专利名称：脱盐系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于水回收(Water Recovery)的脱盐(Desalination)系统和方法，尤其涉及一种通过移除流体中硬度离子(Hardness Ions)以进行水回收的脱盐系统和方法。
背景技术：
在工业领域中，大量 的废水，如含盐的水溶液被生产出来。通常，这样的废水并不适合直接在家庭或工业中使用。鉴于可使用的水资源的有限性，从流体，如废水、苦咸水、海水或其他含盐溶液中回收合格的可使用的水就显得尤为重要。在一定的应用中，由于具有可连续性操作且可稳定的生产具有较高质量的产品水，电去离子(Eelectrodeionization, EDI)装置被越来越广泛地用来处理流体，比如来生产高纯水。通常，电去离子装置利用传统的电渗析系统并装载离子交换树脂(Ion ExchangeResin)来处理流体。然而，在操作过程中，由于过高浓度的多价阳离子可能引起在装置内，特别是在浓室内产生结垢的风险，电去离子装置对于处理的流体的硬度具有一定的要求。t匕如，许多商业化的电去离子装置要求其处理的流体的硬度小于lppm。这就需要在流体输入进电去离子装置进行处理前对该流体进行严格的预处理来降低其硬度以便于在电去离子装置中进行处理。已经有多种尝试来来对流体进行预处理以降低其硬度。比如，利用两级(TwoStages)反渗透(Reverse Osmosis)膜装置来降低流体的硬度。然而，利用两反渗透膜装置来降低流体的硬度，这就相应地导致系统处理成本的上升，对于整个系统来说是不利的。所以，需要提供一种新的可以移除流体中硬度离子以进行水回收的脱盐系统和方法。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统。该脱盐系统包括至少一个脱盐装置单元。该脱盐装置单元包括第一和第二电极、阴离子交换层和阳离子交换层、隔网装置及离子交换树脂。阴离子交换层和阳离子交换层分别设置在相应的所述第一和第二电极上。隔网装置及离子交换树脂分别设置在所述第一和第二电极间。本发明另一个实施例提供了一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统。该脱盐系统包括脱盐装置。该脱盐装置包括第一和第二电极、双极性电极、阴离子和阳离子交换层、复数个隔网装置及离子交换树脂。双极性电极设置在所述第一和第二电极间。复数个隔网装置设置在每一对相邻的电极间。阴离子和阳离子交换层分别设置在每一对相邻的电极中的相应的电极上。离子交换树脂设置在每一对相邻的电极间。本发明的实施例进一步提供了一种用于移除流体中离子的脱盐方法。该脱盐方法包括在脱盐装置单元处于充电状态时，提供第一输入流体通过设置在阴离子交换层和阳离子交换层间的离子交换树脂并产生输出流体及在脱盐装置单元处于放电状态时，提供第二输入流体通过所述离子交换树脂以把从所述第一输入流体中移除的离子带出所述脱盐装置单元并产生浓缩流体。所述阴离子交换层和阳离子交换层间分别设置在所述脱盐装置单兀的第一和第二电极上。
通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中图1为本发明脱盐系统的一个实施例的示意图；图2为本发明脱盐系统的脱盐装置的一个实施例的示意图；图3为本发明脱盐装置处理第一输入流体的一个实施例的实验图表；图4为在处理过程中，本发明脱盐装置在设置有离子交换树脂颗粒及未设置离子交换树脂颗粒情况下时的电压实验图表；图5到图6为本发明脱盐系统的脱盐装置中的离子交换树脂颗粒的其他两个实施例的设置示意图；及图7到图8为本发明脱盐系统的脱盐装置的其他两个实施例的示意图。
具体实施例方式图1所示为本发明脱盐系统10的一个实施例的示意图。在本实施例中，脱盐系统10包括脱盐装置11及与该脱盐 装置11流体相通的电去离子(Electrodeionization, EDI)装置12。在一些示例中，脱盐装置11可用来接收来自于第一流体源(未图示)且含有多种物质或其他杂质的第一输入流体13以对其进行脱盐处理以移除其内含有的带电离子或目标离子并产生输出流体14。在非限定示例中，第一输入流体13中包含的物质及其他杂质可包括带电离子，比如钠离子(Na+)、氯离子(CD、包括镁离子(Mg2+)和钙离子(Ca2+)在内的硬度离子(Hardness Ions)及其他离子。