Электродиализные аппараты

Напряжение на электродах электродиализных аппаратов определяют по формуле [c.1002]

Как известно, многовалентные ионы, имеющие большое сродство с ионообменными смолами, и в обычном ионообменном процессе вызывают определенные трудности, а в электродиализе с ионообменными мембранами оказывают существенное влияние. Кроме того, еще Уилсоном замечено, что электродиализный аппарат действует как электрофильтр. Коллоидные и взвешенные частицы, содержащиеся в исходной воде, поступающей на электродиализную установку, из-за явления электрофореза осаждаются внутри его камер на мембранах, экранируя их. В результате уменьшается эффективность процесса электродиализа — снижается выход по току и повышается омическое сопротивление аппарата. [c.5]

Из сказанного ясно, что перед электродиализными аппаратами необходима глубокая очистка воды от органических веществ, соединений железа и других загрязнений. [c.5]

Рис. 2. Принципиальная схема электродиализного аппарата

Рассмотренная классическая система электродиализа в настоящее время используется лишь для частичного обессоливания и концентрирования электролитов, сепарации неэлектролитов или электролитов с разными скоростями движения (миграции) в растворе. В последнее время появились новые конструкции электродиализных аппаратов, отличающиеся от классической системы. Новые системы электродиализа обеспечивают глубокое обессоливание воды, предельное концентрирование электролитов, получение кислот и щелочей. [c.12]

К основным свойствам ионообменных мембран и процессам, происходящим с их участием, относят набухаемость, осмотический перенос, диффузию, селективность, мембранное равновесие, мембранные потенциалы, электрическую про--водимость и др. Так как ток переносится в электродиализных аппаратах потоком ионов, проводимость системы зависит от числа ионов в обрабатываемой воде, т. е. от нормальности раствора электролита. Если отношение плотности тока к нормальности будет чрезмерно большим, то не будет хватать ионов для переноса тока. Это явление наблюдается прежде всего на границах раздела мембраны с раствором в обессоливающих камерах и называется поляризацией или обеднением заряженного слоя. Поляризация — важнейший фактор, ограничивающий плотность тока, а следовательно, эффективность процесса. [c.20]

В связи с этим предотвращение местной или общей поляризации является важнейшей задачей при создании электродиализных аппаратов. Совершенно очевидно, что детальное изучение этого явления и его связи с параметрами процесса, свойствами мембран и растворов в немалой степени способствует успеху борьбы с ним. [c.23]

Допущение 1 является обычным условием работы электродиализных аппаратов и не вносит ошибки в рассуждения. Допущение 2 введено для упрощения подсчета электрического сопротивления в -й точке потока. При соблюдении допущения 1 , а также при толщине диффузионного слоя 8 значительно меньшей, чем расстояние между мембранами, (1д(8 < с1д), допущение 2 не может внести сколько-нибудь заметной ошибки. Допущение 4 справедливо полностью лишь для прокладок с перемычками-турбу-лизаторами, расположенными перпендикулярно к направлению потока (прокладки лабиринтного типа, перфорирован-но-гофрированные сетки и т. п.), однако оно не вносит большой ошибки в рассмотрение процесса и при других типах прокладок или корпусных рамок. Допущение 6 справедливо для Р =1, однако, поскольку удельное электрическое сопротивление мембраны в соответствии с предложенной формулой в основном определяется постоянной К и членом 1/Сд, то при относительно малых значениях безразмерного [c.33]

Прй создании установок для деминерализации электродиализом были выбраны три типа конструкций электродиализного аппарата — главного элемента технологической схемы [c.66]

В воде, поступающей на электродиализный аппарат, железа должно быть не больше 0,05 мг/л. Особенно опасны для ионообразных мембран комплексные соединения органических веществ с железом. Состав этих органических веществ точно не известен, однако большинство исследователей относят их к почвенному гумусу. Сложность обработки таких вод для удаления железа объясняется невозможностью перевода двухвалентного железа в гидроокись без разрушения органического комплекса, например сильным окислителем. [c.84]

Определение потерь напора в одной камере для вновь создаваемых электродиализных аппаратов, а также для аппаратов с числом камер, отличающихся от серийных [c.97]

Критические условия работы электродиализного аппарата по формуле (37) [c.101]

Напряжение на электродиализном аппарате, необходимое для поддержания средней плотности тока в ячейке, по формуле [c.102]

Количество электричества, которое нужно пропустить через электродиализный аппарат для удаления из воды указанного количества солей в соответствии с формулой (168) [c.103]

