电容去离子装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020163503.1 (22)申请日 2020.02.12 (73)专利权人 沈阳工大蓝金环保产业技术研究 院有限公司 地址 110000 辽宁省沈阳市东陵区浑南区 上深沟村861-3号 （301） (72)发明人 不公告发明人 (74)专利代理机构 沈阳之华益专利事务所有限 公司 21218 代理人 黄英华 (51)Int.Cl. C02F 1/469(2006.01) (54)实用新型名称 一种电容去离子装置 (57)摘要 本新型涉及一种电容去离子装置， 属于污水 处。

2、理装置领域， 包括U型槽、 电极板、 布液板、 阳极 导电插板、 阴极导电插板、 硅胶垫片、 U型密封圈 和柔性电极， 所述U型槽两侧内部设有若干个插 槽， 若干个电极板相互隔离的设置在插槽内， 所 述电极板上设有柔性电极， 所述的U型密封圈设 置在U型槽的两个端部， 在U型槽的一端与U型密 封圈之间设有硅胶垫片和阳极导电插板， 在U型 槽的另一端与U型密封圈之间设有硅胶垫片和阴 极导电插板； U型槽底部与所述电极板之间设有 布液板， 所述布液板上设有透水孔； 所述U型槽上 部设有排液口。 本实用新型的面体比大， 流体通 道长、 去离子能力强、 电极板方便更换、 占地面积 小且拆卸简单。 权利。

3、要求书1页 说明书4页 附图7页 CN 212174542 U 2020.12.18 CN 212174542 U 1.一种电容去离子装置， 其特征在于： 包括U型槽(1)、 电极板(4)、 布液板(9)、 阳极导电 插板(6)、 阴极导电插板(11)、 硅胶垫片(7)、 U型密封圈(8)和柔性电极(5)， 所述U型槽(1)两 侧内部设有若干个插槽(10)， 若干个电极板(4)相互隔离的设置在插槽(10)内， 所述电极板 (4)上设有柔性电极 （5） ， 所述的U型密封圈(8)设置在U型槽(1)的两个端部， 在U型槽(1)的 一端与U型密封圈(8)之间设有硅胶垫片 （7） 和阳极导电插板(6)。

4、， 在U型槽(1)的另一端与U 型密封圈(8)之间设有硅胶垫片 （7） 和阴极导电插板(11)； U型槽(1)底部与所述电极板(4) 之间设有布液板(9)， 所述布液板(9)上设有透水孔(13)； 导电片(12)与导电柱(14)通过焊 接的方式固定在阳极导电插板(6)或者阴极导电插板(11)上， 所述U型槽(1)底部设有进液 孔， 所述U型槽(1)上部设有排液口。 2.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 电极板(4)的一侧与阳极 导电插板(6)或者阴极导电插板(11)之间留有空隙， 且上下相邻的电极板(4)留有的空隙在 不同一侧。 3.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置。

5、， 其特征在于： 所述阳极导电插板(6)与 所述阴极导电插板(11)的大小相同， 所述阳极导电插板(6)的宽度与长度比为1： 1.4， 厚度 为2.5mm。 4.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 若干个电极板(4) 在U型 槽(1)内围成的空隙为S形。 5.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 所述柔性电极 （5） 为经过 预处理的碳纤维毡电极， 厚度为2mm-4mm。 6.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 所述的导电片(12)与导电 柱(14)材质为黄铜。 7.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 若干个插槽(1。

6、0)呈平行排 列， 且插槽(10)之间距离相等， 距离为10mm， 所述插槽(10)深度为2.5mm， 高度为12mm。 8.根据权利要求1所述的一种电容去离子装置， 其特征在于： 所述的U型槽(1)、 阳极导 电插板(6)、 阴极导电插板(11)、 U型密封圈(8)的材质为PMMA或PP。 权利要求书 1/1 页 2 CN 212174542 U 2 一种电容去离子装置 技术领域 0001 本实用新型属于污水处理装置领域， 特别涉及一种电容去离子装置。 技术背景 0002 电容去离子的作用机制主要建立在经典的双电层的理论基础上。 根据电化学理 论， 电极在溶液会在表面形成双电层， 双电层具有。

