一种双向电极板设计的膜介质离子发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学水处理技术领域，尤其是涉及一种双向电极板设计的膜介质离子发生器。
【背景技术】
[0002]电渗析是在外加直流电场的作用下，使水中的阴、阳离子做定向运动，通过阴、阳离子交换膜的选择透过性生产所需的去离子水。
[0003]双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层、界面亲水层和阴离子交换层复合而成，是真正意义上的反应膜。在直流电场作用下，双极膜可将水离解，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子。利用这一特点，将双极膜与阴、阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱，可用在无机电解质的回收酸、碱，还可应用于精细有机化工中，以分离回收各种有机酸、氨基酸、蛋白质等有高附加值的产品，从而产生巨大的经济效益。
[0004]中国专利101234961 A公开了一种应用双极膜电渗析技术制备乳酸的方法，此方法中使用的是双极膜电渗析器。其膜池构型为用阴离子交换膜分隔成的盐/酸二室式或由阳、阴离子交换膜分隔成的酸/盐/碱三室式，该专利方法可取代目前的乳酸钙酸化工艺，且不用外加H+，不产生酸碱盐废液，乳酸盐的转化率可达到98 %以上，乳酸回收率可达到90 %以上。但是在实际操作中，由双极膜两侧的水解离层H2O分子裂解成H+和OH-离子，这样，必须从料液反渗透压向水解离层供给H2O,如果H2O的迀移不足，则水解离层内水分子数目为零，双极膜的一部分干掉而变成不导电，导致膜的损坏。
【发明内容】
[0005]本发明是提供一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其主要是解决现有技术所存在的双极膜电渗析装置使用过程中，从料液向双极膜水解离层供水不足、双极膜使用寿命短、装置操作要求高等的技术问题。
[0006]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
本发明的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，包括支架，所述的支架上设有可分别通过管路连通料液室、酸室、碱室、回收液室、极室的膜堆，膜堆的两侧设有电极板，膜堆处设有料液进液口、酸液进液口、碱液进液口、回收液进液口，极室连接有极水进液口、极水出液口、碱液出液口、回收液出液口、酸液出液口、料液出液口、极水通过循环管路连接，膜堆内设有双向电极板、橡胶极水框、阴、阳离子交换膜，电极板的背面分别设有正极接线柱、负极接线柱。双向电极板两侧设计有橡胶极水框以起到密封作用。膜堆由阴、阳离子交换膜，双向电极板、极水框组成，阴离子交换膜与阳离子交换膜中间由含不同流道的隔板隔开，在通直流电的情况下，物料内的阴、阳离子定向移动再加上离子交换膜的选择透过性，从而使得料液室内的电解质迀移至酸室和碱室，从而制得相应的酸和碱。双向电极板代替双极膜的设计，简化了离子发生器的制作工艺，同时增加了设备的耐用性和寿命。
[0007]作为优选，所述的双向电极板上镶嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂层钛电极板。
[0008]作为优选，所述的极水框为三元乙丙橡胶、氯丁橡胶极水框。
[0009]作为优选，所述的阴、阳离子交换膜为异相离子交换膜、均相离子交换膜。
[0010]作为优选，所述的膜堆的两侧设有压紧板，压紧板带有配水管开孔，配水管开孔处穿接有配水管，配水管之间通过活接头连接，配水管固定在支座上。配水管设计在电极板的背部，减少装置占用空间、减少装置重量。活接头连接避免了因焊接不牢产生的漏液。压紧板上设计竖向加强筋，均匀分散紧固力，使其在紧固力达到200 N.m时不变形，同时减少设备的重量。压紧板带有配水管支座设计，固定配水管，减少运输及装配过程中配水管容易遭到撞击而断裂。
[0011 ] 作为优选，所述的正极接线柱、负极接线柱设在电极接线盒内，压紧板上开有电极接线柱开孔。接线柱设计在电极板的背部，避免了渗漏的料液对电极接线柱的腐蚀，提高了装置的安全工作系数。电极接线盒使装置不易漏电，操作人员安全工作区较大，电渗析装置可以在更安全的环境下运行。
[0012]作为优选，所述的膜堆内的隔板连接有导向杆。
[0013]因此，本发明将双向电极板代替双极膜的设计，结构简单，使用寿命长，不仅可以彻底解决双极膜烧膜的问题，同时，可在极限电流下运行设备，提高生产效率。
【附图说明】
[0014]附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是图1的后视结构示意图；
附图3是图1的左视结构示意图；
附图4是图1的右视结构示意图。
