【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及于電吸附，特別是涉及一種電吸附裝置及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、電吸附(capacitive?deionization，cdi)技術(shù)作為一種高效且可持續(xù)的海水及高鹽廢水脫鹽方法，近年來受到了廣泛關(guān)注。cdi單元通常由石墨載流板、電極、分隔材料(例如離子交換膜或多孔膜)以及通水流道組成。通水流道作為cdi單元的核心組件之一，負(fù)責(zé)傳輸待處理水，并確保其能夠在電極之間流動(dòng)，當(dāng)電極兩端施加電壓時(shí)，產(chǎn)生的電勢(shì)差促使水中的離子被吸附到與其帶相反電荷的電極表面上，或是被存儲(chǔ)于電極/水界面形成的雙電層區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)高鹽水脫鹽。因此，通水流道的設(shè)計(jì)對(duì)于提升cdi單元的物質(zhì)傳遞效率、脫鹽效能以及產(chǎn)水能力至關(guān)重要。
2、現(xiàn)有的cdi裝置中，采用傳統(tǒng)水平布置的通水流道結(jié)構(gòu)，例如中國專利文獻(xiàn)cn104817143a，隨著處理過程進(jìn)行，待處理水的鹽濃度會(huì)逐漸下降，導(dǎo)致近入口處電極與近出口處電極間吸附不均勻，造成電極頭尾的老化速度不一，這對(duì)電極的使用壽命及脫鹽效率均構(gòu)成了不利影響。如圖10和圖11所示，現(xiàn)有cdi裝置經(jīng)過5000次循環(huán)后，活性炭電極吸附層頭部的老化程度明顯高于尾部。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，電極吸附層壽命長和提高脫鹽效率高的電吸附裝置。本專利技術(shù)進(jìn)一步提供了一種適用性強(qiáng)、處理效率高和工作連續(xù)性高的電吸附系統(tǒng)。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、一種電吸附裝置，包
4、所述載流板件包括平行設(shè)置的第一載流板和第二載流板、以及設(shè)于第一載流板和第二載流板之間的第三載流板，所述第一載流板和第二載流板分別與第一電源極連接，所述第三載流板與第二電源極連接，所述第一電源極和第二電源極極性相反；
5、所述電極吸附層包括第一吸附層、第二吸附層、第三吸附層和第四吸附層，所述第一吸附層位于所述第一載流板的下表面，所述第二吸附層位于第三載流板的上表面，所述第三吸附層位于第三載流板的下表面，所述第四吸附層位于第二載流板的上表面；
6、所述第一吸附層、第二吸附層間隔設(shè)置形成第一通水流道，所述第三吸附層和第二吸附層間隔設(shè)置形成第二通水流道，所述第二通水流道的出口與第一通水流道的入口連通形成流道，原水從第二通水流道的入口流入至第一通水流道的出口流出以進(jìn)行脫鹽，
7、所述第一吸附層、第二吸附層、第三吸附層和第四吸附層的厚度分別沿脫鹽過程的水流方向逐漸減小。
8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
9、在垂直于第一載流板和第一通水流道任意截面上，所述第二吸附層的厚度為d2，所述第一吸附層的厚度為d1，滿足d2＞d1；和/或
10、在垂直于第二載流板和第二通水流道任意截面上，所述第三吸附層的厚度為d3，所述第四吸附層的厚度為d4，滿足d4＞d3。
11、d1：d2＝0.5～0.99：1；和/或
12、d3：d4＝0.5～0.99：1。
13、所述第一通水流道入口處第一吸附層和第二吸附層的厚度之和為s1，所述第一通水流道出口處第一吸附層和第二吸附層的厚度之和為s2，滿足s2：s1＝0.5～0.99：1；和/或
14、所述第二通水流道入口處第三吸附層和第四吸附層的厚度之和為s1’，所述第二通水流道出口處第三吸附層和第四吸附層的厚度之和為s2’，滿足s2’：s1’＝0.5～0.99：1。
15、所述第三載流板相對(duì)于第一載流板或第二載流板傾斜設(shè)置；
16、所述第一通水流道和/或第二通水流道的橫截面積分別沿脫鹽過程的水流方向逐漸減小。
17、脫鹽時(shí)，所述第一通水流道入口處的橫截面積為a1，出口處的橫截面積為a2，滿足a1：a2＝1：0.8～0.99；和/或
18、脫鹽時(shí)，所述第二通水流道入口處的橫截面積為a1’，出口處的橫截面積為a2’，滿足a1’：a2’＝1：0.8～0.99。
19、所述流道內(nèi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水凸起。
20、所述導(dǎo)水凸起的中心軸與流道水流方向具有夾角α，α在10°～70°之間。
21、多個(gè)所述電極吸附模塊上下堆疊連接，相鄰所述電極吸附模塊中，在上電極吸附模塊的第二通水流道的入口與在下所述電極吸附模塊中第一通水流道的出口連通，在上電極吸附模塊的第二載流板為在下電極吸附模塊的第一載流板。
22、一種電吸附系統(tǒng)，包括原水管道、清水管道、濃水管道以及多個(gè)上述的電吸附裝置，所述原水管道通過第一閥門與各電吸附裝置中最下層第二通水流道的入口連通、通過第四閥門與各電吸附裝置中最上層第一通水流道的出口連通，所述清水管道通過第二閥門與各電吸附裝置中最上層第一通水流道的出口連通，所述濃水管道通過第三閥門與各電吸附裝置中最下層第二通水流道的入口連通。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：