在一个示例中，第一输入流体12中的带电离子可至少包括一部分目标离子，如一部分硬度离子。在本实施例中，脱盐装置11可进一步接收来自于第二流体源(未图示)的第二输入流体15，从而把从第一输入流体13中移除的带电物质移除出脱盐装置11并产生浓缩流体16。相比较第二输入流体15，该第二输出流体16含有较高浓度的带电离子。当脱盐装置11处于充电状态时，第一输入流体13和输出流体14可分别经由相应的阀17、18进入和流出该脱盐装置11。当脱盐装置处于放电装置时，第二输入流体15和浓缩流体16可分别经由相应的阀17、18进入和流出该脱盐装置11。在其充电状态下，第二输入流体15和浓缩流体16的通道通过相应的阀17、18被关闭。相似的，在其放电状态下，第一输入流体13和输出流体14的通道也通过相应的阀17、18被关闭。如图1所示，浓缩流体16可再被输入进第二输入流体15中，从而循环输入进脱盐装置11。随着浓缩流体16的不断循环，其内含有的盐或其他杂质的浓度不断升高直到其达到饱和或超饱和状态。这样，当其内含有的盐或其他杂质的饱和或超饱和度达到一定点，沉淀颗粒就出现在浓缩流体16中。在一些示例中，至少一部分浓缩流体16可通过管道100排放。
在一定的应用中，第一输入流体13和第二输入流体15可含有相同或不同的种类的物质或其他杂质，且该物质或其他杂质的浓度也可相同或不同。在非限定示例中，第一和第二输入流体13、15可来自于相同的流体源。在一定的应用中，当脱盐装置11处于放电状态时，第一输入流体13也可作为第二输入流体15使用。阀17、18可设置或不设置。这样，由于脱盐装置11的脱盐作用，第一输入流体13中的至少一部分带电离子或目标离子，如硬度离子就可被移除，从而产生输出流体14以便于其被输入进电去离子装置12中进行进一步的处理。与第一输入流体13相比较，来自于该脱盐装置11的输出流体14含有较低浓度的带电离子，比如硬度离子。在一些示例中，在被输入进电去离子装置12中之前，输出流体14也可被再次输入进脱盐装置11中或其他合适的脱盐装置中进行进一步处理以移除其内的一定的带电离子。根据不同的应用，电去离子装置可以设置或不设置。在本发明实施例中，电分离(EDI)可指一种电化学净化(ElectrochemicalPurification)过程，其使用离子交换膜和离子交换树脂以便于从水或其他流体中移除目标离子或带电离子而生产具有较高质量的水，比如纯水或超纯水。在非限定示例中，电去离子装置12包括一对电极，其分别作为阳极和阴极使用。复数片交替设置的阴离子交换膜和阳离子交换膜设置在该阳极和阴极间以形成复数个交替设置的第一和第二通道。在操作时，该第一和第二通道可分别作为淡室和浓室使用。进一步的，复数个隔网装置可设置在相邻的每两片离子交换膜间及电极与各自相应的相邻的离子交换膜间。该结构与电渗析(Electrodialysis)装置的结构相似。在电去离子装置中，阴离子交换膜仅可用来通过阴离子；阳离子交换膜仅可用来通过阳离子。此外，电去离子装置可进一步设置有离子交换树脂，该离子交换树脂可仅设置在第一通道中或同时设置在第一通道和第二通道中以促进离子在相邻的离子交换膜间的传输、提高相邻的离子交换膜间的传导性(Conductivity)及水的电化学分解(Electrochemical Splitting)反应。在非限定示例中，离子交换树脂可设置在第一通道(淡室)中。在一些应用中 ，电去离子装置的电极可具有板状的结构，从而可彼此平行设置以形成堆叠(Stack)的结构。在其他示例中，电去离子装置的电极也可具有不同的架构，例如，电极可同心设置，从而在其间定义了一个螺旋状连续的空间。在一些示例中，电去离子装置的电极可包括导电材料。隔网装置可包括任何离子可通过(Ion-permeable)的、非电子导电(Electronically Nonconductive)的材料,该材料可为膜及多孔或无孔的材料。在非限定示例中，电去离子装置的阴极可包括不锈钢(Stainless Steel)材料；其阳极可包括氧化铱(Iridium Oxide)或钛涂钼(Platinum coated Titanium)材料；其阴离子交换膜可包括含有季铵基团(Quaternary Amine Group)的聚合物(Polymeric)材料；其阳离子交换膜可包括含有磺酸基团(Sulfonic Acid Group)或羧酸基团(CarboxylicAcid Group)的聚合物材料；其离子交换树脂可包括交联聚苯乙烯或其他合适的材料。