[发明专利]一种流动电极电容去离子系统

说明书

本发明属于环保技术领域，公开了一种流动电极电容去离子系统，包括流动超级电容装置，电容混合发电装置以及太阳能收集换热模块；流动超级电容装置用于将海水进行脱盐处理并使得海水分离为浓盐水和淡水；电容混合发电装置用于将所述浓盐水与加热后的海水交替流通使其产生电能；太阳能收集换热模块用于加热海水通入电容混合发电装置以提高发电效率。本发明通过流动超级电容脱盐系统，电容混合发电系统两模块，实现了海水淡化，浓盐水处理以及盐差发电和温差发电四大功能一体化。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，更具体地，涉及一种流动电极电容去离子系统。

背景技术

随着世界人口激增，人类对于能源和淡水资源的需求量日益增大，同时因为传统的化石能源的弊端迫使我们寻找和开发对环境友好的能源。而海岛地区太阳能强度大且海水量丰富，海水淡化便成为解决该问题的热门之选。由此以保护环境、节约资源为原则，探究既能节约成本又能提高效率的海水淡化装置成为越来越多科研工作者的研究方向。

目前存在很多淡化海水技术，主要包括多效蒸馏，多级闪蒸，反渗透，压汽蒸馏，电渗析等等。其中多效蒸馏，多级闪蒸和反渗透这3种海水淡化技术的装机容量之和在全球总装机容量当中的占比达94％。但是对于多效蒸馏法而言，浓盐水由于温度较高会造成海水局部温度升高而引起海水的物理性质发生变化，从而直接或间接地导致水质恶化，所以该方法存在不可避免的浓盐水污染问题，同时其还受限于结构材料的腐蚀和水垢的生成。而多级闪蒸和反渗透法均存在膜上污垢生成，需要对原水进行严格的预处理等问题，并且反渗透技术还依赖于性能优良的膜，制膜成本也是其主要限制因素。流动电容去离子法因其装置简单，无需添加化学剂，无需使用膜受到了越来越多的关注。

现有技术1(专利文献CN105540764A)中制备了不对称的电极模块应用于电容去离子脱盐技术中，一个电极采用硝酸处理后的活性炭，带负电荷。另一个电极采用季铵化聚四乙烯基吡啶报复的活性炭作为活性物质，带正电荷。该不对称电容去离子模块脱盐量高，脱盐速度快。在制备电极模块过程中需要加入导电炭黑提高电极块的导电性。

同时，为了去除浓盐水对环境的影响，还可使用浓盐水和海水通过电容混合法进行发电。

现有技术2(专利文献CN209259726U)中公开了一种基于太阳能海水淡化与盐差能发电的一体化系统，包括：海水淡化装置、盐差发电装置和太阳能收集装置。通过将海水淡化后产生的浓海水排入盐差发电装置，将盐差能转化为电能并同时稀释浓海水，降低了浓海水排放水环境的破坏程度，同时也解决了因浓海水排放问题导致的海水淡化设施建设区域受限的技术问题。

现有技术3(专利文献CN111628675A)中揭示了太阳能辅助增强盐差循环发电系统，包括：发电装置和辅助发电装置；其中，发电装置包括多个低盐液室、多个高盐液室以及多个阳离子选择性纳米薄膜和多个阴离子选择性纳米薄膜；低盐液室和高盐液室交替设置，且低盐液室的数量比高盐液室的数量多一个或者高盐液室的数量比低盐液室的数量多一个；多个阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜数量相同，且交替设置在相邻的低盐液室和高盐液室之间；辅助发电装置包括可移动遮光板，用于对阳离子选择性纳米薄膜和阴离子选择性纳米薄膜的一部分进行遮挡，使得阳光对阳离子选择性纳米薄膜和所述阴离子选择性纳米薄膜的另一部分进行照射。

但上述技术方案中现有技术1存在对环境污染较大的问题，现有技术2和现有技术3存在物质能量利用率低的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种流动电极电容去离子系统，旨在解决现有技术1中由于使用硝酸等物质处理电极液导致环境污染以及现有技术2和现有技术3中由于未利用太阳能中的热量导致能量利用率低的问题。