CN205700165U - 一种液压式双极膜电渗析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压式双极膜电渗析装置，它由膜堆，电极板，液压装置，换热器和水箱组成。极水、盐水、纯水等通过泵先打入各水箱，再通过输送泵依次进入换热器和膜堆。盐水经处理后产生酸、碱，最终得到淡水、酸和碱，极水单独循环。膜堆、电极板通过液压装置夹紧，膜堆由双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜、隔板、夹紧板组成，膜堆实现模块化，一套液压装置中可放置多个膜堆。

Description

一种液压式双极膜电渗析装置

技术领域

本发明公开了一种双极膜装置，特别涉及一种液压式双极膜电渗析装置。

背景技术

双极膜电渗析是近几年发展起来的以盐制酸碱的装置，它的出现拓展了电渗析的应用潜能。最常见的是三隔室双极膜电渗析，可以在直流电的作用下将无机盐转化为对应的酸和碱。它的基本单元由双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜、酸室、碱室和盐室组成，多个单元再与一对电极板及其他配套结构共同组成双极膜电渗析设备。

因结构、材质、成本等问题，目前国内市场上的双极膜设备主要用于实验室或小型项目。作为电渗析设备的一种，双极膜电渗析设备同样存在紧固方式不合理导致膜堆变形、漏液等问题。另一方面，双极膜电渗析涉及盐向酸、碱的转化，需要的能量较高，很多双极膜装置由于膜片、隔板较厚，膜堆电阻大，造成所需的电流电压较高，处理能耗大且产热多，易发生烧膜现象。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种液压式双极膜电渗析装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液压式双极膜电渗析装置，包括膜堆、电极板、液压装置、换热器和水箱；极水、盐水、纯水通过不同的泵先打入不同的水箱，再通过不同的输送泵依次进入换热器和膜堆；所述的膜堆至少有一组，且排列设置于两块电极板之间；所述的液压装置用于对两侧的电极板施加相向的压力，使若干个膜堆被固定在两侧的电极板中。盐水经处理后产生酸、碱，最终得到淡水、酸和碱，极水单独循环。使用液压装置将所有膜堆和电极板夹紧，保证压力均匀，防止系统漏水。

作为一种优选方式，所述的膜堆采用模块化设计，由夹紧板、阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜和隔板组成，两层双极膜之间设置阴离子交换膜和阳离子交换膜作为一组膜结构，相邻两层膜之间设有隔板，两块夹紧板之间层叠有多组膜结构；夹紧板上设有酸进水口、碱进水口、盐水进水口、酸出水口、碱出水口和盐水出水口。

进一步的，所述的隔板厚度小于1 mm。

作为一种优选方式，所述的液压装置由第一基座、第二基座、压紧板、支撑架和液压轴组成，支撑架架设于第一基座和第二基座上，所述的膜堆、电极板和压紧板均可拆卸式固定于支撑架上，压紧板位于一侧电极板的外侧，液压轴用于对电极板施加压力，使膜堆、电极板和压紧板紧密贴合。

进一步的，所述的膜堆、电极板和压紧板上均设有挂耳，用于与支撑架配合实现可拆卸式悬挂。

作为一种优选方式，所述的膜堆使用螺杆进行基本固定。

作为一种优选方式，所述的电极板顶端设有铜质接线板。

本装置所使用的换热器使用循环冷却水将进水温度控制在25~35℃之间，保证装置内水温在40℃以下。装置所使用的双极膜直流电阻小于10Ω·cm2、膜厚度小于0.4mm，装置运行时产热速率低，运行能耗低。装置所选用的隔板由改良硅胶制成，材质柔软，夹紧后膜堆密封性好，不易漏水。

本实用新型所解决的问题是，优化双极膜设备的结构，改善其禁锢方式，优选设备材料，使设备不易变形，不漏水，能耗低，保证设备的稳定运行，同时，使用换热器控制运行温度，保证设备稳定运行；优选双极膜、隔板材质，保证设备性能。另外，将膜堆模块化，简化了结构，便于拆装维护，同时可根据处理量灵活设置膜堆数量。

附图说明

图1是一种液压式双极膜电渗析装置的结构示意图；

图2是本实用新型中双极膜电渗析主体结构示意图；

图3是本实用新型中双极膜膜堆结构示意图；

图中零部件、部位及编号：膜堆1、电极板2、液压装置3、换热器4、水箱5、泵6、输送泵7、阴离子交换膜8、阳离子交换膜9、双极膜10、隔板11和夹紧板12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

