一种非对称流动电极电容去离子装置制造方法及图纸

本技术涉及电容去离子领域，尤其涉及一种非对称流动电极电容去离子装置。本技术中第一集流流道板朝向阴离子交换膜的一侧设有第一流道区域，第二集流流道板朝向阳离子交换膜的一侧设有第二流道区域；第一集流流道板和第二集流流道板上均设有电极液输入端口和电极液输出端口；第一流道区域和第二流道区域均由连接在对应的电极液输入端口和电极液输出端口之间的多条流道槽组成。本技术中采用多条拥有共同起点终点的流道槽构成流道区域，避免了电极液在流道区域内淤积，可以有效提高盐水电导率，提高阴离子交换膜和阳离子交换膜的利用率，从而提高离子吸附效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电容去离子领域，尤其涉及一种非对称流动电极电容去离子装置。

技术介绍

1、锂作为现代高科技产品不可或缺的重要原料，是一种重要的战略性资源物质，随着近些年锂电池工业的迅速发展，市场对锂的需求增长，且现有的锂离子大多来自于矿石型锂资源，但是我国的矿石型锂资源稀缺，大多以液态形式存在于盐湖之中，因此需要大力发展盐湖提锂。

2、电容去离子装置在盐水提锂中应用广泛。但是现有的电容去离子装置大多为固定电极，无法做到大吸附量，而且需要电极材料原位脱附盐离子实现再生，不能实现连续脱盐。因此，流动电极式电容去离子装置被提出，但是现有的流动电极式电容去离子装置流道形态固定，多为螺旋式流道或者蛇形流道，容易因为长时间运行导致流动电极淤积在流道内，影响去离子效率。

3、而且现有的流动电极式电容去离子装置，阴阳电极均为同一杯流动电极，容易导致流动电极与盐水之间存在浓差，并且进行吸附时，阴阳离子会被同时吸入流动电极中，导致吸附成分复杂，提纯成本高。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中电容去离子装置流道的缺陷，本技术提出了一种非对称流动电极电容去离子装置，可降低流动电极流道淤积风险，提高离子吸附效率。

2、本技术采用以下技术方案：

3、一种非对称流动电极电容去离子装置，包括顺序设置的第一保护板、第一集流流道板、阴离子交换膜、盐水流道板、阳离子交换膜、第二集流流道板和第二保护板；第一集流流道板朝向阴离子交换膜的一侧设有第一流道区域，第二集流流道板朝向阳离子交换膜的一侧设有第二流道区域；第一集流流道板和第二集流流道板上均设有电极液输入端口和电极液输出端口；第一流道区域和第二流道区域均由连接在对应的电极液输入端口和电极液输出端口之间的多条流道槽组成。

4、优选的，令第一集流流道板上电极液输入端口的中心点和电极液输出端口的中心点连线为第一线条；第一流道区域关于第一线条对称；第一流道区域中的流道槽为折线形状或者弧形；第二流道区域与第一流道区域结构相同。

5、优选的，令过第一线条中心点且垂直于第一线条的直线为第二直线，第一流道区域关于第二直线对称。

6、优选的，第一流道区域中，关于第一线段对称的两条流道槽构成六边形结构，且所述六边形结构关于第二直线对称。

7、优选的，第一集流流道板和阴离子交换膜之间设有第一密封垫；阴离子交换膜和盐水流道板之间设有第二密封垫；盐水流道板和阳离子交换膜之间设有第三密封垫；阳离子交换膜和第二集流流道板之间设有第四密封垫。

8、优选的，还包括多个第一锁紧件和第二锁紧件；第一锁紧件依次穿过第一保护板、第一集流流道板、第一密封垫、阴离子交换膜、第二密封垫、盐水流道板、第三密封垫、阳离子交换膜、第四密封垫、第二集流流道板和第二保护板，第二锁紧件与第一锁紧件一一对应并配合第一锁紧件锁紧第一保护板、第一集流流道板、第一密封垫、阴离子交换膜、第二密封垫、盐水流道板、第三密封垫、阳离子交换膜、第四密封垫、第二集流流道板和第二保护板形成的堆叠结构。

9、优选的，还包括阴极流动电极供给模块和阳极流动电极供给模块；阴极流动电极供给模块同时连接第一集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口，阴极流动电极供给模块用于提供阴极电极液，阴极流动电极供给模块与第一集流流道板配合形成阴极电极液流动回路；

