用于在电化学分离装置中向电池对提供入口和出口的方法和系统制造方法及图纸

技术编号:15443745 阅读:72 留言:0更新日期:2017-05-26 08:12
提供了用于处理水的电化学处理装置和组装装置的方法。所公开的掩蔽和灌封技术允许将单独的进料递送到耗尽隔室和浓缩隔室和/或从耗尽隔室和浓缩隔室收集单独的进料。

Method and system for providing entrance and exit to a battery pair in an electrochemical separation device

An electrochemical treatment device and a method of assembling an apparatus for treating water are provided. The disclosed masking and potting techniques permit the delivery of individual feed to the depleted compartment and the concentration compartment and / or collect separate feed from the depleted compartment and the concentration compartment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在电化学分离装置中向电池对提供入口和出口的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2014年11月26日提交的题为“METHODSOFPROVIDINGINLETSANDOUTLETSTOCELLPAIRSINWOUNDEDDEVICES”的美国临时专利申请序号62/084,660的优先权,其出于所有目的据此通过引用以其整体并入本文。
一个或更多个方面一般涉及电净化设备及组装其的方法。概述根据一个或更多个方面,公开了一种电化学分离装置。该装置可以包括第一电极、围绕第一电极缠绕以形成线盘(bundle)的多个电池对、浓缩流通道、稀释流通道和环绕该线盘的第二电极。所述多个电池对中的每一个包括离子浓缩隔室和相邻的离子稀释隔室。离子浓缩隔室包括具有掩蔽部分和灌封部分的第一间隔件。相邻的离子稀释隔室可以包括具有掩蔽部分和灌封部分的第二间隔件。第一间隔件和第二间隔件的掩蔽部分和灌封部分是呈交替对准(alternatingalignment)。浓缩流通道延伸通过第一间隔件的掩蔽部分和第二间隔件的灌封部分,浓缩流通道与离子浓缩隔室流体连通并且与离子稀释隔室流体隔离。稀释流通道延伸通过第一间隔件的灌封部分和第二间隔件的掩蔽部分,稀释流通道与离子浓缩隔室流体隔离并且与离子稀释隔室流体连通。根据一个或更多个方面,所述装置还可以包括靠近所述线盘的歧管块,所述歧管块包括与所述稀释流通道流体连通的稀释流端口。歧管块还可以包括与浓缩流通道流体连通的浓缩流端口。稀释流端口可以与稀释进料源流体连通。浓缩流端口可以与浓缩进料源流体连通。稀释进料源可以不同于浓缩进料源。第一电极可以包括直线部分,所述直线部分在每一端处具有半圆形部分以界定大体上长形的S形阳极。线盘的横截面可以具有大体上直线的部分和弯曲部分,所述弯曲部分在大体上直线的部分的第一端和第二端处。掩蔽部分中的每个可以包括环绕间隔件的一部分的套筒。套筒可以包括在接缝处连接的一对不渗透薄膜。掩蔽部分中的每个可以包括焊接到间隔件的一对不渗透薄膜。该装置还可以包括中心毂,中心毂包括与稀释流通道和稀释进料的来源流体连通的稀释端口。中心毂还可以包括与浓缩流通道和浓缩进料的来源流体连通的浓缩端口。稀释进料的来源和浓缩进料的来源可以是不同的。线盘可以包括多于20个电池对。线盘可以具有跑道构型。线盘可以包括多于50个电池对。大体上直线的部分的长度与弯曲部分中的每一个的半径的比率大于零。弯曲部分的曲率半径可以不取决于电池对的数目。还其他的方面、实施方案以及这些示例性方面和实施方案的优点在下文详细讨论。此外,应理解,前述信息和以下详细描述两者均仅仅是各个方面和各种实施方案的说明性的实例,并且意图提供用于理解所要求保护的方面和实施方案的性质和特性的综述或框架。附图被包括,以便提供对于各个方面和实施方案的说明以及进一步的理解,并且该附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图与本说明书的剩余部分一起用于解释所描述的和要求保护的方面和实施方案的原理和操作。附图简述以下参考附图讨论多个实施方案的各个方面,这些附图不意图按比例绘制。该附图被包括,以便提供对于各个方面和实施方案的说明以及进一步的理解,并且该附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部份,但不意图作为本专利技术的限制的定义。在附图、详细描述或任一权利要求中的技术特征跟随参考标记的情况下,包括这些参考标记的唯一目的是增强对于附图和说明书的可理解性。在附图中,在各个图中示出的每个相同的或近似相同的部件由相同的数字来表示。为了清楚的目的,不是每一个部件可以被标记在每一张图中。在附图中:图1提供根据一个或更多个实施方案的电化学分离装置的横截面示意图;图2a和图2b提供根据一个或更多个实施方案的电化学分离装置的示意性的横截面图和透视图;图3提供根据一个或更多个实施方案的容纳在容器中的电化学分离装置的示意图;图4提供根据一个或更多个实施方案的从中心毂到电化学分离装置的缠绕电池对的入口的流动模式(flowpattern)的示意图;图5提供根据一个或更多个实施方案的从缠绕电池对的出口到收集歧管的各种流动模式的示意图;图6提供根据一个或更多个实施方案的掩蔽间隔件筛(maskedspacerscreen)的示意图;图7提供根据一个或更多个实施方案的电池对的分解图示意图;图8提供根据一个或更多个实施方案的放置在一对块内的电池对的线盘的分解图示意图;图9提供根据一个或更多个实施方案的放置在一对块内的电池对的线盘的示意图;图10提供根据一个或更多个实施方案的灌封电池对的线盘的示意图;图11提供根据一个或更多个实施方案的放置在一对块内的电池对的线盘的一部分的示意图;图12提供从稀释隔室到出口端口的流动模式的示意图;图13a和图13b提供根据一个或更多个实施方案的掩蔽间隔件筛的分解图和示意图;图14提供根据一个或更多个实施方案的掩蔽间隔件筛的示意图;图15提供根据一个或更多个实施方案的电池对的分解图示意图;图16a、图16b和图16c提供根据一个或更多个实施方案的离子交换膜和隔室间隔件的示意图;图17提供根据一个或更多个实施方案的电池对部件的分解图示意图;图18提供根据一个或更多个实施方案的组装的电池对部件的示意图;图19提供根据一个或更多个实施方案的环氧树脂灌封容器的示意图;图20提供根据一个或更多个实施方案的灌封线盘的示意图;图21提供根据一个或更多个实施方案的用于具有缠绕电池对的电化学处理装置的中心毂的示意图;图22提供根据一个或更多个实施方案的用于具有缠绕电池对的电化学处理装置的中心毂的横截面示意图;图23提供根据一个或更多个实施方案的在中心毂内的各种流动模式的示意图;以及图24提供根据一个或更多个实施方案的在中心毂内的各种流动模式的示意图。详细描述用于使用电场净化流体的电化学处理装置通常用于处理含有溶解的离子物质的水和其他流体。以这种方式处理水的两种类型的装置是电去离子装置和电渗析装置。在这些装置内的是被离子选择性膜分开的浓缩隔室和稀释隔室。电渗析装置通常包括交替的电活性半渗透的阴离子交换膜和阳离子交换膜。在膜之间的空间被构造成产生具有入口和出口的流体流动隔室。经由电极施加的外加电场(appliedelectricfield)引起溶解的离子,该溶解的离子被吸引到它们各自的对电极,以迁移通过阴离子交换膜和阳离子交换膜。这通常导致稀释隔室的液体被耗尽离子,以及在浓缩隔室中的液体富集有转移的离子。电去离子(EDI)是使用影响离子传输的电势和电活性介质从水中移除或至少减少一种或更多种离子化的物质或可离子化的物质的过程。电活性介质通常用来交替地收集并且排出离子物质和/或可离子化的物质,并且在一些情况下,用来通过离子取代反应机制或电子取代反应机制(ionicorelectronicsubstitutionmechanism)促进离子的传输,这可以是连续的。EDI装置可以包括永久电荷或暂时电荷的电化学活性介质,并且可以分批地、间歇地、连续地和/或甚至以反极性模式来操作。EDI装置可以被操作以促进特定地设计成实现或增强性能的一个或更多个电化学反应。另外,此类电化学装置可以包括电活性膜,诸如半渗透的或选择性渗透的离子交换膜或双极性膜。连续电去离子(CEDI)装置是本领本文档来自技高网...
用于在电化学分离装置中向电池对提供入口和出口的方法和系统

