專利名稱：電滲析用電極裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電滲析工藝用的電極，具體地說是由電極極板和框架組成的電極裝置。
目前，電滲析工藝用的倒換電極都采用單一形式的極板，通過對(duì)極板材料的選擇使之滿足正負(fù)極兩用的要求。正負(fù)極兩用材料要求的提出源于電滲析工藝中采用極性變換來達(dá)到消除極化、結(jié)垢、提高效率的目的?，F(xiàn)有的鈦鍍鉑電極材料價(jià)格昂貴，其損耗又在所難免。更為通用的是鈦涂釕電極材料，但它更適合于作陽極使用，因而實(shí)際工作壽命在高濃度苦咸水和海水淡化中僅一年左右。顯然，單一結(jié)構(gòu)形式的電極，存在著一個(gè)如何提高壽命，降低生產(chǎn)成本的問題，特別是對(duì)于高濃度電解質(zhì)溶液除鹽，問題更為突出。
本實(shí)用新型的目的在于提出一種復(fù)式結(jié)構(gòu)的電滲析工藝用電極裝置。它能有效地解決目前電極存在的壽命和成本問題，可承受較高電流密度和大電流的沖擊。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的電極裝置由電極極板和帶通水孔道的框架組成，其特征在于在所說的電極極板旁邊還設(shè)有一個(gè)用特定材料制成的、和供極性交替替換工作用的、為相對(duì)極性的電極極板，均嵌裝在框架上，且相互分離，這樣的上下二個(gè)框架構(gòu)成可變換極性和交替使用的配對(duì)電極。
電極極板用特別選定的適用于陽極的材料制成正極極板，和用適用于陰極的材料制成負(fù)極極板，使之物盡其用，并降低了對(duì)材料的苛刻要求，從而達(dá)到延長工作壽命的目的。
電極極板的結(jié)構(gòu)可為板狀、網(wǎng)板、或柵狀，或者其組合。原則上講，在材料適用的前提下，只要避免靠膜堆一側(cè)的極板產(chǎn)生隔離阻擋的情況下均可適用。
本實(shí)用新型的積極效果在于采用復(fù)式結(jié)構(gòu)的電極之后，雖然增加了極板，并且在工作時(shí)有一付極板處于交替閑置狀態(tài)，但是它滿足了極板材料工作的優(yōu)化條件，使極板更能適應(yīng)較高的電流密度條件的要求，承受極性變換時(shí)瞬間大電流的沖出，從而使電極的工作壽命延長到2－3倍以上，也因此節(jié)省了電極更新和維護(hù)費(fèi)用，成本明顯降低。
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖作進(jìn)一步說明


圖1是本實(shí)用新型電極裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2－5是不同極板的結(jié)構(gòu)簡圖。
圖6是電極裝置的工作狀態(tài)圖。
如
圖1所示，電極裝置由框架1和正極極板2、負(fù)極極板3的復(fù)式結(jié)構(gòu)電極組成?？蚣艹噬w形，正負(fù)極板嵌置在框架內(nèi)，極間相互分離。二個(gè)框架對(duì)置，中間安裝電滲析膜對(duì)后構(gòu)成一個(gè)電滲析膜堆的完整的工作單元?？蚣?用絕緣材料制造，兩端的框體內(nèi)設(shè)有通水孔道和布水孔。布水孔包括極水孔10、11；濃水進(jìn)出水孔15、17和6、8；淡水進(jìn)出水孔16、18和7、9。極水進(jìn)水管12通以極水，然后從極水出水管5引出。濃水進(jìn)水管14中的水通過相通的濃水孔15、17上行，經(jīng)膜堆到與相通的濃水孔6、8對(duì)應(yīng)的上行出口引出，淡水進(jìn)水管13中的水通過相通的淡水孔16、18上行，經(jīng)膜堆交叉由相通的淡水孔7、9對(duì)應(yīng)的上行出口引出。工作單元之間的進(jìn)水管、出水管之間連成系統(tǒng)，匯流后引出。壓條4作極板間的隔離和壓固之用，也可以采用膠封固之類的辦法達(dá)到目的。整個(gè)工作單元可形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。在實(shí)際工作中，含鹽的介質(zhì)液經(jīng)電滲析處理后，含鹽份高的濃水被單獨(dú)引出，不含鹽的淡水也被單獨(dú)引出。極性變換后，原濃水系統(tǒng)變淡水系統(tǒng)，原淡水系統(tǒng)變濃水系統(tǒng)，由外管道閥門進(jìn)行變換引出濃、淡水。
