不对称电容器脱盐装置及采用该装置进行脱盐的方法与流程

本发明属于电解池领域，尤其涉及一种不对称电容器脱盐装置及采用该装置进行脱盐的方法。

背景技术：

地球上的水很多，然而淡水储量仅占全球总水量的2.53％，且人类能够直接利用的水只占地球上总水量的0.26％左右。随着世界经济及工业的发展、人口的不断增长及环境污染的日益严重，淡水资源的需求量与日俱增。如何将海水进行淡化在世界范围内日益受到关注。目前传统的用于海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法等方法，然而由于耗能高、产生二次污染等缺点，这些方法难以得到推广，直至电容去离子技术的出现，使人们看到了实现低耗能，无污染海水淡化的希望。

然而现有的除盐系统操作复杂，覆盖海水溶度低，在电极的吸附和再生的过程中很容易出现短流问题。因此，现亟需一种成本低，操作简单且能够有效的解决短流问题的海水脱盐装置。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种成本低且操作方便、能够有效进行海水脱盐，且同时能够有效解决脱盐系统短流问题的电解池。

技术方案：本发明不对称电容器脱盐装置，包括依次连接的若干个分级除盐系统单元，该分级除盐系统单元包括集液箱，电解池，将集液箱内的溶液抽提至电解池内的抽水装置，为电解池提供电压的电位装置以及与电解池相连接的、用于检测电解后溶液电导率的检测装置，所述检测装置通过分流管分别连接废液收集装置及下一相邻分级除盐系统单元内的集液箱。

进一步说，电解池上分别设有进水口和出水口，其中，进水口设于电解池的下端，出水口设于电解池的上端。电解池内设有电极装置，该电极装置包括两固定板及设于两固定板间的钠锰氧化物电极和活性碳电极，两电极间设有隔块，该隔块的两侧、由内向外依次对称设有垫片及铜片。

再进一步说，钠锰氧化物电极和活性碳电极间所施加的电压为0.6-1.2v，电流密度为0.001-1.6ma/cm²。

更进一步说，分流管上分别设有阀门。

本发明采用上述不对称电容器脱盐装置进行溶液脱盐的方法，包括如下步骤：通过抽水装置将集液箱内的溶液抽提至电解池内，并通过电位装置提供电压和电流进行脱盐作业后，流入检测装置内进行电导率检测，并根据检测结果选择流至相邻下一分级除盐系统单元内的集液箱再次脱盐直至获得目标水，或者流至废液收集装置内进行收集。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该装置采取分级除盐技术，且若干个分级除盐系统单元相互连通，亦相互独立，进而能够对于不同浓度的海水，进行不同级数的除盐；同时，该装置包含吸附脱盐和电极再生两个部分，这样的分级结构能够使不同单元的吸附和再生过程区别开来，使整个系统一直处于除盐的状态，防止短流的问题出现；同时采用该装置进行脱盐的方法简单，可操作性强。

附图说明

图1为本发明脱盐装置的结构示意图；

图2为本发明电极装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

本发明的不对称电容器脱盐装置包括依次连接的若干个分级除盐系统单元1，该除盐系统单元的个数可以根据海水的浓度具体设定，此处不做限定。分级除盐系统单元1包括集液箱2(第一级的除盐系统单元内的集液箱即为原液箱)，电解池3，将集液箱2内的溶液抽提至电解池3内进行脱盐的抽水装置4(可为抽水泵)，为电解池3提供电压和电流的电位装置5(可为恒电位仪)以及与电解池3相连接的、用于检测电解后溶液电导率的检测装置6(可为电导率仪)，检测装置6通过分流管分别连接废液收集装置7及下一相邻分级除盐系统单元1内的集液箱2，进而将若干个分级除盐系统单元1相连接，分流管上分别设有阀门14，以控制经过脱盐后的溶液的流向，如图1所示。

其中，电解池3可采用现有的电解池，其下端设有进水口15，上端设有出水口16，进水口15和出水口16分别与抽水装置和检测装置相连接。该电解池3内设有电极装置，该电极装置包括厚度比为1:2～2.5的两固定板8及设于该两固定板8间的钠锰氧化物电极9和活性碳电极10，活性炭电极10表面设有阴离子交换膜，在两电极间设有水系隔膜，防止短路。两电极表面设有阴离子交换膜和水系隔膜，两电极间所施加的电压为0.6-1.2v，电流密度为0.001-1.6ma/cm²；钠锰氧化物电极9和活性碳电极10间设有隔块11，该隔块11的两侧、沿钠锰氧化物电极9或活性碳电极10向隔块11方向依次对称设有铜片13及垫片12，电极装置通过绝缘材料螺丝将各个部件相连接，如图2所示。

采用上述脱盐装置进行溶液脱盐的方法包括如下步骤：

(1)根据要脱盐的海水的浓度确定分级除盐系统单元1的数量，并在电解池3内安装电极装置；

(2)通过抽水装置4将集液箱2内的溶液抽提至电解池3内，并通过电位装置5提供电压和电流进行脱盐作业后，流经检测装置6内进行电导率检测；

(3)当检测的电导率符合标准时，可直接获得目标溶液或者经过脱盐后的溶液流至相邻下一分级除盐系统单元1内的集液箱2再次脱盐直至获得目标溶液；而当检测的电导率一直不变时，即电解池3内的电极吸附达到饱和，则将溶液废液收集装置7内进行收集，并调换两电极间所加电压，进行电极的再生操作。

除上述之外，本发明的装置中的分级除盐系统单元可为三级，一级除盐系统单元可包含150-200套电极，二级除盐系统单元包含100-150套电极，三级除盐系统单元可包含50-100套电极；或者可对于不同浓度的海水，除盐系统级数和电极数量进行自由搭配，以达到要求的目标水参数。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种不对称电容器脱盐装置及采用该装置进行脱盐的方法，该装置包括依次连接的若干个分级除盐系统单元，该分级除盐系统单元包括集液箱，抽水装置，电解池，电位装置以及检测装置；脱盐时通过抽水装置将集液箱内的溶液抽提至电解池内，并通过电位装置提供电压和电流进行脱盐或再生操作后，流经检测装置内进行电导率检测，并根据检测结果选择流至相邻下一分级除盐系统单元内的集液箱脱盐获得目标水，或者流至废液收集装置内进行收集。本发明采取分级单元除盐，能够针对不同浓度的海水，采取不同级数的除盐操作和每级除盐系统的不同的电极数量来进行自由组装，操作简便，且各级相互之间独立避免了电极再生导致的管路断流。

技术研发人员：刘旭;何文;顾雷香;葛骊超;廖慧勇;车毅珺;丹媛媛
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2018.11.21
技术公布日：2019.01.25