本實(shí)用新型涉及電滲析領(lǐng)域,具體涉及一種電滲析器安裝單元及電滲析器。
背景技術(shù):
在直流電場(chǎng)作用下,電滲析( electrodialysis,ED)技術(shù)是以電位差為動(dòng)力,使溶液中離子可選擇性透過(guò)離子交換膜,實(shí)現(xiàn)鹽溶液的濃縮或淡化和鹽的精制或提純,電滲析技術(shù)工業(yè)上已廣泛應(yīng)用于海水淡化、廢水處理、食品精制和酸堿提純等領(lǐng)域。
電滲析器主要由陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜、隔板、保護(hù)框、電極、導(dǎo)水板和鎖緊裝置等部件組成,根據(jù)隔板的流水道結(jié)構(gòu),將其分為無(wú)回路式和有回路式兩大類(lèi),美國(guó)Ionics公司生產(chǎn)的屬于有回路式,廣泛應(yīng)用于世界各地,我國(guó)初期的電滲析器通常為應(yīng)用各種編織物的無(wú)回路式。
隔板加工開(kāi)始采用沖模沖制后兩片粘合的方法,現(xiàn)改為注塑成型,現(xiàn)有的隔板分為淡水式隔板與濃水式隔板,在厚度以及配水槽的位置上具有一定的差別,在裝配過(guò)程中,兩種隔板與陰、陽(yáng)離子交換膜之間交錯(cuò)堆疊,容易出現(xiàn)裝配出錯(cuò)的情況,且由于隔板設(shè)計(jì)的問(wèn)題,現(xiàn)有的電滲析器在工作過(guò)程中,容易出現(xiàn)在隔板配水槽處出現(xiàn)死角,導(dǎo)致結(jié)垢,影響電滲析效果。
在專(zhuān)利號(hào)為CN10604496A的專(zhuān)利中,公開(kāi)了一種電滲析裝置,利用隔板結(jié)構(gòu)以及分配器,實(shí)現(xiàn)防止液漏,適當(dāng)?shù)卮_保分配器的流路阻力,并且能夠?qū)毫p失抑制到最小限度地進(jìn)行高效的電滲析;在專(zhuān)利號(hào)為CN104084046B的專(zhuān)利中,公開(kāi)了一種電滲析隔板,利用隔板上離子交換纖維的布置,達(dá)到提高效率,降低能耗的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在上述背景的基礎(chǔ)下,本實(shí)用新型旨在提供一種電滲析器,可以使得電解質(zhì)在電滲析器內(nèi)以往復(fù)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行流動(dòng),提高電解質(zhì)的流動(dòng)性,防止沉淀。
由此,本實(shí)用新型提供一種電滲析器,其包括電滲析器的安裝單元,該安裝單元進(jìn)而包括電極板、設(shè)置在電極板之間的離子選擇透過(guò)性膜以及用以支撐所述離子選擇透過(guò)性膜的隔板,所述電極板包括具有相反電極的電極板A與電極板B,所述電極板由整版雕刻而成,所述電極板內(nèi)設(shè)置有上下兩排的鈦涂釕絲狀電極,所述電極板A的上下兩側(cè)各設(shè)置有至少兩個(gè)通水孔A,所述電極板B的上下兩側(cè)各設(shè)置有至少兩個(gè)通水孔B,所述通水孔A與通水孔B交錯(cuò)設(shè)置。
特別的,將隔板設(shè)置為包括隔板本體以及貼合設(shè)置在隔板本體上的網(wǎng)格布,該隔板包括隔板A與隔板B,所述隔板A上下兩側(cè)各設(shè)置有交替分布的透水孔A和閉水孔A,所述隔板A上下兩側(cè)的透水孔A之間呈對(duì)角線分布,所述隔板A上下兩側(cè)的閉水孔A之間呈對(duì)角線分布,所述隔板B上下兩側(cè)各設(shè)置有交替分布的透水孔B和閉水孔B,所述隔板B上下兩側(cè)的透水孔B之間呈對(duì)角線分布,所述隔板B上下兩側(cè)的閉水孔B之間呈對(duì)角線分布,所述隔板A一側(cè)的透水孔A與通水孔A相配合,所述隔板A另一側(cè)的透水孔A與通水孔B相配合,所述隔板B一側(cè)的透水孔B與通水孔B相配合,所述隔板B另一側(cè)的透水孔B與通水孔A相配合。
