一种浓水室隔板嵌入式膜对结构的一级多段型电去离子装置，它的结构主要包括膜堆、电极装置、夹紧装置三部分。夹紧装置由两块夹紧板和拉紧螺栓组成，在两夹紧板内侧分别是由电极室与电极隔板组成的正、负电极装置，在正负电极之间是膜堆；膜堆的基本单元为膜对，每个膜对依次由浓水室隔板、阴离子交换膜、淡水室隔板、阳离子交换膜各一张组成，或依次由浓水室隔板、阳离子交换膜、淡水室隔板、阴离子交换膜各一张组成，并在淡水室隔板中填充有离子交换树脂，其特征在于：淡水室隔板四边几何尺寸与电极隔板的完全相同，其宽度与夹紧板的宽度相同，在淡水室隔板、电极隔板、夹紧板的边框相同的位置上开设大小相同的拉紧螺栓孔；淡水室隔板沿轴向的两侧制有非对称的下凹平台，一侧下凹平台内嵌入浓水室隔板与阴离子交换膜，夹紧后它们的厚度之和与该侧下凹平台的深度相同，同时另一侧下凹平台内嵌入阳离子交换膜，夹紧后的阳膜厚度与该侧的下凹平台的深度相同；或者，在一侧下凹平台内嵌入浓水室隔板与阳离子交换膜，夹紧后它们的厚度之和与该侧下凹平台的深度相同，同时另一侧下凹平台内嵌入阴离子交换膜，夹紧后的阴膜厚度与该侧的下凹平台的深度相同；在淡水室隔板内填充比例为１∶１－２∶１的阴阳混合离子交换树脂，或者单一的大孔阳离子交换树脂；在膜堆中每间隔２－３０个膜对的膜对中的阳离子交换膜或阴离子交换膜，只在其上端或下端的单端开设或进或出的浓缩水孔、淡化水孔和极水水孔。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种超纯水的生产装置，尤其涉及一种电去离子技术及装置。
技术介绍
传统的水的脱盐制备纯水技术，主要包括电渗析、反渗透、离子交换等技术。电渗析和反渗透因浓差极化所限，不能直接制取高纯水；离子交换虽然可近乎彻底地去除水中的各种杂质离子，但是它所使用的离子交换树脂在饱和后必须使用酸碱进行化学再生，酸碱的用量很大，而且产生大量的废酸液和废碱液，容易导致环境污染。电去离子(英文名称Electrodeionization，简称EDI)，又称连续去离子(Continuous deionization，简称CDI)，是近年来迅速成熟并得到很快推广应用的一种深度脱盐新技术。EDI通过在电渗析器的淡水室中填充按一定比例混合的阴阳离子交换树脂，从而将电渗析和离子交换技术有机结合，既通过电能和离子交换膜及树脂的作用实现深度脱盐，又通过电能实现离子交换树脂的连续再生，因而同时避免了电渗析不能直接制取高纯水和对离子交换树脂使用酸碱频繁再生的缺点。在适当的技术条件配置下，EDI可直接制取电阻率16-18MΩ·cm的超纯水，从而在电子、医药、能源、石化等众多工业领域中具有极其重大的使用价值。专利US4632745公开了第一台实用化EDI装置的结构设计，其后不久，专利US4747929又公开了EDI的关键部件——淡水室隔板的结构设计。该隔板的主要特点是在淡水室中设计了数根平行的肋板，将淡水室分成几个亚室，使淡水室中的水流分布均匀，避免了树脂的冲击和抱团，改善了水流和树脂的接触效果。此外，通过特殊设计的进出水口避免了树脂颗粒的流失与堵塞问题。该专利及其他的专利如US4804451、US4925541、US4931160中，淡水室隔板的厚度均为3mm。最近几年，国内也开始出现了EDI专利技术的实际应用，如ZL96244874.5，ZL00200207.8等。EDI装置的主体由膜堆、电极装置和夹紧装置三部分组成，以机械力压紧，其中膜堆又由若干个基本单元——膜对组成，每个膜对含有浓水室隔板、阴离子交换膜、淡水室隔板、阳离子交换膜各一张，其中淡水室隔板的结构设计是EDI装置的技术核心。现有的EDI装置中，浓淡水隔板的面积等同，一般均使用纯质聚丙烯材质，前者的厚度为0.8mm，后者的厚度为3mm。夹紧方式为外夹紧，夹紧板的面积稍大于浓水室隔板和淡水室隔板，并只在夹紧板的四周边缘开设螺孔，从而在膜堆组装之后，整个膜堆均处于螺栓的范围之内，螺栓只穿过夹紧板而处于膜堆四周外侧。此外，国外的EDI装置大多通过特殊的粘接工艺将阴阳离子交换膜与淡水室隔板的正反两面粘为一体而达到密封的目的。上述的设计存在着如下的一些缺陷。(1)离子交换膜与隔板的粘接密封，使膜堆成为一次性装置，不能进行拆卸清洗和膜的更换。此外，离子交换膜在湿润状态下的膨胀容易导致在干态下进行的粘接因局部的变形而失败，从而导致膜堆内部浓、淡水之间的内漏窜水。(2)离子交换膜的四周边缘外露，在长期运行、储存、运输过程容易失水干裂，也容易导致膜局部的溶胀不均而变形，导致膜堆的漏水或内部窜水。