一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置及方法

1.本发明属于电化学脱盐技术领域，具体涉及一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置及方法。
2.

背景技术：

3.水资源短缺已成为全世界共同面对的难题。一方面，随着社会经济的不断发展，人类对水资源的需求日益增长，另一方面由于环境污染、全球气候变化导致的极端气候，淡水资源日渐短缺。全球有71%的面积被水覆盖，但人类实际可利用的淡水资源极其有限，将海水淡化利用已成为解决水危机的重要途径。目前常用的淡化技术包括反渗透、多级闪蒸、多效蒸发、电渗析等，但是存在给水预处理要求严格、二次污染、回收率低、结垢、能耗高、建设成本高、维护难度大等问题。因此需要更为环保、节能、回收率更高、便于维护的淡化技术。
4.脱盐电池是近年来发展起来的电化学脱盐技术，已有大量研究证实了其在海水淡化领域的可行性。脱盐电池在常温常压下工作，且进水预处理要求较低，降低了建设成本和维护成本。装置自身就是储能器件，在脱盐、浓缩过程中，伴随着能量的储存和释放，无需额外的能量回收装置即可回收大部分输入的电能，实现低能耗脱盐。其中，液流脱盐电池采用的流动式电极，相比于其他固态电极形式的脱盐电池具备脱盐率高、成本低、设备体积小等优势，更能满足实际应用需求。
5.从本质上看，脱盐电池的能耗和脱盐速率取决于其内阻，而对内阻影响较大的是海水盐度变化。在脱盐电池工作过程中，海水的浓缩过程是一个盐度上升，内阻下降的过程，有利于降低脱盐能耗；而在淡化过程中，海水盐度降低，内阻上升，会导致放电电压降低或充电电压上升，从而使脱盐能耗急剧上升、脱盐速率急剧下降，因此难以将出水溶解性总固体量降低至饮用水标准。此外，该问题还会导致脱盐率低、回收率低等问题。虽然减小充放电电流可以将出水盐度及脱盐能耗大幅减低，但是脱盐速率也会随之下降。因此，需要一种简单、廉价、有效的方法，提升脱盐电池在淡化过程中的脱盐速率，降低能耗。
6.

技术实现要素：

7.解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置及方法，简单、有效地解决了料液盐度降低时电池内阻上升的问题，可大幅提高脱盐电池的脱盐速率、脱盐率，降低脱盐能耗，促进脱盐电池在脱盐淡化领域的实际应用。
8.技术方案：一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，包括至少两个用于填充电解液的电极室、若干组并联且用于填充料液的料液室和至少两张隔膜，所述电极室包括至少一个电解液入口、至少一个电解液出口和至少一个电极，所述料液室为料液流经区域，包括至少一个料液入口和至少一个料液出口，至少一个料液室内填充离子交换混
合床，离子交换混合床由阴离子交换剂和阳离子交换剂混合而成，料液室设于相邻两个电极室之间，隔膜分别设于料液室与料液室之间、料液室与电极室之间，用于隔开电极室、料液室，并起离子选择透过作用。
9.作为优选，所述阴离子交换剂和阳离子交换剂的质量比为a：b，其中0≤a≤10000，0≤b≤10000，a和b不同时为0，存在只加入阴离子交换树脂或阳离子交换树脂的情况，或者阴离子交换剂或阳离子交换剂为两性离子交换树脂，这种情况也只需要采用一种树脂；所述阴离子交换剂为强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、阴离子交换纤维和两性离子交换纤维中的至少一种，所述阳离子交换剂为强酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂和阳离子交换纤维中的至少一种。
10.作为优选，所述离子交换混合床为氯型阴离子交换树脂和钠型阳离子交换树脂以质量比1.5:1混合的离子交换混合床。
11.作为优选，所述电极为石墨毡、石墨纸、碳纸、活性炭、活性炭纤维、碳毡、碳布、玻碳、镁、铝、锌、铁、锡、铅、铜、银、铋、铂和金中的至少一种材料形成的复合电极，优选为石墨毡和锌。
