CN109851006A - 一种电容式离子筛选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种电容式离子筛选装置，包括交流电源、筛选流道、电流收集器、循环泵和积液池；交流电源连接电流收集器，为电流收集器提供交流电源；电流收集器位于筛选流道的两侧，与筛选流道固定连接；筛选流道位于循环泵的一侧，与循环泵相连接，工质在筛选流道内自由流通；积液池位于循环泵的一侧，与循环泵相连接，固定在厂房内，承载待分离的工质；循环泵位于积液池和筛选流道之间，为工质流动提供动力。本发明提供的一种电容式离子筛选装置，通过通过加入周期性地交流电压输入，使得工质中，部分离子被分离，部分离子被保留，实现电解质离子的选择性分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容式离子筛选装置。
背景技术
电容去离子(CDI)，是一种基于双电层电容理论的水质淡化净化技术。其基本原理是在电极上施加低电压后，溶液中阳离子、阴离子或带电粒子在电场力和浓度梯度作用下分别向两极迁移，吸附于电极表面形成双电层，从而达到脱盐或净化的目的。电容去离子通过施加静电场强制离子向带有相反电荷的电极处移动。由于碳材料,如活性炭和碳气凝胶等制成的电极,不仅导电性能良好,而且具有很大的比表面积,置于静电场中时会在其与电解质溶液界面处产生很强的双电层。双电层的厚度只有1～10nm,却能吸引大量的电解质离子,并储存一定的能量。一旦除去电场,吸引的离子被释放到本体溶液中,溶液中的浓度升高。这样，完成吸附与解吸附的过程。
在传统的去离子工艺中没有筛选能力，凡是可以分离的离子全都会被正负极所吸收，如此使用价值就变低，在很多工质中，需要将特定的离子进行分离，因此电容去离子的方式就无法采用，而特定离子的特定分离又需要进行特定的装置进行操作，会导致成本的增加，影响总体生产效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种电容式离子筛选装置，旨在利用交流电和不同离子分离速度的不同，反复循环待分离工质，通过不同周期进行筛选离子，保证循环后的工质只分离特定的离子，提高产出效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电容式离子筛选装置，包括交流电源、筛选流道、电流收集器、循环泵和积液池；所述的交流电源连接所述的电流收集器，为所述的电流收集器提供交流电源；所述的电流收集器位于所述的筛选流道的两侧，与所述的筛选流道固定连接；所述的筛选流道位于所述的循环泵的一侧，与所述的循环泵相连接，工质在所述的筛选流道内自由流通；所述的积液池位于所述的循环泵的一侧，与所述的循环泵相连接，固定在厂房内，承载待分离的工质；所述的循环泵位于所述的积液池和筛选流道之间，为工质流动提供动力。
进一步的，所述的电流收集器包括阳极和阴极，所述的阳极和阴极对称分布在所述的筛选流道的两侧，连接所述的交流电源。
进一步的，所述的电流收集器在所述的交流电源下接收不同周期的电流，在峰值电流时使得所述的阳极和阴极在充电时吸收离子，而特定的离子在此时分离，在谷值电流时，其他离子回归工质，特定离子依旧被所述的电流收集器吸附，如此循环将工质内的特定离子进行吸附，而不吸附其他离子。
进一步的，所述的电流收集器为平板型外形。
进一步的，所述的电流收集器为网状外形。
进一步的，所述的电流收集器采用普通多孔介质材料。
进一步的，所述的电流收集器采用法拉第反应电极。
进一步的，所述的交流电源采用可控编程电源，根据不同离子的特性调节相对应的交流电电源。
与现有技术相比，本发明提供的一种电容式离子筛选装置，通过通过加入周期性地交流电压输入，使得工质中，部分离子被分离，部分离子被保留，实现电解质离子的选择性分离。
附图说明
图1示出本发明的结构示意图。
图2示出本发明的电压周期原理图。
其中：1.交流电源、2.筛选流道、3.电流收集器、4.循环泵、5.积液池、6.阳极、7.阴极。
具体实施方式
如图所示，一种电容式离子筛选装置，包括交流电源1、筛选流道2、电流收集器3、循环泵4和积液池5；所述的交流电源1连接所述的电流收集器3，为所述的电流收集器3提供交流电源1；所述的电流收集器3位于所述的筛选流道2的两侧，与所述的筛选流道2固定连接；所述的筛选流道2位于所述的循环泵4的一侧，与所述的循环泵4相连接，工质在所述的筛选流道2内自由流通；所述的积液池5位于所述的循环泵4的一侧，与所述的循环泵4相连接，固定在厂房内，承载待分离的工质；所述的循环泵4位于所述的积液池5和筛选流道2之间，为工质流动提供动力。
进一步的，所述的电流收集器3包括阳极6和阴极7，所述的阳极6和阴极7对称分布在所述的筛选流道2的两侧，连接所述的交流电源1。
进一步的，所述的电流收集器3在所述的交流电源1下接收不同周期的电流，在峰值电流时使得所述的阳极6和阴极7在充电时吸收离子，而特定的离子在此时分离，在谷值电流时，其他离子回归工质，特定离子依旧被所述的电流收集器3吸附，如此循环将工质内的特定离子进行吸附，而不吸附其他离子。
进一步的，所述的电流收集器3为平板型外形。
进一步的，所述的电流收集器3为网状外形。
进一步的，所述的电流收集器3采用普通多孔介质材料。
进一步的，所述的电流收集器3采用法拉第反应电极。
进一步的，所述的交流电源1采用可控编程电源，根据不同离子的特性调节相对应的交流电电源。
本发明中，将需要分离的混合溶液至于积液池5中，由循环泵4反复地导入筛选流道2中，期间，交流电源1提供随时间交替变化的电压输入至电流收集器(阳极)6和电流收集器(阴极)7上，电压的交替频率和大小由需要选择性分离的盐分成分与含量决定。由图2所示，每个充电周期中，不同的盐分会以不同的速率从工质中分离；同样，每个放电周期中，不同的盐分会以不同的速率返回工质中。经过多个周期，返回积液池5中的工质，只有被特定种类的盐分被分离了，其余的盐分没有被分离。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种电容式离子筛选装置，其特征在于，包括交流电源、筛选流道、电流收集器、循环泵和积液池；所述的交流电源连接所述的电流收集器，为所述的电流收集器提供交流电源；所述的电流收集器位于所述的筛选流道的两侧，与所述的筛选流道固定连接；所述的筛选流道位于所述的循环泵的一侧，与所述的循环泵相连接，工质在所述的筛选流道内自由流通；所述的积液池位于所述的循环泵的一侧，与所述的循环泵相连接，固定在厂房内，承载待分离的工质；所述的循环泵位于所述的积液池和筛选流道之间，为工质流动提供动力。
2.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器包括阳极和阴极，所述的阳极和阴极对称分布在所述的筛选流道的两侧，连接所述的交流电源。
3.如权利要求2所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器在所述的交流电源下接收不同周期的电流，在峰值电流时使得所述的阳极和阴极在充电时吸收离子，而特定的离子在此时分离，在谷值电流时，其他离子回归工质，特定离子依旧被所述的电流收集器吸附，如此循环将工质内的特定离子进行吸附，而不吸附其他离子。
4.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器为平板型外形。
5.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器为网状外形。
6.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器采用普通多孔介质材料。
7.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的电流收集器采用法拉第反应电极。
8.如权利要求1所述的一种电容式离子筛选装置，其特征在于，所述的交流电源采用可控编程电源，根据不同离子的特性调节相对应的交流电电源。
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