一種液壓式雙極膜電滲析裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種液壓式雙極膜電滲析裝置，它由膜堆，電極板，液壓裝置，換熱器和水箱組成。極水、鹽水、純水等通過泵先打入各水箱，再通過輸送泵依次進(jìn)入換熱器和膜堆。鹽水經(jīng)處理后產(chǎn)生酸、堿，最終得到淡水、酸和堿，極水單獨(dú)循環(huán)。膜堆、電極板通過液壓裝置夾緊，膜堆由雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜、隔板、夾緊板組成，膜堆實(shí)現(xiàn)模塊化，一套液壓裝置中可放置多個(gè)膜堆。
【專利說明】
一種液壓式雙極膜電滲析裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種雙極膜裝置，特別涉及一種液壓式雙極膜電滲析裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]雙極膜電滲析是近幾年發(fā)展起來的以鹽制酸堿的裝置，它的出現(xiàn)拓展了電滲析的應(yīng)用潛能。最常見的是三隔室雙極膜電滲析，可以在直流電的作用下將無機(jī)鹽轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的酸和堿。它的基本單元由雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜、酸室、堿室和鹽室組成， 多個(gè)單元再與一對(duì)電極板及其他配套結(jié)構(gòu)共同組成雙極膜電滲析設(shè)備。
[0003]因結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、成本等問題，目前國內(nèi)市場上的雙極膜設(shè)備主要用于實(shí)驗(yàn)室或小型項(xiàng)目。作為電滲析設(shè)備的一種，雙極膜電滲析設(shè)備同樣存在緊固方式不合理導(dǎo)致膜堆變形、 漏液等問題。另一方面，雙極膜電滲析涉及鹽向酸、堿的轉(zhuǎn)化，需要的能量較高，很多雙極膜裝置由于膜片、隔板較厚，膜堆電阻大，造成所需的電流電壓較高，處理能耗大且產(chǎn)熱多，易發(fā)生燒膜現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種液壓式雙極膜電滲析裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種液壓式雙極膜電滲析裝置，包括膜堆、電極板、液壓裝置、換熱器和水箱；極水、鹽水、純水通過不同的栗先打入不同的水箱，再通過不同的輸送栗依次進(jìn)入換熱器和膜堆;所述的膜堆至少有一組，且排列設(shè)置于兩塊電極板之間；所述的液壓裝置用于對(duì)兩側(cè)的電極板施加相向的壓力，使若干個(gè)膜堆被固定在兩側(cè)的電極板中。鹽水經(jīng)處理后產(chǎn)生酸、 堿，最終得到淡水、酸和堿，極水單獨(dú)循環(huán)。使用液壓裝置將所有膜堆和電極板夾緊，保證壓力均勻，防止系統(tǒng)漏水。
[0007]作為一種優(yōu)選方式，所述的膜堆采用模塊化設(shè)計(jì)，由夾緊板、陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜和隔板組成，兩層雙極膜之間設(shè)置陰離子交換膜和陽離子交換膜作為一組膜結(jié)構(gòu)，相鄰兩層膜之間設(shè)有隔板，兩塊夾緊板之間層疊有多組膜結(jié)構(gòu);夾緊板上設(shè)有酸進(jìn)水口、堿進(jìn)水口、鹽水進(jìn)水口、酸出水口、堿出水口和鹽水出水口。
[0008]進(jìn)一步的，所述的隔板厚度小于1 mm。
[0009]作為一種優(yōu)選方式，所述的液壓裝置由第一基座、第二基座、壓緊板、支撐架和液壓軸組成，支撐架架設(shè)于第一基座和第二基座上，所述的膜堆、電極板和壓緊板均可拆卸式固定于支撐架上，壓緊板位于一側(cè)電極板的外側(cè)，液壓軸用于對(duì)電極板施加壓力，使膜堆、 電極板和壓緊板緊密貼合。
[0010]進(jìn)一步的，所述的膜堆、電極板和壓緊板上均設(shè)有掛耳，用于與支撐架配合實(shí)現(xiàn)可拆卸式懸掛。
