CN106365273A - 一种多通道电渗析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道电渗析装置。一种多通道电渗析装置，包括上电极板和下电极板，所述上电极板与所述下电极板之间设有圆柱体状膜堆组件，所述膜堆组件沿竖向轴线方向设有多个贯穿所述膜堆组件的料液道，所述上电极板与所述下电极板上均设有极液管，所述极液管上设有极液口，所述极液管通过所述极液口与外界相通，所述上电极板和/或所述下电极板上与所述料液道相应的位置设有至少四个料液口，所述料液口与外界相通一端位于所述上电极板和/或所述下电极板的侧面，所述料液口另一端与所述料液道相通，所述上电极板与所述下电极板上均设有电极接线柱。本发明提供的多通道电渗析装置，具有漏液少、电流效率高、脱盐效率高等优点。

Description

一种多通道电渗析装置

技术领域

本发明涉及水处理装置领域，尤其涉及一种多通道电渗析装置。

背景技术

电渗析装置是直接利用电能分离离子或荷电小分子的装置。电渗折技术己发展成一个大规模的化工单元过程，在膜分离领域占有重要地位。广泛应用于化工脱盐、海水淡化、食品医药和废水处理等领域，在某些地区已成为饮用水的主要生产方法，具有能量消耗少，经济效益显著，装置设计与系统应用灵活，操作维修方便，不污染环境，装置使用寿命长，原水的回收率高等优点。电渗析的核心部件是离子交换膜，主要是利用离子交换膜的选择透过性工作原理，同时在膜的两侧施加一个直流电场使得溶液中的阴阳离子发生定向迁移，由于离子交换膜对阴阳离子的选择透过性不同，从而达到使电解质溶液浓缩和淡化的效果，电渗析装置由若干对离子交换膜组成的膜堆、电极板和锁紧装置组成。在组装膜堆时使用的中间隔板，其主要作用是：对离子交换膜起支撑与隔离作用，布水道与离子交换膜构成不同的布水流道，增加流体的扰动，强化传质过程。

现今工业生产等领域对电渗析装置的要求越来越高，而目前市场上的电渗析装置多为方形，电渗析装置上最多只能设置四个料液道，且存在死角；在电渗析实际的应用过程中，经常会出现溶液泄露、隔室内流体流动不均匀等现象，导致布水流道堵塞、电流效率降低和脱盐效率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道电渗析装置，在电渗析的应用过程中，不会出现溶液泄露、隔室内流体流动不均匀等现象。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多通道电渗析装置，其中，包括上电极板和下电极板，所述上电极板与所述下电极板之间设有圆柱体状膜堆组件，所述膜堆组件沿轴线方向设有多个贯穿所述膜堆组件的料液道，所述料液道均匀设置在以所述膜堆组件的轴线为中心的圆周上，所述上电极板与所述下电极板上均设有极液管，所述极液管上设有极液口，所述极液管通过所述极液口与外界相通，所述上电极板和/或所述下电极板上与所述料液道相应的位置设有至少四个料液口，所述料液口与外界相通的一端位于所述上电极板和/或所述下电极板的侧面，所述料液口另一端与所述料液道相通，所述上电极板与所述下电极板上均设有电极接线柱。

作为优选，所述上电极板、所述膜堆组件和所述下电极板通过外部锁紧装置连接。

作为优选，其特征在于，所述上电极板与所述膜堆组件之间采用密封垫圈进行密封，所述膜堆组件与所述下电极板之间采用密封垫圈进行密封。

作为优选，所述膜堆组件包括阳离子交换膜、阴离子交换膜和电渗析隔板，所述电渗析隔板设于所述阳离子交换膜与所述阴离子交换膜之间，所述电渗析隔板与所述阳离子交换膜及所述阴离子交换膜均设有料液孔，所述电渗析隔板与所述阳离子交换膜及所述阴离子交换膜上对应位置的所述料液孔构成所述料液道。

