本实用新型属于蓄能空调装置、化工生产技术领域，具体来说，涉及一种可提高电流效率的溶液再生装置。
背景技术：
近年来，建筑中传统制冷空调设备引起的能源紧张问题日趋严峻，而利用热湿独立处理方法可以显著降低热湿环境控制系统的能耗，因此热湿独立处理的调节方法受到了广泛关注。在众多热湿独立处理空调系统中，溶液除湿空调系统是一种基于液体吸湿剂除湿技术的极具潜力的新型空调方式。电渗析是膜分离技术中的一种。它是在直流电场作用下，以电位差为动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来的电化学分离过程。在电渗析器的运行过程中，一些隔室（浓缩室）的溶液浓度有所提高，而另一些隔室（淡化室）的溶液浓度有所降低。溶液除湿空调系统采用的除湿剂大部分（氯化锂溶液、氯化钙溶液、溴化锂溶液）都是电解质溶液，而除湿剂的再生过程实质上就是溶液浓缩的过程。因此，采用电渗析方法可以获得一种新型的电渗析溶液再生方法。
然而，电渗析再生器的电极室在运行过程中会不断的发生极化反应并消耗极水溶液，因此在电渗析再生器的运行过程中需要对极水溶液进行及时补充。电渗析再生器通过将淡化室中的溶质离子向再生室进行迁移来实现对除湿溶液的再生，因此电极室中的极化反应在对溶液再生没有帮助的同时还会造成极水溶液的浪费，进而增加了电渗析再生器运行时的物料成本。另一方面，电渗析再生器电极室的极化反应会产生卤素气体，卤素气体具有较强的刺激性和毒性，直接排放会对环境造成一定危害，而对卤素气体进行处理则会增加电渗析再生器的运行成本。此外，在溶液除湿空调系统中，除湿溶液通常都具有比较高的浓度。例如，当采用氯化锂溶液作为除湿溶液时，其质量浓度范围通常为35%左右。当采用传统电渗析再生器对除湿溶液进行再生时，淡化室溶液与极水溶液的浓度应同再生室溶液相差不大，否则较大的浓度差会使得再生室溶液中的溶质向相邻隔室的溶液中大量迁移，弱化了电渗析再生器的实际再生效果，从而导致电渗析再生器具有较低的电流效率。例如，当采用氯化锂溶液作为除湿溶液，电渗析再生器再生室溶液和淡化室溶液质量浓度范围均为35%左右，极水溶液质量浓度范围为15～20%时，此时再生室溶液与电极室溶液之间的浓度差为20%左右，实验结果表明电渗析再生器的电流效率只有50%左右。这增加了电渗析再生器消耗的电能，但淡化室溶液和电极室溶液浓度较高会导致电渗析再生器运行时的物料成本较高，因此实际的电渗析再生器会采用浓度较低的极水溶液。例如，当采用氯化锂溶液作为除湿溶液时，极水溶液质量浓度范围为15～20%。即以牺牲电流效率为代价降低电渗析再生器运行中的物料成本。
技术实现要素：
技术问题：本实用新型的目的是提供一种可提高电流效率的溶液再生装置，实现对溶液除湿空调系统中再生溶液的再生，且提高再生过程中的电流效率。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种可提高电流效率的溶液再生装置，该再生装置包括消耗溶液回路、再生溶液回路和电源，其中，
所述再生溶液回路包括再生溶液槽和溶液再生器的再生室，所述再生溶液槽出口通过第一溶液泵和再生室入口连接，再生室出口和再生溶液槽入口连接；所述消耗溶液回路包括溶液再生器的阳极室、阴极室和淡化室，以及消耗溶液槽、第一生产槽和第二生产槽；消耗溶液槽出口通过第二溶液泵和淡化室入口连接，淡化室出口分别与阳极室入口和阴极室入口连接，阳极室出口和第一生产槽入口连接，阴极室出口和第二生产槽入口连接；所述电源的正极与溶液再生器的阳极连接，电源的负极与溶液再生器的阴极连接。
作为优选例，所述溶液再生器中依次设有阳极、阳极室、淡化室、再生室、阴极室和阴极，阳极室和淡化室之间设有阴离子交换膜，淡化室和再生室之间设有阳离子交换膜，再生室和阴极室之间设有阴离子交换膜。
作为优选例，所述电源为直流电源。
作为优选例，从所述淡化室流出的消耗溶液的质量浓度比流入再生室的再生溶液的质量浓度小2～5%；流入淡化室的消耗溶液的质量浓度小于或等于流入再生室的再生溶液的质量浓度。
作为优选例，所述消耗溶液槽中的溶液为质量浓度为35%的消耗溶液；再生溶液槽中的溶液为质量浓度为35%的再生溶液；流入再生室的再生溶液的质量浓度为35%，流出再生室的再生溶液的质量浓度为37~40%； 流入淡化室的消耗溶液的质量浓度为35%，流出淡化室的消耗溶液的质量浓度为30~33%。
