ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электродеионизаторы (электродиализаторы) из "Очистка радиоактивнозагрязненных вод Изд.3" Электродиализаторы применяются для опреснения морской воды и дают при невысоком исходном солесодержании хорошие технико-экономические показатели [168, 246—249]. [c.173] В 1959 г. в СССР на пароходе Тула был введен в эксплуатацию электродеионизатор производительностью 12 т/сутки [200]. Эта установка предназначалась для обессоливания морской воды с солесодержанием 17,7 г л и общей жесткостью 66,5 мг-экв/л. Обессоленная вода с остаточным солесодержанием 0,3 г/л и жесткостью 0,5—0,8 мг-экв/л использовалась в качестве добавки к питательной воде судовых паровых котлов. Удельный расход электроэнергии составлял 20 квт-ч/м . Авторы считают что этот метод экономически наиболее целесообразен при солесодержании исходной воды до 5 г/л. [c.173] Ленчевский [250] исследовал процесс обессоли-вания воды московского водопровода в многокамерном электродиализаторе с ионитовыми диафрагмами и установил, что при снижении солесодержанйя этой воды с 200 до 10—12 мг/л расход электроэнергии составил всего 0,6—0,7 квт-ч/м . [c.173] В Советском Союзе созданы и успешно эксплуатируются электродиализаторы для обессоливания воды производительностью от 50 до 200 м /сутки в зависимости от концентрации солей в исходной воде [249]. [c.173] Как известно, коллоидные частицы (мицеллы) также имеют электрические заряды и поэтому движутся в электрическом поле к электроду, имеющему знак, обратный знаку частицы. Это явление затрудняет протекание процессов электродеионизации. Можно думать, что в большинстве случаев мицеллы не проходят через диафрагмы-(мембраны), а накапливаются на поверхности последних. [c.174] Принцип работы электродиализатора прост. При прохождении постоянного тока через электролит ионы движутся, в зависимости от знака, к электродам — катоду и аноду. Катодное пространство обогащается катионами, но разряжаться на поверхности катода (на границе металл—раствор) будет тот катион, который имеет более положительный потенциал при данных условиях электролиза. Анодное пространство будет обогащаться анионами. Для предотвращения диффузии ионов в направлениях, обратных движению, которое они совершают под действием электрического тока, катодное и анодное пространства разделяются диафрагмами. Если для этой цели применять обычные инертные диафрагмы (керамика, асбест и др.), электропроводность которых определяется их пористостью и электропроводностью электролита, заполняющего поры диафрагмы, то ванны (ячейки) электродиализатора будут иметь большие омические сопротивления, что повлечет за собой значительные затраты электроэнергии. Кроме того, такие диафрагмы в малой степени препятствуют обратной диффузии ионов, и поэтому обогащение последними католита и анолита будет получаться не более чем в 10 раз. [c.174] Перенос электрического тока в самой диафрагме (мембране) осуществляется за счет движения ионов одного знака заряда, а именно противоионов. Однако следует оговориться, что ионитовые диафрагмы не абсолютно селективны. Незначительная часть ионов, противоположных по знаку заряда обменным ионам диафрагмы, может проникать через нее, причем эта часть тем больше, чем выше разность концентраций в растворах с обеих сторон диафрагмы. [c.175] За рубежом намывные фильтры с порошкообразными ионитами используют для очистки конденсата на АЭС с кипящими реакторами. [c.176] Можно думать, что этот метод очистки воды I контура ядерных энергетических установок будет в дальнейшем применяться более широко. [c.176] Методика расчета и конструкции выпарных аппаратов, теория и метод расчета выпарных установок в целом, процессы кипения, теплопередачи и другие проблемы подробно описаны в специальной литературе [239— 243]. В данном разделе кратко рассмотрены конструкции тех выпарных аппаратов, которые могут применяться на установках для очистки сбросных вод. [c.176] Простейший выпарной аппарат представляет собой металлический сосуд со сферическим дном и паровой рубашкой. Такой аппарат отличается надежной конструкцией, но имеет существенные недостатки малую интенсивность теплопередачи, небольшую производительность, невысокое паровое пространство, вследствие чего возможен большой механический унос капелек раствора. На установках для очистки сбросных вод этот аппарат может быть применен только в редких случаях — при малой производительности выпарной установки и отсутствии в выпариваемой воде веществ, способствующих (значительному) пенообразованию. [c.176] Модификацией выпарного аппарата с паровой рубашкой служит аппарат, в котором нагрев жидкости осуществляется с помощью системы змеевиков. Змеевиковый аппарат более компактный и может иметь большую поверхность нагрева на единицу объема выпариваемой жидкости. К недостаткам такого аппарата следует отнести сложность очистки поверхности и ремонта змеевиков, трудность отвода конденсата при длинных змеевиках и др. На установках для очистки сбросных вод такой аппарат может быть применен при соблюдении тех же условий, что и для первого аппарата, причем в выпариваемой воде не должно содержаться значительного количества солей, дающих накипь. [c.176] Назначение ступеней ионирования. Первая ступень Н+-катионирования — обмен катионов всех металлов на Н+, при этом в фильтрат попадает эквивалентное количество соответствующих кислот. [c.177] Первая ступень ОН -анионирования (слабоосновной анионит) — обмен анионов сильных кислот, при этом происходит реакция нейтрализации. [c.177] Вторая ступень Н+-катионирования — обмен катионов, прошедших через фильтр первой ступени, главным образом катионов щелочных металлов Ыа+, Сз+ и др. [c.177] Вторая ступень ОН -анионирования (сильноосновной анионит) —обмен анионов слабых кислот. [c.177] Если необходимо осуществить глубокое обессолива-ние сбросных вод, можно провести последовательно и три ступени ионирования. [c.177] Все новые направления в практическом осуществлении ионного обмена (противоточное ионирование, использование намывных фильтров, экономия реагентов при регенерации и пр.), рассмотренные для катионитовых фильтров, могут быть распространены и на анионитовые фильтры. [c.177] При прохождении обрабатываемой воды последовательно через катионитовый и анионитовый фильтры трудно получить глубокую очистку (деонизацию) воды вследствие противоионного эффекта. Этот эффект связан с обратимостью реакций, протекающих в фильтрующем слое, так как в воде еще остается некоторое количество ионов. Чтобы достигнуть высокой степени очистки, следует пропускать воду через несколько ступеней-блоков (состоящих из катионитового и анионитового фильтров) или применять фильтры со смешанным слоем, включающим и катионит и анионит. В таком смешанном слое число элементарных актов бесконечно велико, что приводит практически к полному обессоливанию воды даже при прохождении ее через один фильтр с высоким слоем смеси [232, 233]. [c.177] Вернуться к основной статье