一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]電滲析是在外加直流電場的作用下，使水中的陰、陽離子做定向運(yùn)動，通過陰、陽離子交換膜的選擇透過性生產(chǎn)所需的去離子水。
[0003]雙極膜是一種新型的離子交換復(fù)合膜，它通常由陽離子交換層、界面親水層和陰離子交換層復(fù)合而成，是真正意義上的反應(yīng)膜。在直流電場作用下，雙極膜可將水離解，在膜兩側(cè)分別得到氫離子和氫氧根離子。利用這一特點(diǎn)，將雙極膜與陰、陽離子交換膜組合成的雙極膜電滲析系統(tǒng)，能夠在不引入新組分的情況下將水溶液中的鹽轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的酸和堿，可用在無機(jī)電解質(zhì)的回收酸、堿，還可應(yīng)用于精細(xì)有機(jī)化工中，以分離回收各種有機(jī)酸、氨基酸、蛋白質(zhì)等有高附加值的產(chǎn)品，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]中國專利101234961 A公開了一種應(yīng)用雙極膜電滲析技術(shù)制備乳酸的方法，此方法中使用的是雙極膜電滲析器。其膜池構(gòu)型為用陰離子交換膜分隔成的鹽/酸二室式或由陽、陰離子交換膜分隔成的酸/鹽/堿三室式，該專利方法可取代目前的乳酸鈣酸化工藝，且不用外加H+，不產(chǎn)生酸堿鹽廢液，乳酸鹽的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到98 %以上，乳酸回收率可達(dá)到90 %以上。但是在實際操作中，由雙極膜兩側(cè)的水解離層H2O分子裂解成H+和OH-離子，這樣，必須從料液反滲透壓向水解離層供給H2O,如果H2O的迀移不足，則水解離層內(nèi)水分子數(shù)目為零，雙極膜的一部分干掉而變成不導(dǎo)電，導(dǎo)致膜的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的雙極膜電滲析裝置使用過程中，從料液向雙極膜水解離層供水不足、雙極膜使用壽命短、裝置操作要求高等的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
本發(fā)明的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，包括支架，所述的支架上設(shè)有可分別通過管路連通料液室、酸室、堿室、回收液室、極室的膜堆，膜堆的兩側(cè)設(shè)有電極板，膜堆處設(shè)有料液進(jìn)液口、酸液進(jìn)液口、堿液進(jìn)液口、回收液進(jìn)液口，極室連接有極水進(jìn)液口、極水出液口、堿液出液口、回收液出液口、酸液出液口、料液出液口、極水通過循環(huán)管路連接，膜堆內(nèi)設(shè)有雙向電極板、橡膠極水框、陰、陽離子交換膜，電極板的背面分別設(shè)有正極接線柱、負(fù)極接線柱。雙向電極板兩側(cè)設(shè)計有橡膠極水框以起到密封作用。膜堆由陰、陽離子交換膜，雙向電極板、極水框組成，陰離子交換膜與陽離子交換膜中間由含不同流道的隔板隔開，在通直流電的情況下，物料內(nèi)的陰、陽離子定向移動再加上離子交換膜的選擇透過性，從而使得料液室內(nèi)的電解質(zhì)迀移至酸室和堿室，從而制得相應(yīng)的酸和堿。雙向電極板代替雙極膜的設(shè)計，簡化了離子發(fā)生器的制作工藝，同時增加了設(shè)備的耐用性和壽命。
[0007]作為優(yōu)選，所述的雙向電極板上鑲嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂層鈦電極板。
[0008]作為優(yōu)選，所述的極水框為三元乙丙橡膠、氯丁橡膠極水框。
[0009]作為優(yōu)選，所述的陰、陽離子交換膜為異相離子交換膜、均相離子交換膜。
[0010]作為優(yōu)選，所述的膜堆的兩側(cè)設(shè)有壓緊板，壓緊板帶有配水管開孔，配水管開孔處穿接有配水管，配水管之間通過活接頭連接，配水管固定在支座上。配水管設(shè)計在電極板的背部，減少裝置占用空間、減少裝置重量。活接頭連接避免了因焊接不牢產(chǎn)生的漏液。壓緊板上設(shè)計豎向加強(qiáng)筋，均勻分散緊固力，使其在緊固力達(dá)到200 N.m時不變形，同時減少設(shè)備的重量。壓緊板帶有配水管支座設(shè)計，固定配水管，減少運(yùn)輸及裝配過程中配水管容易遭到撞擊而斷裂。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述的正極接線柱、負(fù)極接線柱設(shè)在電極接線盒內(nèi)，壓緊板上開有電極接線柱開孔。接線柱設(shè)計在電極板的背部，避免了滲漏的料液對電極接線柱的腐蝕，提高了裝置的安全工作系數(shù)。電極接線盒使裝置不易漏電，操作人員安全工作區(qū)較大，電滲析裝置可以在更安全的環(huán)境下運(yùn)行。
[0012]作為優(yōu)選，所述的膜堆內(nèi)的隔板連接有導(dǎo)向桿。
[0013]因此，本發(fā)明將雙向電極板代替雙極膜的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，不僅可以徹底解決雙極膜燒膜的問題，同時，可在極限電流下運(yùn)行設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0014]附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是圖1的后視結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4是圖1的右視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中零部件、部位及編號:支架1、膜堆2、料液進(jìn)液口 3、酸液進(jìn)液口 4、堿液進(jìn)液口5、回收液進(jìn)液口 6、極水進(jìn)液口 7、極水出液口 8、堿液出液口 9、回收液出液口 1、酸液出液口 11、料液出液口 12、循環(huán)管路13、正極接線柱14、負(fù)極接線柱15、電極接線盒16、壓緊板17、支座18、電極接線柱開孔19、配水管開孔20、導(dǎo)向桿21。