12.作为优选，所述隔膜为均相阳离子交换膜、均相阴离子交换膜、异相阳离子交换膜、异相阴离子交换膜、陶瓷膜和有机聚合物膜中的至少一种，离子交换混合床两侧的隔膜优选为异相阳离子交换膜和异相阴离子交换膜。
13.作为优选，所述料液为海水、苦咸水、含重金属离子的废水、污水或人工配制的含带电粒子的溶液，优选为nacl溶液，所述电解液为储阴离子电解液和储阳离子电解液中的至少一种，所述储阴离子电解液，其中的阴离子不参与氧还原反应，由阳离子或电中性物质发生电子得失，包括zn
2+
、fe
2+
/fe
3+
、sn
2+
/sn
4+
、pb
2+
、cu
2+
/cu
+
、ag
+
、ni
2+
、co
2+
/co
3+
、mn
2+
/mn
3+
/mn
4+
/mn
7+
、cr
2+
/cr
3+
、ti
3+
/ti
4+
或v
2+
/v
3+
/v
4+
/v
5+
金属离子及金属离子与各络合剂络合后的离子、4
‑
羟基
‑
哌啶醇氧化物或甲基紫精，优选为含zn
2+
的zncl2溶液；所述储阳离子电解液，其中的阳离子不参与氧化还原反应，由阴离子或电中性物质发生电子得失，包括br2/br
‑
、i
‑
/i3‑
、[fe(cn)6]4‑
/[fe(cn)6]3‑
、硫化物、多硫化物、醌衍生物、咯嗪衍生物、黄素衍生物、紫罗碱衍生物或二茂铁衍生物，优选为含i
‑
/i3‑
的nai/nai3溶液。
[0014]
作为优选，所述电解液还包括导电剂，所述导电剂为nacl、nh4cl、kcl、na2so4、nano3、乙酸钠和柠檬酸钠中的至少一种，不参与氧化还原反应。
[0015]
作为优选，所述料液浓度为0.002~2 mol/l，所述电解液浓度为0.001~10 mol/l，所述导电剂含量为0~ 2 mol/l。
[0016]
上述的装置在利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的方法，步骤如下：采用如上所述的装置，将料液循环注入料液室，电极室内循环注入电解液，运行脱盐电池结构使料液淡化，待料液达到预设电导率值，停止工作。
[0017]
上述的装置在海水及苦咸水淡化、水中重金属离子去除领域的应用。
[0018]
本发明的原理为：在液流脱盐电池的料液室内填充离子交换混合床以降低内阻，液流脱盐电池中料液盐度较低时，其导电性差，电池内阻高，通过在料液室内填充离子交换混合床，可增加低盐度料液的离子导电性，从而减低脱盐电池内阻，降低脱盐能耗、提高脱盐速率。
[0019]
有益效果：
（1）本发明采用的离子交换混合床可显著提高低盐度料液的离子导电性，降低脱盐电池内阻，从而大幅提高了脱盐速率，降低了脱盐能耗，且料液含盐量越低，该有益效果越显著。
[0020]
（2）离子交换混合床的使用可将料液盐度降至相当低的水平（例如100 mg/l nacl以下），从而大幅提高了脱盐率；同时，脱盐电池可将料液浓缩至相当高的含盐量（例如60 g/l nacl以上），大幅提高了回收率，减少了浓缩废水排放。
[0021]
（3）本法明所述的方法及装置可操作性强，易于实施，填充后的离子交换混合床可连续工作，无需再生。
[0022]
（4）本发明采用的离子交换混合床由商业化程度高、价格低廉且无害的离子交换树脂、离子交换纤维组成，采用离子交换混合床所增加的成本极低。
[0023]
（5）本发明提供的方法及装置适用于绝大多数电解液，通用性强，可促进脱盐电池的实际应用。
[0024]
附图说明
[0025]
图1为双电极室、单料液室、料液室中填充离子交换混合床的结构示意图；图2为双电极室、多料液室、料液室中填充离子交换混合床的结构示意图；图3为双电极室、多料液室、部分料液室中填充离子交换混合床的结构示意图；图4为两个以上电极室时的结构示意图，其料液室可为一个及以上，可视为多个图3所示结构串联的结果；图5为双电极室、双料液室、部分料液室中填充离子交换混合床的结构示意图，为图3所述情景的一个实例；图6为对比例1和实施例1中采用5 g/l nacl溶液作为料液时的充放电电位变化过程与料液含盐量变化过程图，图中a为电流密度大小为1.5 