WO2013154221A1 - Ft-cdi용 전해셀 - Google Patents

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WO2013154221A1
WO2013154221A1 PCT/KR2012/002953 KR2012002953W WO2013154221A1 WO 2013154221 A1 WO2013154221 A1 WO 2013154221A1 KR 2012002953 W KR2012002953 W KR 2012002953W WO 2013154221 A1 WO2013154221 A1 WO 2013154221A1
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WO
WIPO (PCT)
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concentrate
bead
inlet
outlet
receiving plate
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Ceased
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PCT/KR2012/002953
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English (en)
French (fr)
Inventor
황택성
박성규
박희만
곽노석
황치원
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Industry and Academy Cooperation In Chungnam National University
Original Assignee
Industry and Academy Cooperation In Chungnam National University
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C02F1/4695Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation

Definitions

  • the present invention relates to an FT-CDI electrolytic cell, and more particularly, to desorbs a valuable metal adsorbed in a bead, and relates to an FT-CDI electrolytic cell in which the valuable metal is concentrated in a concentrated solution through an ion exchange membrane. .
  • the conventional electrolytic cell has a positive electrode chamber and a negative electrode chamber, and an electrode plate is accommodated in each electrode chamber, and a positive electrolyte and a negative electrolyte are introduced into each of the electrode chambers, respectively, and electrolyzed to discharge the remaining electrolyte.
  • each of the electrode chamber is provided with an inlet and outlet for the introduction and discharge of the electrolyte.
  • an electrolytic solution, a concentrate, and a bead are provided in the electrolytic cell, so that a chemical reaction occurs in the inside, thereby desorbing the valuable metal in the bead.
  • a voltage is applied to each of the cathode electrode chamber and the anode electrode chamber to make polarity to deposit the valuable metal adsorbed in the beads.
  • the valuable metal is a cation
  • it is concentrated in the concentrate through the cation exchange membrane, and the ions adsorbed to the beads containing the high concentration of the valuable metal ions containing dissolved ions are desorbed and concentrated in the concentrate between the two electrodes of the anode and the cathode.
  • Hydrogen ions generated by water decomposition attach to beads having ions separated.
  • Valuable metals are recovered through the desorption and adhesion of these ions.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and more particularly, to provide an FT-CDI electrolytic cell in which the concentration of beads and the dispersion of beads are well dispersed.
  • the FT-CDI electrolytic cell of the present invention includes an anode electrolyte containing portion containing an anode electrolyte, an anode electrolyte inlet through which the anode electrolyte is introduced from the outside, an anode electrolyte outlet through which the anode electrolyte is discharged to the outside, and a concentrate inlet through which the concentrate is introduced from the outside
  • an anode electrolyte receiving plate including a bead inlet from which the beads are introduced from the outside, a cathode electrolyte receiving part in which the cathode electrolyte is accommodated, a cathode electrolyte inlet in which the cathode electrolyte is introduced, a cathode electrolyte outlet in which the cathode electrolyte is discharged, and a concentrate
  • a cathode electrolyte receiving plate including a concentrated liquid discharge port discharged to and a bead discharge port from which the beads are discharged
  • At least one concentrate receiving plate including a through-hole, and the bead receiving plate and the concentrate receiving plate is characterized in that the interposed between the concentrate receiving plate and laminated.
  • the bead inlet and the bead outlet of the bead receiving plate is formed in each other in a diagonal direction
  • the concentrate inlet and the concentrate outlet of the concentrate receiving plate is characterized in that each formed in a diagonal direction
  • the bead inlet is penetrated so as to communicate with the stacked upper bead through-holes
  • the bead outlet is penetrated so as to communicate with the laminated lower bead through-holes
  • the concentrate inlet is penetrated to be in communication with each other
  • the concentrate outlet may be penetrated to communicate with the stacked bottom concentrate through-holes.
  • the bead receiving plate and the concentrate receiving plate is characterized in that the alternating stacking.
  • the bead receiving plate includes a plurality of bead inlet channel formed in the lower portion of the bead inlet and the first bead temporary receiving portion and the first bead temporary receiving portion, the second bead temporary on the top of the bead outlet It characterized in that it comprises a plurality of bead outlet channels formed on the receiving portion and the second bead temporary receiving portion.
  • the concentrate receiving plate may further include a first concentrate temporary receiving portion and a plurality of concentrate inlet channels formed at a bottom of the first concentrate temporary receiving portion at a lower portion of the concentrate inlet, and a second concentrate temporarily above the concentrate outlet. And a plurality of concentrate outlet channels formed on an upper portion of the accommodating part and the second concentrate temporary accommodating part.
  • the bead receiving portion and the concentrate receiving portion is characterized in that the mesh network is located.
