CN109205742A - 一种管式电容去离子脱盐装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管式电容去离子脱盐装置，包括反应器主体(1)，在反应器主体(1)的一端设有含带电粒子污水的进水口(14)，在反应器主体(1)的另一端设有出水口(17)，在进水口(14)设有第一电极端板(31)，在出水口(17)设有第二电极端板(34)，在第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间设有布水器(2)，所述布水器(2)上串接多个平行设置的电极片(32)；第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间通过多根丝杆(4)进行固定并通过所述多根丝杆(4)调整两个电极端板之间的间距以及电极片(32)之间的间距。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容去离子装置，尤其是一种从采用圆形电极片的管式电容去离子脱盐装置。
背景技术
目前国内外已有的主要水除盐技术包括热法、化学法、膜法及电容去离子法等。热法的投资及运行成本均超高，适用于特殊行业，不适用于一般水及大规模应用；膜法包括纳滤、超滤、反渗透等，其出水水质较好，但投资大、运行成本高、有二次污染；而化学法再生时需消耗大量的酸、碱、盐，对环境有极大的污染。
电容去离子法成本低、抗污染能力强、使用简单，尤其适用于高污染水处理，但经过长期的工程化运行发现，现有的电容去离子模块运行过程中由于单片电极面积较大(1800*450mm)，导致吸附不均衡且部分电极老化严重；有的的装置内部结垢、密封胶老化漏水等问题，进而不可避免的出现了“跑冒滴漏”以及脱盐率下降等现象。此时，就需要对设备进行修复或更换，但是由于目前的电容去离子模块是全密封的，而且体积大、质量重，拆卸和更换极其不方便，如果需要更换电极则必须整体更换才行，这样会造成浪费和成本的不断上升。而采用新型圆片电极的管式电容去离子装置则可以避免上述现象的出现。
发明内容
本发明设计了一种管式电容去离子脱盐装置，其解决的技术问题是目前的电容去离子脱盐装置是全密封结构，而且体积大，质量重，拆卸和更换极其不方便，如果需要更换电极则必须整体更换才行，这样会造成浪费和成本的不断上升。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：
一种管式电容去离子脱盐装置，包括反应器主体(1)，在反应器主体(1)的一端设有含带电粒子污水的进水口(14)，在反应器主体(1)的另一端设有出水口(17)，在进水口(14)设有第一电极端板(31)，在出水口(17)设有第二电极端板(34)，在第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间设有布水器(2)，所述布水器(2)与第一电极端板(31)连接的一端封闭，布水器(2)另一端穿过第二电极端板(34)并与出水口(17)连通，布水器(2)的表面设有复数个进水孔；所述布水器(2)上串接多个平行设置的电极片(32)；含带电粒子的污水依次通过进水口(14)、反应器主体(1)与第一电极端板(31)之间的垂直水道(18)、反应器主体(1)与多个电极片(15)之间的水平水道(16)、相邻两个电极片(32)之间的垂直水道、布水器(2)的进水孔以及出水口(17)，其特征在于：第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间通过多根丝杆(4)进行固定并通过所述多根丝杆(4)调整两个电极端板之间的间距以及电极片(32)之间的间距。
进一步，所述多根丝杆(4)位于所述水平水道(16)中。
进一步，反应器主体(1)的进水口(14)通过法兰(11)、法兰盲板(12)以及多个螺栓(13)进行密封和固定；和/或反应器主体(1)的出水口(17)也通过法兰(11)、法兰盲板(12)以及多个螺栓(13)进行密封和固定。
进一步，还包括两个导电板，两个导电板一面分别嵌入在第一电极端板(31)与第二电极端板(34)内部，两个导电板另一面分别与各自相邻的电极片(32)通过导电胶粘结，两个导电板四周通过密封胶密封避免与水的直接接触。
进一步，还包括第一接线柱(33)和第二接线柱(35)，第一接线柱(33)通过第一电极端板(31)与一个导电板连接，第二接线柱(35)通过第二电极端板(34)与另一个导电板连接，第一接线柱(33)和第二接线柱(35)都使用绝缘圆管进行包裹。
进一步，所述电极片(32)为三维电极，其材质采用颗粒活性炭、活性炭毡、碳纳米管、碳气凝胶或石墨烯。
进一步，所述电极片(32)包括正极和负极，在正极表面包含一层阳离子阻挡层，或/和在负极表面包含一层阴极阻挡层；所述阳离子阻挡层仅允许阴离子通过，阳离子无法通过；所述阴极阻挡层仅允许阳离子通过，阴离子无法通过。
