專利名稱：極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制備工業(yè)純水的電去離子裝置。
背景技術(shù)：
Electrodeionization(EDI)，即電去離子(填充床電滲析)，是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時(shí)這些被吸附的離子在直流電的作用下分別通過陰陽離子 交換膜而被除去的過程。目前電去離子裝置在工業(yè)純水制備領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其主要結(jié) 構(gòu)包括加緊板、陽極室(含陽極)、陰極室(含陰極)以及位于陽極室和陰極室之間的一個(gè) 或多個(gè)重復(fù)設(shè)置的濃水室和淡水室構(gòu)成。這些濃水室和淡水室通過交替布置的陰離子交換 膜和陽離子交換膜而形成。填充于淡水室的為陰陽離子交換樹脂，這些樹脂可以分層裝填 也可以混合裝填。離子交換樹脂的主要作用為1、增加離子的橫向遷移速度；2、延緩離子 的縱向遷移速度；3、增加淡水室的導(dǎo)電性；4、加速水的局部離解率；5、交換水中陰陽離子 提高產(chǎn)水純度。同時(shí)為了提高濃水室的導(dǎo)電性，部分廠家采用濃水循環(huán)和濃水加鹽的方式 提高濃水室的導(dǎo)電度，降低濃水室的電阻，降低模塊在運(yùn)行時(shí)的能耗。也有部分廠家采用在 濃水室裝填樹脂的方式增加離子的橫向遷移速度提高濃水室的導(dǎo)電性，降低濃水室的電阻 降低模塊在運(yùn)行時(shí)的能耗。這兩種方式都存在一定的問題，濃水循環(huán)和加鹽在提高濃水和 極水的導(dǎo)電度的同時(shí)，也導(dǎo)致氯離子在陽極析出導(dǎo)致離子交換膜和樹脂的氧化降低設(shè)備的 性能，并且濃水循環(huán)和濃水室加鹽帶來的工藝復(fù)雜，運(yùn)行控制要求高等問題。而在濃水室準(zhǔn) 裝填樹脂雖然可以避免濃水循環(huán)和濃水室加鹽帶來的工藝復(fù)雜，運(yùn)行控制要求高等問題， 但是濃水室裝填還存在樹脂裝填不均的問題，散落在隔板上的樹脂容易形成架橋現(xiàn)象，造 成模塊漏水和竄水等問題。因此，對(duì)模塊生產(chǎn)提出了更高的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，要解 決濃水室導(dǎo)電性偏低的問題，以及模塊生產(chǎn)、運(yùn)行工藝復(fù)雜的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案這種極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，包括陽極室、陰極室、交 替排列在陽極室和陰極室之間的淡水室和濃水室，淡水室分別通過陽離子交換膜和陰離子 交換膜與相鄰的濃水室隔開，淡水室內(nèi)裝填有混床離子交換樹脂，濃水室、陽極室和陰極室 內(nèi)裝填有離子交換纖維。所述濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)裝填有至少兩層離子交換纖維，上述離子交換纖 維之間或離子交換纖維與離子交換膜之間敷設(shè)有聚丙烯塑料格網(wǎng)。所述離子交換纖維可以是離子交換纖維氈或離子交換纖維網(wǎng)。所述離子交換纖維的單層厚度可為1 3mm。所述離子交換纖維可以是聚丙烯腈基離子交換纖維、聚四氟乙烯基離子交換纖 維、輻射接枝聚四氟乙烯基酸性離子交換纖維、高強(qiáng)度高容量聚乙烯醇離子交換纖維或活性炭/腈氯綸離子交換纖維。所述濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)裝填的離子交換纖維均為強(qiáng)酸性陽離子交換纖維 和強(qiáng)堿性陰離子交換纖維。所述濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)的離子交換纖維可以是單獨(dú)裝填的陽離子交換纖維或陰離子交換纖維，或是混合裝填的陽離子交換纖維和陰離子交換纖維。所述混合裝填的陽離子交換纖維和陰離子交換纖維，二者的裝填比例為1 3 3 I0與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型在極水室、濃水室裝填一層或多層離子交換纖維，可以有效地提高濃 水室的導(dǎo)電性，便于模塊生產(chǎn)質(zhì)量控制。在裝填一層或多層離子交換纖維過程中，可以在離 子交換纖維之間或離子交換纖維與離子交換膜之間敷設(shè)一層聚丙烯材質(zhì)的塑料格網(wǎng)，以改 善濃水室的水流分布情況。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢首先，避免了由于濃水循環(huán)和濃水室加鹽帶來的工藝復(fù)雜，運(yùn)行控制要求高等問 題。其次，離子交換纖維代替離子交換樹脂用于濃水室裝填，簡化了裝填的難度，提高 了濃水室導(dǎo)電層的均勻性。第三，簡化了模塊的運(yùn)行工藝，模塊運(yùn)行可以采用兩進(jìn)水兩出水或兩進(jìn)水三出水 方式。在離子交換纖維跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，纖維上的離子能跟溶液里的離子作有選擇 性的交換，分為陽離子交換纖維、陰離子交換纖維和兩性離子交換纖維。此外，離子交換纖 維還有一定的強(qiáng)度、耐化學(xué)腐蝕等性能，可用于鋼鐵、化工、輕工業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)廢酸、廢 堿、廢液和廢氣的回收、凈化處理。本實(shí)用新型可廣泛用于海水淡化、工業(yè)用軟水的制備、無 離子純水的生產(chǎn)以及制鹽工業(yè)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是濃水室的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是模塊運(yùn)行采用兩進(jìn)水兩出水時(shí)的模塊示意圖。圖4是模塊運(yùn)行采用兩進(jìn)水三出水時(shí)的模塊示意圖。附圖標(biāo)記1_陽極室、2-陰極室、3-淡水室、4-濃水室、5-陽離子交換膜、6_陰離 子交換膜、7-混床離子交換樹脂、8-離子交換纖維、9-聚丙烯塑料格網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見
