一种超声强化流动电极电容去离子装置

本发明涉及一种超声强化流动电极电容去离子装置，属于新型海水淡化装置。

背景技术：

1、流动电极电容去离子技术是将正极和负极流动电极与阴阳离子交换膜相耦合的电容去离子技术。流动电极电容去离子技术中的流动电极主要由活性电极材料和电解质溶液混合组成，是电子传输和离子吸附的载体。但流动电极的电子电荷渗流效果较差，进而导致电子电荷的传递和运输效率较差。目前，为了提高流动电极电容去离子装置中的流动电极的电荷转移效率，通常会通过以下方法提高：一是通过优化电极材料的电化学性能来提高流动电极的电荷转移效率，但是目前的电化学性能优异的电极材料难以应用于工业的大规模生产；二是通过提高流动电极中的电极材料的质量浓度来提高电荷转移效率；但是电极材料的质量浓度达到一定的程度时，会造成流道的堵塞，从而降低流动电极电容去离子装置的离子吸附性能。因此，需要寻找新的方法来进一步提高流动电极的电子电荷渗流效果和流动电极质量负载，从而提高流动电极的电荷转移和传递效率，进一步提高流动电极电容去离子转置的离子吸附性能。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种超声强化流动电极电容去离子装置，能够提高流动电极的电荷转移效率和质量负载，大幅度提高流动电极电容去离子装置的离子吸附性能。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种超声强化流动电极电容去离子装置，包括超声波换能器、超声波发生器和流动电极电容去离子装置；

3、所述一种超声强化流动电极电容去离子装置，超声波换能器直接与流动电极电容去离子装置中的集流体粘连，使超声波直接作用于集流体中的流动电极，进一步加速流动电极的传质与混合，同时利用超声有效防止及疏浚堵塞的作用来进一步提高流动电极中电极材料的质量浓度，促进电荷传递网格的形成，加速电荷的传递和运输，从而提高其离子吸附性能；

4、上述一种超声流动电极电容去离子装置，其具体工作步骤为：

5、步骤一，将流动电极电容去离子装置搭建完成后，将超声波换能器直接粘连在石墨集流体上，然后将超声波换能器与超声波发生器相连，使超声波发生器控制超声波的启停；

6、步骤二，当流动电极电容去离子装置开始运行的同时，开启超声波发生器，将超声波传递到集流体的流道中，强化流动电极的传质与混合，从而提高流动电极的电子电荷渗流效果，进一步增强电荷转移和传递效率，提高超声强化流动电极电容去离子装置的离子吸附性能。

7、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

8、1、采用超声波作用于流动电极，强化了流动电极的传质与混合，从而提高流动电极的电子电荷渗流效果，进一步增强电荷转移和传递效率；

9、2、采用超声能有效防止及疏浚堵塞的效果，进一步提高了流动电极中电极材料的质量浓度，使流动电极的质量浓度达到30％wt以上而不堵塞流道；

10、3、采用超声强化流动电极电容去离子，极大的提高了流动电极电容去离子技术的离子吸附性能，离子吸附性能提升幅度高达65％以上。

技术特征：

1.一种超声强化流动电极电容去离子装置，其特征在于，包括超声波换能器、超声波发生器和流动电极电容去离子装置；所述超声波换能器的频率为28-40khz，功率为20w-100w。

2.如权利要求1所述一种超声强化流动电极电容去离子装置，超声波换能器直接与流动电极电容去离子装置中的集流体耦合，使超声波直接作用于集流体中的流动电极，防止集流体流道的堵塞，进一步加速活性炭电极液的传质与混合，促进电荷传递网格的形成，加速电荷的传递和运输。

3.如权利要求1所述一种超声强化流动电极电容去离子装置，其特征在于流动电极的质量浓度可以达到25％-35％以上而不堵塞流道，且效果相较于流动电极电容去离子提升65％以上。

4.如权利要求1所述一种超声强化流动电极电容去离子装置，其特征在于，可以在流道中设置超声耦合结构，使超声在流道中的耦合结构处产生尖端效应，进一步强化超声传质与混合的效果，从而提高电荷传递效率。

5.一种超声强化流动电极电容去离子装置，其特征在于，其具体工作步骤为：

技术总结本发明公开了一种超声强化流动电极电容去离子装置，通过在流动电极电容去离子装置的集流体一侧耦合超声波换能器，通过超声波发生器控制超声波换能器产生超声波，使其作用到流动电极电容去离子装置内部的流动电极，强化其传质与混合。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、采用超声波作用于流动电极，强化了流动电极的传质与混合，从而提高流动电极的电子电荷渗流效果，进一步增强了电荷的转移和传递效率；2、超声有效防止及疏浚了流道中流动电极的堵塞，进一步提升了流动电极中电极材料的质量浓度；3、采用超声波强化流动电极电容去离子技术，极大的提高了流动电极电容去离子技术的离子吸附性能，离子吸附性能提升幅度可达65％以上。技术研发人员：张宗波,李金,李大伟,孟楠,祝晴晴受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）技术研发日：技术公布日：2024/10/10