专利名称：极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制备工业纯水的电去离子装置。
背景技术：
Electrodeionization(EDI)，即电去离子(填充床电渗析)，是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子在直流电的作用下分别通过阴阳离子 交换膜而被除去的过程。目前电去离子装置在工业纯水制备领域得到广泛应用，其主要结 构包括加紧板、阳极室(含阳极)、阴极室(含阴极)以及位于阳极室和阴极室之间的一个 或多个重复设置的浓水室和淡水室构成。这些浓水室和淡水室通过交替布置的阴离子交换 膜和阳离子交换膜而形成。填充于淡水室的为阴阳离子交换树脂，这些树脂可以分层装填 也可以混合装填。离子交换树脂的主要作用为1、增加离子的横向迁移速度；2、延缓离子 的纵向迁移速度；3、增加淡水室的导电性；4、加速水的局部离解率；5、交换水中阴阳离子 提高产水纯度。同时为了提高浓水室的导电性，部分厂家采用浓水循环和浓水加盐的方式 提高浓水室的导电度，降低浓水室的电阻，降低模块在运行时的能耗。也有部分厂家采用在 浓水室装填树脂的方式增加离子的横向迁移速度提高浓水室的导电性，降低浓水室的电阻 降低模块在运行时的能耗。这两种方式都存在一定的问题，浓水循环和加盐在提高浓水和 极水的导电度的同时，也导致氯离子在阳极析出导致离子交换膜和树脂的氧化降低设备的 性能，并且浓水循环和浓水室加盐带来的工艺复杂，运行控制要求高等问题。而在浓水室准 装填树脂虽然可以避免浓水循环和浓水室加盐带来的工艺复杂，运行控制要求高等问题， 但是浓水室装填还存在树脂装填不均的问题，散落在隔板上的树脂容易形成架桥现象，造 成模块漏水和窜水等问题。因此，对模块生产提出了更高的要求。
实用新型内容本实用新型提供了一种极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，要解 决浓水室导电性偏低的问题，以及模块生产、运行工艺复杂的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案这种极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，包括阳极室、阴极室、交 替排列在阳极室和阴极室之间的淡水室和浓水室，淡水室分别通过阳离子交换膜和阴离子 交换膜与相邻的浓水室隔开，淡水室内装填有混床离子交换树脂，浓水室、阳极室和阴极室 内装填有离子交换纤维。所述浓水室、阳极室和阴极室内装填有至少两层离子交换纤维，上述离子交换纤 维之间或离子交换纤维与离子交换膜之间敷设有聚丙烯塑料格网。所述离子交换纤维可以是离子交换纤维毡或离子交换纤维网。所述离子交换纤维的单层厚度可为1 3mm。所述离子交换纤维可以是聚丙烯腈基离子交换纤维、聚四氟乙烯基离子交换纤 维、辐射接枝聚四氟乙烯基酸性离子交换纤维、高强度高容量聚乙烯醇离子交换纤维或活性炭/腈氯纶离子交换纤维。所述浓水室、阳极室和阴极室内装填的离子交换纤维均为强酸性阳离子交换纤维 和强碱性阴离子交换纤维。所述浓水室、阳极室和阴极室内的离子交换纤维可以是单独装填的阳离子交换纤维或阴离子交换纤维，或是混合装填的阳离子交换纤维和阴离子交换纤维。所述混合装填的阳离子交换纤维和阴离子交换纤维，二者的装填比例为1 3 3 I0与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果本实用新型在极水室、浓水室装填一层或多层离子交换纤维，可以有效地提高浓 水室的导电性，便于模块生产质量控制。在装填一层或多层离子交换纤维过程中，可以在离 子交换纤维之间或离子交换纤维与离子交换膜之间敷设一层聚丙烯材质的塑料格网，以改 善浓水室的水流分布情况。本实用新型与现有技术相比具有以下优势首先，避免了由于浓水循环和浓水室加盐带来的工艺复杂，运行控制要求高等问 题。其次，离子交换纤维代替离子交换树脂用于浓水室装填，简化了装填的难度，提高 了浓水室导电层的均勻性。第三，简化了模块的运行工艺，模块运行可以采用两进水两出水或两进水三出水 方式。在离子交换纤维跟电解质溶液接触时，纤维上的离子能跟溶液里的离子作有选择 性的交换，分为阳离子交换纤维、阴离子交换纤维和两性离子交换纤维。此外，离子交换纤 维还有一定的强度、耐化学腐蚀等性能，可用于钢铁、化工、轻工业生产过程中对废酸、废 碱、废液和废气的回收、净化处理。本实用新型可广泛用于海水淡化、工业用软水的制备、无 离子纯水的生产以及制盐工业。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是浓水室的剖面结构示意图。图3是模块运行采用两进水两出水时的模块示意图。图4是模块运行采用两进水三出水时的模块示意图。附图标记1_阳极室、2-阴极室、3-淡水室、4-浓水室、5-阳离子交换膜、6_阴离 子交换膜、7-混床离子交换树脂、8-离子交换纤维、9-聚丙烯塑料格网。
具体实施方式
实施例参见
