电透析模块及电透析系统技术方案

本发明专利技术公开一种电透析模块，包括至少一个基本单元，该基本单元包括工作槽、第一离子交换膜、第二离子交换膜、至少一个第一电极以及至少两个第二电极。第一离子交换膜位于工作槽中。第二离子交换膜位于工作槽中，且第一离子交换膜以及第二离子交换膜共同将工作槽区隔为两个电极室以及位于两个电极室之间的脱盐室。至少一个第一电极位于脱盐室中。至少两个第二电极分别位于每一个电极室中，其中至少两个第二电极的极性与至少一个第一电极的极性相异。本发明专利技术所公开的电透析模块及电透析系统具有低能耗、适应性广、高回收率以及程序流程简单等特点，其可有效地分离溶液中的盐类，以纯化溶液中的酸或是碱。

Electrodialysis module and electrodialysis system

The invention discloses an electrodialysis module, which comprises at least one basic unit including a working tank, a first ion exchange membrane, a second ion exchange membrane, at least one first electrode and at least two second electrodes. The first ion exchange membrane is located in the working tank. The second ion exchange membrane is located in the working tank, and the first ion exchange membrane and the second ion exchange membrane jointly divide the working tank into two electrode chambers and a desalination chamber located between the two electrode chambers. At least one first electrode is located in the desalting chamber. At least two second electrodes are located in each electrode chamber, and the polarities of at least two second electrodes are different from those of at least one first electrode. The electrodialysis module and the electrodialysis system disclosed in the invention have the characteristics of low energy consumption, wide adaptability, high recovery rate and simple program flow, etc. The salt in the solution can be effectively separated to purify the acid or base in the solution.

【技术实现步骤摘要】
电透析模块及电透析系统
本专利技术涉及电透析领域，特别涉及一种电透析模块及电透析系统。
技术介绍
有机酸及液碱(液态状的氢氧化钠)广泛应运于化工原料、医药、食品及饲料等方面，而在各领域中普遍存有浓度提升的需求。然而，无论是有机酸后段产品的浓缩方法，例如蒸发结晶法、溶剂萃取法或钙盐法，或者是液碱目前的浓缩的方法，例如是采用蒸发浓缩法，其皆存在耗能、产量低、程序复杂或杂质较高的缺点，致使成本无法再行削减。此外，目前研究中虽有结合双极膜的二阶段电透析方式回收有机酸的技术，但其使用双极膜不仅成本高且透析量少，现阶段并不适合应用于各个产业当中。因此，需要开发一种兼具低成本及高回收率的有机酸及液碱的浓缩方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种电透析模块及电透析系统，且该电透析模块及电透析系统具有低能耗、适应性广、高回收率以及程序流程简单等特点，其可有效地分离溶液中的盐类，以纯化溶液中的酸或是碱。具体来说，本专利技术一实施例提供一种电透析模块，包括：至少一个基本单元，包括：工作槽；第一离子交换膜，位于所述工作槽中；第二离子交换膜，位于所述工作槽中，且所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜共同将所述工作槽区隔为两个电极以及位于两个所述电极室之间的脱盐室；至少一个第一电极，位于所述脱盐室中；以及至少两个第二电极，分别位于每一个电极室中，其中所述第二电极的极性与所述第一电极的极性相异。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极与所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极为阳极，且所述第一电极于次氯酸钠溶液中的析氧电位为1.5V至2V。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极的材料选自由氧化铱、氧化铅、铅、银、铁、白金、不锈钢、钛、其氧化物及其合金形式的组合所构成的群组。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第二电极为阴极，且所述第二电极的材料选自由不锈钢、铁、铂、钛、氧化铱、汞、其氧化物及其合金形式的组合所构成的群组。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜为阳离子交换膜。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极为阴极，所述第一电极于次氯酸钠溶液中的析氢电位为-0.5V至-1.5V。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极的材料选自由不锈钢、铁、铂及钛所构成的群组。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第二电极为阳极，所述第二电极的材料选自由氧化铱、氧化钌、氧化铅、铜、锌、铅、铝、金及其组合所构成的群组。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜为阴离子交换膜。本专利技术一实施例还提供一种电透析系统，包括：上述电透析模块；以及应用单元，以连接件连接至所述电透析模块。依照本专利技术实施例所述的电透析系统，其中所述应用单元包括发酵槽、膜滤单元、生物过滤单元、分离纯化单元或其组合。本专利技术一实施例还提供一种电透析模块，包括：至少一个基本单元，包括：工作槽；第一离子交换膜，位于所述工作槽中；第二离子交换膜，位于所述工作槽中；两个隔板，位于所述工作槽中，且所述两个隔板、所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜共同将所述工作槽区隔为两个电极室、两个隔室以及位于两个所述隔室之间的脱盐室，其中每一隔室位于所述脱盐室以及相对应的电极室之间；至少一个第一电极，位于所述脱盐室中；以及至少两个第二电极，分别位于每一个电极室中，其中所述第二电极的极性与所述第一电极的极性相异。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中两个所述隔板包括与所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相异极性的离子交换膜。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中两个所述隔板具有液体通透性。依照本专利技术实施例所述的电透析模块，其中所述第一电极与所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。本专利技术一实施例还提供一种电透析系统，包括：上述的电透析模块；以及应用单元，以连接件连接至所述电透析模块。依照本专利技术实施例所述的电透析系统，其中所述应用单元包括发酵槽、膜滤单元、生物过滤单元、分离纯化单元或其组合。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术其一实施例的电透析模块的示意图；图2为本专利技术另一实施例的电透析模块的示意图；图3为本专利技术又一实施例的电透析模块的示意图；图4为本专利技术又一实施例的电透析系统的示意图；图5为依照本专利技术其一实施例的电透析系统进行衣康酸纯化的浓度与时间的曲线图；以及图6为依照本专利技术另一实施例进行不同酸溶液纯化的浓度与时间的曲线图。符号说明:100、200、200a：电透析模块；102、202、202a：基本单元；104：工作槽；106a：第一离子交换膜；106b：第二离子交换膜；108a、108b：电极室；110：脱盐室；112：储存槽；114、214：第一电极；116、216：第二电极；118：入口；120：出口；204、204a、204b：连接件；206：应用单元；300：电透析系统；306a、306b：隔板；308a、308b：隔室；D1：第一方向；D2：第二方向；MX：盐类；HX：有机酸；M+：阳离子；X-：阴离子；H+：氢离子；OH-：氢氧根离子；On：启动；Off：关闭。具体实施方式参照本实施例图式以更全面地阐述本专利技术。然而，本专利技术也可以各种不同的形式体现，而不应限于本文中所述的实施例。图式中的层与区域的厚度为了清楚起见而放大。相同或相似的参考号码表示相同或相似的元件，以下段落将不再一一赘述。图1为本专利技术的其一实施例的电透析模块的示意图。请参照图1，电透析模块100包括至少一个基本单元102。在一些实施例中，基本单元102可为多个，其数量可依据分离纯化所需时间、目标浓缩浓度或溶液所需pH值进行适当的调整。在具有多个基本单元102的实施例中，基本单元102是以并联的方式彼此串接。基本单元102包括工作槽104、第一离子交换膜106a、第二离子交换膜106b、至少一个第一电极114以及至少两个第二电极116。第一离子交换膜106a及第二离子交换膜106b位于工作槽104中并共同将工作槽104区隔为电极室108a、电极室108b以及位于电极室108a与电极室108b之间的脱盐室110。在一实施例中，脱盐室110与电极室108a、108b中的溶液分别由第一离子交换膜106a及第二离子交换膜106b隔开而使得脱盐室110与电极室108a、108b中的溶液互不相通，以避免电透析模块100无法正常运作。在另一实施例中，电极室108a及电极室108b中的溶液可以是酸性溶液，例如是硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)或其组合。在另一实施例中，电极室108a以及电极室108b中的溶液可以是碱性溶液，例如是氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、硫酸钠(Na2SO4)或其组合。在一些实施例中，电极室108a、10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电透析模块，其特征在于，包括：至少一个基本单元，包括：工作槽；第一离子交换膜，位于所述工作槽中；第二离子交换膜，位于所述工作槽中，且所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜共同将所述工作槽区隔为两个电极以及位于两个所述电极室之间的脱盐室；至少一个第一电极，位于所述脱盐室中；以及至少两个第二电极，分别位于每一个电极室中，其中所述第二电极的极性与所述第一电极的极性相异。