[0011]作為一種優(yōu)選方式，所述的膜堆使用螺桿進(jìn)行基本固定。
[0012]作為一種優(yōu)選方式，所述的電極板頂端設(shè)有銅質(zhì)接線板。
[0013]本裝置所使用的換熱器使用循環(huán)冷卻水將進(jìn)水溫度控制在25?35°C之間，保證裝置內(nèi)水溫在40°C以下。裝置所使用的雙極膜直流電阻小于10Q ? cm2、膜厚度小于0.4_，裝置運(yùn)行時(shí)產(chǎn)熱速率低，運(yùn)行能耗低。裝置所選用的隔板由改良硅膠制成，材質(zhì)柔軟，夾緊后膜堆密封性好，不易漏水。
[0014]本實(shí)用新型所解決的問題是，優(yōu)化雙極膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)，改善其禁錮方式，優(yōu)選設(shè)備材料，使設(shè)備不易變形，不漏水，能耗低，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)，使用換熱器控制運(yùn)行溫度，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行;優(yōu)選雙極膜、隔板材質(zhì)，保證設(shè)備性能。另外，將膜堆模塊化，簡化了結(jié)構(gòu)，便于拆裝維護(hù)，同時(shí)可根據(jù)處理量靈活設(shè)置膜堆數(shù)量?！靖綀D說明】

[0015]圖1是一種液壓式雙極膜電滲析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型中雙極膜電滲析主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型中雙極膜膜堆結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中零部件、部位及編號(hào):膜堆1、電極板2、液壓裝置3、換熱器4、水箱5、栗6、輸送栗7、陰離子交換膜8、陽離子交換膜9、雙極膜10、隔板11和夾緊板12?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇19]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述和說明。本發(fā)明中各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征在沒有相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相應(yīng)組合。
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1所示，一種液壓式雙極膜電滲析裝置，裝置主要包括膜堆1、電極板2、液壓裝置3、換熱器4和水箱5。電滲析所需的極水、鹽水、純水通過不同的栗6先各自打入不同的水箱5,再通過不同的輸送栗7依次進(jìn)入換熱器4和雙極膜主體中的膜堆1。膜堆1至少有一組， 且排列設(shè)置于兩塊電極板2之間；膜堆使用螺桿進(jìn)行基本固定。液壓裝置3用于對(duì)兩側(cè)的電極板2施加相向的壓力，使若干個(gè)膜堆1被固定在兩側(cè)的電極板2中。[〇〇22]如圖2和3所示，本實(shí)施例中，膜堆1采用模塊化設(shè)計(jì)，由夾緊板12、陰離子交換膜8、 陽離子交換膜9、雙極膜10和隔板11組成，兩層雙極膜10之間設(shè)置陰離子交換膜8和陽離子交換膜9作為一組膜結(jié)構(gòu)，所有相鄰兩層膜之間設(shè)有厚度小于1 mm的隔板11，兩塊夾緊板12 之間層疊有多組膜結(jié)構(gòu);夾緊板12上設(shè)有酸進(jìn)水口、堿進(jìn)水口、鹽水進(jìn)水口、酸出水口、堿出水口和鹽水出水口。
[0023]本實(shí)施例中，液壓裝置3由第一基座、第二基座、壓緊板、支撐架和液壓軸組成，支撐架架設(shè)于第一基座和第二基座上，膜堆1、電極板2和壓緊板均可拆卸式固定于支撐架上， 壓緊板位于一側(cè)電極板的外側(cè)，液壓軸用于對(duì)電極板2施加壓力，使膜堆1、電極板2和壓緊板緊密貼合。膜堆1、電極板2和壓緊板上均設(shè)有掛耳，用于與支撐架配合實(shí)現(xiàn)可拆卸式懸掛。
[0024]電極板2頂端設(shè)有銅質(zhì)接線板，便于散熱和電極板中電流的均勻分布。