7、电容特性， 即可进行充放电。 原水在电容 去离子系统充电工作的过程中， 带电离子分别向带有相反电荷的方向迁移， 并被电极吸附 并形成双电层， 随着离子在电极上富集， 溶液中的离子浓度降低。 相反， 在放电过程中， 双电 层处富集的离子将被扩散到溶液中去， 使得溶液中的离子浓度急剧升高， 从而达到对盐水 中的盐进行富集的目的。 电极板上的双电层可以通过外加电压来控制， 从而实现对不同浓 度的含盐水的富集。 这种方法叫做电容去离子法。 0003 现有的电容去离子设备有板式、 卷式两大类。 其中板式还可以根据水流方式不同 分为浸没式和折流式。 由于目前多数商用电极的电除盐性能并不高， 面对一些盐含量。

8、高的 污水时往往不能达到让人满意的去除率。 因此在污水处理厂这类实际应用中往往使用折流 式来增加水力停留时间， 一般的折流式， 进水方向与地面平行， 又称平行式， 由于重力原因， 可能会存在一部分电极没用参与到除盐过程中。 实用新型内容 0004 为了解决上述技术问题， 本实用新型目的是提供一种电容器去离子装置， 其面体 比大， 流体通道长、 去离子能力强、 电极板方便更换、 占地面积小且拆卸简单。 0005 本实用新型采用的技术方案如下： 0006 一种电容去离子装置， 包括U型槽、 电极板、 布液板、 阳极导电插板、 阴极导电插板、 硅胶垫片、 U型密封圈和柔性电极， 0007 所述U型槽。

9、两侧内部设有若干个插槽， 若干个电极板相互隔离可拆卸的设置在插 槽内， 所述电极板上设有柔性电极， 0008 所述的U型密封圈设置在U型槽的两个端部， 在U型槽的一端与U型密封圈之间设有 硅胶垫片和阳极导电插板， 在U型槽的另一端与U型密封圈之间设有硅胶垫片和阴极导电插 板； U型槽底部与所述电极板之间设有布液板， 所述布液板上设有透水孔； 0009 导电片与导电柱通过焊接的方式固定在阳极导电插板或者阴极导电插板上 0010 所述U型槽底部设有进液孔， 所述U型槽上部设有排液口。 0011 进一步地， 电极板的一侧与阳极导电插板或者阴极导电插板之间留有通水空隙， 且上下相邻的电极板留有的空隙在。

10、不同一侧。 0012 进一步地， 所述阳极导电插板与所述阴极导电插板的大小相同， 所述阳极导电插 板的宽度与长度比为1： 1.4。 厚度为2.5mm。 0013 进一步地， 若干个电极板在U型槽内围成的空隙为S形。 0014 进一步地， 所述柔性电极为经过预处理的碳纤维毡电极， 厚度为2mm-4mm。 说明书 1/4 页 3 CN 212174542 U 3 0015 进一步地， 所述的导电片与导电柱材质为黄铜。 0016 进一步地， 若干个插槽呈平行排列， 且插槽之间距离相等， 距离为10mm， 所述插槽 深度为2.5mm， 高度为12mm。 0017 进一步地， 所述的U型槽、 阳极导电插。

11、板、 阴极导电插板、 U型密封圈的材质为PMMA 或PP。 所述电极板为平整钛金属板， 所述电极板的厚度为12mm。 所述电极板的长度和宽度 比值为1： 1.93。 所述U型槽与所述U型密封圈之间通过螺丝固定。 0018 所述导电柱的厚度为0.5mm。 所述导电片与所述阳极导电插板和所述阴极导电插 板通过镶嵌的方式固定。 所述U型密封圈的长度和宽度比为1： 1.2。 所述硅胶垫片的厚度为 2.5mm。 电极板与阳极导电插板之间、 电极板与阴极导电插板之间设有导电片， 厚度为 1.5mm-2.5mm。 所述柔性电极与所述电极板之间通过碳导电胶粘接。 0019 本实用新型的有益效果： 0020 1。