作为优选例，所述消耗溶液为氯化锂或溴化锂溶液，所述再生溶液为氯化锂或溴化锂溶液。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：
本实用新型实施例的再生装置中，溶液再生器的淡化室出口分别与溶液再生器的阳极室入口和溶液再生器的阴极室入口连接，利用淡化室中质量浓度降低的消耗溶液供应溶液再生器的电极室，且阳极室和阴极室中的消耗溶液的质量浓度低于再生溶液槽中的再生溶液的质量浓度2~5%。这提高了溶液再生装置的电流效率，降低了溶液再生装置的耗能。同时，利用第一生产槽和第二生产槽入口收集电极室中的极化反应生成的化工领域需要的卤素气体、氢气以及碱式盐溶液，避免了电极室中极水溶液的无谓浪费，同时也节省了对卤素气体进行处理时的运行成本。
附图说明
图1 是本实用新型实施例的结构示意图。
图中有：溶液再生器1、阳极室101、阳极室入口1011、阳极室出口1012、阴极室102、阴极室入口1021、阴极室出口1022、再生室103、再生室入口1031、再生室出口1032、淡化室104、淡化室入口1041、淡化室出口1042、阳极105、阴极106、再生溶液槽2、再生溶液槽出口201、再生溶液槽入口202、消耗溶液槽3、消耗溶液槽出口301、消耗溶液槽入口302、第一生产槽4、第一生产槽入口401、第二生产槽5、第二生产槽入口501、电源6、第一溶液泵7、第二溶液泵8。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型实施例的技术方案作进一步的描述。
如图1所示，本实用新型实施例的一种可提高电流效率的溶液再生装置，包括消耗溶液回路、再生溶液回路和电源6。所述再生溶液回路包括溶液再生器1的再生室103和再生溶液槽2，所述再生溶液槽出口201通过第一溶液泵7和再生室入口1031连接，再生室出口1032和再生溶液槽入口202连接。所述消耗溶液回路包括溶液再生器1的阳极室101、阴极室102和淡化室104，以及消耗溶液槽3、第一生产槽4和第二生产槽5；消耗溶液槽出口301通过第二溶液泵8和淡化室入口1041连接，淡化室出口1042分别与阳极室入口1011和阴极室入口1021连接，阳极室出口1012和第一生产槽入口401连接，阴极室出口1022和第二生产槽入口501连接。所述电源6的正极与溶液再生器1的阳极105连接，电源6的负极与溶液再生器1的阴极106连接。
上述实施例的装置中，消耗溶液回路和再生溶液回路共用同一溶液再生器1。所述溶液再生器1中依次设有阳极105、阳极室101、淡化室104、再生室103、阴极室102和阴极106。优选的，电源6为直流电源。
上述实施例的装置工作时，对于再生溶液回路而言，将再生溶液通过第一溶液泵7从再生溶液槽2加压进入溶液再生器1的再生室103中。再生溶液与淡化室104中的消耗溶液发生传质过程后，浓度提高，从稀溶液变成浓溶液；随后浓溶液流回再生溶液槽2中，从而完成再生溶液闭式循环。
对于消耗溶液回路而言，将消耗溶液通过第二溶液泵8从消耗溶液槽3加压进入溶液再生器的淡化室104。在淡化室104中，消耗溶液与再生室103中的再生溶液发生传质过程后，浓度降低，变成稀溶液；随后稀溶液进入阳极室101和阴极室102中，并通过控制电源6，在阳极室和阴极室发生极化反应，阳极室101中极水溶液反应生成卤素气体，将卤素气体排入第一生产槽4中，阴极室102中极水溶液反应生成氢气和碱式盐溶液，将氢气和碱式盐溶液排入第二生产槽5中，从而完成消耗溶液开式循环。通过设置第一生产槽4和第二生产槽5，收集卤素气体、氢气和碱式盐溶液，可作为物料，用于相应的化工企业。
上述实施例的装置中，作为优选，从所述淡化室104流出的消耗溶液的质量浓度比流入再生室103的再生溶液的质量浓度小2～5%；流入淡化室104的消耗溶液的质量浓度小于或等于流入再生室103的再生溶液的质量浓度。从淡化室104流出的消耗溶液的质量浓度比流入再生室103的再生溶液的质量浓度小2～5%，可以提高电流效率，降低能耗。例如，消耗溶液槽3中的溶液为质量浓度为35%的消耗溶液；再生溶液槽2中的溶液为质量浓度为35%的再生溶液。流入再生室103的再生溶液的质量浓度为35%，流出再生室103的再生溶液的质量浓度为37~40%。流入淡化室104的消耗溶液的质量浓度为35%，流出淡化室104的消耗溶液的质量浓度为30~33%。消耗溶液为氯化锂或溴化锂溶液，再生溶液为氯化锂或溴化锂溶液。