Необходимое число парных мембран в электродиализном аппарате при площади одной мембраны Г = 5000 см и коэффициенте экранирования мембраны полиэтиленовой (поливинилхлоридной) рамкой 0,75, т. е. при =0,75-5000 = = 3750 см2, составит [c.104]

Принимается один электродиализный аппарат рамочного типа с закладной сеткой-турбулизатором из поливинилхлорида ромбического сечения, изготовленной методом безотходной просечки-вытяжки. Коэффициент увеличения электрического сопротивления камеры из-за помещения в нее сетки-турбулизатора (по данным Л. Д. Ушакова) Кэк= 0,54. [c.104]

Напряжение на электродиализном аппарате, необходимое для поддержания средней расчетной плотности тока (электродный потенциал Еэл=4 В), по формуле [c.105]

Глава У1Г. КОНСТРУКЦИИ И УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНЫХ АППАРАТОВ И УСТАНОВОК [c.106]

Отечественные электродиализные аппараты выпускают двух типов прокладочные и лабиринтные [41] (табл. 15). [c.106]

Аппараты лабиринтного типа представляют собой фильтр-прессную конструкцию с вертикальной осью электрического поля. Примером таких аппаратов является АЭ-25, собираемый из лабиринтно-сетчатых прокладок, изготовляемых из поливинилхлоридной пленки (рис. 42). В электродиализном аппарате АЭ-25 применена лабиринтно-сетчатая прокладка с косым расположением перемычек, состоящая из наложенных одна на другую сеток, выполненных в виде лабиринта с параллельными перемычками. Для улучшения турбулизации жидкости и упрощения изготовления прокладок перемычки расположены под углом 45° к потоку жидкости, образуя крестовину (см. рис. 39). Аппарат АЭ-25 состоит из двух модулей пропускной способностью по 12,5 мз/ч и имеет П- или Н-образную схему распределения потоков воды. Суммарная максимальная пропускная способность аппарата по пресной воде 25 м /ч. [c.110]

Преимущества схемы неограниченная пропускная способность ЭДУ минимальная протяженность трубопроводов минимальное количество запорно-регулирующих устройств и контрольно-измерительной аппаратуры оптимальные условия работы электродиализных аппаратов минимальный расход электроэнергии наилучшие условия работы мембран, простота автоматизации процесса. [c.110]

Электродиализные аппараты применяются двух типов прокладочные и лабиринтные. Электродиализаторы прокладочного типа (ЭДУ-50, ЭХО-М-5000Х200, Родник-3 ) имеют горизонтальную ось электрического поля их пропускная способность 2—20 Ы /ч. Электродиализаторы лабиринтного типа (Э-400М, ЭДУ-2, ЭДУ-1000, АЭ-25) имеют вертикальную ось электрического поля их пропускная способность 1—25 м ч. Оптимальная область применения электродиализаторов — при концентрации солей в сточной воде 3—8 г/л. Во всех конструкциях электродиализаторов в основном применяют электроды, изготовленные из платинированного титана. Для эффективной работы аппаратов большое значение имеет промывка приэлектродных камер, что предохраняет крайние мембраны от разрушения продуктами электролиза. [c.155]

Циркуляционные (порционные) ЭДУ, в которых определенный объем частично обессоленной воды из бака дилюата перекачивается через мембранный электродиализный аппарат обратно в бак до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень обессоливания. [c.156]

Увеличение тока сверх гфедельного значения приводит в основном к переносу Н - и ОН -ионов, образующихся в результате разложения БОДЫ, и лишь к незначительному дополнительному переносу ионов, подлежащих удалению. Таким образом, концентрационная поляризация ограничивает ироизводитепьыость (т.е. перенос подлежащих удалению ионов) электродиализного аппарата. [c.20]

Электродиализные опреснительные установки разделяются на прямоточные и циркуляционные. В одноступенчатых (рис. 11.17, а) и многоступенчатых (рис. 11.17,6) прямоточных установках заданное опреснение воды происходит в процессе ее протекания через ячейки ванны. При расчете электродиализных аппаратов учитывают, что рабочая ячейка состоит из двух мембран (катионитовой и анионитовой) и двух камер (диализатной и рассольной). Количество рабочих ячеек в установке для опреснения воды общ рассчитывают но формуле 26,8( АС "общ, Р Т1 расч м [c.1000]

