[发明专利]电化学脱盐系统和方法

权利要求书

1.一种电化学脱盐系统，包括：

第一和第二电化学装置，其每个包括电化学脱盐模块，所述电化学脱盐模块包括至少一对电极，和每对电极之间的用于收容电解质溶液的隔间，所述第一和第二电化学脱盐装置的每个包括多个连续操作循环，每个循环包括：充电操作模式，用于对每对电极充电并且用于使所述电解质溶液中的离子吸附在所述电极上；和放电操作模式，用于使电极对放电并且用于使离子从电极对解吸；以及

控制器，其配置成控制所述系统使得所述第一和第二电化学脱盐装置具有交错的充电和放电操作模式，其中所述第一和第二电化学脱盐装置中的一个处于放电模式并且该至少一对电极释放电流，而所述第一和第二电化学脱盐装置中的另一个处于充电操作模式并且接收从所述第一和第二电化学脱盐装置中的所述一个释放的电流。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成控制所述系统使得所述第一和第二电化学脱盐装置中的每个具有相等的循环时间。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成控制所述系统使得对于所述第一和第二电化学脱盐装置中的每个，所述充电操作模式的充电时间等于所述放电操作模式的放电时间。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成控制所述系统使得所述第一和第二电化学脱盐装置中的每个的所述充电操作模式包括正常放电操作模式和强制放电操作模式。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二电化学脱盐装置包括至少一个双向转换器，其电连接在所述电化学脱盐模块与电力供应之间。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述双向转换器的每个包括双向DC/DC转换器，用于在所述充电操作模式期间传送直流电到所述第一和第二电化学脱盐装置中的一个的电化学脱盐模块，并且传送直流电到所述第一和第二电化学脱盐装置中的另一个。

7.如权利要求1所述的系统，其包括至少两个串行连接的第一电化学脱盐装置以及至少两个串行连接的第二电化学脱盐装置，其分别用于连续去除离子。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器配置成控制该至少两个电化学脱盐装置中的一个以具有与所述至少两个第二电化学脱盐装置中的至少一个交错的充电和放电操作模式。

9.一种电化学脱盐方法，包括：

采用充电操作模式操作第一电化学脱盐装置，其包括：

使所述第一电化学脱盐装置的至少一对电极极性相反地充电；

使电解质溶液经过所述第一电化学脱盐装置的每对电极之间的隔间；

使所述电解质溶液中的离子吸附在所述至少一对电极上；并且

使稀释溶液从所述第一电化学脱盐装置退出；以及

采用放电操作模式操作所述第一电化学脱盐装置，其包括：

使存储在所述第一电化学脱盐装置的所述至少一对电极中的电能释放到第二电化学脱盐装置，并且使用由所述第一电化学脱盐装置的所述至少一对电极释放的电能对所述第二电化学脱盐装置的至少一对电极充电；以及

使积累在所述第一电化学脱盐装置的所述至少一对电极上的离子解吸而进入所述隔间中的所述电解质溶液中。

10.如权利要求9所述的方法，其中对第一电化学脱盐装置的至少一对电极充电包括接收在所述第二电化学脱盐装置的所述至少一对电极的放电操作模式期间释放的直流电。

11.如权利要求10所述的方法，其进一步包括获得对于所述第一和第二电化学脱盐装置的充电/放电电流轮廓，以及控制转换器以输出电流以用于分别根据所述充电/放电轮廓对电极对充电/使电极对放电。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述放电操作模式包括对于正常放电时间的正常放电操作模式以及在所述正常放电时间期间释放由存储在所述第一电化学脱盐装置中的所述至少一对电极中的电能驱动的直流电。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述正常放电操作模式包括比较从所述第一电化学脱盐装置的电极对释放的瞬时放电能量是否满足用于对所述第二电化学脱盐装置的电极对充电的瞬时能量需求。

14.如权利要求13所述的方法，其中比较包括将所述第一电化学脱盐装置的瞬时放电电功率与所述第二电化学脱盐装置的瞬时充电电功率比较。