本文公开了适宜去除液体中离子的电脱离子设备，该设备有靠近该设备第一端的阴极和靠近该设备另一端的阳极，和设置在阴极和阳极间的交替排列的多个稀释室和浓缩室，稀释室和浓度都是由阴离子和阳离子渗透膜围成，在稀释室内有离子交换材料，在稀释室里有含第二离子交换材料的团状物的分散相的第一离子交换材料的连续相。以这种电脱离子设备进行的从液体中除去离子的方法包括使要被纯化的含水液体通过稀释室，其中在稀释室中有第一离子交换材料的连续相与第二离子交换材料的分散相。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的领域本专利技术涉及在电脱离子设备以及在电脱离子设备中从液体中除去离子的方法，更具体地说，本专利技术涉及有许多稀释室与浓缩室、第一离子交换材料的连续相与第二离子交换材料的分散相的电脱离子设备和涉及在这样的电脱离子设备中从含水液体中除去离子的方法。本专利技术的技术背景液体的净化在许多工业中有非常重要的意义。特别是使用纯水的许多工业目的而不仅是用作饮用水。例如在制造半导体晶片的过程中、发电厂中、石油化工和许多其它方面都使用纯水。为降低液体中离子的浓度，已经使用了离子交换树脂、反渗透过滤和电渗析方法。为降低液体中的离子浓度，近来已经经常使用电脱离子设备。术语“电脱离子”一般指离子交换树脂、离子交换膜和静电相结合纯化液体的液体净化设备和方法。”电脱离子组件包括交替排列的阳离子渗透膜和阴离子渗透膜，两膜之间构成室。在交替的室中，装有离子交换树脂。这些室用作稀释室是已知的。一般不含离子交换树脂的室用作浓缩室也是已知的。通过导入电流，离子从稀释室通过离子交换树脂和离子可渗透膜迁移进入浓缩室。将通过浓缩室的液流排弃掉或部分循环，而通过稀释室的净化过的液流作为脱离子的液体产品回收。1987年1月13日颁发给Kunz的美国专利4636296号公开了水溶液脱盐的设备和方法。含水液体通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂交替分开的层。这种方法不方便、电极密集而且在使用过程中将可能发生层的一些变形。1994年5月3日颁发给Sugo等的美国专利5308467号公开了可电再生的带有脱盐室的脱盐设备。离子交换基通过辐射引发接枝聚合配置在单根长丝、单根长丝的织物或无纺织物上。这种离子交换材料包含在脱盐室内。在脱盐设备中使用这些长丝很贵，所以该设备不易被液体净化设备的购买者们接受。人们希望在电脱离子设备的稀释室中安置有离子交换材料，这样不使用单根长丝，但允许以非层排列的方式在稀释室中设置不同类型的离子交换材料，并且仍允许被纯化的液体与两种类型的离子交换材料的不连续区接触。本专利技术的概述现有技术的缺点可以通过在稀释室中装有第一离子交换材料的连续相以及其中所含的第二离子交换材料的团状物的分散相的电脱离子设备和用在稀释室中的离子交换材料有这样排列的电脱离子设备从含水液体中除去离子的方法而加以克服。这种排列允许增加厚度和大小，因此允许在稀释室中放置更多的树脂和为相应地增加流量而使膜面积降低。在本专利技术的广义的方面，本专利技术的离子交换材料包括在含水液体脱离子中使用的多孔且可渗透的离子交换剂，所述的交换剂包含阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒，并且这些交换剂包括一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的多孔且可渗透的连续相和在该连续相内的另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒团状物的多孔且可渗透的分散相。离子交换剂优选为有相对的平面床表面的浅床，在相对的平面床表面中，分散相的团状物与平面床的至少一个表面相接。分散相团状物可以在浅床或厚床中延伸，并与床的相对的平面床表面邻接。所述的团状物可以是扁圆柱形或椭圆柱形或横向多面体形。阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒优选用粘合剂粘合，形成粘结床。更具体地说，适于从含水液体中除去离子的电脱离子化设备包括在阴极室内的阴极和在阳极室内的阳极，和设置在阴极和阳极间的多个交替排列的稀释室和浓缩室，所述稀释室和浓缩室由阴离子和阳离子渗透膜构成，在稀释室中装有多孔且可渗透的离子交换材料，多孔的可渗透的离子交换材料包括一种阳离子树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的多孔且可渗透的连续相和在该连续相内的另一种阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒团状物的分散相。离子交换剂优选以有相对的平面床表面的浅床或片层形式存在，其中分散相团状物与至少一平面床表面邻接。分散相团状物优选在浅床中延伸并与床的相对的平面床表面邻接。该团状物可以是扁的或细长的圆柱形或椭圆柱形或横向多面体形如细长或扁的六面体形。阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒优选通过粘合剂粘合，生成粘结床，所述的粘结床装填稀释室内中。在本专利技术的另一方面，使阳离子或阴离子交换树脂颗粒的分散相团状物的至少一端与床的平面邻接，以便接触同类型阴离子渗透膜或阳离子渗透膜，即阳离树脂颗粒的团状物接触阳离子渗透膜，而阴离子树脂颗粒的团状物接触阴离子渗透膜，优选分散的团状物在连续相中延伸，并与连续相床的相对的平面表面邻接，以便与阴离子渗透膜和阳离子渗透膜都邻接和接触，由此桥接稀释室。本专利技术的又一方面，是在电脱离子设备室中从含水液体中除去离子的本专利技术的方法，所述的室包括有阳极的阳极室和有阴极的阴极室，交替设置在阳极室与阴极室之间的形成脱盐室的许多阳离子交换膜和阴离子交换膜(每个脱盐室都是由在阳极侧的阴离子交换膜和在阴极侧的阳离子交换膜构成)，和由在阳极侧的阳离子交换膜和在阴极侧的阴离子交换膜构成的浓缩室，所述的方法包括加入待纯化的含水液体使之通过稀释室，在阴极和阳极间流过电流，和从设备中排出纯化过的含水液体，所述稀释室有第一离子交换材料的连续相和第二离子交换材料团状物的分散相，分散相的团状物与相同类型的至少一种阴离子和阳离子渗透膜邻接和毗连，所述分散相的团状物优选在连续相中延伸，而与阴离子和阳离子渗透膜都邻接和毗连。本专利技术的再一个方面包括制备多孔的可渗透离子交换剂的方法，该方法包括在指定的接收区上方，安置带有平面盖板并有许多成型的薄壁的中间为空腔且上下端敞开的元件从盖板向下悬垂的模板，把一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的含水浆料加到所述模板中，生成所述离子交换树脂颗粒的连续相，和把另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的含水浆料加入许多成型的薄壁中空元件中，生成另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的许多分散相的团状物。本专利技术的另一方面包括制备多孔且可渗透离子交换剂的方法，该方法包括在指定的接收区的上方，安置用来选择性分散阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的一组分散喷咀，把一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的含水浆料加到所述指定的区域，以生成所述离子交换树脂颗粒的连续相，和把另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的含水浆料加到预定模型处，以生成另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的许多分散的不连续相的团状物。本专利技术的又一个方面包括生产多孔的可渗透离子交换剂的方法，所述的方法是通过从第一阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的片层冲切下所述树脂颗粒的许多成型团状物，生成有许多孔的所述离子交换树脂颗粒的连续相，从另一阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的第二片层冲切下相同的所述树脂颗粒的许多团状物，和将切下的另一阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的团状物装入第一片层的孔中。离子交换剂可以在离子交换膜上制成，以便在间隔框或型架内的离子交换颗粒的分散相与膜密切接触，而以便在间隔框或型架内冻结的离子交换剂转移。本专利技术还包括把网眼尺寸小于平均粒径的成型网状结构预制品嵌入中空元件，以便将之引入离子交换树脂颗粒的分散的不连相的团状物或将之引入离子交换树脂颗粒的连续相的步骤。成型的预制品可为直立的圆柱形、或直立的长方体形、直立的六面体形或直立的多面棱柱形。可将蜂窝网状结构引入分散相团状物或连续相之中。附图的简述现在参考附图描述本专利技术，其中附本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于含水液体脱离子的含阳离子交换树脂颗粒和阴离子交换树脂颗粒的多孔且离子可渗透的交换剂，包括一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒的多孔的且可渗透的连续相，和在该连续相中的另一种阳离子交换树脂颗粒或阴离子交换树脂颗粒团状物的多孔的且可渗透的分散相。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维弗洛里安泰西耶，约瑟夫丹尼斯罗伯特托品，伊恩格伦托，
申请(专利权)人：格莱格水处理公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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