[实用新型]五槽式除盐电渗器

说明书

本实用新型涉及一种用电渗法进行咸水及其它制品脱盐的装置。

海水淡化以及药品、生物制品脱盐可采用电渗法进行，王振堃(离子交换膜-制备、性能及应用，化学工业出版社，1986：241)介绍了应用电渗法进行海水淡化或药品、生物制品除盐装置均采用三槽式电渗器，该电渗器包括阴极槽、阳极槽和除盐(或脱盐)槽，阴极槽内放置负极和电解液，阳极槽内放置正极和电解液，在阴极槽与除盐槽间为阳膜，在阳极槽与除盐槽间为阴膜。但是，应用三槽式电渗器进行海水淡化或药品、生物制品除盐时，电解槽的阳极槽在电渗过程会产生氯气，造成严重污染；另外，随着脱盐槽离子浓度下降，产生严重的欧姆极化。

本实用新型的目的旨在提供一种可用于海水的浓缩与淡化以及药品、生物制品的脱盐的五槽式除盐电渗器，它可克服已有电渗器工作过程中阳极槽产生氯气和脱盐槽产生欧姆极化的缺点。

本实用新型有一个壳体，在壳体内设有阳极槽、阴极槽、阳离子去除槽、阴离子去除槽和浓缩槽，在阳极槽和阴极槽内各装有电极，阳极槽和阴极槽均设有出口，浓缩槽位于阳极槽与阴极槽之间，并设有进出口。阳离子去除槽位于阳极槽与浓缩槽之间，阳极槽与阳离子去除槽之间以及浓缩槽与阳离子去除槽之间均用阳离子交换膜相隔。阴离子去除槽位于阴极槽与浓缩槽之间，阴极槽与阴离子去除槽之间以及浓缩槽与阴离子去除槽之间均用阴离子交换膜相隔。阳离子去除槽设有入水口和出水口；而阴离子去除槽设有出水口以及与阳离子去除槽出水口相连的入水口，浓缩槽设有进出口。阳离子去除槽内填有阳离子交换树脂，阴离子去除槽内填有阴离子交换树脂。

工作时，阳极槽和阴极槽内的电极与直流电源接通。海水(NaCl溶液)由阳离子去除槽的入水口进入阳离子去除槽，除去阳离子后从该槽的出水口流出，经阴离子去除槽的入水口流入阴离子去除槽，在阴离子去除槽去除阴离子成为淡化的净水则从阴离子去除槽的出水口流出。显然，相反的流向也可以。

本实用新型使海水的淡化和浓缩同时进行，其原理是在外加直流电场和离子交换膜的共同作用下使离子作定向选择性迁移。海水先在阳离子去除槽被除去阳离子(Na⁺离子等)，进入阴离子去除槽后再除去阴离子(Cl^-离子等)，成为淡化的净水从阴离子去除槽出水口处流出。被去除的阳离子和阴离子在电场作用下聚集在浓缩槽，使浓缩槽内NaCl溶液浓度不断提高，使海水得到浓缩。达到海水淡化和浓缩同时进行。

另外，由于本实用新型在电渗过程中Cl^-离子不象三槽式电渗器那样进入阳极槽，失去电子，释放氯气；而是迁入浓缩槽，。因此不产生氯气。同时，由于淡化过程阴、阳离子的去除分别在填有阴、阳离子交换树脂的阴、阳离子去除室进行，因此，也消除了欧姆极化现象。

同样，本实用新型也可用于药品、生物制品的脱盐。

图1为本实用新型的结构图。

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型有一个用耐酸碱的高分子材料(如聚四氟乙烯等)制成的壳体，两侧设阳极槽(1)、阴极槽(2)，在阳极槽(1)和阴极槽(2)内分别装有电极(7)、(8)，并分别设有出口(A)、(B)。在阳极槽(1)和阴极槽(2)之间从左到右依次设阳离子去除槽(9)、浓缩槽(11)、阴离子去除槽(10)，阳极槽(1)与阳离子去除槽(9)以及浓缩槽(11)与阳离子去除槽(9)之间均为阳离子交换膜(3)、(4)相隔；阴极槽(2)与阴离子去除槽(10)以及浓缩槽(11)与阴离子去除槽(10)之间均为阴离子交换膜(5)、(6)相隔。也就是说，阳离子交换膜(3)与(4)夹层间为阳离子去除槽(9)；阴离子交换膜(5)与(6)夹层间为阴离子去除槽(10)；阳离子交换膜(4)与阴离子交换膜(6)夹层间为浓缩槽(11)。阳离子去除槽(9)和阴离子去除槽(10)分别设有入水口(91)、(101)和出水口(92)、(102)，出水口(92)与入水口(101)由管道(12)连通。浓缩槽(11)设有进出口(111)、(112)。

工作时，在阳极槽(1)内装有酸性水溶液(H₂SO₄溶液)，在阴极槽(2)内装有碱性水溶液(NaOH溶液)，在阳离子去除槽和阴离子去除槽内分别装有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，在浓缩槽内装布NaCl溶液。其工作过程如下：

海水由泵经阳离子去除槽的入水口进入阳离子去除槽，当接通电源时，产生如下反应：