  • the inlet and outlet of the bead and the concentrated liquid are formed, respectively, the beads are circulated so that the concentration of the beads does not drop, and the mesh network is located where the concentrated liquid and the beads are accommodated. It relates to a well-dispersed electrolytic cell for FT-CDI.
  • FIG. 1 is a perspective view of an electrolytic cell for FT-CDI of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the FT-CDI electrolytic cell of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of the anode electrolyte receiving plate and the cathode electrolyte receiving plate of the present invention
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing the flow of the beads and concentrate of the present invention
  • the FT-CDI electrolytic cell 10 of the present invention is largely an anode electrolyte receiving plate 100, a cathode electrolyte receiving plate 200, at least one bead receiving plate 400, at least one concentrate receiving plate 500, And a plurality of diaphragms 300.
  • the mesh net 600 is located in the bead receiving portion 430 formed in the bead receiving plate 400, the mesh net 600 in the concentrate receiving portion 530 formed in the concentrate receiving plate 500. Is preferably located.
  • the mesh net 600 is located in the bead receiving portion 430 and the concentrate receiving portion 530, the beads and the concentrate can be dispersed well to maximize the effect.
  • the anode electrolyte receiving plate 100 includes an anode electrolyte receiving unit 150, an anode electrolyte inlet 110, an anode electrolyte outlet 120, a concentrate inlet 130, and a bead inlet 140.
  • the anode electrolyte inlet 110 is an anode electrolyte is injected from the outside, is located on the lower side of the anode electrolyte receiving plate 100, is in communication with the anode electrolyte receiving portion 150.
  • the anode electrolyte outlet 120 communicates with the anode electrolyte accommodating part 150 and is located on the other upper side of the anode electrolyte accommodating plate 100.
  • anode electrolyte inlet 110 and the anode electrolyte outlet 120 is preferably formed in a diagonal direction with each other.
  • the bead inlet 140 is a bead is supplied to supply the bead to the bead receiving plate (400).
  • the concentrated liquid inlet 130 and the bead inlet 140 is preferably located above the anode electrolyte receiving plate 100.
  • the cathode electrolyte receiving plate 200 includes a cathode electrolyte receiving part 250, a cathode electrolyte inlet 210, a cathode electrolyte outlet 220, a concentrate outlet 230, and a bead outlet 240.
  • the cathode electrolyte inlet 210 is a cathode electrolyte is injected from the outside, is located on the lower side of the cathode electrolyte receiving plate 200, is in communication with the cathode electrolyte receiving portion 250.
  • the cathode electrolyte outlet 220 communicates with the cathode electrolyte receiving part 250 and is located on the other upper side of the cathode electrolyte receiving plate 200.
  • cathode electrolyte inlet 210 and the cathode electrolyte outlet 220 is preferably formed in a diagonal direction with each other.
  • the concentrate outlet 230 is discharged from the concentrate in the concentrate receiving plate 500.
  • the concentrated liquid outlet 230 and the bead outlet 240 is preferably located below the cathode electrolyte receiving plate 200.
  • the bead receiving plate 400 includes a bead inlet 420, a bead receiving part 430, a bead outlet 450, an upper concentrate passage hole 410, and a lower concentrate passage hole 440.
  • the bead inlet 420 is formed in the upper portion of the bead receiving portion 430, penetrates to communicate with the bead inlet 140, the beads passing through the bead inlet 140 is the bead inlet 420 Through the bead receiving portion 430 is introduced through.
  • the bead outlet 450 is formed in the lower portion of the bead accommodating portion 430, the bead containing the bead accommodating portion 430 is discharged, and is penetrated to communicate with the bead outlet 240, the The beads are discharged to the outside through the bead outlet 240.
  • the bead receiving plate 400 has a first bead temporary receiving portion 421 is formed in the lower portion of the bead inlet 420, the bead is smoothly introduced, the first bead temporary receiving portion 421 A plurality of bead inlet channel 422 is formed at the bottom of the bead, the bead smoothly flows into the bead receiving portion 430 through the bead inlet channel 422.
  • the bead receiving plate 400 has a second bead temporary receiving portion 451 is formed on the upper portion of the bead outlet 450, a plurality of beads outflow on the second bead temporary receiving portion 451 Since the channel 452 is formed, the beads in the bead receiving portion 430 may be smoothly flowed out to the bead outlet 450.
  • the upper concentrate passage hole 410 is formed in the upper portion of the bead receiving portion 430, penetrates to communicate with the concentrate inlet port 130, the concentrate passed through the concentrate inlet port 130 passes through the upper concentrate passage Pass through the ball (410).
