一种膜电容电吸附装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种膜电容电吸附装置，包括壳体、膜组和两端封装组件，膜组和两端封装组件均置于所述壳体内。其中，两端封装组件包括进出水盖板、挡环和进出水电极板，进出水盖板均为一体式结构且均置于壳体内部，采用挡环的限位和固定，定位孔与定位柱的互相配合和彼此定位，以及在进出水盖板插接连接进出水电极板，并设置若干密封结构，在出水盖板上一体式设计有水流区域，与出水口和出水通道连通，形成出水区域，水流自出水通道经出水区域向出水口流出。本发明专利技术装置具有优异的密封性能和良好的稳定性，方便进行模块化放大，以灵活应对不同的处理量，容易加工、方便组装和拆卸，特别适合工业应用。

A Membrane Capacitance Electrosorption Device

【技术实现步骤摘要】
一种膜电容电吸附装置
本专利技术属于水处理
，具体涉及膜电容电吸附进行水处理的装置。
技术介绍
电容法脱盐(CapacitiveDeionization，简称CDI)，也称为电吸附技术，是一种新型的脱盐水处理技术。CDI脱盐过程包括离子吸附过程和离子脱附过程。(1)离子的吸附过程：通过在两个工作电极板上施加一个稳定的直流电压，当溶液通过两个工作电极板间的流通通道时，溶液中的阴、阳离子及带电粒子在电场力的作用下就会分别向正、负极移动，并最终被吸附在电极上，被储存在电极材料的内部或者电极材料表面，形成双电层，从而实现了溶液的淡化。理论上，为了防止水解的发生，加载的电压应该小于电极表面上的水解电压(理论值1.23V)。但是由于电极内部及外电路存在的电阻会导致部分电压降，所以加载的电压值可以到达2V左右。(2)离子的脱附过程：当电极表面的吸附达到饱和以后，通过加载反向电压，电极上已经被吸附的离子由于受到反向电场力的作用，就会发生离子的脱附并随原水排出组件，从而电极得到再生。通过反复加载正、反向电压，离子就可以被不断地吸附、脱附。相对于其他的脱盐技术来说，电容法脱盐技术具有一系列独特的优势，如电容法脱盐过程工作电压低，不会产生溶液的电解，运行成本低，因而大大降低了能耗；脱盐过程的操作简单，离子吸脱附过程容易进行，设备维护简便；通过加载反向电压或加载负载等就可以实现电极的再生，而不需要加入任何化学药品，不会对环境产生二次污染，对环境友好；产水的回收率高；电极脱附过程所释放的能量可以被回收利用等。CDI技术所具有的独特优势使其成为当前脱盐技术的研究热点。但是，在CDI过程中，当采用加载反向电压进行脱附离子时，大部分被吸附的离子(反离子)都进入溶液中，但有一部分离子(同离子)从一个电极板上脱附以后，会再次被吸附到另一个电极板上，吸附和脱附过程同时发生，这就是同离子效应。同离子效应的存在降低了脱盐效率，同时不利于CDI过程中电能的充分利用，增加了能耗。为了解决这个问题，阴阳离子交换膜被引入到了CDI脱盐过程，也就是膜电容法脱盐(Membranecapacitivedeionization，简称MCDI)，也称为膜电容电吸附。MCDI相对于CDI来说，是在正极板表面加入了阴离子交换膜，在负极板上表面加入了阳离子交换膜，阴阳离子交换膜分别对于阴阳离子具有选择透过性。MCDI与CDI的脱盐原理类似，它们的不同之处在于：当进料溶液通过MCDI组件极板间的流通通道时，溶液中的阴阳离子首先要通过阴阳离子交换膜，然后再扩散到电极的表面，随后在电场力的作用下，阴阳离子被吸附到电极上。因此，相对于CDI过程，MCDI脱盐过程具有以下几个方面的优势：离子交换膜对阴阳离子具有选择透过性，这避免了在电极表面离子吸附过程和离子脱附过程同时发生，有利于提高脱盐率，降低能耗；在电极的再生过程中，由于没有同离子的干扰，离子由电极表面扩散到主体溶液中的速度更快，电极再生程度更高，电极基本可以完全再生；阴阳离子交换膜为离子迁移提供了通道，降低了离子迁移扩散的阻力，有利于离子进行快速的吸脱附。膜电容电吸附技术作为新型除盐技术已经在苦咸水处理、海水淡化、循环水处理领域得到发展和应用。在膜电容电吸附脱盐过程中，膜电容法脱盐组件对于电极脱盐性能的发挥起到了至关重要的作用。目前膜电容法脱盐普遍采用的是板式MCDI组件。典型的板式MCDI组件的排列顺序依次为：端板、正极极板、阴离子交换膜、隔板、阳离子交换膜、负极极板、端板，两个端板之间使用紧固螺丝进行固定。为了提高脱盐的处理深度和处理流量，一般可以采用多对组件串联或者并联，通常流体在组件内以“S”型或“Z”字型流动，由于水流通道设置窄小，“S”型或“Z”字型走水通道在相同除盐效率下处理时间较长，不利于技术产品化以及在实际项目中应用。