進(jìn)一步的,在所述相鄰兩個(gè)透水孔A以及兩個(gè)透水孔B之間均設(shè)置有導(dǎo)流舌,所述閉水孔A與閉水孔B相應(yīng)的設(shè)置在導(dǎo)流舌上,所述導(dǎo)流舌呈三角形或者五邊形或者半圓形或者六邊形狀。
在實(shí)際實(shí)用過(guò)程中,還分為兩種情況,分別為隔板A與隔板B為單獨(dú)的個(gè)體或者隔板A與隔板B的邊緣相貼合構(gòu)成一個(gè)整體,視具體需求而定。
相應(yīng)的,與隔板配合,在離子選擇透過(guò)性膜的上下兩側(cè)均設(shè)置有開(kāi)孔,所述開(kāi)孔與透水孔A與閉水孔A或者透水孔B與閉水孔B相配合。
本實(shí)用新型對(duì)隔板中的網(wǎng)格布也進(jìn)行了限定,限定為網(wǎng)格布內(nèi)的網(wǎng)眼尺寸為1~3mm*1~3mm,所述網(wǎng)格布的厚度為0.2~0.8mm,在對(duì)膜起到支撐作用的情況下,不損傷膜,進(jìn)而提高攪拌作。
隔板由不透水的材料制成,具體可以為聚丙烯、合成橡膠、PP或者PVC,需要達(dá)到化學(xué)穩(wěn)定性好、能耐酸堿和耐氧化、電絕緣性能好、能耐一定的溫度、不易變形和具有一定的彈性。
本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供的電滲析器,首先,正電極板以及負(fù)電極板上的通水孔的位置不同,配合相應(yīng)的隔板以及離子交換膜,在裝配過(guò)程中,相鄰的兩個(gè)安裝單元之間,通過(guò)不同通水孔位置以及通水方向,使得咸水的流向不同,避免產(chǎn)生惰性,防止出現(xiàn)沉淀以及滯流的情況,隔板透水孔以及閉水孔對(duì)角線的布置,使得咸水的流程較長(zhǎng),咸水中離子分離更多,提高脫鹽效果,利用透水孔之間的導(dǎo)流舌,可以進(jìn)一步提高咸水的流速,減少在流動(dòng)過(guò)程中因透水孔之間的隔邊而造成咸水流動(dòng)受阻,其中導(dǎo)流舌可以設(shè)置為五邊形或者六邊形或者三角形狀,即在兩個(gè)咸水流道之間形成一個(gè)傾斜的通道,大大減少水流的阻力,防止出現(xiàn)死角,避免在角部出現(xiàn)沉淀的情況,利用離子交換膜上的開(kāi)孔與透水孔以及閉水孔相相配合,加以網(wǎng)格布的支撐,避免出現(xiàn)離子交換膜凹陷的情況,保證離子交換膜的正常運(yùn)作,同時(shí)隔板A與隔板B可以單獨(dú)設(shè)置,也可以將隔板A與隔板B在同一張材料上進(jìn)行成型,這樣在安裝時(shí),只需將該成型模板折疊即可形成上下兩張堆疊的隔板A與隔板B,將離子交換膜夾持在中間以及上下表面即可,極大的方便了裝配,同時(shí)也方便隔板的生產(chǎn),極大的加快了生產(chǎn)效率,進(jìn)而降低生產(chǎn)成本,避免在裝配過(guò)程中出現(xiàn)隔板A或者隔板B重復(fù)裝配的情況,保證設(shè)備的完整性。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型中電極板A的示意圖;
圖2為本實(shí)用新型中電極板B的示意圖;
圖3為本實(shí)用新型中隔板A的示意圖;
圖4為本實(shí)用新型中隔板B的示意圖;
圖5為本實(shí)用新型中隔板A與隔板B一體成型的示意圖;
圖6為本實(shí)用新型中陰離子選擇透過(guò)性膜的示意圖;