[0015]图中零部件、部位及编号:支架1、膜堆2、料液进液口 3、酸液进液口 4、碱液进液口5、回收液进液口 6、极水进液口 7、极水出液口 8、碱液出液口 9、回收液出液口 1、酸液出液口 11、料液出液口 12、循环管路13、正极接线柱14、负极接线柱15、电极接线盒16、压紧板17、支座18、电极接线柱开孔19、配水管开孔20、导向杆21。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0017]实施例:本例的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，如图1、图2、图3、图4，包括支架1，支架上设有可分别通过管路连通料液室、酸室、碱室、回收液室、极室的膜堆2，膜堆的两侧设有电极板，膜堆处设有料液进液口 3、酸液进液口 4、碱液进液口 5、回收液进液口 6，极室连接有极水进液口 7、极水出液口 8、碱液出液口 9、回收液出液口 10、酸液出液口 11、料液出液口 12、极水通过循环管路13连接，膜堆内设有双向电极板、极水框、阴、阳离子交换膜，电极板的背面分别设有正极接线柱14、负极接线柱15。双向电极板上镶嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂层钛电极板。极水框为三元乙丙橡胶、氯丁橡胶极水框。阴阳离子交换膜为异相离子交换膜。膜堆的两侧设有压紧板17，压紧板带有配水管开孔20，配水管开孔处穿接有配水管，配水管之间通过活接头连接，配水管固定在支座18上。正极接线柱、负极接线柱设在电极接线盒16内，压紧板17上开有电极接线柱开孔19。膜堆内的隔板连接有导向杆21ο
[0018]使用时，通过极水进液口 7将极室的极水引入到极水循环管路13内，连通正极极室、负极极室，最后从极水出液口 8回到极室内。料液室内加入含有有机弱酸根的物料(如酒石酸钠溶液)，回收液室内加入低浓度对应酸，酸室内加入可提供氢离子的酸，碱室内加入低浓度对应碱，通过水栗将各种物料和极水导入膜堆内。膜堆由阴、阳离子交换膜，双向电极板组成，各个隔室由含不同流道的隔板隔开，在通直流电的情况下，物料内的阴、阳离子定向移动再加上离子交换膜的选择透过性(阴离子交换膜只能通过阴离子、阳离子交换膜只能通过阳离子)，从而使得回收室液室内得到相应的酸。
[0019]以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
【主权项】
1.一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，包括支架(1)，其特征在于所述的支架(I)上设有可分别通过管路连通料液室、酸室、碱室、回收液室、极室的膜堆(2)，膜堆的两侧设有电极板，膜堆处设有料液进液口(3)、酸液进液口(4)、碱液进液口(5)、回收液进液口(6)，极室连接有极水进液口( 7)、极水出液口(8)、碱液出液口(9)、回收液出液口( 10)、酸液出液口(11)、料液出液口(12)、极水通过循环管路(13)连接，膜堆内设有双向电极板、极水框、阴、阳离子交换膜，电极板的背面分别设有正极接线柱(14)、负极接线柱(15)。2.根据权利要求1所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的双向电极板上镶嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂层钛电极板。3.根据权利要求1或2所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的极水框为三元乙丙橡胶、氯丁橡胶极水框。4.根据权利要求1或2所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的阴阳离子交换膜为异相离子交换膜、均相离子交换膜。5.根据权利要求1或2所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的膜堆(2)的两侧设有压紧板(17)，压紧板带有配水管开孔(20)，配水管开孔处穿接有配水管，配水管之间通过活接头连接，配水管固定在支座(18 )上。6.根据权利要求5所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的正极接线柱(14)、负极接线柱(15)设在电极接线盒(16)内，压紧板(17)上开有电极接线柱开孔(19)。7.根据权利要求1或2所述的一种双向电极板设计的膜介质离子发生器，其特征在于所述的膜堆(2)内的隔板连接有导向杆(21)。
【专利摘要】本发明涉及一种新型膜介质离子发生器，尤其是涉及一种双向电极板设计的膜介质离子发生器。其主要是解决现有技术所存在的双极膜电渗析装置使用过程中，从料液向双极膜水解离层供水不足、双极膜使用寿命短、装置操作要求高等的技术问题。本发明包括支架，支架上设有可分别通过管路连通料液室、酸室、碱室、回收液室、极室的膜堆，膜堆处设有料液进液口、酸液进液口、碱液进液口、回收液进液口，极室连接有极水进液口、极水出液口、碱液出液口、回收液出液口、酸液出液口、料液出液口、极水通过循环管路连接，膜堆内设有双向电极板、橡胶极水框、阴阳离子交换膜，电极板的背面分别设有正极接线柱、负极接线柱。
【IPC分类】C02F1/469
【公开号】CN105110429
【申请号】CN201510444894
【发明人】陈良, 吴法东, 田华
【申请人】杭州埃尔环保科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月27日