圖1所示，這種極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，包 括陽極室、陰極室、交替排列在陽極室1和陰極室2之間的淡水室3和濃水室4，淡水室分別 通過陽離子交換膜5和陰離子交換膜6與相鄰的濃水室隔開，淡水室內(nèi)裝填有混床離子交 換樹脂7，濃水室4、陽極室1和陰極室2內(nèi)裝填有離子交換纖維8，離子交換纖維可以是離子交換纖維氈或離子交換纖維網(wǎng)。極水室包括陽極室1和陰極室2。參見圖2所示，濃水室4內(nèi)裝填有三層離子交換纖維氈，離子交換纖維氈的單層 厚度為1 3mm。離子交換纖維氈之間敷設(shè)有聚丙烯塑料格網(wǎng)9。在裝填過程中應(yīng)保證離 子交換纖維氈的厚度均一，其濕潤膨脹厚度在1mm。聚丙烯塑料格網(wǎng)為絞織，絲網(wǎng)的絲徑為 0. 5mm，其尺寸與離子交換纖維氈的尺寸相同。為保證離子交換纖維氈、格網(wǎng)與濃室空腔的 尺寸一致，其加工均采用沖床裁切。離子交換纖維可選擇聚丙烯腈基離子交換纖維、聚四氟 乙烯基離子交換纖維、輻射接枝聚四氟乙烯基酸性離子交換纖維、高強(qiáng)度高容量聚乙烯醇 離子交換纖維或活性炭/腈氯綸離子交換纖維。參見圖3所示，本實(shí)用新型可采用兩進(jìn)水三出水的運(yùn)行方式，進(jìn)水分別進(jìn)入淡水 室和濃水室，在外加電場作用下進(jìn)行去離子后，產(chǎn)品水從淡水室中排出，濃水和極水分別排 放。參見圖4所示，本實(shí)用新型可采用兩進(jìn)水兩出水的運(yùn)行方式，進(jìn)水分別進(jìn)入淡水 室和濃水室，在外加電場作用下進(jìn)行去離子后，產(chǎn)品水從淡水室中排出，濃水和極水一起排 放或回收。
權(quán)利要求一種極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，包括陽極室、陰極室、交替排列在陽極室(1)和陰極室(2)之間的淡水室(3)和濃水室(4)，淡水室分別通過陽離子交換膜(5)和陰離子交換膜(6)與相鄰的濃水室隔開，淡水室內(nèi)裝填有混床離子交換樹脂(7)，其特征在于濃水室(4)、陽極室(1)和陰極室(2)內(nèi)裝填有離子交換纖維(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特征 在于所述濃水室(4)、陽極室(1)和陰極室(2)內(nèi)裝填有至少兩層離子交換纖維(8)，上述 離子交換纖維(8)之間或離子交換纖維與離子交換膜間敷設(shè)有聚丙烯塑料格網(wǎng)(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特 征在于所述離子交換纖維(8)是離子交換纖維氈或離子交換纖維網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特征 在于所述離子交換纖維(8)的單層厚度為1 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特征 在于所述離子交換纖維(8)是聚丙烯腈基離子交換纖維、聚四氟乙烯基離子交換纖維、輻 射接枝聚四氟乙烯基酸性離子交換纖維、高強(qiáng)度高容量聚乙烯醇離子交換纖維或活性炭/ 腈氯綸離子交換纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特征 在于所述濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)裝填的離子交換纖維(8)均為強(qiáng)酸性陽離子交換纖 維和強(qiáng)堿性陰離子交換纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特征 在于所述濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)的離子交換纖維是單獨(dú)裝填的陽離子交換纖維或陰 離子交換纖維，或是混合裝填的陽離子交換纖維和陰離子交換纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，其特 征在于所述混合裝填的陽離子交換纖維和陰離子交換纖維，二者的裝填比例為1 3 3 I0
專利摘要一種極水室、濃水室裝填離子交換纖維的電去離子裝置，包括陽極室、陰極室、交替排列在陽極室和陰極室之間的淡水室和濃水室，淡水室分別通過陽離子交換膜和陰離子交換膜與相鄰的濃水室隔開，淡水室內(nèi)裝填有混床離子交換樹脂，濃水室、陽極室和陰極室內(nèi)裝填有離子交換纖維。離子交換纖維之間或離子交換纖維與離子交換膜之間可敷設(shè)有聚丙烯塑料格網(wǎng)。本實(shí)用新型避免了由于濃水循環(huán)和濃水室加鹽帶來的工藝復(fù)雜，運(yùn)行控制要求高等問題，簡化了裝填的難度，提高了濃水室導(dǎo)電層的均勻性，可廣泛用于海水淡化、工業(yè)用軟水的制備、無離子純水的生產(chǎn)以及制鹽工業(yè)。
文檔編號(hào)C02F1/469GK201553635SQ20092031373
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者張平凡, 張平遠(yuǎn), 楊爽, 楊超峰, 王丹, 陳志強(qiáng), 馬文靜 申請人:北京國電盛源電力工程技術(shù)有限公司