进一步，所述多个电极片(32)除了最外端的两个为单面电极，其他的电极片(32)都为双面电极。
进一步，在反应器主体(1)上还设有排水管(15)，其将反应器主体(1)所储存浓度高的污水直接放空，所述浓度高的污水为电极片(32)充分放电后在反应器主体(1)形成的污水；所述排水管(15)设有排水阀门(151)。
该管式电容去离子脱盐装置具有以下有益效果：
(1)本发明第一电极端板与第二电极端板的连接结构使得通过调节丝杆可以有效控制电极片之间的距离，并且由于丝杆的固定作用，可以避免电极由于运输或者水流冲击造成的侧向滑动。
(2)本发明优化了电极两侧端板，导电板嵌入在端板内部与电极之间用导电胶粘结，四周密封胶密封，避免了导电端板与水的直接接触，不仅增加了使用寿命，还避免了因导电板的腐蚀引起的接触不好或加不上电导致去除效果下降的问题。
(3)本发明反应器主体两端由原本使用密封性能好且有绝缘效果的胶进行密封处理改成了法兰式结构，改变了过去加工过程和后期的维护或更换电极难度变大，而使用法兰具有加工方便，维护更换电极方便，而且还可以根据来水水质和出水指标的要求使2个或多个反应器通过法兰直接相连，以达到提高出水指标的目的。
(4)本发明优化了接线柱的结构，由于绝缘材质的圆管能包围住接线柱，且与两个端板之间用胶密封，所以不会与水接触。
(5)由于本发明采用管式结构，体积更小，方便运输和安装，占地面积小，组装也更加方便快捷。
(6)本发明采用圆形片状电极的管式电容去离子脱盐装置，单片电极面积小，且不易造成通道堵塞的情况。
(7)本发明装置机构设计合理、内部阻力更小，只需要提高一个较小的动力即可实现水的进出，节省了部分动力能耗。
(8)本发明装置采用从四周进水，中间布水器出水的方式，使得电极各部位吸附更加均衡，不会造成局部结垢的现象，有利于装置的长期稳定运行。
(9)本发明装置由于单片电极尺寸较小，使得水流的流程较短，因此更有利于离子在电极内部及通道内的扩散，即可以缩短电容去离子设备的工作周期和再生的时间。
(10)本发明装置尤其适合采用放空再生工艺，可以极大程度的提升系统的产水率。
(11)本发明装置与通电再生工艺结合，能够在缩短再生时间的同时进一步改善再生效果。
(12)本发明装置两端采用法兰进行连接，因此可根据实际的出水水质要求使两个或多个装置通过法兰组合在一起，即节省了成本，又提高了脱盐率。
(13)本发明装置内部通过四根支架与两侧电极端板相连，即起到了固定和支撑电极的作用，又使得后期的设备检修以及核心电极的更换非常简单，节省了后期的运行和维护成本。
附图说明
图1：本发明管式电容去离子脱盐装置的结构示意图；
图2：本发明第一电极端板与第二电极端板连接示意图；
图3：本发明管式电容去离子脱盐装置的进水口和出水口的结构示意图。
附图标记说明：
1-反应器主体；11-法兰；12-法兰盲板；13-螺栓；14-进水口；15-排水管；151-排水阀门；16-水平水道；17-出水口；18-垂直水道；2-布水器；31-第一电极端板；32-电极片；33-第一接线柱；34-第二电极端板；341-通水孔；35-第二接线柱；4-丝杆；41-连接柱。
具体实施方式
下面结合图1至图3，对本发明做进一步说明：
一种管式电容去离子脱盐装置，包括反应器主体1，在反应器主体1的一端设有含带电粒子污水的进水口14，在反应器主体1的另一端设有出水口17，在进水口14设有第一电极端板31，在出水口17设有第二电极端板34，在第一电极端板31与第二电极端板34之间设有布水器2，布水器2与第一电极端板31连接的一端封闭，布水器2另一端穿过第二电极端板34并与出水口17连通，布水器2的表面设有复数个进水孔；布水器2上串接多个平行设置的电极片32；含带电粒子的污水依次通过进水口14、反应器主体1与第一电极端板31之间的垂直水道18、反应器主体1与多个电极片15之间的水平水道16、相邻两个电极片32之间的垂直水道、布水器2的进水孔以及出水口17，第一电极端板31与第二电极端板34之间通过多根丝杆4进行固定并通过多根丝杆4调整两个电极端板之间的间距以及电极片32之间的间距。多根丝杆4位于水平水道16中，丝杆4可以通过连接柱41与第一电极端板31连接。
反应器主体1的进水口14通过法兰11、法兰盲板12以及多个螺栓13进行密封和固定；和/或反应器主体1的出水口17也通过法兰11、法兰盲板12以及多个螺栓13进行密封和固定。
还包括两个导电板，两个导电板一面分别嵌入在第一电极端板31与第二电极端板34内部，两个导电板另一面分别与各自相邻的电极片32通过导电胶粘结，两个导电板四周通过密封胶密封避免与水的直接接触。
还包括第一接线柱33和第二接线柱35，第一接线柱33通过第一电极端板31与一个导电板连接，第二接线柱35通过第二电极端板34与另一个导电板连接，第一接线柱33和第二接线柱35都使用绝缘圆管进行包裹。使用接线柱的目的是使从电源正负极出来的导线能更好地与电极端板相连，既保证导电的效果，又要避免与水的直接接触而造成腐蚀。
