一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置的制作方法

本實用新型涉及水處理領域，具體涉及一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置。

背景技術：

隨著近年來淡水資源緊缺，環境污染日益嚴重，世界上許多國家面臨著淡水危機，水資源已經成為制約社會經濟發展和人類生存環境的戰略資源。脫鹽處理作為一種新興產業，具有廣闊的市場發展前景，市場空間巨大。

目前, 人類已經開發出多種脫鹽技術, 包括離子交換、反滲透、電滲析、EDI和電容式脫鹽等。離子交換是用離子交換樹脂去除液體中離子的方法，但是樹脂再生時需要用強酸強堿，會造成二次污染；反滲透以壓力差為推動力，使液體通過反滲透膜截留鹽分的膜分離技術，但是運行壓力高，膜易污染；電滲析是電化學和滲析過程的結合，在外加直流電場的驅動下使液體中離子通過離子膜凈化液體，但是離子交換膜成本較高；EDI技術將電滲析與離子交換技術融為一體，它避免了離子交換樹脂的化學再生，并且除鹽率高，但是同樣存在離子膜易污染、壽命短的問題。

電容式脫鹽是將低壓直流電源施加在極性相反的一對電極上，溶液中的離子在靜電場的作用下分別被吸附在電極的兩端，從而達到除鹽的過程。電極再生時，只需要將電極板短接或者放電，吸附在電極板上的離子就會脫附下來。

中國專利CN1401585A、CN101331088A、CN102807266A等專利中，采用電極板平行堆疊的結構將電極板放在一起，彼此之間用密封條密封，這樣的模塊所用零件數目較多，組裝起來復雜、密封點多。

中國專利CN2764765Y用活性炭電極替換離子交換膜，研發了一種螺旋卷式電容性離子脫除設備，避免因酸堿再生帶來的二次污染。設備內部將電極層與網隔層交錯布置，以中心管為中心卷成一體，流道采用螺旋式結構。該設備由卷式結構代替板框式結構，結構簡單、便于密封，但是流到采用螺旋結構阻力增大。

技術實現要素：

本實用新型的目的，是為了解決背景技術中的問題，提供一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，包括：外殼、電極芯和接線柱，所述外殼包括，上蓋板、下蓋板和桶身，上蓋板上設置有出液口，下蓋板上設置有進液口；所述電極芯包括，中心管、電極層和網格層，所述電極層與所述網格層交錯布置，以中心管為中心卷制成一體。

作為優選，所述電極層包括，電極板、膠層、隔膜層，所述電極板分成兩層多對式排列，所述電極板之間通過所述膠層粘結。

作為優選，所述隔膜層覆蓋在電極層的外表面，隔膜層即起到防止短路的作用又能防止表面顆粒脫落。

作為優選，所述膠層由韌性膠與粘性膠構成。

作為優選，電極板包括陰極電極板和陽極電極板，陰極電極板和陽極電極板均為復合電極，所述復合電極由基體和涂覆在基體表面的活性物質層構成，所述基體厚度為0.2mm，所述活性物質厚度為0.2～0.3mm。

作為上述方案的優選，所述基體為柔性石墨，活性物質層為由活性炭、炭黑以及粘結劑混合在制成的多孔碳材料。

作為優選，所述電極層由多對陰極電極板和陽極電極板構成，每對所述陰極電極板和陽極電極板通過一根導線連接，所述導線與接線柱相連。

作為優選，所述中心管外設置有無紡布層，所述電極層和網格層通過無紡布層與中心管膠粘固定。所述無紡布層為由無紡布用膠黏在中心管上，繞中心管纏繞3圈的方式制成，所述電極層和網格層與無紡布層連接處平鋪有定型棉。

作為優選，所述出液口和進液口軸線不共線，且分別設置在上蓋板、下蓋板的邊緣位置，可以有效增加水流的行車，增強處理效果。

綜上所述，本實用新型的有益效果：

① 本實用新型所述的一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，結構簡單，采用纏繞方式，避免平板結構的制作復雜，密封點多的缺點；同時采用小密度材料，避免裝置笨重，需機械搬運。

② 本實用新型所述的一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，采用膠層替換CDI組件原有的支撐板，原有技術需要將電極片固定在支撐板上，步驟繁瑣，操作麻煩，采用膠層后可以節省這一步，并且密封性更好；其次，膠層厚度小，減小了空間，增加電極板對數，大大提升了組件的工作性能；膠層密度小，原料價格低，降低組件重量，減小投入成本。

③ 本實用新型所述的一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，采用直通式流道，避免因螺旋式流道所產生的壓力過大。

④ 本實用新型所述的一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，可根據實際需求進行安裝，可以多個并聯或者多個串聯，提高裝置的利用率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的俯視剖面示意圖；

圖3是本實用新型中電極層的俯視示意圖；

圖4是本實用新型中電極層的結構示意圖。

具體實施方式

以下具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

下面結合附圖以實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例1：

根據圖1～圖4所示，一種螺旋纏繞式電容吸附去離子裝置，包括：包括：外殼1、電極芯2和接線柱3，外殼1包括，上蓋板11、下蓋板12和桶身13，上蓋板11上設置有出液口111，下蓋板12上設置有進液口121；電極芯2包括，中心管21、電極層22和網格層23，電極層22與網格層23交錯布置，以中心管21為中心卷制成一體。

電極層22包括，電極板221、膠層222、隔膜層223，電極板221分成兩層多對式排列，電極板221之間通過膠層222粘結，隔膜層223覆蓋在電極層22的外表面，膠層222由韌性膠與粘性膠構成。

電極板221包括陰極電極板2211和陽極電極板2212，陰極電極板2211和陽極電極板2212均為復合電極，復合電極由基體和涂覆在基體表面的活性物質層構成，基體厚度為0.2mm，活性物質厚度為0.2～0.3mm，基體為柔性石墨，活性物質層為由活性炭、炭黑以及粘結劑混合在制成的多孔碳材料。

電極層22由多對陰極電極板2211和陽極電極板2212構成，每對陰極電極板2211和陽極電極板2212通過一根導線31連接，導線31與接線柱3相連。

中心管21外設置有無紡布層，電極層22和網格層23通過無紡布層與中心管21膠粘固定。無紡布層為由無紡布用膠黏在中心管上，繞中心管纏繞3圈的方式制成，電極層22和網格層23與無紡布層連接處平鋪有定型棉。

運行時，水從進液口121進入流道，水中的帶電粒子被陰極電極板2211和陽極電極板2212吸附，處理后的水經出液口111流出。當電極層22的吸附能力達到飽和時，將接線柱3的正負極短接，將被吸附的離子從電極表面釋放出來，電極得到再生；再生完畢后，在電極層22兩端施加相反電壓進行下一輪脫鹽，如此循環反復。

實施例2：

與上述實施例1不同之處在于，出液口111和進液口121軸線不共線，且分別設置在上蓋板11、下蓋板12的邊緣位置，可以有效增加水流的行車，增強處理效果。