实施例 1

如图1所示，一种液压式双极膜电渗析装置，装置主要包括膜堆1、电极板2、液压装置3、换热器4和水箱5。电渗析所需的极水、盐水、纯水通过不同的泵6先各自打入不同的水箱5，再通过不同的输送泵7依次进入换热器4和双极膜主体中的膜堆1。膜堆1至少有一组，且排列设置于两块电极板2之间；膜堆使用螺杆进行基本固定。液压装置3用于对两侧的电极板2施加相向的压力，使若干个膜堆1被固定在两侧的电极板2中。

如图2和3所示，本实施例中，膜堆1采用模块化设计，由夹紧板12、阴离子交换膜8、阳离子交换膜9、双极膜10和隔板11组成，两层双极膜10之间设置阴离子交换膜8和阳离子交换膜9作为一组膜结构，所有相邻两层膜之间设有厚度小于1 mm的隔板11，两块夹紧板12之间层叠有多组膜结构；夹紧板12上设有酸进水口、碱进水口、盐水进水口、酸出水口、碱出水口和盐水出水口。

本实施例中，液压装置3由第一基座、第二基座、压紧板、支撑架和液压轴组成，支撑架架设于第一基座和第二基座上，膜堆1、电极板2和压紧板均可拆卸式固定于支撑架上，压紧板位于一侧电极板的外侧，液压轴用于对电极板2施加压力，使膜堆1、电极板2和压紧板紧密贴合。膜堆1、电极板2和压紧板上均设有挂耳，用于与支撑架配合实现可拆卸式悬挂。

电极板2顶端设有铜质接线板，便于散热和电极板中电流的均匀分布。

本实施例中，将60组双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜及隔板按图3顺序叠制，两端用夹紧板夹紧，并用螺栓初步固定，制成单个膜堆，将2个膜堆及电极板放置于液压装置中，电极板接电。先通自来水进行检漏，设备检测无问题后，开始运行。

酸、碱水箱中放置纯水，极水箱放置4% NaOH（单独循环，图中未画出），盐水箱放置6%硫酸锂。先开启循环泵，控制酸、碱、盐流量在6-10 m³/h左右，膜堆两端电压在300-400V之间，电流300-500A之间，运行一段时间后，盐水箱中硫酸锂浓度降低至1%，同时得到10%的硫酸和5%的氢氧化锂。实现硫酸锂废水处理的同时回收了酸、碱，充分回收了资源。

实施例 2

本实施例中装置同实例1，盐室放置15%氯化钠，运行时膜堆电压同样保持在300-400V之间，电流在300-500A之间，最终得到8%的氢氧化钠和7%的盐酸。对于资源较为匮乏的海岛，可以通过本设备从海水中制取酸、碱。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，包括膜堆（1）、电极板（2）、液压装置（3）、换热器（4）和水箱（5）；极水、盐水、纯水通过不同的泵（6）先打入不同的水箱（5），再通过不同的输送泵（7）依次进入换热器（4）和膜堆（1）；所述的膜堆（1）至少有一组，且排列设置于两块电极板（2）之间；所述的液压装置（3）用于对两侧的电极板（2）施加相向的压力，使若干个膜堆（1）被固定在两侧的电极板（2）中。

2.如权利要求1所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的膜堆（1）采用模块化设计，由夹紧板（12）、阴离子交换膜（8）、阳离子交换膜（9）、双极膜（10）和隔板（11）组成，两层双极膜（10）之间设置阴离子交换膜（8）和阳离子交换膜（9）作为一组膜结构，相邻两层膜之间设有隔板（11），两块夹紧板（12）之间层叠有多组膜结构；夹紧板（12）上设有酸进水口、碱进水口、盐水进水口、酸出水口、碱出水口和盐水出水口。

3.如权利要求1所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的液压装置（3）由第一基座、第二基座、压紧板、支撑架和液压轴组成，支撑架架设于第一基座和第二基座上，所述的膜堆（1）、电极板（2）和压紧板均可拆卸式固定于支撑架上，压紧板位于一侧电极板的外侧，液压轴用于对电极板（2）施加压力，使膜堆（1）、电极板（2）和压紧板紧密贴合。

4.如权利要求1所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的膜堆（1）使用螺杆进行基本固定。

5.根据权利要求2所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的隔板（11）厚度小于1 mm。

6.根据权利要求3所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的膜堆（1）、电极板（2）和压紧板上均设有挂耳，用于与支撑架配合实现可拆卸式悬挂。

7.如权利要求1所述的液压式双极膜电渗析装置，其特征在于，所述的电极板（2）顶端设有铜质接线板。