ma/cm2时充放电电位变化过程与料液含盐量变化过程图，b为电流密度大小为2.0 ma/cm2时充放电电位变化过程与料液含盐量变化过程图；图7为对比例1和实施例1中比能耗与料液含盐量的关系图，图中a为电流密度大小为1.5 ma/cm2时比能耗与料液含盐量的关系图，b为电流密度大小为2.0 ma/cm2时比能耗与料液含盐量的关系图；图8为对比例1和实施例1中采用1 g/l nacl溶液作为料液时的脱盐速率及电流密度与含盐量的关系图，图中a为对比例1采用1 g/l nacl溶液作为料液时的脱盐速率及电流密度与含盐量的关系图，b为实施例1采用1 g/l nacl溶液作为料液时的脱盐速率及电流密度与含盐量的关系图；图9为对比例2和实施例2采用10 g/l nacl溶液作为料液时的含盐量变化过程图；图10为对比例3和实施例3采用35 g/l、20 g/l、10 g/l、5 g/l nacl溶液作为料液室的恒电流充放电电位变化图，图中a为对比例3采用35 g/l、20 g/l、10 g/l、5 g/l nacl溶液作为料液室的恒电流充放电电位变化图，b为实施例3采用35 g/l、20 g/l、10 g/l、5 g/l nacl溶液作为料液室的恒电流充放电电位变化图；图中各数字标号代表如下：1.电极室a；2.电极室b(电极室数量为多个时，各电极
室可分别填充相同或不同的电解液)；3.料液室(料液室数量为多个时，各料液室可流过不同浓度、不同流速的料液)；4.离子交换膜a；5.离子交换膜b（4和5选择透过性相反，若4代表阴离子交换膜，则5代表阳离子交换膜，若5代表阳离子交换膜，则4代表阴离子交换膜）；6.电极a；7.电极b（6和7可为相同或不同的电极）；8.电解液入口a；9.电解液出口a；10.电解液入口b；11.电解液出口b；12.离子交换混合床；13.料液入口；14.料液出口。
[0026]
具体实施方式
[0027]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
[0028]
在本说明书各对比例和实施例中，储阴离子电解液具体为0.3 mol/l zncl
2 + 1 mol/l nh4cl水溶液，储阳离子电解液具体为0.3 mol/l i
2 + 1.2 mol/l nai水溶液（或0.3 mol/l nai
3 + 0.9 mol/l nai水溶液）；液流脱盐电池模块采用聚四氟乙烯材质，输送储阴离子电解液、料液的管道为硅胶管，输送储阳离子电解液的管道为氟胶管；组装好的液流脱盐电池，其各个料液室内的流道约为3.3 cm
ꢀ×ꢀ
3.3 cm
ꢀ×ꢀ
1 cm，体积约为10 cm3；储阴离子电极室内的电极为厚度0.3 mm的锌片，储阳离子电极室内的电极为厚度2 mm的石墨毡，固定后，其有效面积均为7 cm2；料液、两种电解液的循环泵为蠕动泵，料液流量设置为30 ml/min，电解液流量均设置为13 ml/min；离子交换膜分别为ami
‑
7001异相阴离子交换膜和cmi
‑
7000异相阳离子交换膜，离子交换混合床由氯型717阴离子交换树脂和钠型732阳离子交换树脂以1.5:1的质量比混合而成；离子交换混合床使用前，需要用待脱盐的料液先冲洗一段时间，减少离子交换混合床自身释放的离子对料液含盐量的影响；料液的电导率变化用电导率仪记录，电池的充放电过程用双恒电位仪控制，并记录电流、电位变化。
[0029]
图1所示的是一种结构最简单的液流脱盐电池结构，采用“储阴离子电解液
‑
阴离子交换膜
‑
离子交换混合床
‑
阳离子交换膜
‑
储阳离子电解液”的配置。电极室a 1、电极室b 2内分别填充储阴离子电解液和储阳离子电解液（电解液分别从电解液入口a 8和电解液入口b 10进入电极室，分别从电解液出口a 9和电解液出口b 11流出），电极a 6和电极b 7分别为锌片和石墨毡。料液室3内填充完离子交换混合床12后注入并充满料液（料液从料液入口13进入料液室，从料液出口14流出），在两电极间接上负载，液流脱盐电池放电，zn失去电子氧化为zn
2+
，并通过离子交换膜a 4（阴离子交换膜）从料液室3中获取cl
‑