【技术保护点】
一种电化学分离装置,包括:第一电极;多个电池对,所述多个电池对围绕所述第一电极缠绕以形成线盘;所述多个电池对中的每一个包括离子浓缩隔室和相邻的离子稀释隔室;所述离子浓缩隔室包括具有掩蔽部分和灌封部分的第一间隔件;所述相邻的离子稀释隔室包括具有掩蔽部分和灌封部分的第二间隔件;所述第一间隔件和所述第二间隔件的所述掩蔽部分和所述灌封部分是呈交替对准;浓缩流通道,所述浓缩流通道延伸通过所述第一间隔件的所述掩蔽部分和所述第二间隔件的所述灌封部分,所述浓缩流通道与所述离子浓缩隔室流体连通并且与所述离子稀释隔室流体隔离;稀释流通道,所述稀释流通道延伸通过所述第一间隔件的所述灌封部分和所述第二间隔件的所述掩蔽部分,所述稀释流通道与所述离子浓缩隔室流体隔离并且与所述离子稀释隔室流体连通;以及第二电极,所述第二电极环绕所述线盘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 US 62/084,6601.一种电化学分离装置,包括:第一电极;多个电池对,所述多个电池对围绕所述第一电极缠绕以形成线盘;所述多个电池对中的每一个包括离子浓缩隔室和相邻的离子稀释隔室;所述离子浓缩隔室包括具有掩蔽部分和灌封部分的第一间隔件;所述相邻的离子稀释隔室包括具有掩蔽部分和灌封部分的第二间隔件;所述第一间隔件和所述第二间隔件的所述掩蔽部分和所述灌封部分是呈交替对准;浓缩流通道,所述浓缩流通道延伸通过所述第一间隔件的所述掩蔽部分和所述第二间隔件的所述灌封部分,所述浓缩流通道与所述离子浓缩隔室流体连通并且与所述离子稀释隔室流体隔离;稀释流通道,所述稀释流通道延伸通过所述第一间隔件的所述灌封部分和所述第二间隔件的所述掩蔽部分,所述稀释流通道与所述离子浓缩隔室流体隔离并且与所述离子稀释隔室流体连通;以及第二电极,所述第二电极环绕所述线盘。2.根据权利要求1所述的装置,还包括靠近所述线盘的歧管块,所述歧管块包括与所述稀释流通道流体连通的稀释流端口。3.根据权利要求2所述的装置,其中所述歧管块还包括与所述浓缩流通道流体连通的浓缩流端口。4.根据权利要求3所述的装置,其中所述稀释流端口与稀释进料源流体连通。5.根据权利要求4所述的装置,其中所述浓缩流端口与浓缩进料源流体连通。6.根据权利要求5所述的装置,其中所述稀释进料源不同于所述浓缩进料源。7.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁荔乡迈克尔·J·缪斯
申请(专利权)人:伊沃夸水处理技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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