[发明专利]用于处理具有高流速的第二遍RO透过水的分流式EDI设备

说明书

用于处理具有高流速的第二遍RO透过水的分流式EDI设备。我们报告一种电去离子装置(EDI，electro‑deionization)，该装置有分流式布置，用于有高流速的第二遍RO透过水的纯化，在该装置中，供给水通过中央端口被供给并被改道进入有相等流速的稀释腔的每一区域，产生两束产物流。该EDI装置在堆的两个区域中有浓缩腔，与稀释腔紧邻，允许独立的水流通过该分开的区域。这种分流式设计，降低用于处理第二遍RO透过水的树脂床深度要求。这导致通过该堆的更高流速，消除压力降的限制，以及降低每单位体积水的功率消耗。

本申请是申请日为2011年10月3日、申请号为201180054658.5、发明名称为“用于处理具有高流速的第二遍RO透过水的分流式EDI设备”的中国发明专利申请的分案申请。

交叉参考相关申请

本申请要求2010年12月30日递交的美国临时专利申请序号No.61/428,413和2010年10月4日递交的印度专利申请序号No.2384/DEL/2010的优先权。该两申请通过仿佛全文抄录式的引用合并于本文。

技术领域

本发明的实施例涉及电去离子的方法和设备。

背景技术

电去离子(EDI(Electro-Deionization))设备，是借助树脂介质、离子交换薄膜和DC电流，移除反渗透(“RO(reverse osmosis)”)透过水中溶解的杂质的装置。该EDI过程是连续的过程，因为它不需要化学药品，诸如用于树脂介质和薄膜的再生的酸及碱。在水的纯化期间，由于出现在ED设备内部的连续水分解，树脂介质被再生。由于稀释室内从H₂O分子产生的电势，使对应的树脂离子连续地再生，发生H₊和OH-离子的分解。

EDI设备一般用于使反渗透透过水纯化高达0.055μS/cm导电率的水平，并使它适合各种不同工业应用，包含但不限于，锅炉供给/蒸汽发生、微电子学/半导体制作或清洗水、以及纯化的USP级水。

EDI设备通常由离子交换树脂、离子交换薄膜、用于DC电源的电极、以及用于水流分布的硬件部件组成。离子交换薄膜、阴离子交换薄膜和阳离子交换薄膜的布置，在EDI设备中非常重要。它们一般按交替方式相对于阳极和阴极电极布置。离子交换树脂介质被填充进该腔/室，这些腔/室正对着阳离子和阴离子交换薄膜的布置被形成。这样导致稀释腔和浓缩腔的形成。

稀释腔是这样的腔，其中的供给水(RO透过)被纯化并变成超纯水，而浓缩腔则交替地紧邻稀释腔被定位，在浓缩腔中，从稀释腔移除的离子被收集并借助分开的水流被冲洗出该设备。该水的小部分亦称电极清洗流(Electrode Rinse stream)，还被用于冲洗和冷却阴极和阳极电极，而该腔亦称电极清洗腔(Electrode Rinse Chamber)。

任何EDI设备的效率和商业利用率，取决于每单位面积薄膜、每单位体积离子交换介质、或薄膜的每个槽对(cell pair)产生的产物水的质量。市场上有许多商业EDI设备可以购得，这些设备能够容易被分为三类-

1)低流速EDI设备：

该类EDI设备一般是薄槽板和有30或更多个槽对、产物流速在1.5m³/小时到2.0m³/小时范围的框架式EDI。每一稀释腔的输出产物水流，一般在50到60LPH范围或更小。

2)中等流速EDI设备：

该第二类EDI设备一般是厚槽板和有30或更多个槽对、产物流速为2.5m³/小时-5.0m³/小时的框架式EDI。每一稀释腔的输出产物水流，一般在80到170LPH范围或更小。