这样，在电去离子装置12操作时，电流施加其上，来自于脱盐装置11的输出流体14被输入进电去离子装置12中的装载有离子交换树脂的淡室中以进行进一步的处理来移除目标离子，比如硬度离子，从而产生具有较高质量的产品流体19。来自于流体源(未图示)的输入流体20被输入进电去离子装置12的浓室中从而把从淡室中移除的目标离子带出该电去离子装置12以产生浓缩流体21。在一定的应用中，产品流体19可进一步循环输入进电去离子装置12中以进行进一步的处理。来自脱盐装置11的浓缩流体16也可被输入进被电去离子装置12的浓室中以移除来自淡室的目标离子。其间，在淡室中的离子交换树脂中发生水分解反应以产生氢离子(H+)和氢氧根离子(0H_)来促使离子交换树脂的再生，从而便于电去离子装置12持续运行。电解液流体(未图示)通过电极的表面从而来移除在操作过程中产生的气体，如氢气和氯气以保护电极。通常，电去离子装置12对于要进行处理的流体的硬度具有一定的要求，比如，其可处理的流体的硬度要小于lppm。为了降低流体的硬度至合适的水平从而避免或减轻操作过程中在电去离子装置12中发生沉淀或结垢的风险，如图1所示，脱盐装置11被设置来对第一输入流体13进行处理从而生产具有合适水平的目标离子，如硬度水平的输出流体14。图2所示为本发明脱盐装置11的一个实施例的示意图。如图2所示，脱盐装置11包括第一电极22、第二电极23、阴离子交换层24、阳离子交换层25及隔网装置26。在本实施例中，该脱盐装置11也可称为一个脱盐装置单元。阴阳离子交换层中所谓“层”并不局限在特定的厚度。第一和第二电极22、23分别与电源(未图示)的正负极相连从而可分别作为正极和负极，从而阴离子交换膜24可设置在阳极22上并与其密切接触；阳离子交换膜25可设置在阴极23上并与其密切接触。在其他实施例中，第一和第二电极22，23的极性也可进行改变，从而阴离子交换膜24和阳离子交换膜25可分别与相应的第二电极23和第一电极22接触。在一些实施例中，第一和第二电极22、23可包括金属材料，如钛或涂敷有钼等贵金属的钛等组成。在另一些实施例中，第一和第二电极20、21可包括可导热或不导热的导电材料，且其可包括具有较小尺寸和较大的表面积的颗粒。在一些示例中，导电材料可包括一种或多种碳材料。在非限定示例中，碳材料可包括活性碳颗粒(Activated CarbonParticles)、多孔碳颗粒(P orous Carbon Particles)、碳纤维(Carbon Fibers)、碳气溶胶(Carbon Aerogels)、多孔中间相碳微球(Porous Mesocarbon Microbeads)或其组合。在其他示例子，导电材料可包括导电复合材料，如锰，铁，锰和铁的氧化物，钛、锆、钒、钨的碳化物或其组合。在本实施例中，第一和第二电极22、23可具有板状的结构，从而可彼此平行设置以形成堆叠(Stack)的结构。在其他示例中，第一和第二电极22，23也可具有不同的形状，比如片状、块状(Block)或柱状(Cylinder)，且按照不同的架构进行设置。例如，第一和第二电极22、23可同心设置，从而在其间定义了一个螺旋状连续的空间。阴离子交换层24和阳离子交换层25可用来促使输入流体中的离子向相应的电极传输。在一些示例中，阴离子交换层24可包括常规阴离子交换层，其不仅可通过多价阴离子而且可通过单价阴离子。根据不同的应用，比如为了移除单价阴离子，阴离子交换层24可包括单价阴离子交换层。相似的，阳离子交换层25可包括常规阳离子交换层或单价阳离子交换层。在非限定示例中，阴离子交换层24和阳离子交换层25均为常规阴阳离子交换层。在一些实施例中，阴离子交换层24和/或阳离子交换层25可独立(Freestanding)的设置于相应的电极22、23上。在其他示例中，阴离子交换层24和/或阳离子交换层25可以膜的形式涂覆在相应的电极22、23上。在一定的应用中，阴离子交换层24和/或阳离子交换层25的至少一部分也可分散进相应的电极22、23内部。隔网装置26设置在阴离子交换层24和/或阳离子交换层25间用以隔离第一和第二电极22、23。在一些示例中，隔网装置26可包括任何离子可通过(Ion-permeable)的、非电子导电(Electronically Nonconductive)的材料。这样，在图2所示的实施例中，当脱盐装置11处于充电状态时，来自电源的正负电荷分别聚集在阳极22和阴极23上。