  • the lower concentrate passage hole 440 is formed in the lower portion of the bead receiving portion 430, penetrates to communicate with the concentrate outlet 230, the concentrate is discharged to the concentrate outlet 230.
  • the concentrate receiving plate 500 includes a concentrate inlet 520, a concentrate receiver 530, a concentrate outlet 550, an upper bead through hole 510, and a lower bead through hole 540.
  • the concentrate inlet 520 is formed in the upper portion of the concentrate receiving portion 530, penetrates to communicate with the concentrate inlet 130, the concentrate passing through the concentrate inlet 130 is the concentrate inlet 520 It is introduced into the concentrate receiving portion 530 through.
  • the concentrate outlet 550 is formed below the concentrate receiver 530, and the concentrate containing the concentrate receiver 530 flows out and penetrates to communicate with the concentrate outlet 230.
  • the concentrate is discharged to the outside to the concentrate outlet 230.
  • the concentrated liquid inlet 520 and the concentrated liquid outlet 550 are formed in diagonal directions, respectively, so that the concentrated liquid can extend the contact time and the contact area with the diaphragm 300.
  • the concentrate receiving plate 500 has a second concentrate temporary receiving portion 551 is formed on the concentrate outlet 550, a plurality of concentrated liquid outlet on the second concentrate temporary receiving portion 551 Since the channel 552 is formed, the concentrate in the concentrate receiver 530 may smoothly flow out to the concentrate outlet 550.
  • the upper bead through hole 510 is formed on the concentrate receiving portion 530, and is penetrated to communicate with the bead inlet 140, the beads passing through the bead inlet 140 is the upper bead through hole Pass 510.
  • the lower bead passage hole 540 is formed in the lower portion of the concentrate receiving portion 530, penetrates to communicate with the bead outlet 240, the beads are discharged to the bead outlet 240 to the outside.
  • the bead receiving plate 400 and the concentrate receiving plate 500 are alternately laminated with each other, so that the bead inlet 140 is in communication with the bead through hole 510 formed in the concentrated receiving plate 500.
  • the bead outlet 450 is penetrated so as to be in communication with the lower bead through hole 540 formed in the concentrated liquid receiving plate 500.
  • the concentrate inlet 520 penetrates to communicate with the upper concentrate passage hole 410 formed in the bead receiving plate 400 which is stacked, and the concentrate outlet 550 is stacked on the bead receiving plate. It is penetrated so as to communicate with the lower concentrate through-hole 440 formed in the 400.
  • Beads are introduced into the bead inlet 140 from the outside into the electrolytic cell 10, and the bead is partially accommodated through the bead inlet 420 formed in the bead accommodating plate 400. Bead is introduced into the 430, and a portion passes through the upper bead through hole 510 formed in the concentrate receiving plate 500, and the bead receiving plate 400 is stacked next. Beads are introduced into the bead receiving portion 430 through the bead inlet 420.
  • the beads flow into the bead receiving part 430, after the reaction is uniformly distributed through the mesh network 600, the beads flow out to the bead outlet 450 and to the bead outlet 240. Discharged.
  • the beads discharged to the bead outlet 240 are stored in the bead storage unit, and the beads are introduced into the bead inlet 140 from the bead storage unit again into the electrolytic cell 10.
  • Beads are introduced into the concentrate inlet 130 from the outside into the electrolytic cell 10, and the concentrated solution is partially concentrated through the concentrate inlet 520 formed in the concentrate receiving plate 500.
  • Concentrate is introduced into the 530, a part of the pass through the upper concentrate passage hole 410 formed in the bead receiving plate 400, the next formed in the concentrate receiving plate 500 stacked
  • the concentrate is introduced into the concentrate receiver 530 through the concentrate inlet 520.
  • the reaction solution is uniformly dispersed through the mesh network 600, and then the concentrate is discharged to the concentrate outlet 550 to the concentrate outlet 230. Discharged.
  • the concentrate discharged to the concentrate outlet 230 is stored in the concentrate storage unit, and the concentrate is added to the electrolyte cell 10 again from the concentrate storage unit to the concentrate inlet 130.
  • the FT-CDI electrolytic cell 10 of the present invention is formed with a bead inlet 140 and a bead outlet 240 through which the bead and the concentrate are introduced, so that the beads are circulated and the concentration of the beads does not drop.
  • the mesh network 600 is positioned where the concentrate and the beads are accommodated, and relates to an FT-CDI electrolytic cell 10 that is well dispersed.
  • cathode electrolyte inlet 220 cathode electrolyte outlet
  • first concentrate temporary receiving part 522 concentrate inlet channel

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Description

FT-CDI용 전해셀
본 발명은 FT-CDI용 전해셀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비드 내에 흡착된 유가 금속을 탈착시키는 것으로서, 유가금속이 이온교환막을 통과하여 농축액에 농축되어 지는 FT-CDI용 전해셀에 관한 것이다.
