脱盐系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种脱盐系统及方法。该脱盐系统包括二氧化硅移除装置。该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片可成对的离子交换膜及复数个隔网装置。复数片可成对的离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道。复数个隔网装置设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间。其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于水回收(Water Recovery)的脱盐(Desalination)系统和方法，尤其涉及一种利用离子交换膜(Ion Exchange Membranes)来移除流体中的二氧化娃 (Silica)以进行水回收的。
技术介绍
在工业领域中，大量的废水，如含盐的水溶液被生产出来。通常,这样的废水并不适合直接在家庭或工业中使用。鉴于可使用的水资源的有限性，从流体，如废水、苦咸水、海水或其他含盐溶液中回收合格的可使用的水就显得尤为重要。二氧化硅是自然水体中含有的一种常见物质。由于在通常条件下，其在水中的溶解度较低，因而许多工业过程用水，例如锅炉进水、循环冷却塔补水等都对水中含有的二氧化硅含量的上限有一定要求，以避免对用水装置造成结垢等不利影响。因此，在许多情况下需要对水中的二氧化硅进行一定程度的移除，以满足特定的用途要求。已经有多种尝试来从含有二氧化硅的废水或其他水源中移除二氧化硅。比如， 含有二氧化硅的流体被输入进脱盐装置，如在较高的pH值条件下操作的反渗透(Reverse Osmosis)膜装置来进行二氧化硅的移除。其间，由于流体具有较高的pH值可促进其内含有的二氧化硅离子化，因此，该流体的PH值被提高来促使二氧化硅的移除。然而，在现有应用中，此种二氧化硅的移除方式需要复杂而严格的预处理程序且效率较低，导致成本增加，因而在一些情况下丧失经济性。此外，有时也会由于预处理系统不可预见的波动导致流体中含有的难溶或部分可溶盐，如硫酸钙或碳酸钙等在脱盐装置中结垢或沉积。这对于二氧化硅的移除及脱盐装置本身来说都是不利的。所以，需要提供一种新的进行二氧化硅移除的。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除装置。该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片可成对的离子交换膜及复数个隔网装置。复数片可成对的离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道。复数个隔网装置设置在相邻的每一对离子交换膜之间及第一和第二电极与相邻的离子交换膜之间。其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。本专利技术另一个实施例提供了一种脱盐系统。该脱盐系统包括二氧化硅移除装置。 该二氧化硅移除装置包括第一和第二电极、复数片可成对的阴离子交换膜及复数个隔网装置。复数片可成对的阴离子交换膜设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道。复数个隔网装置设置在相邻的每一对阴离子交换膜之间及第一和第二电极与相邻的阴离子交换膜之间。本专利技术的实施例进一步提供了一种用于从流体中移除二氧化硅的方法。该方法包括输入第一输入流体到由二氧化硅移除装置中成对的离子交换膜形成的第一通道中进行二氧化硅移除；输入第二输入流体到由所述二氧化硅移除装置中所述成对的离子交换膜形成的第二通道中以把从所述第一输入流体中移除的二氧化硅带出所述二氧化硅移除装置。 其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中图1为本专利技术脱盐系统的一个实施例的示意图2到图4为本专利技术脱盐装置的多个实施例的示意图5为本专利技术脱盐系统的另一个实施例的示意图；及图6为本专利技术脱盐装置的二氧化硅移除率的一个实施例的实验图表。具体实施方式图1所示为本专利技术脱盐系统10的一个实施例的示意图。在本实施例中，脱盐系统 10包括脱盐装置11。该脱盐装置11可用来接收来自于第一流体源(未图示)且含有多种物质及其他杂质的第一输入流体12以对其进行脱盐处理。另外，在对第一流体12进行处理中或处理后，该脱盐装置11可接收来自于第二流体源(未图示)的第二输入流体13，从而把从第一输入流体12中移除的带电物质移除出脱盐装置11。这样，由于脱盐装置11的脱盐作用，与第一输入流体12相比较，来自于该脱盐装置11的第一输出流体(产品流体)14就含有较低浓度的带电离子。与第二输入流体13相比较，来自于该脱盐装置11的第二输出流体(浓缩流体)15就含有较高浓度的带电离子。 在非限定示例中，第一输入流体12中包含的物质及其他杂质可包括带电离子，比如镁离子 (Mg2+)、钙离子(Ca2+)、二氧化硅(Silica)、钠离子(Na+)、氯离子(Cl_)和其他离子。在一个非限定示例中，第一输入流体12中的带电离子可至少包括一部分目标物质，如离子化的二氧化硅，这样，脱盐装置11就可作为二氧化硅移除装置使用。在一些示例中，第一输出流体14也可被再次输入进脱盐装置11中或其他脱盐装置，如倒极电渗析(Electrodialysis Reversal)装置中进行进一步的脱盐处理。二氧化硅常以难电离或部分电离的形式存在于第一输入流体12中。通常，增加第一输入流体12的pH值可提高二氧化硅在该第一输入流体12内的离子化以便于在电场作用下对二氧化硅进行移除。这样，如图1所示，脱盐系统10进一步包括与脱盐装置11流体相通的pH调整单元16来对第一输入流体12的pH值进行调节从而来提高该第一流体12中二氧化硅的离子化程度。在一些示例中，pH调整单元16可用来调整第一输入流体12的pH值大于7，比如在从 8到11的范围内。在其他示例中，第一输入流体12的pH值可被调整到处于9. 5到11的范围内。在对二氧化硅离子化后，第一输入流体12中的二氧化硅的至少一部分可以 HSi03_及/或Si032_或其他离子形式存在。为了便于说明，在本专利技术实施例中，以HSi03_为例进行说明。在一些示例中，pH调整单元16可包括pH调整源，其可输入添加剂到第一输入流体12中以调整其pH值。在非限定示例中，pH调整单元16可输入碱性添加剂到第一输入流体12中。碱性添加剂可包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵。在一些应用中， 该碱性添加剂可自动或手动的被输入进第一输入流体12中。在一定的应用中，pH调整单元16也可不设置，第一输入流体12的pH值可预先调整好。图2所示为本专利技术脱盐装置11的一个实施例的示意图。如图2所示，脱盐装置11 包括第一电极17、第二电极18、复数片可成对的离子交换膜19，20，21，22及复数个隔网装置(Spacer)23。在本实施例中，第一和第二电极17，18分别与电源(未图示)的正负极相连从而可分别作为正极和负极。在其他实施例中，第一和第二电极17，18的极性也可进行改变。在一些实施例中，第一和第二电极17，18可由片状、网状或其它形状的金属材料， 如钛或涂敷有钼等贵金属的钛等组成。在另一些实施例中，第一和第二电极17，18可包括其他可导热或不导热的导电材料，且其可包括具有较小尺寸和较大的表面积的颗粒。在一些示例中，导电材料可包括一种或多种碳材料。在非限定示例中，碳材料可包括活性碳颗粒(Activat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱盐系统，包括：可接收第一输入流体来移除该流体内二氧化硅的二氧化硅移除装置，包括：第一和第二电极；复数片可成对的离子交换膜，其设置在所述第一和第二电极间并形成复数个交替设置的第一和第二通道；复数个隔网装置，其设置在相邻的每两片离子交换膜之间及第一和第二电极与各自相邻的离子交换膜之间；及其中，每一对离子交换膜中的第一元件均为阴离子交换膜，每一对离子交换膜中与其第一元件成对的第二元件可为阴离子交换膜、单价选择性阳离子交换膜和双极性离子交换膜中之一，其中第一元件和第二元件在所述复数片可成对的离子交换膜中交替设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊日华，张呈乾，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：