第一输入流体13通过阀17进入脱盐装置11中以进行脱盐处理，比如移除其内含有的硬度离子。由于在相应的电极22、23上聚集的正负电荷的吸引，第一输入流体13中的阴离子，如氯离子及其内的阳离子，如硬度离子可分别通过相应的阴离子交换层24和阳离子交换层25以聚集在相应的电极上。由于第一输入流体13中带电离子的相应电极22、23上的聚集，输出流体14就成为变淡的流体(或产品流体)，其通过阀18流出脱盐装置11。相较于第一输入流体13而言，其含有较低浓度的带电物质，比如含有较低浓度的硬度离子。当脱盐装置11处于放电状态时，吸附在相应电极22、23上的阴阳离子，如氯离子和硬度离子从电极的表面脱离。第二输入流体15通过阀17进入脱盐装置11，从而把从相应电极22、23脱离并穿过相应阴阳离子交换层2425的离子带出脱盐装置11并产生浓缩流体16。相较于第二输入流体15，浓缩流体16中含有较高浓度的物质或其他杂质，比如硬度离子。在一定的应用中，浓缩流体16也可再被输入进第二输入流体15中以再次输入进脱盐装置11。在一个实施例中，当脱盐装置11处于放电状态时，第一和第二电极22、23的极性可维持不变的情况下在其间设置短路从而使吸附其上的阴阳离子脱离。在其他实施例中，第一和第二电极22、23的极性也可进行改变来使阴阳离子脱离。在图2所示的实施例中，脱盐装置(单元)11可进一步包括设置于阴离子交换层24和阳离子交换层25间的离子交换树脂颗粒27。在本实施例中，离子交换树脂27以球状的颗粒形式设置在阴阳离子交换层24、25间。在非限定示例中，离子交换树脂颗粒27可包括聚合体(Polymer)材料。当脱盐装置11处于充电状态时，该离子交换树脂颗粒27可与通过的第一输入流体13中的离子进行离子交换从而形成离子通道以便于第一输入流体13中的离子向相应的电极移动。离子交换树脂可应用在水处理过程中，比如水的净化和软化。通常，离子交换树脂包括不可溶材料，且其以直径大约从O. 5毫米到大约2毫米的球状颗粒的形式设置。离子交换树脂的不可溶材料的表面具有多孔结构从而可松散的固持离子。在操作中，在不会对离子交换树脂的材料的性能有任何改变的情况下，其固持的离子可与通过的输入流体中的离子进行交换。在非限定示例中，离子交换树脂的不可溶材料可包括酸性物质或碱性物质从而可作为阴离子交换树脂或阳离子交换树脂使用以与流体中的阴离子和阳离子进行交换。在一些示例中，离子交换树脂颗粒27的材料包括交联的聚苯乙烯(CrosslinkedPolystyrene)或其他合适的材料。在一个示例中，离子交换树脂颗粒可来自于位于美国新泽西州伯明翰的Lanxess公司。在本实施例中，离子交换树脂颗粒27包括阴离子交换树脂颗粒28及与阴离子交换树脂颗粒28相混合的阳离子交换树脂颗粒29，且也可被称为混合床离子交换树脂颗粒。在一定的应用中，比如为了移除不同的 目标离子，离子交换树脂颗粒27可包括阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29中之一。
在一个示例中，阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29的量的比例为I比1，且二者均匀混合，比如，如图2所示，二者间隔设置以提高在第一输入流体和相应电极间的离子输送效率。在其他示例中，阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29也可具有不同的量及/或不均匀混合。这样，在操作时，当脱盐装置11处于充电状态下，第一输入流体13通过离子交换树脂颗粒27，阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29与第一输入流体13中的相应的阴阳离子进行交换从而便于离子传输到相应的电极22、23上。在一定的示例中，在操作时，通过脱盐装置11的电流可控制在一定的合适的水平从而来避免或减轻在离子交换树脂颗粒27中发生的水分解反应。图3所示为本发明脱盐装置11处理第一输入流体的一个实施例的实验图表。在该实验中，实验条件包括第一输入流体13的流速为240ml/min ;沿着第一输入流体13的通过脱盐装置11的方向，离子交换树脂颗粒27的高度为1. 5mm ;第一输入流体13的导电率(Conductivity)为43uS/cm(如柱状图A所示)；第一输入流体13的硬度为IIppm(如柱状图B所示)及通过脱盐装置11的电流为200mA。