一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置的制作方法

本实用新型涉及水处理领域，具体涉及一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置。

背景技术：

随着近年来淡水资源紧缺，环境污染日益严重，世界上许多国家面临着淡水危机，水资源已经成为制约社会经济发展和人类生存环境的战略资源。脱盐处理作为一种新兴产业，具有广阔的市场发展前景，市场空间巨大。

目前, 人类已经开发出多种脱盐技术, 包括离子交换、反渗透、电渗析、EDI和电容式脱盐等。离子交换是用离子交换树脂去除液体中离子的方法，但是树脂再生时需要用强酸强碱，会造成二次污染；反渗透以压力差为推动力，使液体通过反渗透膜截留盐分的膜分离技术，但是运行压力高，膜易污染；电渗析是电化学和渗析过程的结合，在外加直流电场的驱动下使液体中离子通过离子膜净化液体，但是离子交换膜成本较高；EDI技术将电渗析与离子交换技术融为一体，它避免了离子交换树脂的化学再生，并且除盐率高，但是同样存在离子膜易污染、寿命短的问题。

电容式脱盐是将低压直流电源施加在极性相反的一对电极上，溶液中的离子在静电场的作用下分别被吸附在电极的两端，从而达到除盐的过程。电极再生时，只需要将电极板短接或者放电，吸附在电极板上的离子就会脱附下来。

中国专利CN1401585A、CN101331088A、CN102807266A等专利中，采用电极板平行堆叠的结构将电极板放在一起，彼此之间用密封条密封，这样的模块所用零件数目较多，组装起来复杂、密封点多。

中国专利CN2764765Y用活性炭电极替换离子交换膜，研发了一种螺旋卷式电容性离子脱除设备，避免因酸碱再生带来的二次污染。设备内部将电极层与网隔层交错布置，以中心管为中心卷成一体，流道采用螺旋式结构。该设备由卷式结构代替板框式结构，结构简单、便于密封，但是流到采用螺旋结构阻力增大。

技术实现要素：

本实用新型的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，包括：外壳、电极芯和接线柱，所述外壳包括，上盖板、下盖板和桶身，上盖板上设置有出液口，下盖板上设置有进液口；所述电极芯包括，中心管、电极层和网格层，所述电极层与所述网格层交错布置，以中心管为中心卷制成一体。

作为优选，所述电极层包括，电极板、胶层、隔膜层，所述电极板分成两层多对式排列，所述电极板之间通过所述胶层粘结。

作为优选，所述隔膜层覆盖在电极层的外表面，隔膜层即起到防止短路的作用又能防止表面颗粒脱落。

作为优选，所述胶层由韧性胶与粘性胶构成。

作为优选，电极板包括阴极电极板和阳极电极板，阴极电极板和阳极电极板均为复合电极，所述复合电极由基体和涂覆在基体表面的活性物质层构成，所述基体厚度为0.2mm，所述活性物质厚度为0.2～0.3mm。

作为上述方案的优选，所述基体为柔性石墨，活性物质层为由活性炭、炭黑以及粘结剂混合在制成的多孔碳材料。

作为优选，所述电极层由多对阴极电极板和阳极电极板构成，每对所述阴极电极板和阳极电极板通过一根导线连接，所述导线与接线柱相连。

作为优选，所述中心管外设置有无纺布层，所述电极层和网格层通过无纺布层与中心管胶粘固定。所述无纺布层为由无纺布用胶黏在中心管上，绕中心管缠绕3圈的方式制成，所述电极层和网格层与无纺布层连接处平铺有定型棉。

作为优选，所述出液口和进液口轴线不共线，且分别设置在上盖板、下盖板的边缘位置，可以有效增加水流的行车，增强处理效果。

综上所述，本实用新型的有益效果：

① 本实用新型所述的一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，结构简单，采用缠绕方式，避免平板结构的制作复杂，密封点多的缺点；同时采用小密度材料，避免装置笨重，需机械搬运。

② 本实用新型所述的一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，采用胶层替换CDI组件原有的支撑板，原有技术需要将电极片固定在支撑板上，步骤繁琐，操作麻烦，采用胶层后可以节省这一步，并且密封性更好；其次，胶层厚度小，减小了空间，增加电极板对数，大大提升了组件的工作性能；胶层密度小，原料价格低，降低组件重量，减小投入成本。

③ 本实用新型所述的一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，采用直通式流道，避免因螺旋式流道所产生的压力过大。

④ 本实用新型所述的一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，可根据实际需求进行安装，可以多个并联或者多个串联，提高装置的利用率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的俯视剖面示意图；

图3是本实用新型中电极层的俯视示意图；

图4是本实用新型中电极层的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图4所示，一种螺旋缠绕式电容吸附去离子装置，包括：包括：外壳1、电极芯2和接线柱3，外壳1包括，上盖板11、下盖板12和桶身13，上盖板11上设置有出液口111，下盖板12上设置有进液口121；电极芯2包括，中心管21、电极层22和网格层23，电极层22与网格层23交错布置，以中心管21为中心卷制成一体。

电极层22包括，电极板221、胶层222、隔膜层223，电极板221分成两层多对式排列，电极板221之间通过胶层222粘结，隔膜层223覆盖在电极层22的外表面，胶层222由韧性胶与粘性胶构成。

电极板221包括阴极电极板2211和阳极电极板2212，阴极电极板2211和阳极电极板2212均为复合电极，复合电极由基体和涂覆在基体表面的活性物质层构成，基体厚度为0.2mm，活性物质厚度为0.2～0.3mm，基体为柔性石墨，活性物质层为由活性炭、炭黑以及粘结剂混合在制成的多孔碳材料。

电极层22由多对阴极电极板2211和阳极电极板2212构成，每对阴极电极板2211和阳极电极板2212通过一根导线31连接，导线31与接线柱3相连。

中心管21外设置有无纺布层，电极层22和网格层23通过无纺布层与中心管21胶粘固定。无纺布层为由无纺布用胶黏在中心管上，绕中心管缠绕3圈的方式制成，电极层22和网格层23与无纺布层连接处平铺有定型棉。

运行时，水从进液口121进入流道，水中的带电粒子被阴极电极板2211和阳极电极板2212吸附，处理后的水经出液口111流出。当电极层22的吸附能力达到饱和时，将接线柱3的正负极短接，将被吸附的离子从电极表面释放出来，电极得到再生；再生完毕后，在电极层22两端施加相反电压进行下一轮脱盐，如此循环反复。

实施例2：

与上述实施例1不同之处在于，出液口111和进液口121轴线不共线，且分别设置在上盖板11、下盖板12的边缘位置，可以有效增加水流的行车，增强处理效果。