CN109126471A - 一种电渗析隔板 - Google Patents

Abstract

本发明公开电渗析隔板，为通过热成型工艺制作形成的一体式隔板，包括起支撑结构的隔网和起密封作用的由弹性材料与隔网热成型在一起所形成的弹性边框，所述隔网的外侧端交叉贯穿固定成型所述弹性边框内，所述弹性边框与隔网具有预定比例的厚度差，以实现在电渗析膜堆压紧情况下借助弹性使所述弹性边框能与隔网完全持平，实现离子交换膜与弹性边框紧密贴合达到完全密封，防止内漏；隔网腔室的连接布水孔与隔网腔室的布水流道内伸入的隔网支撑，以对组器内料液形成湍流使料液混合均匀，且能实现防止离子交换膜塌陷及避免组器内各隔室之间料液渗漏。本发明提高了隔板的平整度和强度，且提高了均相离子交换膜与隔板之间的密封性。

Description

一种电渗析隔板

技术领域

本发明涉及电渗析隔板技术领域，特别是涉及一种电渗析隔板。

背景技术

电渗析技术最初用于海水淡化，海水制盐等工程，而随着反渗透技术发展，电渗析的应用领域便开始减少，只在化工工程脱盐等少数领域有涉及；近年来，随着电渗析技术的发展，现广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业，尤其在制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视，例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。

电渗析是膜分离技术的一个分支，它是在直流电场的作用下，由于点位差的原因，使溶液中的离子产生迁移，又利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中选择分离开来，从而实现溶液的淡化、浓缩等效果。

电渗析设备主要包括电极板、离子交换膜、电渗析隔板以及膜堆夹紧装置等，而电渗析隔板发挥着至关重要的作用，其作用是在阴膜和阳膜之间产生一定的空间，实际应用中会采用上百张电渗析隔板与离子交换膜堆叠，从而形成一个个独立的隔室(浓、淡隔室)，为电渗析装置的正常运行提供水流以及电流的传导。

因此，一般的电渗析隔板需要具备以下几点特性：1)电渗析隔板选材方便多样且制作工艺简便，能缩减设备成本且适用多种工作环境；2)电渗析隔板与离子交换膜之间气密性能好，防止电渗析组器内料液渗漏(外漏)，防止电渗析组器内料液在浓淡隔室间渗漏(内漏)；3)电渗析隔板对电渗析组器中的料液要起到湍流效果，促进料液混合，提高电渗析效率。

如CN2805896Y公开了一种化工分离膜器电渗析的隔板，隔板的中心部位为液流通道支撑网，周边部位为隔板框，隔板框的上、下部位分别设有进出液孔和配集液孔，配集液孔与液流通道支撑网上、下部位之间分别设有布液槽流道，布液槽流道为圆柱形暗沟，虽然可以避免渗漏，但隔板本身厚度很小，暗沟加工非常困难，从而提高了设备成本。

如CN102910713公开了一种水处理技术领域，具体是指一种电渗析装置中的隔板部件，包括板框体、布水流道、布水孔、板心隔网，其中有一半数量的布水孔为椭圆形布水孔，另一半数量的布水孔为半椭圆形布水孔与布水流道连接，并与板框体的内腔贯通，在板框体的一端有另一半数量的椭圆形布水孔，板框体内腔布一张板心隔网。其优点是弹性好、耐强酸强碱与有机溶液溶剂的特点，但布水流道无支撑，长期使用后会造成离子交换膜塌陷，形成内漏,且板心隔网与板框体不是一体式，强度低容易脱落，加工较困难，从而提高了设备成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种电渗析隔板，通过成型工艺及结构上的创新，提高了隔板的平整度和强度，且提高了均相离子交换膜与隔板之间的密封性，并缩减了隔板的制作成本。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种电渗析隔板，为通过热成型工艺制作形成的一体式隔板，包括起支撑结构的交叉编织形成的隔网和起密封作用的由弹性材料与隔网热成型在一起所形成的弹性边框，所述隔网的外侧端交叉贯穿固定成型所述弹性边框内，所述弹性边框与隔网具有预定比例的厚度差，以实现在电渗析膜堆压紧情况下借助弹性使所述弹性边框能与隔网完全持平，实现离子交换膜与弹性边框紧密贴合达到完全密封，防止内漏发生；

所述隔板上形成的隔网腔室的上下两端有布水孔以及连接所述布水孔与隔网腔室的布水流道，所述隔网腔室以及布水流道都有所述隔网支撑，以对组器内料液形成湍流，使料液混合均匀，且能实现防止离子交换膜塌陷以及避免组器内各隔室之间料液渗漏形成内漏。

