碱性水的生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碱性水的生产装置及方法。本发明专利技术的装置包括壳体、隔膜、阳极和阴极；隔膜将壳体分隔为阳极室和阴极室，阳极设置在阳极室内，阴极设置在阴极室内；隔膜是采用如下方法制备：将阳离子交换膜浸泡于2～15wt％的碱金属盐溶液中12～36小时，晾干；再浸泡于2～12wt％的碱金属盐溶液中12～36小时，晾干；再浸泡于2～10wt％的碱金属盐溶液中6～20小时，得到所述隔膜；其中，各步骤中的碱金属盐均相同，且均为水溶性的碱金属盐。本发明专利技术的碱性水的生产装置能够在电解水过程中生成碱性水，而不会同时生成酸性水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碱性水的装置及方法，尤其是电解水生成碱性水的装置及方法。
技术介绍
电解水生成装置可以生成电解水，主要包括碱性水、弱酸性水、强酸性水等。分离膜(通常是离子交换膜)是电解水生成装置的核心设备，其与电解水的质量存在密切的关系。CN104671365A公开了一种实验室用超纯水机所用连续电去离子装置，其包括淡水隔板、浓水隔板等元件，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板都位于阳极电极板和阴极电极板之间，阳离子交换膜、阴离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板相互交替排列，阳极电极板位于最外侧浓水隔板的外侧，阳极端板覆盖在阳极电极板上，离子交换树脂层位于阳离子交换膜和阴离子交换膜之间，阴极端板覆盖在阴极电极板上，阳极端板的顶端侧设有一个原水进口和一个废水出口，阳极端板的底端侧设有浓水进口，阴极端板的顶端侧设有一个纯水出口。该装置利用离子交换膜可以生产高纯水。CN103880124B公开一种去离子纯水处理装置，有若干个方形的正极基板和若干个方形的负极基板间隔交错布置，每个正极基板和每个负极基板之间布置一个方形绝缘框体组件；每个绝缘框体组件均由绝缘框体、隔板、绝缘网、活性炭纤维层、阴离子交换膜及阳离子交换膜组成，正极基板与阴离子交换膜同侧，负极基板与阳离子交换膜同侧；在与隔板平行的绝缘框体的一对侧边上的绝缘网处设有孔，一侧边上是进水孔，另一侧边上是出水孔，在每个隔板上均开有流水孔，所有相邻绝缘框体组件上的进水孔和出水孔依次连接；通过施加静电场，强制离子向带有相反电荷的电极迁移，使其被电极表面产生的双电层吸附并从溶液中去除。该装置利用离子交换膜可以生产高纯水，去离子效率高。因此，在目前的制水设备中，大多数是利用离子交换膜生产高纯水。目前，迫切需要开发一种碱性水的生产装置，其采用经过简单处理后的离子交换膜就可以生碱性水，同时不会或者很少地生成酸性水。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种碱性水的生产装置，其能够生成碱性水，同时不会或者很少地生成酸性水。本专利技术的另一个目的在于提供一种碱性水生产方法，其可以稳定地同时生成碱性水，同时不会或者很少地生成酸性水。本专利技术的目的可以通过下述技术方案实现。本专利技术提供一种碱性水的生产装置，所述装置包括壳体、隔膜、阳极和阴极；所述隔膜将所述壳体分隔为阳极室和阴极室，所述阳极设置在阳极室内，所述阴极设置在阴极室内；所述隔膜是采用如下方法制备得到的：(1)将阳离子交换膜浸泡于浓度为2～15wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为12～36小时，晾干；(2)将步骤(1)所得的阳离子交换膜浸泡于2～10wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为6～20小时，得到所述隔膜；其中，步骤(1)和(2)中的碱金属盐均相同，且均为水溶性的碱金属盐。根据本专利技术的装置，优选地，所述碱金属盐选自氯化钠、氯化钾、硝酸钠或硝酸钾中的一种。根据本专利技术的装置，优选地，步骤(1)中，所述碱金属盐溶液的浓度为3～10wt％，所述浸泡时间为18～28小时。根据本专利技术的装置，优选地，步骤(1)中，所述碱金属盐溶液的温度为22～28℃；晾干条件为：温度为15～35℃，相对湿度为25～60％，晾干时间为2～15小时。根据本专利技术的装置，优选地，步骤(2)中，所述碱金属盐溶液的浓度为2～8wt％，所述浸泡时间为10～16小时，所述碱金属盐溶液的温度为25～30℃。根据本专利技术的装置，优选地，步骤(1)的所述阳离子交换膜选自磺酸型离子交换膜、磷酸型离子交换膜、羧酸型离子交换膜中的任一种。根据本专利技术的装置，优选地，步骤(1)的所述阳离子交换膜为异相膜，所述的异相膜包含离子交换树脂和粘合剂；所述的离子交换树脂选自苯乙烯系阳离子交换树脂；粘合剂选自聚烯烃。根据本专利技术的装置，优选地，所述阳极室的下部设置有第一进水口，所述阳极室的上部设置有废水出口；所述阴极室的下部设置有第二进水口，所述阴极室的上部设置有碱性水出口。本专利技术中还提供利用上述装置生产碱性水的方法，所述的方法包括如下步骤：(A)、隔膜的制备步骤：(1)将阳离子交换膜浸泡于浓度为2～15wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为12～36小时，晾干；(2)将步骤(1)所得的阳离子交换膜浸泡于2～10wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为6～20小时，得到隔膜；其中，步骤(1)和(2)中的碱金属盐均相同，且均为水溶性的碱金属盐；(B)、电解水步骤：分别向包括所述隔膜的装置的阳极室和阴极室供给自来水，对阳极和阴极施加电压，从阴极室导出碱性水。