作为优选，所述电渗析隔板上与所述料液孔相应的位置具有布水流道，所述布水流道与所述电渗析隔板上的所述料液孔相通，所述电渗析隔板上具有所述所述布水流道的料液孔的数量不定，具有所述布水流道的所述料液孔在电渗析隔板的外延伸部上具有相应的标志。

作为优选，所述电渗析隔板、所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜为尺寸相同的圆形状，所述电渗析隔板、所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜通过外部锁紧装置连接。

作为优选，所述上电极板和所述下电极板都为圆形，所述电极接线柱设于所述上电极板与所述下电极板远离所述膜堆组件的一侧的中心位置，所述上电极板与所述下电极板靠近所述膜堆组件的一侧设有凹槽，所述凹槽内设有电极材料。

作为优选，所述料液口包括浓液进口、浓液出口、淡液进口和淡液出口，所述极液口包括极液进口和极液出口。

作为优选，所述料液口的数量为二的整数倍，所述浓液进口的数量、所述浓液出口的数量、所述淡液进口的数量和所述淡液出口的数量都相等。

作为优选，所述料液口均匀设置在以所述上电极板或下电极板的中心为圆心的圆周上，所述料液道为圆形、椭圆形、扇形、正方形、长方形、多边形或弧形。

作为优选，所述外部锁紧装置为卡箍型、螺栓型、气压型或液压型。

本发明的有益效果：本发明提供的多通道电渗析装置，电极板和隔板具有多个进出料液道，电极板和隔板为圆柱形，电渗析装置整体通过外部锁紧装置进行固定，拆卸方便，便于膜堆安装与内部检查，具有漏液少、密封效果好、布水均匀、电流效率高、结构简单合理、膜堆填充密度高、脱盐效率高和应用领域广泛等优点。

附图说明

图1是本发明的多通道电渗析装置整体结构图；

图2是本发明的膜堆组件结构图；

图3是本发明的上电极板的一侧示意图；

图4是本发明的电渗析隔板示意图；

图中：

1、上电极板；2、下电极板；3、膜堆组件；4、料液口；5、电极接线柱；6、极液口；7、极液管；8、凹槽；9、阳离子交换膜；10、阴离子交换膜；11、电渗析隔板；12、布水流道；13、料液道；14、料液孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-4，本发明提供了一种多通道电渗析装置，其中，包括上电极板1和下电极板2，上电极板1与下电极板2之间设有圆柱体状膜堆组件3，膜堆组件3沿竖向轴线方向设有多个贯穿膜堆组件3的料液道13，所述料液道13均匀设置在以所述膜堆组件3的竖向轴线为中心的圆周上，上电极板1与下电极板2上均设有极液管7，极液管7上设有极液口6，极液管7通过极液口6与外界相通，上电极板1或下电极板2上与料液道13相应的位置设有至少四个料液口4，上电极板1与下电极板2也可同时在与料液道13相应的位置设有至少四个料液口4，所述料液口4与外界相通的一端位于所述上电极板1和/或所述下电极板2的侧面，所述料液口4的另一端与所述料液道13相通，上电极板1与下电极板2上均设有电极接线柱5。

上电极板1与下电极板2上设有的电极接线柱5分别与电源的正负极相接，电源在上电极板1与下电极板2之间形成电场。料液通过上电极板1和/或下电极板2上的料液口4进入膜堆组件3中的料液道13，料液中的离子在电源的正负极之间产生的电场作用下分别向相应的方向移动进入到相应的腔室，也即离子从淡室进入浓室。电渗析完成后的料液可经过相应的料液道13从料液口4排出电渗析装置。料液道13均匀设置在以所述膜堆组件3的轴线为中心的圆周上，保证料液道13内料液中的离子受到的电场作用均匀。对于在两极的料液可通过极液管7上的极液口6流出电渗析装置。