10、阳极流动电极供给模块同时连接第二集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口，阳极流动电极供给模块用于提供阳极电极液，阳极流动电极供给模块与第二集流流道板配合形成阳极电极液流动回路。

11、阴极电极液采用锰酸锂浆料，阳极电极液采用活性炭浆料；且阴极电极液和阳极电极液中均包含锂盐。

12、优选的，阴极流动电极供给模块包括阴极电极液容器和阴极泵，阴极电极液容器分别连接第一集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口，阴极电极液容器与第一集流流道板配合形成阴极电极液流动回路；阴极泵设置在阴极电极液流动回路上；

13、阳极流动电极供给模块包括阳极电极液容器和阳极泵，阳极电极液容器分别连接第二集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口，阳极电极液容器与第二集流流道板配合形成阳极电极液流动回路；阳极泵设置在阳极电极液流动回路上。

14、优选的，第一集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口位于第一集流流道板朝向第一保护板的一侧，且第一集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口伸出第一保护板；第二集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口位于第二集流流道板朝向第二保护板的一侧，且第二集流流道板的电极液输入端口和电极液输出端口伸出第二保护板。

15、优选的，盐水流道板上设有用于连接外部的盐水容器的盐水输入端口和盐水输出端口；盐水输入端口和盐水输出端口位于盐水流道板的两侧；盐水容器与盐水流道板构成盐水回路，盐水回路上还设有盐水泵。

16、本技术的优点在于：

17、(1)本技术中采用多条拥有共同起点终点的流道槽构成流道区域，避免了电极液在流道区域内淤积，可以有效提高盐水电导率，提高阴离子交换膜和阳离子交换膜的利用率，从而提高离子吸附效率。

18、(2)本技术中，流道槽之间相互独立互不影响，单独的流道槽淤积不影响流道区域内电极液整体的流动性，从而保证了电极液在流道区域内整体的流动均匀性。本技术中，通过流道槽的对称设置，使得流道槽在流道区域内的分散分布，有利于提高电极液在集流流道板上的平铺面积，从而提高阴离子交换膜和阳离子交换膜的利用率。

19、(3)本技术中，密封垫的设置，保证了电极液流动区域和盐水流动区域的密封性，有利于保证整体结构的防水性能，避免电极液被盐水污染。同时，通过第一锁紧件和第二锁紧件对第一保护板、第一集流流道板、阴离子交换膜、盐水流道板、阳离子交换膜、第二集流流道板和第二保护板形成的堆叠结构进行锁紧，方便了堆叠结构的拆卸，有利于后续对该去离子装置进行维修回收等。

20、(4)本技术中，阴极流动电极供给模块和阳极流动电极供给模块的设置，使得阴极电极液流动回路和阳极电极液流动回路相互独立，从而有利于阴极电极液和阳极电极液分开配置，以便针对性实现盐水中阴离子和阳离子的吸附回收。

21、(5)阴极电极液容器和阳极电极液容器位于堆叠结构外部，便于实时调配阴极电极液容器和阳极电极液容器中的电极液，从而保证流动电极的活性。

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【技术保护点】

1.一种非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，包括顺序设置的第一保护板(11)、第一集流流道板(21)、阴离子交换膜(31)、盐水流道板(4)、阳离子交换膜(32)、第二集流流道板(22)和第二保护板(12)；第一集流流道板(21)朝向阴离子交换膜(31)的一侧设有第一流道区域，第二集流流道板(22)朝向阳离子交换膜(32)的一侧设有第二流道区域；第一集流流道板(21)和第二集流流道板(22)上均设有电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)；第一流道区域和第二流道区域均由连接在对应的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)之间的多条流道槽(200)组成。

2.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，令第一集流流道板(21)上电极液输入端口(A1)的中心点和电极液输出端口(A2)的中心点连线为第一线条；第一流道区域关于第一线条对称；第一流道区域中的流道槽(200)为折线形状或者弧形；第二流道区域与第一流道区域结构相同。

3.如权利要求2所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，令过第一线条中心点且垂直于第一线条的直线为第二直线，第一流道区域关于第二直线对称。

4.如权利要求3所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，第一流道区域中，关于第一线段对称的两条流道槽(200)构成六边形结构，且所述六边形结构关于第二直线对称。

5.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，第一集流流道板(21)和阴离子交换膜(31)之间设有第一密封垫(51)；阴离子交换膜(31)和盐水流道板(4)之间设有第二密封垫(52)；盐水流道板(4)和阳离子交换膜(32)之间设有第三密封垫(53)；阳离子交换膜(32)和第二集流流道板(22)之间设有第四密封垫(54)。