对于以超纯水为生产目的的EDI装置，即使极其少量的内漏窜水，都会对过程带来极大影响。(3)薄型浓水室隔板采用与淡水室隔板相同的纯质聚丙烯材质，其弹性与较薄的厚度容易使之在储存中即产生变形，在与等面积的淡水室隔板重叠叠放、组装过程中导致安装位置发生偏差、不能在淡水室中顺利填充离子交换树脂等不便。(4)夹紧板的面积大于浓、淡水隔板的外夹紧方式容易使得膜堆两侧的夹紧板承受过大的拉力而弯曲变形，从而导致膜堆因四周受力不均而变形漏水与内部窜水，这迫使EDI装置都只能采用沉重昂贵的金属夹紧装置并尽可能使用增大厚度的夹紧板，甚至很多装置不仅在膜堆的左右两侧设置有很大厚度的不锈钢夹紧板，同时在前后两侧还设有铸铁连接板，这使得装置成本显著增加，同时不利于搬运安装。专利ZL00200207.8在淡水室隔板的正反两面同时设置了等高的下凹平台，分别将阴阳离子交换膜嵌入隔板的边框内，在设计尺寸合理的情况下，依靠压紧力即使阴阳膜的外表面分别与淡水室隔板正反两面的边框相平，从而实现了膜与隔板的免粘接良好密封，并使装置具有可拆卸性；此外，膜完全被置于膜堆内部而不外露，在装置整体性能得到改进的同时，避免了膜四周边缘可能的失水干裂、变形，改善了装置的密封效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种含有改进的膜对结构的电去离子装置，进一步提高EDI膜堆的密封性能与运行可靠性，更好地为离子交换膜提供支撑作用，防止膜塌陷；同时，彻底避免夹紧板和膜堆的夹紧变形问题，有效提高夹紧密封效果与可承受操作压力，并减低夹紧装置的原材料成本。本技术是通过如下的技术方案实现的设计一种新型的一体化膜对结构，在淡水室隔板的正反两面分别设置不对称的下凹平台，在一侧的下凹平台中嵌入浓水室隔板和阴(阳)离子交换膜，在另一侧的下凹平台中嵌入阳(阴)离子交换膜；淡水室隔板的宽度和夹紧板的宽度相同，其四周几何尺寸与电极隔板则完全相同，在淡水室隔板的四周边缘设置与夹紧板上位置、大小相同的螺孔，夹紧螺栓采用内夹紧的方式，穿越膜堆中全部的淡水室隔板和夹紧板。这种设计的优点在于可使膜堆的有效受力面积增大，受力均匀，同时嵌入于淡水室隔板中的刚性浓水室隔板可为其两侧的阴阳离子交换膜提供最充分的有效支撑，防止膜塌陷与膜堆的隔板变形与漏水，并使装置可使用低强度材质的夹紧板，减低装置的制造成本和装置重量，有利于推广应用。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为组装中的一体化膜对结构示意图；图3为一体化膜对结构的分解示意图；图4为一级两段的EDI装置实施例的内部流程与结构示意图。图中1-夹紧板；2-螺栓；3-螺母；4-正极隔板；5-正电极；6-正极室；7-阳离子交换膜；8-浓水室隔板；9-浓缩室；10-阴离子交换膜；11-淡水室隔板；12-淡化室；13-离子交换树脂；14-负极室；15-负电极；16-负极隔板；17-夹紧板；18-筛网；19-淡化水进水孔；20-极水孔；21-浓缩水进水孔；22-淡水室隔板边框；23-下凹台阶；24-肋条；25-正面下凹平台；26-淡化水出水孔；27-浓缩水出水孔；28-配液槽；29-集液槽；30-配液槽覆盖板；31-集液槽覆盖板；32-螺孔；33-换向离子交换膜；34-膜对；35-淡化水进水；36-极水进水；37-浓缩水进水；38-产品水；39-极水出水；40-浓缩水出水；具体实施方式由附图可知，本技术结构包括膜堆、电极装置和夹紧装置三部分。电极装置包括正极隔板4、正电极5、正极室6、负极室14、负电极15和负极隔板16，其中在正负极室中填有筛网18。夹紧装置包括左右夹紧板1和17以及紧固螺栓2和螺母3。膜堆由若干个膜对34重叠叠放而成，每个膜对34包括浓水室隔板8、阴离子交换膜10、淡水室隔板11和阳离子交换膜7各一张，以固定的顺序交替排列，其中浓水室隔板和阴(阳)离子交换膜嵌于淡水室隔板11的背面下凹平台中，阳(阴)离子交换膜嵌入淡水室隔板的正面下凹平台25中。浓水室隔板采用刚性ABS(丙烯腈—丁乙烯—苯乙烯共聚物)材质，淡水室隔板采用弹性聚丙烯PP材质。并联排列的膜对数越多，单台EDI装置的处理水量就越大。在淡水室隔板的淡本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王建友，王世昌，
申请(专利权)人：王建友，王世昌，
类型：实用新型
国别省市：
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