靜電除鹽系統的制作方法
【專利摘要】靜電除鹽系統，包括進水水箱、除鹽裝置和出水水箱，進水水箱和除鹽裝置之間通過進水管路連通，除鹽裝置和出水水箱之間通過出水管路連通，進水管路上按液體流通方向設置有水泵和液體流量計，除鹽裝置上連接有電導率測定儀；除鹽裝置包括外殼體，外殼體左右兩側分別開設有進水口和出水口，外殼體內設有若干平行且間隔設置的電極板，一側電極板連接直流穩壓電源的正極，另一側連接負極，相鄰兩塊電極板上下交錯設置；電極板包括矩形鋼板，矩形鋼板兩側面均粘結有活性炭纖維布。本實用新型結構簡單、操作簡便、制作成本低、電極板吸附性能好、除鹽效果好、除鹽效率高，并且能夠調節進水流量測得最佳除鹽效果下的最佳進水流量。
【專利說明】
靜電除鹽系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于鹽水淡化技術領域，尤其涉及一種靜電除鹽系統。
【背景技術】
[0002]海水和苦咸水淡化，是解決全球淡水資源匱乏的關鍵，海水和苦咸水淡化即利用海水或苦咸水脫鹽生產淡水。目前我國人均水資源量約為2100m3，為世界人均占有量的I/4，我國已被聯合國列為13個最缺水國之一，沿海工業城市人均水資源量大部分低于500m3，處于極度缺水狀態，大力發展海水或苦咸水淡化市場已經是當務之急。靜電除鹽技術在目前所用的海水或苦咸水的淡化方法中發展迅速，靜電除鹽技術的基本原理為:含離子的原水進入由陰、陽電極形成的通道，在通道中，原水中陰、陽離子或帶電粒子受到電場力作用而向極性相反的電極迀移，最終被電極表面的雙電層所吸附，使水中溶解的鹽類及其它帶電物質在電極表面濃縮而實現水的凈化。電極材料是影響靜電除鹽技術的重要因素，目前所使用的電極材料吸附性能低，材料的制作成本高，靜電除鹽效率低，難以滿足需求;進水流量也是影響靜電除鹽效果的一個重要因素，需要通過試驗裝置來測得最佳進水流量；而且現有的靜電除鹽裝置除鹽效率低，除鹽效果差，難以滿足需求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、操作簡便、制作成本低、電極板吸附性能好、除鹽效果好、除鹽效率高，并且能夠調節進水流量的靜電除鹽系統。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:靜電除鹽系統，包括進水水箱、除鹽裝置和出水水箱，進水水箱和除鹽裝置之間通過進水管路連通，除鹽裝置和出水水箱之間通過出水管路連通，進水管路上按液體流通方向依次設置有水栗和液體流量計，除鹽裝置上連接有電導率測定儀;除鹽裝置包括由有機玻璃制成的呈長方體結構的外殼體，外殼體左右兩側分別開設有進水口和出水口，進水口與進水管路相連接，出水口與出水管路相連接，外殼體內設有若干平行且間隔設置的電極板，相鄰兩塊電極板的極性相反并且上下交錯設置，各電極板交替連接在外殼體的頂壁和底壁上；電極板包括由不銹鋼材料制成的矩形鋼板，矩形鋼板兩側面均通過導電性環氧樹脂層粘結有活性炭纖維布，活性炭纖維布外側包裹有不銹鋼鋼絲網，矩形鋼板上均勻開設有若干圓孔，圓孔內穿設有絲線，絲線交替通過所述各圓孔左右穿插將所述活性炭纖維布縫合緊貼在矩形鋼板上。
[0005]每塊電極板的外加電壓為1.5伏，相鄰兩塊電極板之間的間距為1.5毫米。
[0006]采用兩個以上除鹽裝置通過連接管路串聯在液體流量計與出水水箱之間，每個除鹽裝置均連接有電導率測定儀。
[0007]采用上述技術方案，本實用新型具有如下優點:
[0008]1、本實用新型采用多塊電極板平行且間隔設置在外殼體內，相鄰兩塊電極板的極性相反并且上下交錯設置，并且各電極板交替連接在外殼體的頂壁和底壁上，使得從進水口中流入的水流在電極板之間呈W形(折線形)流動，從而延長進水與電極板的接觸時間，充分利用了電極板表面積，實現更有效的除鹽，使得除鹽效果更好;在每塊電極板上施加1.5伏的電壓，相鄰兩塊電極板之間的間距設置為1.5毫米，在上述情況下，除鹽效果最佳；