上述实施例的装置中，利用淡化室104中浓度降低的消耗溶液，供应阳极室101和阴极室102。从结构上来说，利用淡化室104中浓度降低的消耗溶液供应阳极室101和阴极室102，使得再生装置省去了设置极水溶液槽，不再需要额外的极水溶液循环，极大的降低了再生装置运行时的物料成本，简化了装置结构。
从功能上来说，进入淡化室的消耗溶液的质量浓度略高于流出淡化室的消耗溶液的质量浓度。这样使得极水溶液的质量浓度与再生室中的再生溶液的质量浓度、以及淡化室中的消耗溶液的质量浓度相差不大，例如2~5%。这减少了再生室中再生溶液中的溶质向相邻隔室的溶液中的有害迁移，从而提高了溶液再生装置的电流效率，降低了整个装置的耗能。
本实施例的溶液再生装置中，在直流电场的作用下，溶液中的阴阳离子向阳极和阴极迁移，通过阳离子交换膜和阴离子交换膜的作用，造成再生室103中溶液浓度提高，淡化室104中溶液浓度降低，实质上就是将淡化室104中溶液中的部分溶质传递到再生室103的溶液中。因此，理论上来说，再生室103溶液多了多少溶质，淡化室104溶液就少了多少溶质，从而造成了再生室103溶液浓度提高，淡化室104溶液浓度降低。溶液除湿空调要求除湿溶液质量浓度为37～40%，所以通过调节电源6的供应电流，来调节再生室103溶液的质量浓度。电流越大，再生室103溶液浓度提高的越多，所以通过调节电流来确保从再生室103流出的再生溶液质量浓度为37～40%。当从再生室103流出的再生溶液质量浓度为37～40%时，从淡化室104流出的消耗溶液的质量浓度相应为30~33%。
下面例举一实例。
再生溶液为氯化锂溶液。再生溶液从再生溶液槽2中流出时为稀溶液，质量浓度为35%。再生溶液通过第一溶液泵7从再生溶液槽2 流入再生室103中。再生溶液与淡化室104中的消耗溶液发生传质过程后，浓度提高，形成质量浓度为37~40%的浓溶液，从再生室103流出，返回再生溶液槽2中。
消耗溶液为氯化锂溶液。消耗溶液通过消耗溶液槽入口302加入消耗溶液槽3中。此时消耗溶液为质量浓度35%的稀溶液。通过第二溶液泵8，将消耗溶液从消耗溶液槽3流入淡化室104中。消耗溶液与再生室103中的再生溶液发生传质过程后，浓度降低，变成质量浓度为30~33%的稀溶液。也就是说，消耗溶液流入淡化室104时的质量浓度大于流出淡化室104时的质量浓度，相差2~5%。该消耗溶液从淡化室104流出后，进入阳极室101和阴极室102中。消耗溶液在阳极室101和阴极室102中的质量浓度小于再生室103中再生溶液的质量浓度，也小于淡化室104中消耗溶液的质量浓度。通过控制电源6，在阳极室和阴极室发生极化反应。在此过程中，除了离子电迁移和电极反应这两个主要过程以外，还会发生电解质的浓差扩散。由于再生室103中再生溶液平均浓度高于淡化室104中消耗溶液的质量浓度，且淡化室中消耗溶液的平均质量浓度高于两个电极室中的溶液质量浓度。在浓度差作用下，电解质会由浓度高的隔室向浓度低的隔室扩散，扩散速度随浓度差的增高而增长。这一过程会降低再生室103中再生溶液的浓度，对再生装置的再生过程产生副作用，从而降低了相同电流条件下再生装置的再生效果，降低了再生装置的电流效率，使得再生装置再生相同溶液时耗能增加。因此，与传统电渗析再生器中浓度差为20%左右，本实用新型实施例的再生装置降低了电极室与再生室之间的浓度差，只有2~5%，弱化了再生过程中的浓差扩散，从而提高了再生装置的电流效率，并降低了装置的能耗。
上述实施例的装置中，阳极室101中极水溶液反应生成卤素气体，将卤素气体排入第一生产槽4中，阴极室102中极水溶液反应生成氢气和碱式盐溶液，将氢气和碱式盐溶液排入第二生产槽5中。利用第一生产槽4和第二生产槽5收集极水溶液反应生成物，避免直接排除造成环境污染。第一生产槽4和第二生产槽5收集极水溶液反应生成物可以作为化工领域中的物料，实现废物再利用。
上述实施例的装置可以在高温高湿的气候条件下，对除湿溶液进行稳定高效的再生，并且可以通过太阳能光伏发电进行驱动，尤其适用于进行卤素气体、氢气或碱式盐溶液生产工作的企业建筑。同时，该装置还可以利用夜间低谷低价电进行蓄能，从而缓解电力负荷峰谷差，并达到提高系统经济性的目的。此外，该装置还可以获得高浓度除湿溶液以用于深度除湿领域。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。