12、电容去离子的除盐能力强： 通过使进水从低到高的通过若干对折流式电极对， 流 体的停留时间大大增加， 与浸没式或平行式相比， 电容去离子设备对污水中的盐离子的富 集能力更强。 0021 2电容去离子通电方式简单： 通过阳极导电插板和阴极导电插板上均匀分布的导 电片与电极板之间相互连接， 一体式设计， 方便电源正接反接循环操作。 0022 3电容去离子装置安装简单： 通过卡槽式设计， 将电极板固定在U型槽的插槽内， 方 便电极板的安装过和拆卸。 0023 4电极材料价格低、 易获得： 采用碳纤维毡作为电极材料， 价格明显低于石墨烯， 碳 气凝胶， 纳米碳等材料， 且碳纤维具有优良的孔隙结构和导电性。

13、， 作为电极可大幅度降低成 本。 0024 5动力消耗小： 由于本实用新型采用的是开放式结构， 液流流经电极板的阻力较 小， 尤其是与采取密封设计的卷式电容器相比， 进水口泵压力要求低， 可以减少泵的动力损 失。 附图说明 0025 图1： 本实用新型一种电容去离子装置的立体图； 0026 图2： 本实用新型一种电容去离子装置的电极板、 布液板安装后的端部示意图； 0027 图3： 本实用新型一种电容去离子装置的侧视结构图； 0028 图4： 本实用新型电极板与柔性电极连接后的俯视图； 0029 图5： 本实用新型电极板与柔性电极连接后的侧视图； 0030 图6： 本实用新型导电片、 导电柱、。

14、 阳极导电插板连接后的俯视图； 0031 图7： 本实用新型导电片、 导电柱、 阳极导电插板连接后的侧视图； 0032 图8： 本实用新型导电片、 导电柱、 阴极导电插板连接后的俯视图； 0033 图9： 本实用新型导电片、 导电柱、 阴极导电插板连接后的侧视图； 0034 图中： 1U型槽； 2进水口； 3出水口； 4电极板； 5柔性电极； 6阳极导电插 板； 7硅胶垫片； 8U型密封圈； 9布液板； 10插槽； 11阴极导电插板； 12导电片； 13透水孔;14导电柱。 说明书 2/4 页 4 CN 212174542 U 4 具体实施方式 0035 为了进一步说明本发明， 下面结合附图及。

15、实施例对本发明进行详细地描述， 但不 能将它们理解为对本发明保护范围的限定。 0036 本实用新型一种电容去离子装置， 包括U型槽1、 电极板4、 布液板9、 阳极导电插板 6、 阴极导电插板11、 硅胶垫片7、 U型密封圈8和柔性电极5， 0037 所述U型槽1两侧内部设有若干个插槽10， 若干个电极板4相互隔离的设置在插槽 10内， 所述电极板4上设有柔性电极5， 0038 所述的U型密封圈8设置在U型槽1的两个端部， 在U型槽1的一端与U型密封圈8之间 设有硅胶垫片7和阳极导电插板6， 在U型槽1的另一端与U型密封圈8之间设有硅胶垫片7和 阴极导电插板11； U型槽1底部与所述电极板4之。

16、间设有布液板9， 所述布液板9上设有透水孔 13； 0039 导电片12与导电柱14通过焊接的方式固定在阳极导电插板6或者阴极导电插板11 上 0040 所述U型槽1底部设有进液孔， 所述U型槽1上部设有排液口。 0041 U型槽1材质为PMMA或PP， 底部厚度为5mm， 侧面厚度为12mm， U型槽内部长140mm； 宽 60mm， 高95mm。 插槽10深度2.5mm， 宽12mm。 电极板4为纯钛板， 长135mm， 宽12mm， 高70mm， 其 导电性好， 耐腐蚀， 机械强度高。 0042 柔性电极5为碳纤维毡电极， 长130mm， 宽65mm， 厚度为2mm-4mm。 硅胶垫片7。