；同时，石墨毡附近的i3‑
得到电子还原为i
‑
，通过离子交换膜b 5（阳离子交换膜）从料液室3中获取na
+
，从而使料液室3内的料液淡化（含盐量下降），这个过程伴随着电能的释放。若在电极间接上电源，使zn
2+
还原为zn，i
‑
氧化为i3‑
，则料液发生浓缩（含盐量上升），这个过程伴随着电能的输入，淡化能耗为输入的电能减去输出的电能。离子交换树脂的作用为，当料液较低、离子导电性较弱时，充当固态的离子导体，增强料液室内的离子导电性。
[0030]
当料液室为一个以上的情景时，如图2所示，可在各个料液室3内均填充离子交换混合床12。由于料液浓缩总体上是一个电导率增加的过程，因此在浓缩过程可选择不使用离子交换填充床，如图3所示，仅在部分发生淡化过程的料液室3中填充离子交换混合床12，图4为两个以上电极室时的结构示意图，其料液室3可为一个及以上，可视为多个图3所示结构串联的结果。为了更具体地说明这一使用方法，组装了如图5所示的液流脱盐电池结构，采用“储阳离子电解液
‑
阳离子交换膜
‑
阴离子交换膜
‑
离子交换混合床
‑
阳离子交换膜
‑
储
阳离子电解液”的结构，即从左往右的第一个料液室3不填充离子交换混合床12，第二个料液室3填充离子交换混合床12，其中电极6、7均为石墨毡，这种结构属于图3所示情景中的一个实例。操作过程中，可将外部电源的正极与电极6连接，负极与电极7连接，则电极6附近的i
‑
氧化为i3‑
，电极室1向第一个料液室排放na
+
；同时电极7附近的i3‑
得到电子还原为i
‑
，从第二个料液室3中摄取na
+
，在电场及离子交换膜的作用下，第二个料液室3中的cl
‑
向第一个料液室中定向移动，整体表现为第一个料液室3浓缩，第二个料液室3淡化，离子交换混合床12可以只在发生淡化的料液室3中发挥作用。再通过循环泵，使电极室1和电极室2内的电解液不断互换，可使反应连续进行。
[0031]
实施例1（1）组装图1所示的液流脱盐电池结构。
[0032]
（2）分别配制5 g/l、4 g/l、3 g/l、2 g/l、1 g/l、0.8 g/l、0.6 g/l、0.4 g/l、0.2 g/l的nacl溶液作为料液，让料液室中分别充满上述浓度梯度的nacl溶液，两个电极室分别充满阴离子电解液、储阳离子电解液，保持电解液、料液静止，电极两端连接双恒电位仪，用阻抗谱分析法分析电池内阻，具体结果参见表1。
[0033]
（3）选取5 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电流充放电模式，设置电流密度大小为1.5 ma/cm2（电流为10.5 ma），先放电12 h；放电期间料液含盐量随时间均匀下降，内阻增加，输出电位不断下降，若电极间的电位降为0 v，则提前停止放电，并转为充电；充电电流为1.5 ma/cm2，使料液浓度恢复至5 g/l后停止充电，记录该过程的料液含盐量及电极间的电位变化。将放电、充电电位分别设置为2.0 ma/cm2（电流为14 ma），重复该步骤，记录该过程的料液含盐量及电极间的电位变化，结果见图6；并据此计算并绘制液流脱盐电池比能耗与料液含盐量的关系，结果见图7。
[0034]
（4）选取1 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电位放电模式，放电电位为0 v，记录该过程的料液含盐量及电流密度变化过程，据此计算并绘制脱盐速率与料液含盐量的关系，结果见图8。
[0035]
对比例1（1）组装图1所示的液流脱盐电池结构，但料液室3中不填充离子交换混合床。
[0036]
（2）分别配制5 g/l、4 g/l、3 g/l、2 g/l、1 g/l、0.8 g/l、0.6 g/l、0.4 g/l、0.2 g/l的nacl溶液作为料液，让料液室中分别充满上述浓度梯度的nacl溶液，两个电极室分别充满阴离子电解液、储阳离子电解液，保持电解液、料液静止，电极两端连接双恒电位仪，用阻抗谱分析法分析电池内阻，具体结果参见表1。
[0037]