在一个示例中，第一输入流体13含有氯化钙、氯化镁及碳酸氢钠，其硬度为llppm。如图3所示，通过脱盐装置11对第一输入流体13的处理，输出流体14的导电率为9uS/cm(如柱状图B所示)，其硬度为O. 9ppm(如柱状图D所示)，该硬度小于lppm。可见，在处理后，第一输入流体13的硬度降低了近90%，这表明脱盐装置11具有高的硬度离子移除率。由于较高的硬度离子移除率，脱盐装置11就可在第一输入流体中的硬度离子处于较低浓度水平时仍可对其进行移除，这增加了系统的适应性。此外，由于离子交换树脂颗粒27的离子通道作用，当目标离子从第一输入流体向相应的电极移动过程中，离子移动的阻力也就被相应的降低，从而消耗较少的能量。图4所示为在处理过程中，当200mA电流通过脱盐装置时，该脱盐装置在设置有离子交换树脂颗粒27及未设置离子交换树脂颗粒27情况下时的电压实验图表。该实验条件与图3中的实验条件相同。 如图4所示，在没有设置离子交换树脂颗粒27的情况下，脱盐装置11上的电压为19V(如柱状图F所示)。当设置有离子交换树脂颗粒27时，脱盐装置11上的电压为
O.95V(如柱状图E所示)，这表明了设置有离子交换树脂颗粒27时，处理第一输入流体13消耗了较少的能量。在一定的应用中，随着离子交换树脂颗粒27的设置，第一和第二电极22、23的间距可在从O. 5mm到20mm的范围内，比如从2mm到20mm的范围内。在一个非限定示例中，第一和第二电极22、23的间距为8mm，这表明脱盐装置11可一次处理更大量的第一输入流体13。图2所示的实施例仅是示意性的。在其他应用中，脱盐装置11可用来处理不同的目标离子，其包括但不限于硬度离子。阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29也可具有其他设置架构，其包括但不限于如图2及图5到图6中所示的架构。如图5所示，阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29分别沿着离子交换树脂颗粒的高度方向设置成第一和第二列(未标注)。该第一和第二列分别沿着从第一电极22到第二电极23的方向交替设置。在图6所示的实施例中，阴离子交换树脂颗粒28和阳离子交换树脂颗粒29分别沿着从第一电极22到第二电极23的方向设置成第一行和第二行。该第一行和第二行沿着离子交换树脂颗粒27的高度方向交替设置。在一些示例中，如图7所示，脱盐系统10可包括脱盐装置30，该脱盐装置30可包括复数个叠加设置在一起的脱盐装置单元11 (如图2所示)及设置在每一对相邻的脱盐装置11间的绝缘隔离装置31。这样，在操作时，脱盐装置30可以较高效且消耗较少能量的方式处理大量的输入流体13。在其他应用中，如图8所示，脱盐系统10可包括脱盐装置32。该脱盐装置32包括第一电极22，第二电极23，设置在第一和第二电极间的双极性电极33及复数个设置在每一对相邻的电极间的隔网装置26。离子交换树脂颗粒27设置在每一对相邻的电极间。阴离子交换层24和阳离子交换层25设置每对相邻的电极中的相应的电极上。图2及图5到图8中相同的标号可表不相同的兀件。在图8所示的实施例中，每一个双极性电极33包括一个正极、一个负极及设置在其间其隔离作用的离子非透过层(未图示)。在本发明实施例中，双极性电极并不局限于任何特定的双极性 电极。在非限定示例中，双极性电极的其他描述也可在美国公开专利申请US/20110024287中得到。这样，与图7中所示的实施例相似，在操作时，脱盐装置32可以较高效且消耗较少能量的方式处理大量的输入流体13。在本发明实施例中，阴阳离子交换层和离子交换树脂被设置来移除输入流体中的目标离子，如硬度离子。在非限定示例中，至少由于离子交换树脂的设置，其硬度，比如大于IOppm的输入流体可被有效的处理以便于该流体在电去离子装置中进行进一步的处理。这增加了系统的适应性及对硬度离子的耐受性。此外，至少由于离子交换树脂的设置，在操作中可节省大量的能量从而降低了运行成本。进一步的，与传统的脱盐系统中的相邻的成对的电极间的距离，比如O. 76mm相比较，在本发明实施例中，相邻的成对的电极间的距离可大于O. 76mm,比如处于从2mm到20mm的范围内，这表明该系统可一次处理更大量的输入流体从而提高系统的效率。虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。