电极片32为三维电极，其材质采用颗粒活性炭、活性炭毡、碳纳米管、碳气凝胶或石墨烯。
电极片32包括正极和负极，在正极表面包含一层阳离子阻挡层，或/和在负极表面包含一层阴极阻挡层；阳离子阻挡层仅允许阴离子通过，阳离子无法通过；阴极阻挡层仅允许阳离子通过，阴离子无法通过。
多个电极片32除了最外端的两个为单面电极，其他的电极片32都为双面电极。
在反应器主体1上还设有排水管15，其将反应器主体1所储存浓度高的污水直接放空，浓度高的污水为电极片32充分放电后在反应器主体1形成的污水；排水管15设有排水阀门151。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种管式电容去离子脱盐装置，包括反应器主体(1)，在反应器主体(1)的一端设有含带电粒子污水的进水口(14)，在反应器主体(1)的另一端设有出水口(17)，在进水口(14)设有第一电极端板(31)，在出水口(17)设有第二电极端板(34)，在第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间设有布水器(2)，所述布水器(2)与第一电极端板(31)连接的一端封闭，布水器(2)另一端穿过第二电极端板(34)并与出水口(17)连通，布水器(2)的表面设有复数个进水孔；所述布水器(2)上串接多个平行设置的电极片(32)；含带电粒子的污水依次通过进水口(14)、反应器主体(1)与第一电极端板(31)之间的垂直水道(18)、反应器主体(1)与多个电极片(15)之间的水平水道(16)、相邻两个电极片(32)之间的垂直水道、布水器(2)的进水孔以及出水口(17)，其特征在于：第一电极端板(31)与第二电极端板(34)之间通过多根丝杆(4)进行固定并通过所述多根丝杆(4)调整两个电极端板之间的间距以及电极片(32)之间的间距。
2.根据权利要求1所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：所述多根丝杆(4)位于所述水平水道(16)中。
3.根据权利要求1或2所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：反应器主体(1)的进水口(14)通过法兰(11)、法兰盲板(12)以及多个螺栓(13)进行密封和固定；和/或反应器主体(1)的出水口(17)也通过法兰(11)、法兰盲板(12)以及多个螺栓(13)进行密封和固定。
4.根据权利要求3所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：还包括两个导电板，两个导电板一面分别嵌入在第一电极端板(31)与第二电极端板(34)内部，两个导电板另一面分别与各自相邻的电极片(32)通过导电胶粘结，两个导电板四周通过密封胶密封避免与水的直接接触。
5.根据权利要求4所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：还包括第一接线柱(33)和第二接线柱(35)，第一接线柱(33)通过第一电极端板(31)与一个导电板连接，第二接线柱(35)通过第二电极端板(34)与另一个导电板连接，第一接线柱(33)和第二接线柱(35)都使用绝缘圆管进行包裹。
6.根据权利要求1-5中任何一项所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：所述电极片(32)为三维电极，其材质采用颗粒活性炭、活性炭毡、碳纳米管、碳气凝胶或石墨烯。
7.根据权利要求6所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：所述电极片(32)包括正极和负极，在正极表面包含一层阳离子阻挡层，或/和在负极表面包含一层阴极阻挡层；所述阳离子阻挡层仅允许阴离子通过，阳离子无法通过；所述阴极阻挡层仅允许阳离子通过，阴离子无法通过。
8.根据权利要求7所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：所述多个电极片(32)除了最外端的两个为单面电极，其他的电极片(32)都为双面电极。
9.根据权利要求1-8中任何一项所述管式电容去离子脱盐装置，其特征在于：在反应器主体(1)上还设有排水管(15)，其将反应器主体(1)所储存浓度高的污水直接放空，所述浓度高的污水为电极片(32)充分放电后在反应器主体(1)形成的污水；所述排水管(15)设有排水阀门(151)。
10.一种管式电容去离子脱盐装置的串联结构，其特征在于：包括多个权利要求3-9中任何一项所述管式电容去离子脱盐装置，相邻两个管式电容去离子脱盐装置共用一所述法兰(11)、一所述法兰盲板(12)以及多个所述螺栓(13)进行连接。
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