6.如权利要求5所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，还包括多个第一锁紧件(81)和第二锁紧件(82)；第一锁紧件(81)依次穿过第一保护板(11)、第一集流流道板(21)、第一密封垫(51)、阴离子交换膜(31)、第二密封垫(52)、盐水流道板(4)、第三密封垫(53)、阳离子交换膜(32)、第四密封垫(54)、第二集流流道板(22)和第二保护板，第二锁紧件(82)与第一锁紧件(81)一一对应并配合第一锁紧件(81)锁紧第一保护板(11)、第一集流流道板(21)、第一密封垫(51)、阴离子交换膜(31)、第二密封垫(52)、盐水流道板(4)、第三密封垫(53)、阳离子交换膜(32)、第四密封垫(54)、第二集流流道板(22)和第二保护板形成的堆叠结构。

7.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，还包括阴极流动电极供给模块和阳极流动电极供给模块；阴极流动电极供给模块同时连接第一集流流道板(21)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)，阴极流动电极供给模块用于提供阴极电极液，阴极流动电极供给模块与第一集流流道板(21)配合形成阴极电极液流动回路；

8.如权利要求7所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，阴极流动电极供给模块包括阴极电极液容器(61)和阴极泵(71)，阴极电极液容器(61)分别连接第一集流流道板(21)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)，阴极电极液容器(61)与第一集流流道板(21)配合形成阴极电极液流动回路；阴极泵(71)设置在阴极电极液流动回路上；

9.如权利要求8所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，第一集流流道板(21)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)位于第一集流流道板(21)朝向第一保护板(11)的一侧，且第一集流流道板(21)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)伸出第一保护板(11)；第二集流流道板(22)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)位于第二集流流道板(22)朝向第二保护板(12)的一侧，且第二集流流道板(22)的电极液输入端口(A1)和电极液输出端口(A2)伸出第二保护板(12)。

10.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，盐水流道板(4)上设有用于连接外部的盐水容器(63)的盐水输入端口(B1)和盐水输出端口(B2)；盐水输入端口(B1)和盐水输出端口(B2)位于盐水流道板(4)的两侧；盐水容器(63)与盐水流道板(4)构成盐水回路，盐水回路上还设有盐水泵(73)。

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【技术特征摘要】

1.一种非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，包括顺序设置的第一保护板(11)、第一集流流道板(21)、阴离子交换膜(31)、盐水流道板(4)、阳离子交换膜(32)、第二集流流道板(22)和第二保护板(12)；第一集流流道板(21)朝向阴离子交换膜(31)的一侧设有第一流道区域，第二集流流道板(22)朝向阳离子交换膜(32)的一侧设有第二流道区域；第一集流流道板(21)和第二集流流道板(22)上均设有电极液输入端口(a1)和电极液输出端口(a2)；第一流道区域和第二流道区域均由连接在对应的电极液输入端口(a1)和电极液输出端口(a2)之间的多条流道槽(200)组成。

2.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，令第一集流流道板(21)上电极液输入端口(a1)的中心点和电极液输出端口(a2)的中心点连线为第一线条；第一流道区域关于第一线条对称；第一流道区域中的流道槽(200)为折线形状或者弧形；第二流道区域与第一流道区域结构相同。

3.如权利要求2所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，令过第一线条中心点且垂直于第一线条的直线为第二直线，第一流道区域关于第二直线对称。

4.如权利要求3所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，第一流道区域中，关于第一线段对称的两条流道槽(200)构成六边形结构，且所述六边形结构关于第二直线对称。

5.如权利要求1所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，第一集流流道板(21)和阴离子交换膜(31)之间设有第一密封垫(51)；阴离子交换膜(31)和盐水流道板(4)之间设有第二密封垫(52)；盐水流道板(4)和阳离子交换膜(32)之间设有第三密封垫(53)；阳离子交换膜(32)和第二集流流道板(22)之间设有第四密封垫(54)。

6.如权利要求5所述的非对称流动电极电容去离子装置，其特征在于，还包括多个第一锁紧件(81)和第二锁紧件(82)；第一锁紧件(81)依次穿过第一保护板(11)、第一集流流道板(21)、第一密封垫(51)、阴离子交换膜(31)、第二密封垫(52)、盐水流道板(4)、第三密封垫(53)、阳离子交换膜(32)、第四密封垫(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：西安金藏膜环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：