종래의 전해셀은 양전극실과 음전극실을 구비하고, 각각의 전극실 내부에 전극판이 수용되며 각각의 전극실에 양 전해액과 음전해액이 각각 투입되고, 전기분해 되며 전해되고 남은 전해액을 각각 배출하도록 하였다. 또한, 각각의 전극실 외부에는 전해액의 투입과 배출을 위한 투입구와 배출구가 구비되게 된다.
또한, 전해셀의 내부에 전해액, 농축액, 및 비드가 구비되어 화학적 반응이 내부에서 일어나, 비드내에 유가금속을 탈착 시킬 수 있다.
좀 더 상세하게는 음극 전극실과 양극 전극실에 각각 전압을 인가하여 극성을 띄게 하여 비드 내에 흡착된 유가 금속을 탁착시키게 된다.
이때, 유가금속은 양이온이므로 양이온교환막을 통과하여 농축액에 농축되어 지며, 양극 및 음극의 두 전극 사이로 용존 이온을 함유하는 고농도의 유가금속이온을 함유하는 비드에 흡착된 이온이 탈착되어 농축액에 농축되고 이온이 떨어져나간 비드에 물분해가 되어 생긴 수소이온이 붙게 된다.
이러한 이온이 탈착되고 붙는 현상을 통해서 유가금속을 회수하게 된다.
이때, 상기 비드가 전기분해가 이루어지게 되어, 점차 농도가 낮아지게 되는 문제점이 있었다.
또한, 농축액과 비드가 전체적인 면에 잘 분산되지 않아, 한곳에만 집중되는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제 10-0827929호에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는 비드의 농도가 떨어지지 않고, 농축액과 비드가 잘 분산되는 FT-CDI용 전해셀을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 FT-CDI용 전해셀은 애노드 전해액이 수용되는 애노드 전해액 수용부, 애노드 전해액이 외부로부터 투입되는 애노드 전해액 투입구, 애노드 전해액이 외부로 배출되는 애노드 전해액 배출구, 농축액이 외부로부터 유입되는 농축액 투입구, 및 비드가 외부로부터 유입되는 비드 투입구를 포함하는 애노드 전해액 수용판, 캐소드 전해액이 수용되는 캐노드 전해액 수용부, 캐소드 전해액이 유입되는 캐소드 전해액 투입구, 캐소드 전해액이 배출되는 캐소드 전해액 배출구, 농축액이 외부로 배출되는 농축액 배출구 및 비드가 외부로 배출되는 비드 배출구를 포함하는 캐소드 전해액 수용판, 상기 비드 투입구에서 투입되는 비드가 유입되는 비드 유입구, 상기 비드 유입구에서 유입된 비드를 수용하는 비드 수용부, 상기 비드 수용부에서 비드가 유출되는 비드 유출구, 상기 농축액 투입구에서 유입되는 농축액이 통과되는 상부 농축액통과공, 상기 농축액이 통과되는 하부 농축액통과공을 포함하는 적어도 하나 이상의 비드 수용판, 상기 농축액 투입구에서 투입되는 농축액이 유입되는 농축액 유입구, 상기 농축액 유입구에서 유입된 농축액을 수용하는 농축액 수용부, 상기 농축액 수용부에서 농축액이 유출되는 농축액 유출구, 상기 비드 투입구에서 유입되는 비드가 통과되는 상부 비드통과공, 상기 비드가 통과되는 하부 비드통과공을 포함하는 적어도 하나 이상의 농축액 수용판, 및 상기 비드수용판과 상기 농축액 수용판의 사이에 개재되는 격막으로 이루어지며 적층된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드 수용판의 비드 유입구와 비드 유출구는 서로 대각방향에 각각 형성되고, 상기 농축액 수용판의 농축액 유입구와 농축액 유출구는 서로 대각방향에 각각 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드 유입구는 적층된 상부 비드 통과공과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 비드 유출구는 적층된 하부 비드 통과공과 서로 연통되도록 관통되며, 상기 농축액 유입구는 적층된 상부 농축액 통과공과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 농축액 유출구는 적층된 하부 농축액 통과공과 서로 연통되도록 관통된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드 수용판과 농축액 수용판은 서로 교번 적층 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드 수용판은 상기 비드 유입구의 하부에 제1 비드 임시수용부와 상기 제1 비드임시수용부의 하부에 형성되는 복수개의 비드 유입채널을 포함하고, 상기 비드 유출구의 상부에 제2 비드 임시수용부와 상기 제2 비드 임시수용부의 상부에 형성되는 복수개의 비드 유출채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농축액 수용판은 상기 농축액 유입구의 하부에 제1 농축액 임시수용부와 상기 제1 농축액임시수용부의 하부에 형성되는 복수개의 농축액 유입채널을 포함하고, 