[实用新型]一种电容去离子装置

说明书

本实用新型公开一种电容去离子装置，包括壳体、集电体、正电极、负电极和隔膜，所述正电极、负电极均采用高分子导电材料制成，所述正电极、负电极在所述壳体内交替平行排列，所述正电极、负电极间设置有隔膜，所述正电极、负电极分别与集电体连接，所述壳体上设有进水口和出水口。本实用新型的电极选用高分子导电材料制成，耐腐蚀，耐酸碱，不易被氧化或冲涮损失，延长了维护周期；电极、集电体和隔膜与壳体间安装方便，为相关人员的维护提供了方便；电极具有较大的比表面积及丰富的孔隙结构，有利于增加脱盐效率且使用的高分子导电材料电极材料表面官能团少，减少化学吸附产生，从而降低了循环使用除盐效率的衰减，提高了去除率。

技术领域

本实用新型属于电容去离子技术领域，特别涉及一种电容去离子装置。

背景技术

随着人口膨胀和工业化快速发展，使得我国面临着淡水资源严重短缺的局面。缺水最严重的为东部沿海地区、西部苦咸水地区和内陆大中型城市。预计2030年我国人口达到高峰时，淡水资源紧缺的形势将更加严峻。因此，研究开发利用非传统水资源(海水、苦咸水、中水)实用技术已是当务之急。常见的除盐方法有：化学除盐—离子交换法；热力除盐—蒸馏法；电力除盐—电渗析法；压力除盐—反渗透法，纳滤等。但这些方法均存在着许多制约，如能耗大、成本高、存在二次污染等。

电容去离子技术(电吸附技术，EST)是利用外接直流电源产生的电场，使在电极间流动溶液中的无机离子向带有与自身电荷相反的电极移动，从而被电极表面产生的双电层吸附去除，电吸附除盐的优势：运行成本低，只有RO的1/3-1/2；进水要求低，对COD几无要求；能耗低，每对电极间电压只需1-2V；无需添加额外药剂，如阻垢剂，还原剂；无二次污染，浓水中物质全部来自原水；使用寿命长，核心部件寿命≥5年。因此电容去离子技术被国内外学者广泛研究，并旨在应用工业废水处理，中水回用，饮用水净化，海水、苦咸水淡化等多个领域。

电容去离子设备的核心构件为电极材料，而常用的电极材料为多孔碳材料，如活性炭材料，活性炭纤维，炭气凝胶，碳纳米管及有序介孔炭材料等。多孔碳材料主要优势有比表面积大，拥有发达的中孔结构，导电性良好等。但是实际应用中发现，随着吸附-脱附不断循环，碳材料电极损坏严重，除盐率衰减较大。为此，许多学者探究了膜-电容去离子技术(MCDI)，即在两电极表面覆盖一层离子交换膜，如专利“模块化膜电容去离子装置(CN108217866A)”，“一种用于脱盐系统的膜- 电吸附装置(CN103693718A)”，“一种膜电容去离子系统所述(CN207158982U)”。MCDI中电极的氧化程度较低，减少了在水流冲刷下颗粒掉落，且可实现充分的脱附，相比于传统电容去离子(CDI)，MCDI的除盐效率增强，循环吸附能力衰减率明显降低。但是，膜-电容去离子技术会极大增加处理成本，离子交换膜易被污染，且膜维护不便。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电容去离子装置，电极采用多孔高分子导电材料制成，具有耐酸碱，耐腐蚀，电极损坏小，且连续循环操作除盐率衰减率低的特点，并着重设计了装置内部位置结构，为装置维护提供方便，并有效提高了去除率。

本实用新型采用的技术方案是：一种电容去离子装置，包括壳体、集电体、正电极、负电极和隔膜，所述正电极、负电极均采用高分子导电材料制成，高分子导电材料为复合型导电高分子材料或结构性导电高分子材料，所述正电极、负电极在所述壳体内交替平行排列，所述正电极、负电极间设置有隔膜，所述正电极、负电极分别与集电体连接，所述壳体上设有进水口和出水口。

作为优选，还包括底板，所述集电体、正电极、负电极位于所述底板上，所述底板上设有多孔隔板，所述多孔隔板位于所述正电极、负电极之间。所述正电极、负电极间形成了多个平行的流通通道。

作为优选，所述正电极均设置于所述壳体的一侧面上，所述负电极均设置于所述壳体的相对的另一侧面上，所述正电极、负电极间形成折线型的流通通道，所有所述正电极均与一所述集电体连接，所有所述负电极均与另一所述集电体连接。