根据本专利技术的方法，优选地，在所述电解水步骤(B)中，自来水的水压设置为0.2～0.6MPa，自来水的流速设置为1～5L/min，电解过程的电压设置为3～15V。由于采用了特定方法制备得到的隔膜，本专利技术的电解水生产装置能够在电解水过程中能够生成碱性水，但不会同时生成酸性水或者很少地生成酸性水，同时所生产的碱性水质量达标。附图说明图1为实施例的电解水生产装置，其中：1-壳体，11-阳极室，12-阴极室，2-隔膜，3-阳极，4-阴极，5-第一进水口，6-废水出口，7-第二进水口，8-碱性水出口。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。＜隔膜及其制备方法＞本专利技术的碱性水的生产装置所使用的隔膜是通过对阳离子交换膜进行可控处理而得到的。阳离子交换膜经过处理后，所得隔膜的结构尚不完全清楚，因而无法采用结构特征在表征，只能通过制备方法特征来表征。我们猜想是隔膜的微观结构发生了复杂的变化，进而导致其离子通透性发生变化，从而使得其仅能生成碱性水，而不会同时生成酸性水。下面介绍阳离子交换膜。本专利技术的阳离子交换膜可以选自磺酸型、磷酸型、羧酸型中的任一种，优选为磺酸型或羧酸型，更优选为磺酸型。本专利技术的阳离子交换膜可以为异相膜。本专利技术的异相膜包含离子交换树脂和粘合剂，还可以包括添加剂。离子交换树脂可以为苯乙烯系阳离子交换树脂；粘合剂可以为聚烯烃。在本专利技术中，作为离子交换树脂的苯乙烯系阳离子交换树脂的实例包括但不限于001×7型阳离子交换树脂、001×7FC型阳离子交换树脂、001×7MB型阳离子交换树脂、001×8型阳离子交换树脂、001×10型阳离子交换树脂、D001型阳离子交换树脂、D001FC型阳离子交换树脂、D001MB型阳离子交换树脂。具体的生产厂家包括杭州争光树脂有限公司。作为优选，本专利技术的苯乙烯系阳离子交换树脂包括001×7型阳离子交换树脂、001×7FC型阳离子交换树脂、001×7MB型阳离子交换树脂、001×8型阳离子交换树脂、001×10型阳离子交换树脂。作为更优选，本专利技术的苯乙烯系阳离子交换树脂包括001×7型阳离子交换树脂、001×7FC型阳离子交换树脂、001×7MB型阳离子交换树脂。在本专利技术中，作为粘合剂的聚烯烃可以包括聚烯烃均聚物、聚烯烃共聚物、聚烯烃均聚物的衍生物以及聚烯烃共聚物的衍生物。具体的实例包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚正丁烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、氯磺化聚乙烯等。本专利技术的聚乙烯可以为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。作为优选，本专利技术的聚乙烯为低密度聚乙烯和/或线性低密度聚乙烯。在本专利技术中，所述的添加剂包括但不限于抗氧剂、稳定剂、增韧剂等。本专利技术的抗氧剂可以为芳香胺类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性水的生产装置，其特征在于，所述装置包括壳体、隔膜、阳极和阴极；所述隔膜将所述壳体分隔为阳极室和阴极室，所述阳极设置在阳极室内，所述阴极设置在阴极室内；所述隔膜是采用如下方法制备得到的：(1)将阳离子交换膜浸泡于浓度为2～15wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为12～36小时，晾干；(2)将步骤(1)所得的阳离子交换膜浸泡于2～10wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为6～20小时，得到所述隔膜；其中，步骤(1)和(2)中的碱金属盐均相同，且均为水溶性的碱金属盐。

【技术特征摘要】
1.一种碱性水的生产装置，其特征在于，所述装置包括壳体、隔膜、阳极和阴极；所述隔膜将所述壳体分隔为阳极室和阴极室，所述阳极设置在阳极室内，所述阴极设置在阴极室内；所述隔膜是采用如下方法制备得到的：(1)将阳离子交换膜浸泡于浓度为2～15wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为12～36小时，晾干；(2)将步骤(1)所得的阳离子交换膜浸泡于2～10wt％的碱金属盐溶液中，浸泡时间为6～20小时，得到所述隔膜；其中，步骤(1)和(2)中的碱金属盐均相同，且均为水溶性的碱金属盐。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述碱金属盐选自氯化钠、氯化钾、硝酸钠或硝酸钾中的一种。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，步骤(1)中，所述碱金属盐溶液的浓度为3～10wt％，所述浸泡时间为18～28小时。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，步骤(1)中，所述碱金属盐溶液的温度为22～28℃；晾干条件为：温度为15～35℃，相对湿度为25～60％，晾干时间为2～15小时。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，步骤(2)中，所述碱金属盐溶液的浓度为2～8wt％，所述浸泡时间为10～16小时，所述碱金属盐溶液的温度为25～30℃。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，步骤(1)的所述阳离子交换膜选...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉琴，
申请(专利权)人：宋玉琴，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15