上电极板1、膜堆组件3和下电极板2通过外部锁紧装置连接。

现有的电渗析装置大多采用螺栓等内部锁紧装置对电渗析装置进行锁紧，这需要在电渗析装置内部组件上设置相应的装配孔或装配缺口，很大程度上影响了电渗析装置的整体性，且由于零部件生产的误差及装配时的偏差很容易影响电渗析装置的密封性能，导致料液外泄及料液进入不同的腔室造成内部料液的污染，影响生产的准确性。所以本发明通过的电渗析装置采用外部锁紧装置进行锁紧，保持装置的一体性实现装置的密封性能。

上电极板1与膜堆组件3之间采用密封垫圈进行密封，膜堆组件3与下电极板2之间采用密封垫圈进行密封。

在三者之间接触位置采用密封垫圈进行密封是进一步的对电渗析装置进行密封处理，为了消除装置的组成部件自身存在的细小偏差对整体装配的影响。

膜堆组件3包括阳离子交换膜9、阴离子交换膜10和电渗析隔板11，电渗析隔板11设于阳离子交换膜9与阴离子交换膜10之间，电渗析隔板11与阳离子交换膜9及阴离子交换膜10均设有料液孔14，电渗析隔板11与阳离子交换膜9及阴离子交换膜10上对应位置的料液孔14构成料液道13。

为了选择性的对料液中的离子进行分离和收集，膜堆组件3设置阳离子交换膜9、阴离子交换膜10和电渗析隔板11，阴阳离子交换膜交替组装，膜堆组件3上具有多个该装配组。可以高效的实现阴阳离子的淡化与浓缩，多个装配组也给电渗析装置提供了大容量的渗析功能，在工业生产等领域实现大规模量化生产。

电渗析隔板11上与料液孔14相应的位置具有布水流道12，布水流道12与电渗析隔板11上的料液孔14相通，电渗析隔板11上具有布水流道12的料液孔14至少为两个，具有布水流道12的料液孔14在电渗析隔板11的外延伸部上具有相应的标志。

料液孔14上设有布水流道12，料液道13的料液流经每个料液孔14时，若电渗析隔板11的料液孔14具有相通的布水流道12，料液经过布水流道12进入隔板的内腔。电渗析隔板11上具有布水流道12的料液孔14至少为两个，这样可以灵活的使用电渗析隔板11上的布水流道12，在不同的使用要求时选择不同数量的具有布水流道12的料液孔14。这样可以方便高效的进行电渗析过程。

电渗析隔板11、阳离子交换膜9和阴离子交换膜10为尺寸相同的圆形状，电渗析隔板11、阳离子交换膜9和阴离子交换膜10通过外部锁紧装置连接。

为了使膜堆组件3的圆柱体状更加的完整，电渗析隔板11、阳离子交换膜9和阴离子交换膜10为尺寸相同的圆形状，也可以避免装配时存在间隙影响装置的密封性能，都为圆形状也可以减少形成水流死角；电渗析隔板11、阳离子交换膜9和阴离子交换膜10通过外部锁紧装置连接，避免使用影响整体结构一体性的部件，预紧装置在外部就能保持装置的一体性。

上电极板1和下电极板2都为圆形，电极接线柱5设于上电极板1与下电极板2远离所述膜堆组件3的一侧的中心位置，上电极板1与下电极板2靠近所述膜堆组件3的一侧设有凹槽8，所述凹槽8内设有电极材料。

上电极板1和下电极板2都为圆形，且电极接线柱5设于圆的中心位置在实际使用过程中，圆形电极板与膜堆组件3相配合密封性能更好；电极在电极板的中间，电流分布均匀，能效更高。凹槽8内设置电极相关材料，使电极相关材料不影响膜堆组件3与上电极板1与下电极板2之间的密封紧密配合。

料液口4包括浓液进口、浓液出口、淡液进口和淡液出口，极液口6包括极液进口和极液出口，极液口6为长方形，料液口4的数量为二的整数倍，浓液进口的数量、浓液出口的数量、淡液进口的数量和淡液出口的数量都相等。