17、长 97.5mm， 宽2.5mm， 高2.5mm。 U型密封圈8材质为PMMA或PP， 长100mm， 宽84mm， 插槽部分长 97.5mm， 宽72mm。 导电柱14材质为黄铜， 长110mm， 宽0.5mm， 高2mm。 本实用新型溶液去离子的 方式为一次通过型， 0043 本实用新型的原理是： 0044 将待处理含盐水从U型槽1底部进水孔2进入， 流液自下而上通过布液板9， 再通过 电极板4的折流式的水流通路， 外部直流电源的正极与阳极导电插板6的两个导电柱14相 连， 负极与阴极导电插板11上的两个导电柱14， 该电容去离子为恒压操作模式， 接通电源 后， 在电极板4之间形成静电场，。

18、 溶液中的的带点离子通过电场驱动力向着带有相反电荷的 柔性电极5方向移动， 最终在柔性电极5表面形成双电层， 实现溶液去离子， 然后， 最终从U型 槽1的上部出水口3流出。 0045 当电容去离子装置处理后， 出水口3的出水电导率不满足于实际需要或下降到最 低谷时， 对电容去离子设备进行短路放电， 将得到的浓缩液排入1号浓缩液回收罐， 然后， 将 正极与负极电源反接， 即正极与阴极导电插板11相连， 负极与阳极导电插板6相连， 通入待 处理盐水， 排除残留在柔性电极中的带电离子， 当出水电导率升高到最峰后， 溶液从出水口 3排除， 将得到的浓缩液排入2号浓缩液回收罐， 然后， 将直流电源正极与。

19、阳极导电插板6的 两个导电柱连接， 负极与阴极导电插板11的两个导电柱连接， 通入待处理盐水。 由进料通电 至放电到反接再到通电为一个周期。 反接放电工作完成后， 可进入下一个循环。 0046 阳极导电插板6和阴极导电板11上设有开口， 内各嵌有16个导电片12， 导电片12尾 部与导电柱14柱体之间通过焊接固定， 从而使阴阳导电插板、 导电片和导电柱固定成一个 整体。 阳极导电插板6与阴极导电插板11上各有16个导电片12， 阳极导电插板6和阴极导电 插板11的导电片相互错开， 同一个导电插板上的导电片12的平行排列， 竖直距离为10mm。 电 说明书 3/4 页 5 CN 21217454。

20、2 U 5 容去离子装置共设有8对电极板4， 每个电极板4的正反面固定有柔性电极5， 顶部第一个电 极板4的上面不设有柔性电极5， 底部最后一个电极板4的下面不设有柔性电极5。 0047 实施例： 0048 一种电容去离子装置用于含盐溶液的脱盐实验， 将直流电源正极接在阳极导电插 板6的导电柱14上， 将直流电源负极接在阴极导电插板11的导电柱上， 外接电压为3V， 对电 导率为1000us/cm、 流液流速为25ml/min的NaCl溶液进行脱盐实验， 在第60分钟时， 出水实 时电导率降至最低电430us/cm， 此后停止给装置供电， 并停止负载电压， 然后继续通入含盐 溶液， 短路10分。

21、种后， 出水实时电导率基本恢复到原溶液水平， 然后， 将直流电源负极接在 阳极导电插板6的导电柱14上， 将直流电源正极接在阴极导电插板11的导电柱上， 外接电压 为3V， 进行电极再生步骤， 反接大约10分种后， 出水电导率达到峰值， 最后， 将电源连接方式 恢复正接， 完成整个循环。 0049 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 6 CN 212174542 U 6 图1 说明书附图 1/7 页 7 CN 212174542 U 7 图2 说明书附图 2/7 页 8 CN 212174542 U 8 图3 图4 说明书附图 3/7 页 9 CN 212174542 U 9 图5 图6 说明书附图 4/7 页 10 CN 212174542 U 10 图7 说明书附图 5/7 页 11 CN 212174542 U 11 图8 说明书附图 6/7 页 12 CN 212174542 U 12 图9 说明书附图 7/7 页 13 CN 212174542 U 13 。