상기 농축액 유출구의 상부에 제2 농축액 임시수용부와 상기 제2 농축액 임시수용부의 상부에 형성되는 복수개의 농축액 유출채널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드 수용부와 상기 농축액 수용부에 메쉬망이 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 FT-CDI용 전해셀은 비드와 농축액이 투입되는 투입구와 배출되는 배출구가 각각 형성되어 있어, 비드가 순환하여 비드의 농도가 떨어지지 않고, 농축액과 비드가 수용되는 곳에 메쉬망이 위치하여 잘 분산되는 FT-CDI용 전해셀에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 FT-CDI용 전해셀의 사시도
도 2는 본 발명의 FT-CDI용 전해셀의 분해사시도
도 3은 본 발명의 애노드 전해액 수용판과 캐소드 전해액 수용판의 사시도
도 4는 본 발명의 비드 수용판의 사시도
도 5는 본 발명의 농축액 수용판의 사시도
도 6은 본 발명의 비드와 농축액의 흐름을 나타내는 분해 사시도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1과 도 2를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 FT-CDI용 전해셀(10)의 전체적인 형태 및 구조에 대해서 설명한다.
본 발명의 FT-CDI용 전해셀(10)은 크게 애노드 전해액 수용판(100), 캐소드 전해액 수용판(200), 적어도 하나이상의 비드 수용판(400), 적어도 하나이상의 농축액 수용판(500), 및 복수개의 격막(300)을 포함한다.
도면에 도시된 바와 같이, 애노드 전해액 수용판(100)-격막(300)-농축액수용판(500)-격막(300)-비드 수용판(400)-격막(300)-캐소드 전해액 수용판(200) 순으로 개재되어 있고, 상기 농축액 수용판(500)과 비드 수용판(400)이 서로 교번 적층되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 격막(300)은 상기 비드 수용판(400)과 상기 농축액 수용판(500)의 사이에 개재되며, 애노드 전해액 수용판(100)과 캐소드 전해액 수용판(200)의 일측면에 개재되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 비드 수용부(430)에 메쉬망(600)이 위치하고, 상기 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 농축액 수용부(530)에 메쉬망(600)이 위치하는 것이 바람직하다.
상기 메쉬망(600)이 상기 비드 수용부(430)와 상기 농축액 수용부(530)에 위치함으로서, 비드와 농축액이 잘 분산되어 효과를 극대화 할 수 있다.
도 3을 이용하여, 본 발명의 애노드 전해액 수용판(100)과 캐소드 전해액 수용판(200)의 형태 및 구조에 대해서 상세히 설명한다.
상기 애노드 전해액 수용판(100)은 애노드 전해액 수용부(150), 애노드 전해액 투입구(110), 애노드 전해액 배출구(120), 농축액 투입구(130), 및 비드 투입구(140)를 포함한다.
상기 애노드 전해액 투입구(110)는 애노드 전해액이 외부로부터 투입되며, 상기 애노드 전해액 수용판(100)의 하부 일측면에 위치하여, 상기 애노드 전해액 수용부(150)와 연통되어 있다.
상기 애노드 전해액 배출구(120)는 상기 애노드 전해액 수용부(150)와 연통되어, 상기 애노드 전해액 수용판(100)의 상부 타측면에 위치한다.
또한, 상기 애노드 전해액 투입구(110)와 상기 애노드 전해액 배출구(120)는 서로 대각 방향에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
상기 농축액 투입구(130)는 농축액이 투입되어 상기 농축액 수용판(500)에 농축액을 공급한다.
상기 비드 투입구(140)는 비드가 투입되어 상기 비드 수용판(400)에 비드를 공급한다.
상기 농축액 투입구(130)와 상기 비드 투입구(140)는 상기 애노드 전해액 수용판(100)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 캐소드 전해액 수용판(200)은 캐소드 전해액 수용부(250), 캐소드 전해액 투입구(210), 캐소드 전해액 배출구(220), 농축액 배출구(230), 및 비드 배출구(240)를 포함한다.
상기 캐소드 전해액 투입구(210)는 캐소드 전해액이 외부로부터 투입되며, 상기 캐소드 전해액 수용판(200)의 하부 일측면에 위치하여, 상기 캐소드 전해액 수용부(250)와 연통되어 있다.
상기 캐소드 전해액 배출구(220)는 상기 캐소드 전해액 수용부(250)와 연통되어, 상기 캐소드 전해액 수용판(200)의 상부 타측면에 위치한다.