[0009]2、本實用新型的電極板采用活性炭纖維布通過導電性環氧樹脂層粘結在矩形鋼板兩側，并采用絲線穿設在矩形鋼板的圓孔內，絲線交替通過所述各圓孔左右穿插將所述活性炭纖維布縫合緊貼在矩形鋼板上，采用不銹鋼鋼絲網包裹在活性炭纖維布外側起到緊固和保護作用，活性炭纖維布作為電極材料具有比表面積大、導電性強、化學性能穩定、極化性能好、價格低廉等特點；導電性環氧樹脂層對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘結強度，可以有效地將活性炭纖維布粘結在矩形鋼板上，并且介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好；
[0010]3、采用多個本實用新型的除鹽裝置串聯使用，大大提高了除鹽效果，本實用新型結構簡單，便于安裝，操作簡便，提高了除鹽效率。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的工藝流程圖；
[0012]圖2是本實用新型的除鹽裝置的結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型的電極板的結構示意圖；
[0014]圖4是本實用新型的矩形鋼板的結構示意圖；
[0015]圖5是本實用新型中流量試驗的電導率隨時間的變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1中箭頭所示方向為水的流動方向。
[0017]如圖1-4所示，靜電除鹽系統，包括進水水箱1、除鹽裝置2和出水水箱3，進水水箱I和除鹽裝置2之間通過進水管路4連通，除鹽裝置2和出水水箱3之間通過出水管路5連通，進水管路4上按液體流通方向依次設置有水栗6和液體流量計7，除鹽裝置2上連接有電導率測定儀8;除鹽裝置2包括由有機玻璃制成的呈長方體結構的外殼體9，外殼體9左右兩側分別開設有進水口 1和出水口 11，進水口 1與進水管路4相連接，出水口 11與出水管路5相連接，外殼體9內設有若干平行且間隔設置的電極板12，相鄰兩塊電極板12的極性相反并且上下交錯設置，各電極板12交替連接在外殼體9的頂壁和底壁上，本發明工作時使用外置的直流穩壓電源作為電極板的能量來源;將直流穩壓電源的正極與連接在外殼體9頂壁的電極板連接，將直流穩壓電源的負極與連接在外殼體9底壁的電極板連接;電極板12包括由不銹鋼材料制成的矩形鋼板13，矩形鋼板13兩側面均通過導電性環氧樹脂層14粘結有活性炭纖維布15，活性炭纖維布15外側包裹有不銹鋼鋼絲網，矩形鋼板13上均勻開設有若干圓孔16，圓孔16內穿設有絲線，絲線交替通過所述各圓孔16左右穿插將所述活性炭纖維布15縫合緊貼在矩形鋼板13上。不銹鋼鋼絲網、絲線和直流穩壓電源均為本領域的現有常規技術，圖中未標示出不銹鋼鋼絲網、絲線和直流穩壓電源。
[0018]每塊電極板12的外加電壓為1.5伏，相鄰兩塊電極板12之間的間距為1.5毫米。
[0019]采用兩個以上除鹽裝置2通過連接管路17串聯在液體流量計7與出水水箱3之間，每個除鹽裝置2均連接有電導率測定儀8。
[0020]其中水栗6、液體流量計7和電導率測定儀8均為本領域常規現有技術，其具體結構不再詳述。
[0021]測定靜電除鹽系統的最佳進水流量的試驗方法:依次包括以下步驟:
[0022](I)沿水的流向，將第一個除鹽裝置2的進水口 10通過進水管路4與進水水箱I相連通，第一個除鹽裝置2的出水口 11通過連接管路17與第二個除鹽裝置2的進水口 10相連通，將第二個除鹽裝置2的出水口 11通過出水管路5與出水水箱3相連通，進水管路4上按液體流通方向依次安裝上水栗6和液體流量計7，將電導率測定儀8與除鹽裝置2連接；
[0023](2)啟動水栗6，根據液體流量計7的示數調節水栗6控制進水流量，將進水流量控制在試驗人員預定的流量值，待進水流量穩定后，記下液體流量計7上的數值，通過電導率測定儀8監測除鹽裝置2內水流的電導率，每隔一分鐘記錄下除鹽裝置2內水流的電導率，并作出電導率隨時間的變化曲線圖；