所述的弹性材料采用EVA，PVC，TPU的一种。

所述的隔网采用PET，PP，尼龙材料中的一种。

本发明的电渗析隔板的隔网与弹性边框，由于上述的结构及工艺连接在一一起，在外力作用下不会分离，隔板结构强度好，抗拉能力强；所述电渗析隔板边框厚度比隔网厚度高出一定比例，且弹性边框具有弹性，在膜堆受力压紧的情况下，边框与离子交换膜紧紧贴紧，外漏密封性能好；所述电渗析隔板的中心的隔网腔室的连接布水孔及隔网腔室的布水流道有隔网支撑，膜堆压紧后，弹性边框压缩至与隔网齐平，隔网均匀地支撑着膜片，很好地防止了离子交换膜的塌陷，防止内漏的产生。

附图说明

图1是本发明的电渗析隔板的示意图。

图2是本发明的电渗析隔板边框的剖面示意图。

图3是电渗析隔板压紧后布水流道的剖面示意图。

图4是本发明的实施例一的电渗析隔板的示意图。

图5是本发明的实施例二的电渗析隔板的示意图。

图6是本发明的实施例三的电渗析隔板的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的电渗析隔板包括支撑结构的交叉编织形成的隔网1和起密封作用的弹性边框2，隔板上形成的隔网腔室的上下两端有布水孔4和连接布水孔及隔网腔室的布水流道3，所述隔网腔室以及布水流道都有隔网支撑，以对组器内料液形成湍流，使料液混合均匀，以提高电渗析的工作效率，所述布水流道内的隔网为隔网腔室内的隔网主体延伸到布水流道内的。

本发明中，所述电渗析隔板的厚度均匀，其弹性边框平整度可控制在0.02mm之内，所述的隔网的四周外缘伸到所述弹性边框的外侧边缘面，与弹性边框的外侧边缘面平齐。

所述隔板的弹性边框与隔网具有一定比例的厚度差d，且弹性边框具有弹性，在电渗析膜堆压紧情况下弹性边框2与隔网1会完全持平。而本发明的隔板采用弹性边框，与离子交换膜100，特别是均相离子交换膜能紧密贴合，密封性好，不会出现外漏。

如所述的弹性边框与隔网厚度差存在的话，离子交换膜在膜堆受力的情况下，厚度方向会产生剪切力，引起离子交换膜的破损。本发明中，所述隔板200在电渗析膜堆压紧情况下，所述的弹性边框与隔网会完全持平，避免了隔板边框与隔网厚度差的存在，有效防止了离子交换膜(特别是均相离子交换膜)的破损。

如隔板布水流道为水槽式或凹槽式，离子交换膜在长期使用后容易陷入布水流道，从而发生膜堆的内漏。而本发明通过所述隔板在布水流道处有隔网支撑，且电渗析膜堆压紧情况下弹性边框与隔网完全持平，可以有效地防止离子交换膜100的塌陷，避免组器内各隔室之间料液渗漏形成内漏，如图3所示，在上下受箭头所示的力作用下被压紧后，在压紧位置A的B位置，均无塌陷，弹性边框与隔网完全持平，避免了因有厚度差而产生剪切力。

如隔板边框与隔网通过烫焊连接的话，隔板在长期使用、膜堆受力的情况下，隔板边框与隔网容易脱离。而本发明所述电渗析隔板由弹性密封材料与隔网通过热成型工艺得到，隔网交叉贯穿于弹性边框之内，结构强度高，抗拉效果好。

所述弹性密封边框可根据实际料液情况而选择合适的材料，如EVA,PVC,TPU(不局限于以上材料)，更好的适应了不同实际工况，扩大适用范围。

所述隔网可根据实际料液情况而选择合适的材料，如PET，PP，尼龙(不局限于以上材料)，更好的适应了不同实际工况，扩大适用范围。

实施例一

如图1，一种特殊电渗析隔板，包括大小为160×300mm的PET隔网与硅胶弹性边框，通过特殊热成型工艺将PET隔网与硅胶弹性材料制成电渗析隔板，大小为160×300mm。电渗析隔板的上下两端设有布水孔，其中一个布水孔通过布水流道与隔网腔室连通；设置布水孔规格为10×12mm的矩形孔(可以是圆形孔或椭圆孔)。

选用不同厚度的PET隔网与硅胶弹性边框，分别得到厚度为0.5mm，0.75mm，0.9mm三种电渗析隔板。

将实施案例一中三种厚度的电渗析隔板与离子交换膜组成膜堆，膜对数量为20对，进行泄漏测试。在0.03MPa的跨膜压力条件下测得，三种隔板的外漏量都为0L/h，厚度为0.5mm的隔板内漏量≤10mL/h；厚度为0.75mm的隔板内漏量≤15mL/h；厚度为0.9mm的隔板≤18mL/h.