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實施例:本例的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，如圖1、圖2、圖3、圖4，包括支架1，支架上設(shè)有可分別通過管路連通料液室、酸室、堿室、回收液室、極室的膜堆2，膜堆的兩側(cè)設(shè)有電極板，膜堆處設(shè)有料液進(jìn)液口 3、酸液進(jìn)液口 4、堿液進(jìn)液口 5、回收液進(jìn)液口 6，極室連接有極水進(jìn)液口 7、極水出液口 8、堿液出液口 9、回收液出液口 10、酸液出液口 11、料液出液口 12、極水通過循環(huán)管路13連接，膜堆內(nèi)設(shè)有雙向電極板、極水框、陰、陽離子交換膜，電極板的背面分別設(shè)有正極接線柱14、負(fù)極接線柱15。雙向電極板上鑲嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂層鈦電極板。極水框為三元乙丙橡膠、氯丁橡膠極水框。陰陽離子交換膜為異相離子交換膜。膜堆的兩側(cè)設(shè)有壓緊板17，壓緊板帶有配水管開孔20，配水管開孔處穿接有配水管，配水管之間通過活接頭連接，配水管固定在支座18上。正極接線柱、負(fù)極接線柱設(shè)在電極接線盒16內(nèi)，壓緊板17上開有電極接線柱開孔19。膜堆內(nèi)的隔板連接有導(dǎo)向桿21ο
[0018]使用時，通過極水進(jìn)液口 7將極室的極水引入到極水循環(huán)管路13內(nèi)，連通正極極室、負(fù)極極室，最后從極水出液口 8回到極室內(nèi)。料液室內(nèi)加入含有有機(jī)弱酸根的物料(如酒石酸鈉溶液)，回收液室內(nèi)加入低濃度對應(yīng)酸，酸室內(nèi)加入可提供氫離子的酸，堿室內(nèi)加入低濃度對應(yīng)堿，通過水栗將各種物料和極水導(dǎo)入膜堆內(nèi)。膜堆由陰、陽離子交換膜，雙向電極板組成，各個隔室由含不同流道的隔板隔開，在通直流電的情況下，物料內(nèi)的陰、陽離子定向移動再加上離子交換膜的選擇透過性(陰離子交換膜只能通過陰離子、陽離子交換膜只能通過陽離子)，從而使得回收室液室內(nèi)得到相應(yīng)的酸。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，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】
1.一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，包括支架(1)，其特征在于所述的支架(I)上設(shè)有可分別通過管路連通料液室、酸室、堿室、回收液室、極室的膜堆(2)，膜堆的兩側(cè)設(shè)有電極板，膜堆處設(shè)有料液進(jìn)液口(3)、酸液進(jìn)液口(4)、堿液進(jìn)液口(5)、回收液進(jìn)液口(6)，極室連接有極水進(jìn)液口( 7)、極水出液口(8)、堿液出液口(9)、回收液出液口( 10)、酸液出液口(11)、料液出液口(12)、極水通過循環(huán)管路(13)連接，膜堆內(nèi)設(shè)有雙向電極板、極水框、陰、陽離子交換膜，電極板的背面分別設(shè)有正極接線柱(14)、負(fù)極接線柱(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的雙向電極板上鑲嵌有Ru、Ir、Ta、Pt涂層鈦電極板。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的極水框為三元乙丙橡膠、氯丁橡膠極水框。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的陰陽離子交換膜為異相離子交換膜、均相離子交換膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的膜堆(2)的兩側(cè)設(shè)有壓緊板(17)，壓緊板帶有配水管開孔(20)，配水管開孔處穿接有配水管，配水管之間通過活接頭連接，配水管固定在支座(18 )上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的正極接線柱(14)、負(fù)極接線柱(15)設(shè)在電極接線盒(16)內(nèi)，壓緊板(17)上開有電極接線柱開孔(19)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器，其特征在于所述的膜堆(2)內(nèi)的隔板連接有導(dǎo)向桿(21)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型膜介質(zhì)離子發(fā)生器，尤其是涉及一種雙向電極板設(shè)計的膜介質(zhì)離子發(fā)生器。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的雙極膜電滲析裝置使用過程中，從料液向雙極膜水解離層供水不足、雙極膜使用壽命短、裝置操作要求高等的技術(shù)問題。本發(fā)明包括支架，支架上設(shè)有可分別通過管路連通料液室、酸室、堿室、回收液室、極室的膜堆，膜堆處設(shè)有料液進(jìn)液口、酸液進(jìn)液口、堿液進(jìn)液口、回收液進(jìn)液口，極室連接有極水進(jìn)液口、極水出液口、堿液出液口、回收液出液口、酸液出液口、料液出液口、極水通過循環(huán)管路連接，膜堆內(nèi)設(shè)有雙向電極板、橡膠極水框、陰陽離子交換膜，電極板的背面分別設(shè)有正極接線柱、負(fù)極接線柱。
【IPC分類】C02F1/469
【公開號】CN105110429
【申請?zhí)枴緾N201510444894
【發(fā)明人】陳良, 吳法東, 田華
【申請人】杭州埃爾環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月27日