权利要求
1.一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统，包括 至少一个脱盐装置单元，其包括 第一和第二电极； 阴离子交换层和阳离子交换层，其分别设置在相应的所述第一和第二电极上； 隔网装置，其设置在所述第一和第二电极间 '及 离子交换树脂，其设置在所述第一和第二电极间。
2.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述离子交换树脂包括阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的混合物。
3.如权利要求2所述的脱盐系统，其中所述阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的量的比例为I比I。
4.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述第一和第二电极间的距离处于从2毫米到20毫米的范围内。
5.如权利要求4所述的脱盐系统，其中所述第一和第二电极间的距离为8毫米。
6.如权利要求1所述的脱盐系统，其包括复数个叠加设置的脱盐装置单元，其中在每一对相邻的脱盐装置单元间设置有绝缘隔离装置。
7.如权利要求1所述的脱盐系统，进一步包括与所述至少一个脱盐装置单元流体相通可用来处理来自于该至少一个脱盐装置单元的输出流体的电去离子装置。
8.如权利要求1所述的脱盐系统，其中所述至少一个脱盐装置单元可用来移除流体中的硬度离子。
9.一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统，包括 脱盐装置，其包括 第一和第二电极； 双极性电极，其设置在所述第一和第二电极间； 复数个隔网装置，其设置在每一对相邻的电极间； 阴离子和阳离子交换层，其分别设置在每一对相邻的电极中的相应的电极上；及 离子交换树脂，其设置在每一对相邻的电极间。
10.如权利要求9所述的脱盐系统，其中所述离子交换树脂包括阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的混合物，所述阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的量的比例为I比I。
11.如权利要求9所述的脱盐系统，其中所述每一对相邻的电极间的距离处于从2毫米到20毫米的范围内。
12.如权利要求11所述的脱盐系统，其中所述每一对相邻的电极间的距离为8毫米。
13.一种用于移除流体中离子的脱盐方法，包括 在脱盐装置单元处于充电状态时，提供第一输入流体通过设置在阴离子交换层和阳离子交换层间的离子交换树脂并产生输出流体，所述阴离子交换层和阳离子交换层间分别设置在所述脱盐装置单元的第一和第二电极上；及 在脱盐装置单元处于放电状态时，提供第二输入流体通过所述离子交换树脂以把从所述第一输入流体中移除的离子带出所述脱盐装置单元并产生浓缩流体。
14.如权利要求13所述的脱盐方法，进一步包括输入所述输出流体进入电分离装置进行进一步处理。
15.如权利要求13所述的脱盐方法，其中所述离子交换树脂包括阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的混合物，所述阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的量的比例为I比I。
16.如权利要求13所述的脱盐方法，进一步包括输入所述浓缩流体进入所述第二输入流体中。
17.如权利要求13所述的脱盐方法，其中所述第一和第二电极间的距离为8毫米。
全文摘要
本发明涉及一种用于从流体中进行离子移除的脱盐系统及方法。该脱盐系统包括至少一个脱盐装置单元。该脱盐装置单元包括第一和第二电极、阴离子交换层和阳离子交换层、隔网装置及离子交换树脂。阴离子交换层和阳离子交换层分别设置在相应的所述第一和第二电极上。隔网装置及离子交换树脂分别设置在所述第一和第二电极间。
文档编号C02F9/06GK103058425SQ20111032397
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者杨凌露, 杨海, 路微, 约翰.H.巴伯 申请人:通用电气公司