直流脉冲电渗析去液体中离子的方法及其装置制造方法及图纸

直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，该方法是在电渗析去离子装置的高电位电极１３与低电位电极１之间加有直流电脉冲。本装置在离子交换剂所在的脱矿室内４的下部竖向固定至少一个感应公共电极８。感应公共电极是金属网结构。采用本方法与普通直流电渗析法相比，去离子的效率能提高５～３８％，预防和减缓了离子交换膜的结垢堵塞，使离子交换膜的工作寿命提高２～５０倍。本装置离子交换剂不用单独再生。它还具有节电、工作寿命长等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及去液体中离子的方法和装置。已有的电渗析法去液体中离子采用的都是直流电压，这就使溶液中离子的迁移能量较低，离子交换膜容易堵塞结垢，使去离子的效率降低，电能消耗大，离子交换膜的寿命降低。其装置一般都是在电渗析装置的脱矿室内加离子交换剂相结合的结构，但是其离子交换剂再生比较困难，使装置的运行寿命降低。本专利技术的目的是研制一种直流脉冲电渗析去液体中离子的方法及其装置，该方法采用的直流电脉冲能使液体中离子的迁移能量脉动变化，而且高电位时迁移离子获得的能量较高，离子交换膜不容易堵塞结垢，去离子的效率高，消耗的电能少，离子交换膜寿命提高。本专利技术的装置能使离子交换剂再生容易，使装置的运行寿命提高。本专利技术的方法是在电渗析去液体中离子装置的高电位电极与低电位电极之间加直流电脉冲，该装置可以是制造去离子水的设备，也可以是从废液中提取贵重金属的设备，凡是从液体中去除或提取离子的设备都可采用本方法。直流电脉冲可以是矩形波、方波，或类似矩型脉冲，如梯形脉冲、钟形脉冲等。直流电脉冲降在电渗析去液体中离子装置的一个脱矿室和一个与其紧邻的浓缩室之间的压降为1.5～20V为好。本专利技术去液体中离子的装置是在电渗析器的脱矿室内加装离子交换剂，形成混合去离子装置，其特征在于在有离子交换剂所在的脱矿室的下部竖向固定至少一个感应公共电极，感应公共电极的结构可以是带孔的金属片，也可以是金属网，还可以是金属丝与离子交换剂的纤维混合编织而成的网。金属较好的是隋性耐腐的不锈钢、电解钢、锌、镁，最好当然是银、铂、金。感应公共电极上的孔可以是圆孔或其它形状的孔，较好的是没棱角的圆孔。孔的总面积较好是占感应公共电极极板表面积的20～80％。在充填离子交换剂的脱矿室中至少装一个感应公共电极，也可以由离子交换剂隔离分层装多个公共感应电极，较好是装1～5个。公共感应电极较好的结构是网状的金属编织物，金属丝的直径较好是0.1～2.5mm。当用多孔性离子交换剂时，多孔性离子交换剂与感应公共电极压制为一体的结构，感应公共电极处在多孔性离子交换剂下端的中间。感应公共电极的总面积应占离子交换剂片状总面积的20～80％。将感应公共电极的金属丝与离子交换剂纤维混合编织时，金属丝可以是长丝也可以是短丝，金属丝的直径较好是在0.1～2.5mm。本专利技术采用直流电脉冲方法与普通直流电渗析法相比，去离子的效率能提高5～38％，预防和减缓了离子交换膜的结垢堵塞，使离子交换膜的工作寿命提高2～50倍。在同样去离子的效果下，可极大地缩短电渗析槽的长度或减少电渗析的段数，而使设备的体积减小，而且消耗电能也少。本专利技术装置新增设的感应公共电极在保证溶液中离子可迁移通过的条件下，能增加电极的表面积，减小等效电阻，更好地使充填的离子交换剂再生，从而可保持设备长时间连续运行。当直流脉冲处于高电位时，公共感应电极极板受电场作用发生静电感应，使极板一面带正电，另一面带负电，类似高低电位的电极，相当于增加了电极的表面积。从而使电解水产生大量H+1离子和OH-1离子，脉冲电场与H+1离子共同作用使阳离子交换剂再生，脉冲电场与OH-1离子共同作用使阴离子交换剂再生，保证了下部充填的离子交换剂总保持在产水的正常工况，即形成并保持工作层和保护层。工作层是指具有交换能力并正在工作的树脂层。保护层是指尚未参予工作，避免要除去的离子发生穿透的树脂层。这样，处理溶液经过最后这部分进行了进一步的交换和渗析后，可以连续得到纯水。本装置去离子的效率高，仅消耗电能，不用盐、碱，不用单独再生，正常使用该装置可长时间连续运行，寿命提高。它还具有节省电能、运行费用低、操作简单、使用方便、便于实现自动化的优点。