（3）选取5 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电流充放电模式，设置电流密度大小为1.5 ma/cm2（电流为10.5 ma），先放电12 h；放电期间料液含盐量随时间均匀下降，内阻增加，输出电位不断下降，若电极间的电位降为0 v，则提前停止放电，并转为充电；充电电流为1.5 ma/cm2，使料液浓度恢复至5 g/l后停止充电，记录该过程的料液含盐量及电极间的电位变化。将放电、充电电位分别设置为2.0 ma/cm2（电流为14 ma），重
复该步骤，记录该过程的料液含盐量及电极间的电位变化，结果见图6；并据此计算并绘制液流脱盐电池比能耗与料液含盐量的关系，结果见图7。
[0038]
（4）选取1 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电位放电模式，放电电位为0 v，记录该过程的料液含盐量及电流密度变化过程，据此计算并绘制脱盐速率与料液含盐量的关系，结果见图8。
[0039]
表1含盐量（mg/l）对比例1内阻（ω）实施例1内阻（ω）500021.718.2400025.019.2300028.019.7200036.421.4100056.725.180069.227.060085.130.040010533.420020945.1分析对比例1和实施例1的数据。根据表1，随着料液含盐量降低，对比例1和实施例1中脱盐电池内阻均增加，而实施例1中脱盐电池内阻始终低于对比例1，且增幅低于对比例1，说明进料含盐量较低时，液流脱盐电池中填充离子交换混合床可降低内阻，且料液含盐量越低，该效果越显著。根据图6、图7，恒电流充放电过程中，料液的含盐量变化区间包括了1000~5000 mg/l，电流密度相同时，对比例1和实施例1保持相同的脱盐速率；放电过程电位低于充电过程电位，且随着料液含盐量降低，电池内阻增大，会导致放电电位降低，充电电位增加，即电能输出减少、电能输入增加，因此其比能耗随着含盐量降低而升高；高电流密度充放电会导致放电电位降低、放电电位升高，因此其比能耗高于低电流密度充放电时的比能耗；在不同电流密度下，实施例1的比能耗均低于对比例1，这是由于离子交换填充床降低了电池内阻，引起了能耗降低。根据图8，在对1000 mg/l nacl溶液的短接放电脱盐过程中，电极间的电位差恒定为0 v，此时对比例1和实施例1中电池释放的电能用于克服电池内阻；脱盐速率与电流大小成正相关，料液含盐量越低，电池内阻越大，则电流越小，脱盐速率越小；离子交换混合床的加入降低了电池内阻，增加了短路电流，因此增加了脱盐速率。综上，离子交换填充床可以通过增强离子导电性、降低液流脱盐电池内阻的方式，降低脱盐能耗、提高脱盐速率。为了更好地说明这种方法的普适性，设置了对比例2和实施例2，即一个以上料液室、仅部分料液室填充离子交换混合床的情景。
[0040]
实施例2（1）组装图5所示的液流脱盐电池结构。
[0041]
（2）通过合适的管道连接方法，使储阳离子电解液从电解液入口10进入电极室2，充满电极室2后再从电解液出口11处流出，从电解液入口8处进入电极室1，再通过电解液出口9处流出，并用蠕动泵循环此过程，储阳离子电解液的用量为100 ml；料液为10 g/l nacl溶液，第一个料液室中充满料液，并将料液进、出口封住，其中的料液作为浓缩用水，保持静
止，用量约为10 ml；第二个料液室中的料液用蠕动泵循环输送，用量50 ml，作为淡化用水，即回收率设定为50/(50+10)=0.833。
[0042]
（3）采用恒电位充电模式，充电电位1.2 v，记录淡化用水的含盐量变化过程，其结果见图9。
[0043]
对比例2（1）组装图5所示的液流脱盐电池结构，但第二料液室中不填充离子交换混合床。
[0044]
（2）通过合适的管道连接方法，使储阳离子电解液从电解液入口10进入电极室2，充满电极室2后再从电解液出口11处流出，从电解液入口8处进入电极室1，再通过电解液出口9处流出，并用蠕动泵循环此过程，储阳离子电解液的用量为100 ml；料液为10 g/l nacl溶液，第一个料液室中充满料液，并将料液进、出口封住，其中的料液作为浓缩用水，保持静止，用量约为10 ml；第二个料液室中的料液用蠕动泵循环输送，用量50 ml，作为淡化用水，即回收率设定为50/(50+10)=0.833。