또한, 상기 캐소드 전해액 투입구(210)와 상기 캐소드 전해액 배출구(220)는 서로 대각 방향에 각각 형성되는 것이 바람직하다.
상기 농축액 배출구(230)는 상기 농축액 수용판(500)에 있는 농축액이 배출된다.
상기 비드 배출구(240)는 상기 비드 수용판(400)에 있는 비드가 배출된다.
이때, 상기 농축액 배출구(230)와 상기 비드 배출구(240)는 상기 캐소드 전해액 수용판(200)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
도 4를 이용하여 본 발명의 비드 수용판(400)의 형태와 구조에 대해서 상세히 설명한다.
상기 비드 수용판(400)은 비드 유입구(420), 비드 수용부(430), 비드 유출구(450), 상부 농축액 통과공(410), 및 하부 농축액통과공(440)을 포함한다.
상기 비드 유입구(420)는 상기 비드 수용부(430)의 상부에 형성되며, 상기 비드 투입구(140)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 비드 투입구(140)를 통과한 비드가 상기 비드 유입구(420)를 통해 상기 비드 수용부(430)로 유입된다.
상기 비드 유출구(450)는 상기 비드 수용부(430)의 하부에 형성되며, 상기 비드 수용부(430)를 수용되어 있는 비드가 유출되고, 상기 비드 배출구(240)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 비드 배출구(240)로 비드가 외부로 배출된다.
이때, 상기 비드 유입구(420)와 상기 비드 유출구(450)는 서로 대각방향에 각각 형성되어 비드가 상기 격막(300)과의 접촉시간 및 접촉면적을 넓힐 수 있게 된다.
또한, 상기 비드 수용판(400)은 상기 비드 유입구(420)의 하부에 제1 비드 임시수용부(421)가 형성되어 있어, 비드가 원활하게 유입되고, 상기 제1 비드 임시수용부(421)의 하부에 복수개의 비드 유입채널(422)이 형성되어 있어, 상기 비드 유입채널(422)을 통해 상기 비드 수용부(430)에 비드가 원활하게 유입된다.
또한, 상기 비드 수용판(400)은 상기 비드 유출구(450)의 상부에 제2 비드 임시수용부(451)가 형성되어 있고, 상기 제2 비드 임시수용부(451)의 상부에 복수개의 비드 유출채널(452)이 형성되어 있어, 상기 비드 수용부(430)에 있는 비드가 원활히 상기 비드 유출구(450)로 유출될 수 있다.
상기 상부 농축액통과공(410)은 상기 비드 수용부(430)의 상부에 형성되며, 상기 농축액 투입구(130)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 농축액 투입구(130)를 통과한 농축액이 상기 상부 농축액통과공(410)을 통과하게 된다.
상기 하부 농축액통과공(440)은 상기 비드 수용부(430)의 하부에 형성되며, 상기 농축액 배출구(230)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 농축액 배출구(230)로 농축액이 외부로 배출된다.
도 5를 이용하여, 본 발명의 농축액 수용판(500)의 형태와 구조에 대해서 상세히 설명한다.
상기 농축액 수용판(500)은 농축액 유입구(520), 농축액 수용부(530), 농축액 유출구(550), 상부 비드 통과공(510), 및 하부 비드통과공(540)을 포함한다.
상기 농축액 유입구(520)는 상기 농축액 수용부(530)의 상부에 형성되며, 상기 농축액 투입구(130)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 농축액 투입구(130)를 통과한 농축액이 상기 농축액 유입구(520)를 통해 상기 농축액 수용부(530)로 유입된다.
상기 농축액 유출구(550)는 상기 농축액 수용부(530)의 하부에 형성되며, 상기 농축액 수용부(530)를 수용되어 있는 농축액이 유출되고, 상기 농축액 배출구(230)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 농축액 배출구(230)로 농축액이 외부로 배출된다.
이때, 상기 농축액 유입구(520)와 상기 농축액 유출구(550)는 서로 대각방향에 각각 형성되어 농축액이 상기 격막(300)과의 접촉시간 및 접촉면적을 넓힐 수 있게 된다.
또한, 상기 농축액 수용판(500)은 상기 농축액 유입구(520)의 하부에 제1 농축액 임시수용부(521)가 형성되어 있어, 농축액이 원활하게 유입되고, 상기 제1 농축액 임시수용부(521)의 하부에 복수개의 농축액 유입채널(522)이 형성되어 있어, 상기 농축액 유입채널(522)을 통해 상기 농축액 수용부(530)에 농축액이 원활하게 유입된다.