【技术特征摘要】
2017.03.31 TW 1061111131.一种电透析模块，其特征在于，包括：至少一个基本单元，包括：工作槽；第一离子交换膜，位于所述工作槽中；第二离子交换膜，位于所述工作槽中，且所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜共同将所述工作槽区隔为两个电极以及位于两个所述电极室之间的脱盐室；至少一个第一电极，位于所述脱盐室中；以及至少两个第二电极，分别位于每一个电极室中，其中所述第二电极的极性与所述第一电极的极性相异。2.如权利要求1所述的电透析模块，其特征在于，所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。3.如权利要求1所述的电透析模块，其特征在于，所述第一电极与所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜具有相同的极性。4.如权利要求2所述的电透析模块，其特征在于，所述第一电极为阳极，且所述第一电极于次氯酸钠溶液中的析氧电位为1.5V至2V。5.如权利要求4所述的电透析模块，其特征在于，所述第一电极的材料选自由氧化铱、氧化铅、铅、银、铁、白金、不锈钢、钛、其氧化物及其合金形式的组合所构成的群组。6.如权利要求4所述的电透析模块，其特征在于，所述第二电极为阴极，且所述第二电极的材料选自由不锈钢、铁、铂、钛、氧化铱、汞、其氧化物及其合金形式的组合所构成的群组。7.如权利要求4所述的电透析模块，其特征在于，所述第一离子交换膜以及所述第二离子交换膜为阳离子交换膜。8.如权利要求2所述的电透析模块，其特征在于，所述第一电极为阴极，所述第一电极于次氯酸钠溶液中的析氢电位为-0.5V至-1.5V。9.如权利要求8所述的电透析模块，其特征在于，所述第一电极的材料选自由不锈钢、铁、铂及钛所构成的群组。10.如权利要求8所述的电透析模块，其特征在于，所述第二电极为阳极，所述第二电极的材料选自由氧化铱、氧化钌、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伯瑜，梁德明，张王冠，洪仁阳，廖啟鐘，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71