圖7為本實(shí)用新型中陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)實(shí)用新型的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出任何修改,但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。
如圖1~7所示,本實(shí)用新型提供的電滲析器,包括至少一個(gè)電滲析器安裝單元,該安裝單元具體包括電極板1、設(shè)置在電極板1之間的離子選擇透過(guò)性膜以及用以支撐所述離子選擇透過(guò)性膜的隔板,所述電極板1包括具有相反電極的電極板A11與電極板B12,所述電極板1由整版雕刻而成,所述電極板1內(nèi)設(shè)置有上下兩排的鈦涂釕絲狀電極,所述電極板A11上下兩側(cè)各設(shè)置有至少兩個(gè)通水孔A111,所述電極板B12的上下兩側(cè)各設(shè)置有至少兩個(gè)通水孔B112,所述通水孔A111與通水孔B112交錯(cuò)設(shè)置;
所述隔板包括隔板本體以及貼合設(shè)置在隔板本體上的網(wǎng)格布,所述隔板包括隔板A3與隔板B4,所述隔板A3上下兩側(cè)各設(shè)置有交替分布的透水孔A31和閉水孔A32,所述隔板A3上下兩側(cè)的透水孔A31之間呈對(duì)角線分布,所述隔板A3上下兩側(cè)的閉水孔A32之間呈對(duì)角線分布,所述隔板B4上下兩側(cè)各設(shè)置有交替分布的透水孔B41和閉水孔B42,所述隔板B4上下兩側(cè)的透水孔B41之間呈對(duì)角線分布,所述隔板B4上下兩側(cè)的閉水孔B42之間呈對(duì)角線分布,所述隔板A3一側(cè)的透水孔A31與通水孔A相配合,所述隔板A3另一側(cè)的透水孔A31與通水孔B相配合,所述隔板B4一側(cè)的透水孔B41與通水孔B相配合,所述隔板B4另一側(cè)的透水孔B41與通水孔A相配合。
所述相鄰兩個(gè)透水孔A31以及兩個(gè)透水孔B41之間均設(shè)置有導(dǎo)流舌33,所述閉水孔A32與閉水孔B42相應(yīng)的設(shè)置在導(dǎo)流舌33上,所述導(dǎo)流舌33呈三角形或者五邊形或者半圓形或者六邊形狀,以五邊形為優(yōu),可以大幅度提高兩側(cè)的水流速,避免出現(xiàn)沉積的現(xiàn)象,提高咸水的脫鹽效果。
其中,離子選擇透過(guò)性膜的上下兩側(cè)均設(shè)置有開(kāi)孔,所述開(kāi)孔與透水孔A31與閉水孔A32或者透水孔B41與閉水孔B42相配合,利用開(kāi)孔配合透水孔以及閉水孔,可以避免離子選擇透過(guò)性膜在隔板上的凹陷,保證離子選擇透過(guò)性膜的正常使用。
進(jìn)一步,對(duì)隔板中的網(wǎng)格布也進(jìn)行了限定,限定為網(wǎng)格布內(nèi)的網(wǎng)眼尺寸為1~3mm*1~3mm,所述網(wǎng)格布的厚度為0.2~0.8mm,在對(duì)膜起到支撐作用的情況下,不損傷膜,進(jìn)而提高攪拌作。
所述隔板由不透水的材料制成,具體可以為聚丙烯、合成橡膠、PP或者PVC,本實(shí)用新型選擇采用PP作為隔板材料,可以達(dá)到化學(xué)穩(wěn)定性好、能耐酸堿和耐氧化、電絕緣性能好、能耐一定的溫度、不易變形和具有一定的彈性。
對(duì)本實(shí)用新型來(lái)說(shuō),隔板A3與隔板B4可以為單獨(dú)的個(gè)體或者隔板A3與隔板B4的邊緣相貼合構(gòu)成一個(gè)整體,視具體情況而定,兩種方式同時(shí)具有兩種不同的安裝方法,下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步的闡述:
實(shí)施例1
如圖3與4所示,隔板A3與隔板B4為單獨(dú)的個(gè)體時(shí),本實(shí)用新型提供的電滲析器的安裝方法如下:
步驟一:需要將網(wǎng)格布通過(guò)熱壓工藝貼合至隔板本體表面,形成隔板,步驟二:選擇一張只允許陽(yáng)離子通過(guò)的陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21,將其設(shè)置在電極板1A上方,再在陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21上方放置隔板A3,再在隔板甲上方放置只允許陰離子通過(guò)的陰離子選擇透過(guò)性膜22,再在陰離子選擇透過(guò)性膜222上放置隔板B4,再在隔板B4上放置陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21,如此反復(fù)數(shù)次,步驟三:在陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21上方放置電極板1B,在電極板1B上方放置陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21,再在陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21上方放置隔板A3,再在隔板甲上方放置只允許陰離子通過(guò)的陰離子選擇透過(guò)性膜22,再在陰離子選擇透過(guò)性膜22上放置隔板B4,再在隔板B4上放置陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21,如此反復(fù)數(shù)次,最后數(shù)次重復(fù)步驟二以及步驟三,完成電滲析器的安裝。
對(duì)上述步驟進(jìn)行進(jìn)一步的限定,在步驟一中,選擇在熱壓機(jī)器中進(jìn)行熱貼合,在電極板1與離子選擇透過(guò)性膜2之間附加有橡皮墊圈、極水板以及保護(hù)網(wǎng)框,保護(hù)網(wǎng)框與電極板1的表面對(duì)齊,保護(hù)網(wǎng)框內(nèi)的孔直徑在1cm,所述保護(hù)網(wǎng)框采用PVC材料制成。
實(shí)施例2
如圖5所示,隔板A3與隔板B4的邊緣相貼合構(gòu)成一個(gè)整體,即兩者在同一張?jiān)牧仙铣尚蜁r(shí),本實(shí)用新型提供的電滲析器的安裝方法如下:
步驟一:同樣是先將網(wǎng)格布通過(guò)熱壓工藝貼合至隔板本體表面,形成隔板待用;步驟二:先將隔板A3與隔板B4進(jìn)行折疊,使得隔板A3位于隔板B4的下表面,然后將陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21放置在電極板1A上方,將折疊完成的隔板A3與隔板B4放置在陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21上方,此時(shí)隔板A3與陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21交接,然后將陰離子選擇透過(guò)性膜22放置在隔板A3與隔板B4的夾層中,然后再將陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21放置在隔板B4上方,如此反復(fù)數(shù)次;步驟三:在最上層的陽(yáng)離子選擇透過(guò)性膜21上方放置電極板1B,然后重復(fù)步驟二中的操作;最后數(shù)次重復(fù)步驟二以及步驟三,完成電滲析器的安裝。
對(duì)上述步驟進(jìn)行進(jìn)一步的限定,在步驟一中,選擇采用人工手持電熱刀的方式對(duì)網(wǎng)格布進(jìn)行熱貼合,在電極板1與離子選擇透過(guò)性膜2之間附加有橡皮墊圈、極水板以及保護(hù)網(wǎng)框,保護(hù)網(wǎng)框與電極板1的表面對(duì)齊,保護(hù)網(wǎng)框內(nèi)的孔直徑在1cm,所述保護(hù)網(wǎng)框采用PVC材料制成。