一种电容去离子装置和系统

本发明属于电容去离子，特别涉及一种电容去离子装置和系统。

背景技术：

1、电容去离子技术是基于双电层理论，在一对平行的极板间施加静电场，极板间溶液中的带电粒子在电场作用下定向迁移并被吸附于电极表面，溶液离子浓度降低；电极吸附饱和后，短接或反接，在静电斥力的作用下，被吸附的离子从极板上脱附下来，实现电极材料的再生，从而去除水中溶解盐类一种电化学水处理技术。具有低成本、低能耗、常温高效、易再生、易维护和环境友好等优点，因此，被广泛应用在海水淡化及废水脱盐等领域。

2、目前按照电极类型可将电容去离子装置分成三类：固定电极装置、流动电极装置和转动电极装置。

3、而现有技术中的这三类电容去离子装置通常存在着电极利用率低，装置体积大的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电容去离子装置和系统，以解决传统去离子装置电极利用率低，装置体积大的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明第一方面提供一种电容去离子装置，包括浓液腔室，所述浓液腔室由绝缘隔板分隔为连通的阴极浓液腔室和阳极浓液腔室，所述阴极浓液腔室和阳极浓液腔室均通过离子半透膜连接有原水腔室；所述绝缘隔板的两侧还分别设置集流器；所述浓液腔室内还设置有电极，所述电极呈环形且绕设在所述绝缘隔板的外侧，所述电极以所述绝缘隔板为中心做旋转运动，以使所述电极上位于所述阴极浓液腔室的部分进入到所述阳极浓液腔室，同时所述电极上位于所述阳极浓液腔室的部分进入到所述阴极浓液腔室。

4、进一步的，所述电极与绝缘隔板之间通过转轮相连。

5、进一步的，所述转轮受控于转轮控制器，以调控所述电极的转速。

6、进一步的，所述电极为带状电极。

7、进一步的，所述阴极浓液腔室设有冲洗水入口，所述阳极浓液腔室设有浓液排出口；冲洗水自所述冲洗水入口进入所述浓液腔室，携带脱附的离子后从所述浓液排出口流出。

8、进一步的，所述集流器包括阴极集流器和阳极集流器，所述阴极集流器连接电源负极，所述阳极集流器连接电源正极。

9、进一步的，所述原水腔室包括阴极原水腔室和阳极原水腔室，所述离子半透膜包括阳离子半透膜和阴离子半透膜；所述阴极浓液腔室通过阳离子半透膜与阴极原水腔室相连，所述阳极浓液腔室通过阴离子半透膜与阳极原水腔室相连。

10、本发明第二方面提供一种电容去离子系统，该系统包括如上述的电容去离子装置；在所述电容去离子装置的数量为至少两个的情况下，至少两个所述电容去离子装置以串联或并联的方式相连。

11、进一步的，在所述电容去离子装置的数量为至少三个的情况下，至少三个所述电容去离子装置以串联和/或并联的方式相连。

12、进一步的，相邻的两个串联的所述电容去离子装置共用一个原水腔室。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明提供一种电容去离子装置和系统装置。该装置采用可转动的呈环形的电极，兼顾了固定电极装置稳定性高和流动电极装置吸附效率高、易实现连续制程的特点。本发明利用电极转动形式结合离子半透膜的特点，将离子吸附原水净化和反离子脱附电极再生过程设置在一个腔室内同步完成，避免了电极空转现象，提高了电极利用率，同时，浓液腔室内更高的反离子浓度为离子脱离原水提供了额外的驱动力，增加了离子转移效率，再者，由于离子吸附和脱附过程同步进行，因此，减少了传统电容去离子装置的脱附区域，缩小了装置体积。多套装置并联，批量处理原水，结构简单，自动化程度高，维护方便，便于生产。

技术特征：

1.一种电容去离子装置，其特征在于，包括浓液腔室(4)，所述浓液腔室(4)由绝缘隔板(1)分隔为连通的阴极浓液腔室(401)和阳极浓液腔室(402)，所述阴极浓液腔室(401)和阳极浓液腔室(402)均通过离子半透膜(5)连接有原水腔室(6)；

2.根据权利要求1所述的电容去离子装置，其特征在于，所述电极(3)与绝缘隔板(1)之间通过转轮(7)相连。

3.根据权利要求2所述的电容去离子装置，其特征在于，所述转轮(7)受控于转轮控制器(8)，以调控所述电极(3)的转速。

4.根据权利要求1所述的电容去离子装置，其特征在于，所述电极(3)为带状电极。

5.根据权利要求1所述的电容去离子装置，其特征在于，所述阴极浓液腔室(401)设有冲洗水入口(411)，所述阳极浓液腔室(402)设有浓液排出口(412)；冲洗水自所述冲洗水入口(411)进入所述浓液腔室(4)，携带脱附的离子后从所述浓液排出口(412)流出。

6.根据权利要求1所述的电容去离子装置，其特征在于，所述集流器(2)包括阴极集流器(201)和阳极集流器(202)，所述阴极集流器(201)连接电源(9)负极，所述阳极集流器(202)连接电源(9)正极。

7.根据权利要求6所述的电容去离子装置，其特征在于，所述原水腔室(6)包括阴极原水腔室(601)和阳极原水腔室(602)，所述离子半透膜(5)包括阳离子半透膜(501)和阴离子半透膜(502)；所述阴极浓液腔室(401)通过阳离子半透膜(501)与阴极原水腔室(601)相连，所述阳极浓液腔室(402)通过阴离子半透膜(502)与阳极原水腔室(602)相连。

8.一种电容去离子系统，其特征在于，该系统包括如权利要求1至7中任一项所述的电容去离子装置；

9.根据权利要求8所述的电容去离子系统，其特征在于，在所述电容去离子装置的数量为至少三个的情况下，至少三个所述电容去离子装置以串联和/或并联的方式相连。

10.根据权利要求8所述的电容去离子系统，其特征在于，相邻的两个串联的所述电容去离子装置共用一个原水腔室(6)。

技术总结
本发明提供一种电容去离子装置和系统装置。该装置包括浓液腔室，所述浓液腔室由绝缘隔板分隔为连通的阴极浓液腔室和阳极浓液腔室，所述阴极浓液腔室和阳极浓液腔室均通过离子半透膜连接有原水腔室；所述绝缘隔板的两侧还分别设置集流器；所述浓液腔室内还设置有电极，所述电极呈环形且绕设在所述绝缘隔板的外侧，所述电极以所述绝缘隔板为中心做旋转运动，以使所述电极上位于所述阴极浓液腔室的部分进入到所述阳极浓液腔室，同时所述电极上位于所述阳极浓液腔室的部分进入到所述阴极浓液腔室。本发明利用电极转动的方式，在一个腔室内同步完成离子吸附原水净化和反离子脱附电极再生过程，结构简单，体积小，电极利用率高，自动化程度高。

技术研发人员：姚宏,马金元
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12