CN112110578A - 能量可回收的混合电容去离子智能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能量可回收的混合电容去离子智能设备，由海水淡化系统、能量回收系统、远程监控系统组成；海水经海水淡化系统进行淡化，能量回收系统将海水淡化系统脱盐处理时电极再生产生的能量进行存储或再利用，远程监控系统对海水淡化系统及能量回收系统运行时产生的各项数据处理后发送至终端，终端可保存、查看及分析数据，并将分析后得到的指令发送至海水淡化系统及能量回收系统。本发明采用一种并联充电，串联放电的电路板，可以免除电极的阴阳离子交换膜的使用，缩减运营成本，降低对海水处理的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种海水淡化设备，尤其涉及一种能量可回收的混合电容去离子智能设备。
背景技术
海水淡化是从海水中取得淡水的过程。实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法，现市场化的海水淡化技术中热法和膜法是主流技术，但这些方法在处理海水过程中都消耗了大量的能源，其中闪蒸法耗能大，占地面积大，所得水为蒸馏水不可直接饮用。膜法有电渗透和RO技术，此种技术对处理水水质有较高要求，其核心部件阴阳离子交换膜易损坏，同时现有的CDI技术也需要阴阳离子交换膜对电极吸附和脱附的离子进行选择，使得海水淡化设备成本较高。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种通过并联充电，串联放电的电路板以免除电极的阴阳离子交换膜的使用，并可以能量回收的智能不对称电容器除盐设备。
技术方案：本发明由海水淡化系统、能量回收系统、远程监控系统组成；海水经海水淡化系统进行淡化，能量回收系统将海水淡化系统脱盐处理时电极再生产生的能量进行存储或进行再利用，远程监控系统将海水淡化系统运行时产生的各项数据，处理后发送至终端，终端可保存、查看及分析数据，并将分析后得到的指令发送至海水淡化系统及能量回收系统。
进一步的，所述的海水淡化系统包括海水预处理装置、不对称电容器脱盐装置、海水后处理装置、储水池。
进一步的，所述的海水预处理装置包括PP棉柱、活性炭柱、抽水装置。
进一步的，所述的不对称电容器脱盐装置包括电容去离子装置、检测水池、电导率仪。
进一步的，所述的电容去离子装置包括正极钠锰氧化物电极和负极活性碳电极，用于吸附海水中负离子和正离子。
进一步的，所述的能量回收系统包括串、并联电路板、升压装置、储能装置、电量监控装置。
进一步的，所述的升压装置用于提升不对称电容器脱盐装置脱盐处理时电极再生产生的电压。
进一步的，所述的远程监控系统包括传感器、PLC系统、无线通信模块、分析模块、终端、云端服务器。
有益效果：与现有技术相比，本发明有以下显著效果：本发明通过并、串联电路板在放电时外加升压装置使得混合电容器完全自放电，无需外加电压，此过程可以免除电极的阴阳离子交换膜的使用，大大缩减运营成本，降低对海水处理的要求，应用范围更加广泛，另外也可以将能量回收再利用，并且可远程控制。
附图说明
图1为本发明工作流程图；
图2为本发明系统示意图。
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明由海水淡化系统15、能量回收系统16、远程监控系统组成17；海水淡化系统15包括海水预处理装置、不对称电容器脱盐装置、海水后处理装置、储水池。海水预处理装置包括PP棉柱3、活性炭柱4、抽水装置2。不对称电容器脱盐装置包括电容去离子装置5、检测水池10、电导率仪9。能量回收系统包括串、并联电路板6、升压装置7、储能装置8、电量监控装置14。远程监控系统17包括传感器、PLC系统、无线通信模块、分析模块、终端、云端服务器。抽水装置2将原海水1泵入海水预处理装置，原海水经PP棉柱3吸附经氧化剂和有机絮凝剂初级沉降池处理后的海水中的大颗粒沉淀物后，活性炭柱4吸附过滤后海水中的有色物质及大分子物质以得到预处理后的海水，所得预处理海水经抽水装置抽至不对称电容器5脱盐，正极钠锰氧化物电极和负极活性碳电极，用于吸附海水中负离子和正离子，通过电导率仪9分析，区分出浓水及淡水，浓水泵入浓水池11，期间电能通过电极再生回收储存至储能装置8，串、并联电路板6提升和快速释放不对称电容器脱盐装置脱盐处理时电极再生产生的电压和能量，升压装置7提升不对称电容器脱盐装置脱盐处理电极再生产生的电压，使得混合电容器完全自放电，无需外加电压，再通过串联放电给电容器提供电能，实现能源循环利用，所得淡水经过紫外线杀菌部件12杀菌处理生成产品水，泵入产品水池13。海水处理过程中的水流量，电极装置充电所需电量，不同过滤等级海水的氯离子浓度及电导率数据通过流量传感器、氯离子浓度传感器及电导率传感器收集并经无线通信模块传送至远程监控系统17的终端，终端用于显示并将数据发送至云端服务器，云端服务进行存储或读取操作，远程监控系统17中的分析模块处理，解析数据，把指令经无线通信模块发送给海水淡化系统15及能量回收系统16，实现远程实时检测、分析及控制。
Claims (6)
1.一种能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：由海水淡化系统(15)、能量回收系统(16)、远程监控系统(17)组成；原海水(1)经海水淡化系统(15)进行淡化，能量回收系统(16)将海水淡化系统脱盐处理时电极再生产生的能量进行存储或进行再利用，远程监控系统(17)将海水淡化系统(15)及能量回收系统(16)运行时产生的各项数据处理后发送至终端，终端可保存、查看及分析数据，并将分析后得到的指令发送至海水淡化系统(15)及能量回收系统(16)。
2.根据权利要求1所述的能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：所述的海水淡化系统(15)包括海水预处理装置、不对称电容器脱盐装置、海水后处理装置、储水池；海水预处理装置将原海水(1)预处理后，经不对称电容器脱盐装置脱盐后泵入海水后处理装置进行杀灭微生物后泵入储水池。
3.根据权利要求2所述的能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：所述的不对称电容器脱盐装置包括电容去离子装置(5)、检测水池(10)、电导率仪(9)；电容去离子装置(5)对预处理后的原海水(1)脱盐后泵入检测水池(10)内，电导率仪(9)对池内的海水进行电导率检测。
4.根据权利要求1所述的能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：所述的能量回收系统包括串、并联电路板(6)、升压装置(7)、储能装置(8)、电量监控装置(14)；串、并联电路板(6)控制电能回收时电路板的串并联状态，通过升压装置(7)提升电能回收时的电压并将电能存储至储能装置(8)，电量监控装置(14)实时监控电量。
5.根据权利要求1所述的能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：所述的远程监控系统(17)包括传感器、PLC系统、无线通信模块、分析模块、终端、云端服务器；传感器将海水淡化系统(15)和能量回收系统(16)收集的数据通过无线通信模块传输至PLC系统，PLC系统通过分析模块对云端服务器存储的数据和采集的数据进行分析，将分析后得到的指令发送至终端并控制海水淡化系统(15)及能量回收系统(16)。
6.根据权利要求2所述的能量可回收的混合电容去离子智能设备，其特征在于：所述的海水后处理装置为紫外线杀菌部件(12)。
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