[0045]
（3）采用恒电位充电模式，充电电位1.2 v，记录淡化用水的含盐量变化过程，其结果见图9。
[0046]
从图9中可以看出，在恒电位工作过程中，实施例2和对比例2的料液含盐量均下降，当含盐量低于5500 mg/l时，对比例2的含盐量下降速率开始下降，而实施例2的含盐量下降依旧保持稳定；将相同料液的含盐量从10 000 mg/l降低至500 mg/l，对比例2耗时318 min，实施例2耗时474 min，实施例2具备更高的脱盐速率。
[0047]
实施例3（1）组装图1所示的液流脱盐电池结构。
[0048]
（2）分别配制35 g/l、20 g/l、10 g/l、9 g/l、8 g/l、7 g/l、6 g/l、5 g/l的nacl溶液作为料液，让料液室中分别充满上述浓度梯度的nacl溶液，两个电极室分别充满阴离子电解液、储阳离子电解液，保持电解液、料液静止，电极两端连接双恒电位仪，用阻抗谱分析法分析电池内阻，具体结果参见表2。
[0049]
（3）选取35 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电流充放电模式，设置电流密度大小分别为0.5 ma/cm2、1.0 ma/cm2、1.5 ma/cm2、2.0 ma/cm2（电流分别为3.5 ma、7.0 ma、10.5 ma、14 ma），充放电时长各1 h，记录期间充放电电位变化。选取20 g/l、10 g/l、5 g/l nacl溶液重复以上步骤，结果见图10。
[0050]
对比例3（1）组装图1所示的液流脱盐电池结构，但料液室3中不填充离子交换混合床。
[0051]
（2）分别配制35 g/l、20 g/l、10 g/l、9 g/l、8 g/l、7 g/l、6 g/l、5 g/l的nacl溶液作为料液，让料液室中分别充满上述浓度梯度的nacl溶液，两个电极室分别充满阴离子电解液、储阳离子电解液，保持电解液、料液静止，电极两端连接双恒电位仪，用阻抗谱分析法分析电池内阻，具体结果参见表2。
[0052]
（3）选取35 g/l nacl溶液作为脱盐用料液，料液用量50 ml，用蠕动泵循环输送；储阴离子电解液、储阳离子电解液各100 ml，用蠕动泵循环输送；采用恒电流充放电模式，设置电流密度大小分别为0.5 ma/cm2、1.0 ma/cm2、1.5 ma/cm2、2.0 ma/cm2（电流分别为
3.5 ma、7.0 ma、10.5 ma、14 ma），充放电时长各1 h，记录期间充放电电位变化。选取20 g/l、10 g/l、5 g/l nacl溶液重复以上步骤，结果见图10。
[0053]
表2含盐量（mg/l）对比例3内阻（ω）实施例3内阻（ω）3500010.713.02000013.314.51000016.116.3900017.517.1800018.317.2700018.917.7600020.017.8500021.818.2分析对比例3和实施例3的数据。根据表2，随着料液含盐量降低，对比例3和实施例3中脱盐电池内阻均增加，当浓度不低于10 g/l时，对比例3中脱盐电池内阻低于实施例3；当浓度低于10 g/l时，对比例3中脱盐电池内阻高于实施例3。根据图10，当浓度不低于10 g/l时，实施例3的充电电位略高于对比例3，实施例3的放电电位略低于对比例3，因而实施例3的能耗略高于对比例3；当浓度低于10 g/l时，相比于对比例3，实施例的充电电位更低，放电电位更高，因而实施例3的能耗低于对比例3。根据对比例3和实施例3的分析结果，进料为10 g/l以上的nacl溶液时，离子交换混合床对脱盐电池内阻的降低效果不显著，此时nacl溶液自身的导电性较高，离子交换混合床对脱盐电池的导电性贡献不显著，因此离子交换混合床不适用于高含盐量进料。
[0054]
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。