为了改进组件内流体的流动条件，公开号为CN108217866A的中国专利技术专利申请公开了一种模块化膜电容去离子装置，采用水流中心向外辐射式流动的反应区，增加水处理量，反洗更为彻底，但是，由于其出水是从组件四周流出，为了实现吸脱附过程的稳定运行和膜电容电吸附过程的连续操作，组件应具有良好的稳定性和密封性，其对装置的密封性能要求非常高。为此，该专利申请对装置两端的封装设置了若干连接件，如其附图所示，包括：设置在壳体底端的底部压板、位于底部压板的下方的底盖；设置在壳体顶端的顶部压板、固定压板、以及顶盖。这一结构是以底盖为基础固定部，通过紧固螺栓将顶盖、固定压板、顶部压板压至电极对及电极对所在的底部，完成电极对的固定。由于上下层叠的各压板仅通过紧固螺栓压紧固定，一旦受力不均未能完全压紧或者孔位对应不精准未能完全密封，可能会出现漏水等问题，因此，这一结构对于产品加工的精密度要求非常高，考虑到长期使用中不可避免的磨损可能会带来可靠性的降低，其在实际的工业化生产或应用中存在着若干限制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种膜电容电吸附装置，采取了全新的封装端部设计，密封性能更好，稳定性高，组件容易加工，组装和拆卸简单，可放大、可模块化，完全符合工业化生产和应用的要求。为实现以上目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种膜电容电吸附装置，包括：(1)壳体；(2)置于所述壳体内的膜组，包括：定位柱和上下依次层叠的若干组膜片，在每组所述膜片的中心均设置有进水通孔，构成进水通道；在每组所述膜片的外周缘上均设有定位通孔，构成定位通道；所述定位柱嵌入在所述定位通道；所述进水通道、定位通道、定位柱的中心轴均与所述壳体的中心轴平行；以及(3)两端封装组件，包括：第一端封装组件和第二端封装组件；其中，所述壳体的内径大于所述膜片的直径，在所述壳体的内侧壁与所述膜片的外周缘之间存在间隙，形成出水通道，在所述壳体的两端部的内侧壁上各自环设有第一凹槽；所述第一端封装组件包括第一挡环、进水盖板和进水电极板；其中，所述第一挡环用于嵌合在所述壳体的第一端部的第一凹槽内，所述进水电极板的表面设有第一凸起柱，所述进水电极板的中心设置有进水中心通孔，所述进水盖板为一体式结构，所述进水盖板上开设有贯通的进水口和第一通孔，所述进水口位于所述进水盖板的中心，与所述进水中心通孔相对应，所述进水口、所述进水中心通孔与所述进水通道连通，所述第一通孔与所述第一凸起柱相对应，所述第一凸起柱插入所述第一通孔，使得所述进水电极板装设在所述进水盖板的第一端部，所述进水电极板与外部供电部件连接，所述进水盖板的第一端部上还开设有第一定位柱位孔，所述第一定位柱位孔与所述膜组中的定位柱相互配合并使得所述膜组和所述进水盖板沿周向彼此定位；所述进水盖板的第二端部与所述第一挡环装配在一起并被所述第一挡环限位和固定在所述壳体内；在所述进水盖板的周向侧壁与所述壳体的内侧壁之间设有进水密封结构，使得所述进水盖板与所述壳体沿周向完全密封；所述第二端封装组件包括第二挡环、出水盖板和出水电极板；其中，所述第二挡环用于嵌合在所述壳体的第二端部的第一凹槽内，所述出水电极板的表面设有第二凸起柱，所述出水盖板为一体式结构，所述出水盖板沿轴向依次包括第一端部、底板、中间部、顶板和第二端部，所述出水盖板上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第二凸起柱相对应，所述第二凸起柱插入所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜电容电吸附装置，包括：(1)壳体；(2)置于所述壳体内的膜组，包括：定位柱和上下依次层叠的若干组膜片，在每组所述膜片的中心均设置有进水通孔，构成进水通道；在每组所述膜片的外周缘上均设有定位通孔，构成定位通道；所述定位柱嵌入在所述定位通道；所述进水通道、定位通道、定位柱的中心轴均与所述壳体的中心轴平行；以及(3)两端封装组件，包括：第一端封装组件和第二端封装组件；其特征在于，所述壳体的内径大于所述膜片的直径，在所述壳体的内侧壁与所述膜片的外周缘之间存在间隙，形成出水通道，在所述壳体的两端部的内侧壁上各自环设有第一凹槽；所述第一端封装组件包括第一挡环、进水盖板和进水电极板；其中，所述第一挡环用于嵌合在所述壳体的第一端部的第一凹槽内，所述进水电极板的表面设有第一凸起柱，所述进水电极板的中心设置有进水中心通孔，所述进水盖板为一体式结构，所述进水盖板上开设有贯通的进水口和第一通孔，所述进水口位于所述进水盖板的中心，与所述进水中心通孔相对应，所述进水口、所述进水中心通