图1所示，这种极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，包 括阳极室、阴极室、交替排列在阳极室1和阴极室2之间的淡水室3和浓水室4，淡水室分别 通过阳离子交换膜5和阴离子交换膜6与相邻的浓水室隔开，淡水室内装填有混床离子交 换树脂7，浓水室4、阳极室1和阴极室2内装填有离子交换纤维8，离子交换纤维可以是离子交换纤维毡或离子交换纤维网。极水室包括阳极室1和阴极室2。参见图2所示，浓水室4内装填有三层离子交换纤维毡，离子交换纤维毡的单层 厚度为1 3mm。离子交换纤维毡之间敷设有聚丙烯塑料格网9。在装填过程中应保证离 子交换纤维毡的厚度均一，其湿润膨胀厚度在1mm。聚丙烯塑料格网为绞织，丝网的丝径为 0. 5mm，其尺寸与离子交换纤维毡的尺寸相同。为保证离子交换纤维毡、格网与浓室空腔的 尺寸一致，其加工均采用冲床裁切。离子交换纤维可选择聚丙烯腈基离子交换纤维、聚四氟 乙烯基离子交换纤维、辐射接枝聚四氟乙烯基酸性离子交换纤维、高强度高容量聚乙烯醇 离子交换纤维或活性炭/腈氯纶离子交换纤维。参见图3所示，本实用新型可采用两进水三出水的运行方式，进水分别进入淡水 室和浓水室，在外加电场作用下进行去离子后，产品水从淡水室中排出，浓水和极水分别排 放。参见图4所示，本实用新型可采用两进水两出水的运行方式，进水分别进入淡水 室和浓水室，在外加电场作用下进行去离子后，产品水从淡水室中排出，浓水和极水一起排 放或回收。
权利要求一种极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，包括阳极室、阴极室、交替排列在阳极室(1)和阴极室(2)之间的淡水室(3)和浓水室(4)，淡水室分别通过阳离子交换膜(5)和阴离子交换膜(6)与相邻的浓水室隔开，淡水室内装填有混床离子交换树脂(7)，其特征在于浓水室(4)、阳极室(1)和阴极室(2)内装填有离子交换纤维(8)。
2.根据权利要求1所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特征 在于所述浓水室(4)、阳极室(1)和阴极室(2)内装填有至少两层离子交换纤维(8)，上述 离子交换纤维(8)之间或离子交换纤维与离子交换膜间敷设有聚丙烯塑料格网(9)。
3.根据权利要求1或2所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特 征在于所述离子交换纤维(8)是离子交换纤维毡或离子交换纤维网。
4.根据权利要求3所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特征 在于所述离子交换纤维(8)的单层厚度为1 3mm。
5.根据权利要求3所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特征 在于所述离子交换纤维(8)是聚丙烯腈基离子交换纤维、聚四氟乙烯基离子交换纤维、辐 射接枝聚四氟乙烯基酸性离子交换纤维、高强度高容量聚乙烯醇离子交换纤维或活性炭/ 腈氯纶离子交换纤维。
6.根据权利要求3所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特征 在于所述浓水室、阳极室和阴极室内装填的离子交换纤维(8)均为强酸性阳离子交换纤 维和强碱性阴离子交换纤维。
7.根据权利要求3所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特征 在于所述浓水室、阳极室和阴极室内的离子交换纤维是单独装填的阳离子交换纤维或阴 离子交换纤维，或是混合装填的阳离子交换纤维和阴离子交换纤维。
8.根据权利要求7所述的极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，其特 征在于所述混合装填的阳离子交换纤维和阴离子交换纤维，二者的装填比例为1 3 3 I0
专利摘要一种极水室、浓水室装填离子交换纤维的电去离子装置，包括阳极室、阴极室、交替排列在阳极室和阴极室之间的淡水室和浓水室，淡水室分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜与相邻的浓水室隔开，淡水室内装填有混床离子交换树脂，浓水室、阳极室和阴极室内装填有离子交换纤维。离子交换纤维之间或离子交换纤维与离子交换膜之间可敷设有聚丙烯塑料格网。本实用新型避免了由于浓水循环和浓水室加盐带来的工艺复杂，运行控制要求高等问题，简化了装填的难度，提高了浓水室导电层的均匀性，可广泛用于海水淡化、工业用软水的制备、无离子纯水的生产以及制盐工业。
文档编号C02F1/469GK201553635SQ20092031373
公开日2010年8月18日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者张平凡, 张平远, 杨爽, 杨超峰, 王丹, 陈志强, 马文静 申请人:北京国电盛源电力工程技术有限公司