電極極板的結(jié)構(gòu)形式多樣，可為板狀、網(wǎng)狀、柵狀，或者其他方便的形式，并且可以相互配選使用。需要指出的僅僅是板狀一種，靠膜堆一側(cè)的極板不能用板狀形式，原因在于它會(huì)起到極間屏蔽隔離作用。本裝置實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)情況如下用鈦涂釕材料作陽極的正極極板，不銹鋼材料作陰極的負(fù)極極板，裝在PVC材料的框架內(nèi)，作海帶浸泡液除鹽運(yùn)行，250對(duì)膜堆，以柵一板狀配對(duì)電極極板構(gòu)成電滲析器。隔室流速5厘米／秒，操作電流90安培，8小時(shí)調(diào)換電極一次，積18個(gè)月解體觀察，未發(fā)現(xiàn)電極材料的明顯腐蝕和損壞。同工況下平行運(yùn)行的同一材料的鈦涂釕極板，其柵狀極板歷8個(gè)月已全部被腐蝕。另一例是用網(wǎng)狀鈦涂釕材料作陽極正極極板，鈦板作陰極負(fù)極極板，200對(duì)膜一級(jí)一段組裝進(jìn)行海水淡化，隔室流速4.5厘米／秒，操作電流80安培，8小時(shí)極性變換一次，歷時(shí)24個(gè)月運(yùn)行后解體，電極材料完好無損，對(duì)此同工況下運(yùn)行的二氧化鉛單式電極極板，不到二個(gè)月就被腐蝕穿透。可見本裝置的運(yùn)行效果十分良好。
圖2為網(wǎng)－板狀電極極板配對(duì)結(jié)構(gòu)。
圖3為網(wǎng)－網(wǎng)狀電極極板配對(duì)結(jié)構(gòu)。
圖4為柵－柵狀電極極板配對(duì)結(jié)構(gòu)。
圖5為網(wǎng)－柵狀電極極板配對(duì)結(jié)構(gòu)。圖2－5的各種結(jié)構(gòu)形式性能相近。
圖6所示，工作單元包括上下對(duì)置的二個(gè)復(fù)式結(jié)構(gòu)的電極裝置，極間為電滲析膜堆部分，濃水、淡水的進(jìn)出水口分別設(shè)在不同的框架上，極水的進(jìn)出水口設(shè)在同一個(gè)框架的兩端。工作單元之間可作匯流連接，集中引出。外接直流電源經(jīng)繼電器引入該電極極板。復(fù)式結(jié)構(gòu)的電極極板的極性交替切換由繼電器J的觸點(diǎn)通過對(duì)繼電器J的工作控制而自動(dòng)完成。采用繼電器自動(dòng)操作比手動(dòng)操作效果好。
權(quán)利要求1.一種電滲析用電極裝置，由電極極板和帶通水孔道的框架組成，其特征在于在所述的電極極板旁邊還設(shè)有一個(gè)用特定材料制成的和極性交替替換工作用的相對(duì)極性的電極極板(2或3)，它們同時(shí)嵌裝在框架(1)上，且相互分離，二個(gè)框架構(gòu)成可變換極性和交替使用的配對(duì)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電滲析用電極裝置，其特征在于框架(1)中電極極板包括用適用于陽極材料制成的正極極板(2)和用適用于陰極材料制成的負(fù)極極板(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電滲析用電極裝置，其特征在于電極極板的結(jié)構(gòu)為板狀、或網(wǎng)狀、或柵狀、或者其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電滲析用電極裝置，其特征在于電極裝置還設(shè)有一個(gè)用于極板極性變換控制的繼電器J。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電極極板為復(fù)式結(jié)構(gòu)的電極裝置。極性交替變換前后分別啟用不同的一對(duì)電極極板，使電極極板始終工作在與該材料最佳適用的極性條件之下。從而解決了用同一種材料的極板既作陽極又作陰極時(shí)存在容易腐蝕、壽命短的問題。由于本裝置能延長極板壽命2—3倍以上，使生產(chǎn)成本降低，已開始在高濃度苦咸水、海水淡化、海帶浸泡液除鹽的電滲析設(shè)備中迅速裝備應(yīng)用。
文檔編號(hào)B01D61/42GK2209558SQ9424786
公開日1995年10月11日 申請(qǐng)日期1994年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月10日
發(fā)明者曲敬緒, 薛德明 申請(qǐng)人:國家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心