[0025]本實(shí)施例中，將60組雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜及隔板按圖3順序疊制， 兩端用夾緊板夾緊，并用螺栓初步固定，制成單個(gè)膜堆，將2個(gè)膜堆及電極板放置于液壓裝置中，電極板接電。先通自來水進(jìn)行檢漏，設(shè)備檢測(cè)無問題后，開始運(yùn)行。
[0026]酸、堿水箱中放置純水，極水箱放置4% NaOH(單獨(dú)循環(huán)，圖中未畫出)，鹽水箱放置 6%硫酸鋰。先開啟循環(huán)栗，控制酸、堿、鹽流量在6-10 m3/h左右，膜堆兩端電壓在300-400V 之間，電流300-500A之間，運(yùn)行一段時(shí)間后，鹽水箱中硫酸鋰濃度降低至1%，同時(shí)得到10%的硫酸和5%的氫氧化鋰。實(shí)現(xiàn)硫酸鋰廢水處理的同時(shí)回收了酸、堿，充分回收了資源。[〇〇27] 實(shí)施例2[〇〇28]本實(shí)施例中裝置同實(shí)例1，鹽室放置15%氯化鈉，運(yùn)行時(shí)膜堆電壓同樣保持在300-400V之間，電流在300-500A之間，最終得到8%的氫氧化鈉和7%的鹽酸。對(duì)于資源較為匱乏的海島，可以通過本設(shè)備從海水中制取酸、堿。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，包括膜堆(1)、電極板(2)、液壓裝置 (3)、換熱器(4)和水箱(5);極水、鹽水、純水通過不同的栗(6)先打入不同的水箱(5)，再通 過不同的輸送栗(7)依次進(jìn)入換熱器(4)和膜堆(1);所述的膜堆(1)至少有一組，且排列設(shè) 置于兩塊電極板(2)之間;所述的液壓裝置(3)用于對(duì)兩側(cè)的電極板(2)施加相向的壓力，使 若干個(gè)膜堆(1)被固定在兩側(cè)的電極板(2)中。2.如權(quán)利要求1所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的膜堆(1)采用模 塊化設(shè)計(jì)，由夾緊板(12)、陰離子交換膜(8)、陽離子交換膜(9)、雙極膜(10)和隔板(11)組 成，兩層雙極膜(10)之間設(shè)置陰離子交換膜(8)和陽離子交換膜(9)作為一組膜結(jié)構(gòu)，相鄰 兩層膜之間設(shè)有隔板(11)，兩塊夾緊板(12)之間層疊有多組膜結(jié)構(gòu);夾緊板(12)上設(shè)有酸 進(jìn)水口、堿進(jìn)水口、鹽水進(jìn)水口、酸出水口、堿出水口和鹽水出水口。3.如權(quán)利要求1所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的液壓裝置(3)由 第一基座、第二基座、壓緊板、支撐架和液壓軸組成，支撐架架設(shè)于第一基座和第二基座上， 所述的膜堆(1)、電極板(2)和壓緊板均可拆卸式固定于支撐架上，壓緊板位于一側(cè)電極板 的外側(cè)，液壓軸用于對(duì)電極板(2)施加壓力，使膜堆(1)、電極板(2)和壓緊板緊密貼合。4.如權(quán)利要求1所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的膜堆(1)使用螺 桿進(jìn)行基本固定。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的隔板(11)厚度 小于1 mm〇6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的膜堆(1 )、電極 板(2)和壓緊板上均設(shè)有掛耳，用于與支撐架配合實(shí)現(xiàn)可拆卸式懸掛。7.如權(quán)利要求1所述的液壓式雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的電極板(2)頂端 設(shè)有銅質(zhì)接線板。
【文檔編號(hào)】C02F1/469GK205700165SQ201620418907
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】朱春燕, 陳蕾蕾, 張楠楠, 樓永通, 陳良
【申請(qǐng)人】杭州藍(lán)然環(huán)境技術(shù)有限公司