附图说明图1是本专利技术装置的总体结构示意图，图2是实施例二的装置结构示意图，图3是实施例三的装置结构示意图，图4是感应公共电极8的结构示意图，图5是感应公共电极8的金属丝与离子交换剂7纤维混合编织成网状的结构示意图，图6是多孔性离子交换剂7与感应公共电极8压制成为一体的结构示意图。实施例一本实施例包含直流脉冲电源9、高电位电极13、低电位电极1、多个阳离子交换膜3、多个阴离子交换膜5、离子交换剂7、感应公共电极8、支持片14、边框11。直流脉冲电源9的一端接在高电位电极13上，另一端接在低电位电极1上。阳离子交换膜3与阴离子交换膜5交替地固定在高电位电极室12和低电位电极室2之间，从而形成多个脱矿室4和浓缩室6。每个脱矿室4在高电位电极13一侧被阴离子交换膜5限定，在低电位电极1一侧被阳离子交换膜3限定。每个浓缩室6在高电位电极一侧被阳离子交膜3限定，在低电位电极一侧被阴离子膜5限定，这些脱矿室4和浓缩室6交替排列。在脱矿室4和浓缩室6及高电位电极室12和低电位电极室2的中心各设有一个开口的室边框11，在脱矿室4中填充有离子交换剂7，在离子交换剂7所在的脱矿室4的下部竖向固定有感应公共电极8。离子交换剂可使用阳离子交换剂，也可使用阴离子交换剂，还可使用阴阳离子的混合物，较好的是阳离子交换剂∶阴离子交换剂＝(20～80)∶(80～20)。公共感应电极8上开有圆孔15，孔15的总面积占感应公共电极极板8表面积的75％。在脱矿室4和浓缩室6及高电位电极室12和低电位电极室2中加装有具有弹性的并能让液体很好通过的支持片14，支持片14用来平衡离子交换剂对阴阳离子交换膜的膨胀压力，从而使阴阳离子交换膜与离子交换剂之间保持很好的接触，并保持浓缩室6或电极室具有一定宽度，保护阴阳离子交换膜不被撑破。欲脱矿溶液经进液管18，再经流量计G进入每个脱矿室4的上端内，脱矿后的溶液由脱矿室4下底的产出液管16相连的电导仪C排出，清洗液由进液管17通进低电位电极室2、高电位电极室12和每个浓缩室6的下端内。浓缩液由低电位电极室2、高电位电极室12和每个浓缩室6的上端经出液管10排出。实施例二本实施例包含直流脉冲电源9、高电位电极13、低电位电极1、阳离子交换膜3，直流脉冲电源9的一端接高电位电极13，另一端接在低电位电极1上，阳离子交换膜3固定在高电位电极13和低电位电极1的中间。本实施例主要用于提纯贵重金属的正离子或浓缩负离子。实施例三本实施例与实施例二的不同点是将阳离子交换膜3换成阴离子交换膜5，其它组成和连接关系不变。本实施例主要用于提纯贵重的负离子或浓缩正离子。权利要求1.直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于在电渗析去液体离子装置的高电位电极(13)与低电位电极(1)之间加有直流电脉冲(9)。2.根据权利要求1所述的直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于直流电脉冲降在电渗析去液体中离子装置的一个脱矿室(4)和一个与其紧邻的浓缩室(6)之间的压降为1.5～20V。3.根据权利要求1、2所述的直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于直流电脉冲是矩形波。4.根据权利要求1、2所述的直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于直流电脉冲是方形波。5.根据权利要求1、2所述的直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于直流电脉冲是梯形波。6.根据权利要求1、2所述的直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于直流电脉冲是钟形波。7.直流脉冲电渗析去液体中离子的装置，在电渗析器的脱矿室(4)内加装离子交换剂(7)，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
直流脉冲电渗析去液体中离子的方法，其特征在于在电渗析去液体离子装置的高电位电极（１３）与低电位电极（１）之间加有直流电脉冲（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冀旺年，
申请(专利权)人：冀旺年，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]