또한, 상기 농축액 수용판(500)은 상기 농축액 유출구(550)의 상부에 제2 농축액 임시수용부(551)가 형성되어 있고, 상기 제2 농축액 임시수용부(551)의 상부에 복수개의 농축액 유출채널(552)이 형성되어 있어, 상기 농축액 수용부(530)에 있는 농축액이 원활히 상기 농축액 유출구(550)로 유출될 수 있다.
상기 상부 비드통과공(510)은 상기 농축액 수용부의(530) 상부에 형성되며, 상기 비드 투입구(140)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 비드 투입구(140)를 통과한 비드가 상기 상부 비드통과공(510)을 통과하게 된다.
상기 하부 비드통과공(540)은 상기 농축액 수용부(530)의 하부에 형성되며, 상기 비드 배출구(240)와 서로 연통되도록 관통되어, 상기 비드 배출구(240)로 비드가 외부로 배출된다.
도 6을 이용하여, 본 발명의 FT-CDI용 전해셀(10)의 비드와 농축액의 순환에 대해서 상세히 설명한다.
상기 비드 수용판(400)과 상기 농축액 수용판(500)은 서로 교번적층되어, 상기 비드 유입구(140)는 적층된 상기 농축액 수용판(500)에 형성된 상기 비드 통과공(510)과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 비드 유출구(450)는 적층된 상기 농축액 수용판(500)에 형성된 상기 하부 비드 통과공(540)과 서로 연통되도록 관통된다.
또한, 상기 농축액 유입구(520)는 적층된 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상기 상부 농축액 통과공(410)과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 농축액 유출구(550)는 적층된 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상기 하부 농축액 통과공(440)과 서로 연통되도록 관통된다.
상기 전해셀(10)에 외부로부터 상기 비드 투입구(140)로 비드가 투입되고, 투입된 비드는 일부는 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상기 비드 유입구(420)를 통해서 상기 비드 수용부(430)로 비드가 유입되게 되고, 일부는 상기 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 상기 상부 비드 통과공(510)을 통과하여, 다음에 적층되어 있는 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상기 비드 유입구(420)를 통해서 상기 비드 수용부(430)로 비드가 유입된다.
상기 비드 수용부(430)로 비드가 유입된 후, 상기 메쉬망(600)을 거쳐 균일하게 분산되어 반응이 일어난 후, 비드가 상기 비드 유출구(450)로 유출되어, 상기 비드 배출구(240)로 배출된다.
상기 비드 배출구(240)로 배출된 비드는 비드 저장부에 저장되고, 상기 비드 저장부에서 다시 상기 비드 투입구(140)로 다시 비드가 상기 전해셀(10)로 투입된다.
상기 전해셀(10)에 외부로부터 상기 농축액 투입구(130)로 비드가 투입되고, 투입된 농축액은 일부는 상기 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 상기 농축액 유입구(520)를 통해서 상기 농축액 수용부(530)로 농축액이 유입되게 되고, 일부는 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상기 상부 농축액 통과공(410)을 통과하여, 다음에 적층되어 있는 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 상기 농축액 유입구(520)를 통해서 농축액 수용부(530)로 농축액이 유입된다.
상기 농축액 수용부(530)로 농축액이 유입된 후, 상기 메쉬망(600)을 거쳐 균일하게 분산되어 반응이 일어난 후, 농축액이 상기 농축액 유출구(550)로 유출되어, 상기 농축액 배출구(230)로 배출된다.
상기 농축액 배출구(230)로 배출된 농축액은 농축액 저장부에 저장되고, 상기 농축액 저장부에서 다시 상기 농축액 투입구(130)로 다시 농축액이 상기 전해셀(10)로 투입된다.
따라서, 본 발명의 FT-CDI용 전해셀(10)은 비드와 농축액이 투입되는 비드 투입구(140)와 배출되는 비드 배출구(240)가 각각 형성되어 있어, 비드가 순환하여 비드의 농도가 떨어지지 않고, 농축액과 비드가 수용되는 곳에 메쉬망(600)이 위치하여 잘 분산되는 FT-CDI용 전해셀(10)에 관한 것이다.