[0024](3)執行一次步驟(2)為一次流量試驗，調節水栗6，使進水流量與新的預定流量值相適應，然后重復繼續執行步驟(2)的操作進行流量試驗，總計進行三次流量試驗;本實施例中三次流量值依次設定為20 L/h(升/小時)、30 L/h和40 L/h，將三次流量試驗的電導率隨時間的變化曲線圖繪制在一張表上得到圖5，由圖5可知，當進水流量20 L/h時，在前5分鐘預排階段，出水電導率由135 yS/cm(微秒/厘米)急劇下降到28 yS/cm，檢測到硬度(以CaC03計)由181 mg/L(毫克/升)下降到25 mg/L，到45分鐘時，出水電導率上升到135 yS/cm，與原水電導率相同，此后出水電導率幾乎不再變化，說明除鹽裝置2不再具有除鹽效果，需要進行反洗再生；
[0025](4)每次執行步驟(2)進行流量試驗均得到特定流量下電導率隨時間變化曲線圖，最終通過比較不同進水流量下電導率隨時間變化曲線圖，得出最佳進水流量。
[0026]步驟(2)中，當電導率測定儀8監測到的電導率逐漸上升后，除鹽裝置2失效，斷開在電極板12上施加的電壓，直接向除鹽裝置2內通入原水進行反洗。
[0027]本實用新型在工作使用時，先將活性炭纖維布15通過導電性環氧樹脂層14粘結在矩形鋼板13兩側面，采用絲線穿設在矩形鋼板13的圓孔16內，絲線交替通過所述各圓孔16左右穿插將所述活性炭纖維布15縫合緊貼在矩形鋼板13上，采用不銹鋼鋼絲網包裹在活性炭纖維布15外側起到緊固和保護作用，制成電極板12，然后將多塊電極板12平行且間隔設置在外殼體9內，相鄰兩塊電極板12的極性相反并且上下交錯設置，并使各電極板12交替連接在外殼體9的頂壁和底壁上，相鄰兩塊電極板12之間的間距設置為1.5毫米，制成除鹽裝置2，使得從進水口 10中流入的水流在電極板12之間呈W形(折線形)流動，在每塊電極板12上施加1.5伏的電壓;將除鹽裝置2的進水口 1和出水口 11分別通過進水管路4和出水管路5與進水水箱I和出水水箱3相連通，進水管路4上按液體流通方向設置有水栗6和液體流量計7，除鹽裝置2上連接有電導率測定儀8;啟動水栗6，根據液體流量計7調節水栗6控制進水流量，待進水流量穩定后，記下液體流量計7上的數值，通過電導率測定儀8監測除鹽裝置2內水流的電導率，并記錄下電導率隨時間的變化值，并作出電導率隨時間的變化曲線圖；通過調節水栗6改變進水流量，并記下液體流量計7的數值，進行多次試驗，從而得出最佳進水流量。
[0028]在上述過程中，當電導率測定儀8監測到的電導率過高，達不到要求時，則是除鹽裝置2失效，需要進行反洗再生，此時斷開在電極板12上施加的電壓，直接通入原水進行反洗，出水是高濃度水，無二次污染，可以直接排放或者循環利用。當需要進一步提高除鹽效果時，可串聯多個除鹽裝置2。
[0029]本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.靜電除鹽系統，其特征在于:包括進水水箱、除鹽裝置和出水水箱，進水水箱和除鹽裝置之間通過進水管路連通，除鹽裝置和出水水箱之間通過出水管路連通，進水管路上按液體流通方向依次設置有水栗和液體流量計，除鹽裝置上連接有電導率測定儀;除鹽裝置包括由有機玻璃制成的呈長方體結構的外殼體，夕卜殼體左右兩側分別開設有進水口和出水口，進水口與進水管路相連接，出水口與出水管路相連接，外殼體內設有若干平行且間隔設置的電極板，相鄰兩塊電極板的極性相反并且上下交錯設置，各電極板交替連接在外殼體的頂壁和底壁上；電極板包括由不銹鋼材料制成的矩形鋼板，矩形鋼板兩側面均通過導電性環氧樹脂層粘結有活性炭纖維布，活性炭纖維布外側包裹有不銹鋼鋼絲網，矩形鋼板上均勻開設有若干圓孔，圓孔內穿設有絲線，絲線交替通過所述各圓孔左右穿插將所述活性炭纖維布縫合緊貼在矩形鋼板上。2.根據權利要求1所述的靜電除鹽系統，其特征在于:每塊電極板的外加電壓為1.5伏，相鄰兩塊電極板之間的間距為I.5毫米。3.根據權利要求1或2所述的靜電除鹽系統，其特征在于:采用兩個以上除鹽裝置通過連接管路串聯在液體流量計與出水水箱之間，每個除鹽裝置均連接有電導率測定儀。
【文檔編號】C02F103/08GK205472834SQ201620103881
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月2日
【發明人】徐華偉, 孫勇, 趙瓊婧, 王浩, 魏新達, 張春雷
【申請人】中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司