[发明专利]一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置及方法

权利要求书

1.一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，包括至少两个用于填充电解液的电极室、若干组并联且用于填充料液的料液室和至少两张隔膜，所述电极室包括至少一个电解液入口、至少一个电解液出口和至少一个电极，所述料液室为料液流经区域，包括至少一个料液入口和至少一个料液出口，至少一个料液室内填充离子交换混合床，离子交换混合床由阴离子交换剂和阳离子交换剂混合而成，料液室设于相邻两个电极室之间，隔膜分别设于料液室与料液室之间、料液室与电极室之间。

2.根据权利要求1所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述阴离子交换剂和阳离子交换剂的质量比为A：B，其中0≤A≤10000，0≤B≤10000，A和B不同时为0；所述阴离子交换剂为强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、阴离子交换纤维和两性离子交换纤维中的至少一种，所述阳离子交换剂为强酸型阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂和阳离子交换纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述离子交换混合床为氯型阴离子交换树脂和钠型阳离子交换树脂以质量比1.5:1混合的离子交换混合床。

4.根据权利要求1所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述电极为石墨毡、石墨纸、碳纸、活性炭、活性炭纤维、碳毡、碳布、玻碳、镁、铝、锌、铁、锡、铅、铜、银、铋、铂和金中的至少一种材料形成的复合电极。

5.根据权利要求1所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述隔膜为均相阳离子交换膜、均相阴离子交换膜、异相阳离子交换膜、异相阴离子交换膜、陶瓷膜和有机聚合物膜中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述料液为海水、苦咸水、含重金属离子的废水、污水或人工配制的含带电粒子的溶液，所述电解液为储阴离子电解液和储阳离子电解液中的至少一种，所述储阴离子电解液，其中的阴离子不参与氧还原反应，由阳离子或电中性物质发生电子得失，包括Zn²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Sn²⁺/Sn⁴⁺、Pb²⁺、Cu²⁺/Cu⁺、Ag⁺、Ni²⁺、Co²⁺/Co³⁺、Mn²⁺/Mn³⁺/Mn⁴⁺/Mn⁷⁺、Cr²⁺/Cr³⁺、Ti³⁺/Ti⁴⁺或V²⁺/V³⁺/V⁴⁺/V⁵⁺金属离子及金属离子与各络合剂络合后的离子、4-羟基-哌啶醇氧化物或甲基紫精；所述储阳离子电解液，其中的阳离子不参与氧化还原反应，由阴离子或电中性物质发生电子得失，包括Br₂/Br^-、I^-/I₃^-、[Fe(CN)₆]^4-/[Fe(CN)₆]^3-、硫化物、多硫化物、醌衍生物、咯嗪衍生物、黄素衍生物、紫罗碱衍生物或二茂铁衍生物。

7.根据权利要求6所述的一种利用离子交换混合床增强脱盐电池性能的装置，其特征在于，所述电解液还包括导电剂，所述导电剂为NaCl、NH₄Cl、KCl、Na₂SO₄、NaNO₃、乙酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。