[부호의 설명]
10 : FT-CDI용 전해셀
100 : 애노드 전해액 수용판
110 : 애노드 전해액 투입구 120 : 애노드 전해액 배출구
130 : 농축액 투입구 140 : 비드 투입구
150 : 애노드 전해액 수용부
200 : 캐소드 전해액 수용판
210 : 캐소드 전해액 투입구 220 : 캐소드 전해액 배출구
230 : 농축액 배출구 240 : 비드 배출구
250 : 캐소드 전해액 수용부
300 : 격막
400 : 비드 수용판
410 : 상부 농축액 통과공 420 : 비드 유입구
421 : 제1 비드 임시수용부 422 : 비드 유입채널
430 : 비드 수용부
440 : 하부 농축액 통과공 450 : 비드 유출구
451 : 제2 비드 임시수용부 452 : 비드 유출채널
500 : 농축액 수용판
510 : 상부 비드 통과공
520 : 농축액 유입구
521 : 제1 농축액 임시수용부 522 : 농축액 유입채널
530 : 농축액 수용부
540 : 하부 비드 통과공
550 : 농축액 유출구 551 : 제2 농축액 임시수용부
552 : 농축액 유출채널
600 : 메쉬망

Claims (7)

  1. 애노드 전해액이 수용되는 애노드 전해액 수용부(150), 애노드 전해액이 외부로부터 투입되는 애노드 전해액 투입구(110), 애노드 전해액이 외부로 배출되는 애노드 전해액 배출구(120), 농축액이 외부로부터 유입되는 농축액 투입구(130), 및 비드가 외부로부터 유입되는 비드 투입구(140)를 포함하는 애노드 전해액 수용판(100);
    캐소드 전해액이 수용되는 캐노드 전해액 수용부(250), 캐소드 전해액이 유입되는 캐소드 전해액 투입구(210), 캐소드 전해액이 배출되는 캐소드 전해액 배출구(220), 농축액이 외부로 배출되는 농축액 배출구(230) 및 비드가 외부로 배출되는 비드 배출구(240)를 포함하는 캐소드 전해액 수용판(200);
    상기 비드 투입구(140)에서 투입되는 비드가 유입되는 비드 유입구(420), 상기 비드 유입구(420)에서 유입된 비드를 수용하는 비드 수용부(430), 상기 비드 수용부(430)에서 비드가 유출되는 비드 유출구(450), 상기 농축액 투입구(130)에서 유입되는 농축액이 통과되는 상부 농축액통과공(410), 농축액이 통과되는 하부 농축액통과공(440)을 포함하는 적어도 하나 이상의 비드 수용판(400);
    상기 농축액 투입구(130)에서 투입되는 농축액이 유입되는 농축액 유입구(520), 상기 농축액 유입구(520)에서 유입된 농축액을 수용하는 농축액 수용부(530), 상기 농축액 수용부(530)에서 농축액이 유출되는 농축액 유출구(550), 상기 비드 투입구(140)에서 유입되는 비드가 통과되는 상부 비드통과공(510), 비드가 통과되는 하부 비드통과공(540)을 포함하는 적어도 하나 이상의 농축액 수용판(500); 및
    상기 비드수용판(400)과 상기 농축액 수용판(500)의 사이에 개재되는 격막(300);으로 이루어지며 적층된 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비드 수용판(400)의 상기 비드 유입구(420)와 상기 비드 유출구(450)는 서로 대각방향에 각각 형성되고,
    상기 농축액 수용판(500)의 상기 농축액 유입구(520)와 상기 농축액 유출구(550)는 서로 대각방향에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 비드 유입구(420)는 적층된 상기 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 상부 비드 통과공(510)과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 비드 유출구(450)는 적층된 상기 농축액 수용판(500)에 형성되어 있는 하부 비드 통과공(540)과 서로 연통되도록 관통되며,
    상기 농축액 유입구(520)는 적층된 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 상부 농축액 통과공(410)과 서로 연통되도록 관통되고, 상기 농축액 유출구(550)는 적층된 상기 비드 수용판(400)에 형성되어 있는 하부 농축액 통과공(440)과 서로 연통되도록 관통된 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 비드 수용판(400)과 농축액 수용판(500)은 서로 교번 적층 되는 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 비드 수용판(400)은
    상기 비드 유입구(420)의 하부에 제1 비드 임시수용부(421)와 상기 제1 비드임시수용부(421)의 하부에 형성되는 복수개의 비드 유입채널(422)을 포함하고,
    상기 비드 유출구(450)의 상부에 제2 비드 임시수용부(451)와 상기 제2 비드 임시수용부(451)의 상부에 형성되는 복수개의 비드 유출채널(452)을 포함하는 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 농축액 수용판(500)은
    상기 농축액 유입구(520)의 하부에 제1 농축액 임시수용부(521)와 상기 제1 농축액 임시수용부(521)의 하부에 형성되는 복수개의 농축액 유입채널(522)을 포함하고,
    상기 농축액 유출구(550)의 상부에 제2 농축액 임시수용부(551)와 상기 제2 농축액 임시수용부(551)의 상부에 형성되는 복수개의 농축액 유출채널(552)을 포함하는 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 비드 수용부(430)와 상기 농축액 수용부(530)에 메쉬망(600)이 위치하는 것을 특징으로 하는 FT-CDI용 전해셀.
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