孔与所述进水通道连通，所述第一通孔与所述第一凸起柱相对应，所述第一凸起柱插入所述第一通孔，使得所述进水电极板装设在所述进水盖板的第一端部，所述进水电极板与外部供电部件连接，所述进水盖板的第一端部上还开设有第一定位柱位孔，所述第一定位柱位孔与所述膜组中的定位柱相互配合并使得所述膜组和所述进水盖板沿周向彼此定位；所述进水盖板的第二端部与所述第一挡环装配在一起并被所述第一挡环限位和固定在所述壳体内；在所述进水盖板的周向侧壁与所述壳体的内侧壁之间设有进水密封结构，使得所述进水盖板与所述壳体沿周向完全密封；所述第二端封装组件包括第二挡环、出水盖板和出水电极板；其中，所述第二挡环用于嵌合在所述壳体的第二端部的第一凹槽内，所述出水电极板的表面设有第二凸起柱，所述出水盖板为一体式结构，所述出水盖板沿轴向依次包括第一端部、底板、中间部、顶板和第二端部，所述出水盖板上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第二凸起柱相对应，所述第二凸起柱插入所述第二通孔，使得所述进水电极板装设在所述出水盖板的第一端部，所述进水电极板与外部供电部件连接，所述出水盖板的第一端部还开设有第二定位柱位孔，所述第二定位柱位孔与所述膜组中的定位柱相互配合并使得所述膜组和所述出水盖板沿周向彼此定位；所述出水盖板的第二端部与所述第二挡环装配在一起并被所述第二挡环限位和固定在所述壳体内，所述出水盖板的第二端部的中心开设有出水口，所述出水口贯通所述顶板；在所述中间部设置有若干水流挡板，每个所述水流挡板的两端分别与所述底板和顶板接触，所述水流挡板将所述底板和顶板之间的空间分割为若干个水流区域，所述水流区域与所述出水口、以及所述出水通道连通，形成出水区域；在所述出水盖板的周向侧壁与所述壳体的内侧壁之间设有出水密封结构，使得所述出水盖板与所述壳体沿周向完全密封。...

【技术特征摘要】
1.一种膜电容电吸附装置，包括：(1)壳体；(2)置于所述壳体内的膜组，包括：定位柱和上下依次层叠的若干组膜片，在每组所述膜片的中心均设置有进水通孔，构成进水通道；在每组所述膜片的外周缘上均设有定位通孔，构成定位通道；所述定位柱嵌入在所述定位通道；所述进水通道、定位通道、定位柱的中心轴均与所述壳体的中心轴平行；以及(3)两端封装组件，包括：第一端封装组件和第二端封装组件；其特征在于，所述壳体的内径大于所述膜片的直径，在所述壳体的内侧壁与所述膜片的外周缘之间存在间隙，形成出水通道，在所述壳体的两端部的内侧壁上各自环设有第一凹槽；所述第一端封装组件包括第一挡环、进水盖板和进水电极板；其中，所述第一挡环用于嵌合在所述壳体的第一端部的第一凹槽内，所述进水电极板的表面设有第一凸起柱，所述进水电极板的中心设置有进水中心通孔，所述进水盖板为一体式结构，所述进水盖板上开设有贯通的进水口和第一通孔，所述进水口位于所述进水盖板的中心，与所述进水中心通孔相对应，所述进水口、所述进水中心通孔与所述进水通道连通，所述第一通孔与所述第一凸起柱相对应，所述第一凸起柱插入所述第一通孔，使得所述进水电极板装设在所述进水盖板的第一端部，所述进水电极板与外部供电部件连接，所述进水盖板的第一端部上还开设有第一定位柱位孔，所述第一定位柱位孔与所述膜组中的定位柱相互配合并使得所述膜组和所述进水盖板沿周向彼此定位；所述进水盖板的第二端部与所述第一挡环装配在一起并被所述第一挡环限位和固定在所述壳体内；在所述进水盖板的周向侧壁与所述壳体的内侧壁之间设有进水密封结构，使得所述进水盖板与所述壳体沿周向完全密封；所述第二端封装组件包括第二挡环、出水盖板和出水电极板；其中，所述第二挡环用于嵌合在所述壳体的第二端部的第一凹槽内，所述出水电极板的表面设有第二凸起柱，所述出水盖板为一体式结构，所述出水盖板沿轴向依次包括第一端部、底板、中间部、顶板和第二端部，所述出水盖板上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述第二凸起柱相对应，所述第二凸起柱插入所述第二通孔，使得所述进水电极板装设在所述出水盖板的第一端部，所述进水电极板与外部供电部件连接，所述出水盖板的第一端部还开设有第二定位柱位孔，所述第二定位柱位孔与所述膜组中的定位柱相互配合并使得所述膜组和所述出水盖板沿周向彼此定位；所述出水盖板的第二端部与所述第二挡环装配在一起并被所述第二挡环限位和固定在所述壳体内，所述出水盖板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈敏，
申请(专利权)人：常州市恒鑫实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32