[发明专利]用于电化学分离装置的子块密封

说明书

一种电化学分离装置，包括第一电极、第二电极和电池堆，所述电池堆包括多个子块，所述子块各自具有交替的消耗隔室和浓缩隔室并且各自包括设置在第一电极和第二电极之间的框架和通道部分。由第一材料形成的内部密封件被设置在电池堆中相邻子块之间的通道部分之间并且与电池堆中相邻子块之间的通道部分接触，并且被配置为防止相邻子块中消耗隔室和浓缩隔室之间的泄漏。由具有不同于第一材料的至少一个材料参数的第二材料形成的外部密封件被设置在电池堆中相邻子块的框架之间并且与电池堆中相邻子块的框架接触，并且被配置为防止从电化学分离装置的内部体积泄漏到电化学分离装置的外部。

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年7月11日提交的题为“SUBBLOCKSEALING IMPROVEMENTS FOR CROSS FLOW ED MODULES”的美国临时申请序列号62/531,030的优先权，该美国临时申请通过引用以其整体并入本文。

背景

1.公开内容的领域

本文公开的方面和实施方案总体上涉及电化学膜系统及其制造方法。

2.相关领域的讨论

用于使用电场来净化流体的装置可以被用于处理水和其他含有溶解的离子物质的流体。以这种方式处理水的两种类型的装置是电去离子装置和电渗析装置。在这些装置内的是被离子选择性膜分开的浓缩隔室和稀释隔室。电渗析装置通常包括交替的电活性半渗透的阴离子交换膜和阳离子交换膜。膜之间的空间被配置为产生具有入口和出口的流体流动隔室。经由电极施加的外加电场(applied electric field)引起被吸引到它们相应的对电极的溶解的离子迁移通过阴离子交换膜和阳离子交换膜。这通常导致稀释隔室的液体被耗尽离子以及浓缩隔室中的液体富集有转移的离子。

在结构上类似于电渗析装置的装置可以被用作反向电渗析(RED)装置。两组隔室被供给有被离子选择性膜分开的不同离子浓度的流体，例如海水和河水。浓度和化学势的差异导致跨过每个膜的电压差，当加总到装置中的膜的总数目上时，该电压差导致在限制隔室和膜的堆叠(stack)的两个电极处产生的电压势。

概述

根据一个或更多个方面，电化学分离系统可以包括第一电极；第二电极；第一电化学分离模块化单元，其具有界定由第一框架支撑的多个交替的消耗隔室和浓缩隔室的第一电池堆，所述第一电化学分离模块化单元被定位在第一电极和第二电极之间；以及第二电化学分离模块化单元，所述第二电化学分离模块化单元邻近所述第一电化学分离模块化单元并与所述第一电化学分离模块化单元相配合，所述第二电化学分离模块化单元具有界定由第二框架支撑的多个交替的消耗隔室和浓缩隔室的第二电池堆，所述第二电化学分离模块化单元被定位在第一电化学分离模块化单元和第二电极之间。

根据一个或更多个方面，组装电化学分离系统的方法可以包括将具有被第一框架包围的第一电池堆的第一电化学分离模块化单元安装在第一电极和第二电极之间的容器中，并且将具有被第二框架包围的第二电池堆的第二电化学分离模块化单元安装在第一电化学分离模块化单元和第二电极之间的容器中。

根据一个或更多个方面，电化学分离模块化单元可以包括界定多个交替的消耗隔室和浓缩隔室的电池堆，以及围绕电池堆并且包括歧管系统的框架，所述歧管系统被配置为促进流体流过所述电池堆。

根据一个或更多个方面，用于电化学分离的流量分配器(flow distributor)可以包括多个第一通道和多个第二通道，所述多个第一通道被定向在第一方向上并且被配置为将进料输送到电化学分离装置的至少一个隔室，所述多个第二通道被定向在第二方向上，所述多个第二通道与多个第一通道流体连通并且和与电化学分离装置相关联的入口歧管流体连通。