料液口4只有包括浓液进口、浓液出口、淡液进口和淡液出口，才能实现料液的进出无阻碍，设置极液进口和极液出口是为了极液的循环流动与进入。料液口4上包括了浓液进口、浓液出口、淡液进口和淡液出口，这样在使用过程中对于料液口4的对应功能选择更加灵活，只要有进口和出口就能实现功能。

料液口4均匀设置在以上电极板1或下电极板2的中心为圆心的圆周上，所述料液道13为圆形、椭圆形、扇形或弧形。

外部锁紧装置为卡箍型、螺栓型、气压型或液压型。外部锁紧装置种类繁多，而电渗析装置的使用环境也会多变，为了适应环境提高装置的实际使用性能，在不同的使用环境下可使用不同的预紧装置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多通道电渗析装置，其特征在于，包括上电极板(1)和下电极板(2)，所述上电极板(1)与所述下电极板(2)之间设有圆柱体状膜堆组件(3)，所述膜堆组件(3)沿轴线方向设有多个贯穿所述膜堆组件(3)的料液道(13)，所述料液道(13)均匀设置在以所述膜堆组件(3)的轴线为中心的圆周上，所述上电极板(1)与所述下电极板(2)上均设有极液管(7)，所述极液管(7)上设有极液口(6)，所述极液管(7)通过所述极液口(6)与外界相通，所述上电极板(1)和/或所述下电极板(2)上与所述料液道(13)相应的位置设有至少四个料液口(4)，所述料液口(4)与外界相通的一端位于所述上电极板(1)和/或所述下电极板(2)的侧面，所述料液口(4)的另一端与所述料液道(13)相通，所述上电极板(1)与所述下电极板(2)上均设有电极接线柱(5)。

2.根据权利要求1所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述上电极板(1)、所述膜堆组件(3)和所述下电极板(2)通过外部锁紧装置连接。

3.根据权利要求1或2所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述上电极板(1)与所述膜堆组件(3)之间采用密封垫圈进行密封，所述膜堆组件(3)与所述下电极板(2)之间采用密封垫圈进行密封。

4.根据权利要求1所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述膜堆组件(3)包括阳离子交换膜(9)、阴离子交换膜(10)和电渗析隔板(11)，所述电渗析隔板(11)设于所述阳离子交换膜(9)与所述阴离子交换膜(10)之间，所述电渗析隔板(11)上设有料液孔(14)与料液道(13)。

5.根据权利要求4所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述电渗析隔板(11)上至少两个所述料液孔(14)具有布水流道(12)，所述布水流道(12)与所述电渗析隔板(11)上的所述料液孔(14)相通，具有所述布水流道(12)的所述料液孔(14)在所述电渗析隔板(11)的侧面设有标志。

6.根据权利要求4所述的多通道电渗析装置，所述电渗析隔板(11)、所述阳离子交换膜(9)和所述阴离子交换膜(10)为尺寸相同的圆形状，所述电渗析隔板(11)、所述阳离子交换膜(9)和所述阴离子交换膜(10)通过外部锁紧装置连接。

7.根据权利要求1所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述上电极板(1)和所述下电极板(2)都为圆形，所述电极接线柱(5)设于所述上电极板(1)与所述下电极板(2)远离所述膜堆组件(3)的一侧的中心位置，所述上电极板(1)与所述下电极板(2)靠近所述膜堆组件(3)的一侧设有凹槽(8)，所述凹槽(8)内设有电极材料。

8.根据权利要求1所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述料液口(4)包括浓液进口、浓液出口、淡液进口和淡液出口，所述极液口(6)包括极液进口和极液出口。

9.根据权利要求8所述的多通道电渗析装置，所述料液口(4)的数量为二的整数倍，所述浓液进口的数量、所述浓液出口的数量、所述淡液进口的数量和所述淡液出口的数量都相等。

10.根据权利要求2或6所述的多通道电渗析装置，其特征在于，所述外部锁紧装置为卡箍、螺栓、气压缸或液压缸，所述料液道(13)为圆形、椭圆形、扇形、正方形、长方形、多边形或弧形。