实施例二

如图2，一种特殊电渗析隔板，包括大小为400×800mm的尼龙隔网与PVC弹性边框，通过特殊热成型工艺将尼龙隔网与PVC弹性材料制成电渗析隔板，大小为400×800mm。电渗析隔板的上下两端设有4个布水孔(两个为一组)，其中一组布水孔通过布水流道与隔网腔室连通；设置布水孔规格为20×25mm的矩形孔(可以是圆形孔或椭圆孔)。

选用不同厚度的尼龙隔网与PVC弹性边框，分别得到厚度为0.5mm，0.75mm，1mm和1.5mm三种电渗析隔板。

将实施案例二中四种厚度的电渗析隔板与离子交换膜组成膜堆，膜对数量为100对，进行泄漏测试。在0.03MPa的跨膜压力条件下测得，四种隔板的外漏量都为0L/h，厚度为0.5mm的隔板内漏量≤380mL/h；厚度为0.75mm的隔板内漏量≤400mL/h；厚度为1mm的隔板≤400mL/h，厚度为1.5mm的隔板≤420mL/h.

实施例三

如图3，一种特殊电渗析隔板，包括大小为800×1600mm的PP隔网与TPU弹性边框，通过特殊热成型工艺将尼龙隔网与TPU弹性材料制成电渗析隔板，大小为800×1600mm。电渗析隔板的上下两端设有6个布水孔(三个为一组)，其中一组布水孔通过布水流道与隔网腔室连通；设置布水孔规格为25×45mm的矩形孔(可以是圆形孔或椭圆孔)。

选用不同厚度的PP隔网与TPU弹性边框，分别得到厚度为0.5mm，0.75mm，0.9mm三种电渗析隔板。

将实施案例三中三种厚度的电渗析隔板与离子交换膜组成膜堆，膜对数量为250对，进行泄漏测试。在0.03MPa的跨膜压力条件下测得，三种隔板的外漏量都为0L/h，厚度为0.5mm的隔板内漏量≤1.5L/h；厚度为0.75mm的隔板内漏量≤2.0L/h；厚度为0.9mm的隔板≤1.8L/h.

本发明的改进主要在于隔板的成型方式及结构，一般的电渗析隔板都为板框与中心隔网烫焊组合，结构强度较差；为了防止内漏现象，一些电渗析隔板将布水流道设计成暗沟，但由于隔板较薄，加工十分困难，提高了成本。

本发明采用热成型工艺，将隔网与弹性材料经热成型工艺加工成为隔板，加工十分简单方便，且因为隔网贯穿整块隔板，结构强度高，抗拉性能好；另外，弹性边框具有弹性，与隔网具有一定比例的厚度差，在压紧情况下隔板完全平整，所以密封效果好，防止了料液的外漏；在布水流道方面，因为有了隔网的支撑，在压紧后离子交换膜与隔板紧贴，在长期使用的情况下很好地避免了离子交换膜的塌陷，防止内漏现象产生。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电渗析隔板，其特征在于，其为通过热成型工艺制作形成的一体式隔板，包括起支撑结构的交叉编织形成的隔网和起密封作用的由弹性材料与隔网热成型在一起所形成的弹性边框，所述隔网的外侧端交叉贯穿固定成型所述弹性边框内，所述弹性边框与隔网具有预定比例的厚度差，以实现在电渗析膜堆压紧情况下借助弹性使所述弹性边框能与隔网完全持平，实现离子交换膜与弹性边框紧密贴合达到完全密封，防止内漏发生；

所述隔板上形成的隔网腔室的上下两端有布水孔以及连接所述布水孔与隔网腔室的布水流道，所述隔网腔室以及布水流道都有所述隔网支撑，以对组器内料液形成湍流，使料液混合均匀，且能实现防止离子交换膜塌陷以及避免组器内各隔室之间料液渗漏形成内漏。

2.如权利要求1所述的电渗析隔板，其特征在于，所述的弹性材料采用EVA，PVC，TPU的一种。

3.如权利要求1所述的电渗析隔板，其特征在于，所述的隔网采用PET，PP，尼龙材料中的一种。