Декальцинирующее устройство - заявка 2016135761 на патент на изобретение в РФ

1. Декальцинирующее устройство (5) для декальцинации водного раствора, содержащее
секцию (26) электролитической ячейки, организованную так, чтобы принимать водный раствор,
где секция электролитической ячейки содержит конструкцию (27) первого электрода и конструкцию (28) второго электрода, где конструкция (27) первого электрода содержит первый электросорбирующий электрод (34), и где конструкция (28) второго электрода содержит второй электросорбирующий электрод (35);
ион-генерирующее тело (7), где данное ион-генерирующее тело электрически не подсоединено,
где данное декальцинирующее устройство организовано так, чтобы работать в первом рабочем состоянии для удаления ионов из водного раствора,
и декальцинирующее устройство организовано так, чтобы работать во втором рабочем состоянии для регенерации ионов в водный раствор, где данное ион-генерирующее тело находится в промежуточном положении в секции электролитической ячейки во втором рабочем состоянии.
2. Декальцинирующее устройство (5) по п. 1, в котором ион-генерирующее тело организовано так, чтобы генерировать катионы водорода и анионы гидроксида, уравновешивая заряд ионов, регенерированных из конструкций первого и второго электродов, и где ион-генерирующее тело организовано так, чтобы блокировать рекомбинацию между регенерированными ионами из конструкций первого и второго электродов внутри электролитической ячейки во время второго рабочего состояния.
3. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, где данное декальцинирующее устройство организовано так, чтобы работать в первом рабочем состоянии и втором рабочем состоянии, которые (а) пространственно и/или (b) временно отделены друг от друга.
4. Декальцинирующее устройство (5) по любому из пп. 1-3, в котором ион-генерирующее тело представляет собой водорасщепляющую мембрану (142).
5. Декальцинирующее устройство (5) по любому из пп. 1-3, в котором ион-генерирующее тело представляет собой промежуточный электрод (41).
6. Декальцинирующее устройство (5) по п. 4, в котором водорасщепляющая мембрана (142) содержит анионообменную мембрану (144) и катионообменную мембрану (146), организованные так, чтобы блокировать ионы, десорбированные из соответствующих обращенных конструкций (27, 28) первого и второго электродов во втором рабочем состоянии.
7. Декальцинирующее устройство (5) по п. 6, в котором водорасщепляющая мембрана (142) дополнительно содержит разделитель (1142) потока обменной мембраны между анионообменной мембраной (144) и катионообменной мембраной (146).
8. Декальцинирующее устройство (5) по п. 6 или 7, в котором водорасщепляющая мембрана (142) дополнительно содержит протонопроводящий материал между анионообменной мембраной (144) и катионообменной мембраной (146).
9. Декальцинирующее устройство (5) по п. 5, в котором площадь поверхности промежуточного электрода (41) меньше, чем площадь поверхности каждой из конструкции (27) первого электрода и конструкции (28) второго электрода.
10. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее изолирующее приспособление (42), которое во втором рабочем состоянии организовано так, чтобы проточно изолировать секцию (26) электролитической ячейки от секции (22) обработанного водного раствора для приема обработанного водного раствора.
11. Декальцинирующее устройство (5) по п. 10, в котором изолирующее приспособление (42) организовано так, чтобы проточно изолировать конструкцию (27) первого электрода от конструкции (28) второго электрода во втором рабочем состоянии, и в котором изолирующее приспособление (42) находится на ион-генерирующем теле (7).
12. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, в котором ион-генерирующее тело (7) организовано так, чтобы отсутствовать в секции (26) электролитической ячейки в первом рабочем состоянии, или в котором ион-генерирующее тело (7) находится в промежуточном положении в секции (26) электролитической ячейки в первом рабочем состоянии.
13. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, организованное в первом рабочем состоянии так, чтобы прикладывать напряжение между конструкцией (27) первого электрода, имеющей низкий потенциал, и конструкцией (28) второго электрода, имеющей высокий потенциал, чтобы притягивать ионы к конструкциям электродов и удалять ионы из водного раствора, и организованное во втором рабочем состоянии так, чтобы обращать полярность, прикладывая напряжение между конструкциями первого и второго электродов с обратными потенциалами, так что конструкция первого электрода имеет высокий потенциал, а конструкция второго электрода имеет низкий потенциал, чтобы регенерировать ионы, удаленные из водного раствора.
14. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, содержащее электролитическую ячейку (146), содержащую конструкцию (27) первого электрода и конструкцию (28) второго электрода, дополнительно содержащую вход (23) для приема упомянутого водного раствора и выход (123) для выпуска упомянутого водного раствора, где электролитическая ячейка (126) организована как проточная ячейка.
15. Декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов, содержащее первую электролитическую ячейку (1126) и вторую электролитическую ячейку (2126);
где первая электролитическая ячейка (1126) содержит:
первую секцию электролитической ячейки (1026), организованную так, чтобы принимать, по меньшей мере, часть водного раствора,
первая секция электролитической ячейки содержит конструкцию (1027) первого электрода и конструкцию (1028) второго электрода, где конструкция (1027) первого электрода содержит первый электросорбирующий электрод (1034), и где конструкция (1028) второго электрода содержит второй электросорбирующий электрод (1035);
где электролитическая ячейка (2126) содержит:
вторую секцию электролитической ячейки (2026), организованную так, чтобы принимать, по меньшей мере, часть водного раствора,
вторая секция электролитической ячейки содержит конструкцию (2027) первого электрода и конструкцию (2028) второго электрода, где конструкция (2027) первого электрода содержит первый электросорбирующий электрод (2034), и где конструкция (2028) второго электрода содержит второй электросорбирующий электрод (2035), и
данное декальцинирующее устройство организовано так, чтобы работать с первой электролитической ячейкой (1126) в первом рабочем состоянии для удаления ионов из водного раствора,
декальцинирующее устройство организовано так, чтобы работать со второй электролитической ячейкой (2126) во втором рабочем состоянии для регенерации ионов в водный раствор, где ион-генерирующее тело находится в промежуточном положении во второй секции электролитической ячейки во втором рабочем состоянии;
где конструкции (1027, 2027) первого электрода и конструкции (1028, 2028) второго электрода содержат текучий электросорбирующий материал (1311, 1312), при работе отделяемый от водного раствора мембранами (1321, 1322);
где декальцинирующее устройство дополнительно содержит систему (1300) циркуляции текучего электросорбирующего материала, приспособленную вызывать циркуляцию текучего электросорбирующего материала между конструкциями электродов (1027, 1028, 2027, 2028) первой электролитической ячейки (1126) и второй электролитической ячейки (2126).
16. Бытовое устройство, содержащее декальцинирующее устройство (5) по любому из предыдущих пунктов.
17. Способ декальцинации водного раствора, имеющий первое рабочее состояние для удаления ионов из водного раствора и второе рабочее состояние для регенерации ионов в водный раствор, где в первом рабочем состоянии:
(а) вводят водный раствор и
(b) прикладывают напряжение между конструкцией (27) первого электрода, имеющей низкий потенциал, и конструкцией (28) второго электрода, имеющей высокий потенциал, в водном растворе, чтобы притягивать ионы к конструкциям электродов и удалять ионы из водного раствора;
второе рабочее состояние, в котором ион-генерирующее тело (7) находится между конструкциями первого и второго электродов, задавая первую ячейку (44) и вторую ячейку (45), где каждая ячейка содержит противоположно заряженные конструкции первого и второго электродов, где ион-генерирующее тело электрически не подсоединено, где во втором рабочем состоянии:
(с) прикладывают напряжение между конструкциями первого и второго электродов с обратными потенциалами так, что конструкция первого электрода имеет высокий потенциал, а конструкция второго электрода имеет низкий потенциал, чтобы регенерировать ионы, удаленные из водного раствора в первом рабочем состоянии, и
(d) удаляют полученный отработанный водный раствор из секции (26) электролитической ячейки,
где конструкция (27) первого электрода содержит первый электросорбирующий электрод (34), и где конструкция (28) второго электрода содержит второй электросорбирующий электрод (35).
18. Способ по п. 17, в котором применяют декальцинирующее устройство, содержащее электролитическую ячейку, содержащую упомянутый первый электросорбирующий электрод и упомянутый второй электросорбирующий электрод, и в котором первое рабочее состояние и второе рабочее состояние перемежают и выполняют в одной электролитической ячейке.
19. Способ по любому из пп. 16-17, в котором ион-генерирующее тело располагается между каждой из конструкций первого и второго электродов только во время второго рабочего состояния.
20. Способ по любому из пп. 16-17, в котором ион-генерирующее тело располагается между каждой из конструкций первого и второго электродов во время и первого рабочего состояния, и второго рабочего состояния.
21. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором применяют декальцинирующее устройство по п. 15, и в котором первое рабочее состояние и второе рабочее состояние применяют одновременно, но в разных электролитических ячейках.
Наверх