24、本專利技術(shù)的電吸附裝置，由于原水的鹽濃度會(huì)隨脫鹽進(jìn)行逐漸下降，通過各電極吸附層的厚度沿脫鹽過程的水流方向逐漸減小，使得各電極吸附層頭尾吸附更加均勻，提高電極吸附層頭部與尾部吸附過程的一致性，降低各電極吸附層頭尾的非對(duì)稱老化，延長電極吸附層壽命和提高脫鹽效率；通過第三載流板設(shè)置于第一載流板和第二載流板之間，形成兩組吸附層和兩條通水流道，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；通過原水逆向流動(dòng)和反轉(zhuǎn)電源的正負(fù)極，即可對(duì)電吸附裝置進(jìn)行再生，恢復(fù)電極的吸附能力，再生過程簡(jiǎn)單。
25、本專利技術(shù)的電吸附系統(tǒng)，通過控制不同閥門的通斷，可實(shí)現(xiàn)不同的工作模式，適用性強(qiáng)；可以將多個(gè)電吸附裝置并聯(lián)同步脫鹽和再生，能夠?qū)Υ罅髁康脑M(jìn)行處理，處理效率高；可以將并聯(lián)的多個(gè)電吸附裝置分為兩組分別進(jìn)行脫鹽和再生，可以使得始終至少有一組電吸附裝置在進(jìn)行脫鹽，工作連續(xù)性高。
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1.一種電吸附裝置，包括至少一個(gè)電吸附模塊，其特征在于：所述電極吸附模塊包括電極吸附層(3)、流道(2)和載流板件(1)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：在垂直于第一載流板(11)和第一通水流道(21)任意截面上，所述第二吸附層(32)的厚度為d2，所述第一吸附層(31)的厚度為d1，滿足d2＞d1；和/或
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電吸附裝置，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電吸附裝置，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電吸附裝置，其特征在于：脫鹽時(shí)，所述第一通水流道(21)入口處的橫截面積為A1，出口處的橫截面積為A2，滿足A1：A2＝1：0.8～0.99；和/或
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：所述流道(2)內(nèi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水凸起(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電吸附裝置，其特征在于：所述導(dǎo)水凸起(4)的中心軸與流道(2)水流方向具有夾角α，α在10°～70°之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中
10.一種電吸附系統(tǒng)，其特征在于：包括原水管道(61)、清水管道(62)、濃水管道(63)以及多個(gè)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電吸附裝置，所述原水管道(61)通過第一閥門(71)與各電吸附裝置中最下層第二通水流道(22)的入口連通、通過第四閥門(74)與各電吸附裝置中最上層第一通水流道(21)的出口連通，所述清水管道(62)通過第二閥門(72)與各電吸附裝置中最上層第一通水流道(21)的出口連通，所述濃水管道(63)通過第三閥門(73)與各電吸附裝置中最下層第二通水流道(22)的入口連通。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電吸附裝置，包括至少一個(gè)電吸附模塊，其特征在于：所述電極吸附模塊包括電極吸附層(3)、流道(2)和載流板件(1)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：在垂直于第一載流板(11)和第一通水流道(21)任意截面上，所述第二吸附層(32)的厚度為d2，所述第一吸附層(31)的厚度為d1，滿足d2＞d1；和/或
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電吸附裝置，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電吸附裝置，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電吸附裝置，其特征在于：脫鹽時(shí)，所述第一通水流道(21)入口處的橫截面積為a1，出口處的橫截面積為a2，滿足a1：a2＝1：0.8～0.99；和/或
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電吸附裝置，其特征在于：所述流道(2)內(nèi)設(shè)有多個(gè)導(dǎo)水凸起(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電吸附裝置，其特征在于：所述導(dǎo)水凸起...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：付詩瑗，韋克鋼，林清泉，懷楊楊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江西銅業(yè)技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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