При монтаже оборудования электрохимической опреснительной установки все соединительные трубопроводы выполняют из полиэтиленовых труб, а арматуру — из коррозиестойких материалов. Вентиляцию в помещении электродиализных аппаратов проектируют так же, как и в хлораторных (см. п. 10.П. 1.2). Рхли производительность установки превышает 10 м /ч, то электросиловое оборудование и контрольно-измерительные приборы размещают в отдельном помещении, изолированном от помещения электродиализных аппаратов [c.1002]

Период пусковых испытаний, наладочных работ и опытной эксплуатации электродиализных установок показал, что обработка воды электродиализом является процессом весьма сложным, тесно связанным с проблемами электрохимии, технологии водоподготовки, гидродинамики, материаловедения и др. После нескольких лет эксплуатации электродиализных установок научные работники, проектировщики и эксплуатационники пришли к выводу, что одной из главных проблем является обработка исходной воды перед электродиализным процессом. Объясняется это прежде всего повышенной чувствительностью ионообменных мембран к таким веществам, как гул1иновые и фульвокислоты, комплексные соединения железа с органическими веществами, железо других форм, марганец, коллоидная кремниевая кислота и др. Повышенная чувствительность электродиализных аппаратов с ионообменными мембранами объясняется тем, что они работают значительно интенсивнее ионообменных фильтров. Если сравнивать эффективность ионного обмена на ионитах и работы ионообменных мембран- в условиях электродиализного процесса, то оказывается, что во втором случае она на полтора-два порядка выше. [c.5]

На рис. 1 и 2 показаны соответственно принцип устройства электродиализной ячейки и схема электродиализного аппарата. Камеры 1 и 2 образованы мембранами — анионообменными А и катионообменными К. Как уже указывалось, анионообменные мембраны пропускают только анионы, катионообменные только катионы. Катионы перемещаются по направлению электрического тока, поэтому они могут выйти из камер 2, проходя через катионообменные мембраны, но не могут выйти из камер 1, так как встречают анионообменные мембраны. Анионы перемещаются по направлению, противоположному направлению электрического тока они тоже могут выйти из камер 2, проходя через анионообменные мембраны, но не могут выйти из камер 1, так как катионообменные мембраны преграждают им путь. Таким образом, камеры 2 обедняются растворенными солями, вследствие чего их называют дилюатными, камеры 1 обогащаются солями и поэтому их называют рассольными. [c.10]

Рис. 5. Оценка поляризации мембран в электродиализном аппарате в координатах и/1 и 1/1 (по Д. А. Кауану)

Торнер осуществлял эксперименты на электродиализном аппарате с активной площадью мембран 190 м . Проводился электродиализ раствора поваренной соли. Плотность тока составляла 330 A/м при скорости протока раствора, которой соответствовала толщина поляризационной пленки 8 =0,045 мм. Это случай очень сильной поляризации. Поток ионов СГ через анионообменную мембрану со стороны дилюата составлял 738 кмоль/м , ионов N3+—11,2 кмоль/м и ионов ОН — 228 кмоль/м. Незначительный поток ионов Ма обусловлен неидеальной селективностью анионообменной мембраны. Причиной большого потока ионов Н является разложение воды. Оно фактически вызывает и более интенсивный поток ионов СГ. Замечено, что перенос катионов через катинообменную мембрану аномально возрастает. Например, с увеличением напряжения перенос ионов Ыа продолжает возрастать со скоростью, которая не может быть объяснена разложением воды. Также показано, что разложение воды на катионообменной мембране происходит в меньшей степени, чем на анионообменной мембране при прочих равных условиях. [c.30]

Рис. 10. Поляризационная кривая иоиитовой мембраны (а) и характерные кривые плотности тока 1 (б, по Сивека, СШЛ), построенные для определения режима работы электродиализного аппарата

Одним из существенных недостатков конструкции прокладок современных электродиализных аппаратов является отдаление условий массопереноса от критических на большей части длины пути потока и тем большее, чем больше эта длина. Этот факт объясняется тем, что при постоянных конструктивных и скоростных параметрах потока соотношение плотности тока и концентрации дилюата в различных точках потока изменяется. Последнее вызывает неоправданно завышенный расход энергии на перекачку воды почти на всей длине пути потока и завышенный теневой эффект прокладки. [c.79]

При конструировании электродиализных аппаратов и. установок была проведена комплексная оптимизация их конструктивных элементов с учетом работы в условиях, близких к оптимальным. При привязке серийных образцов заранее известны площадь мембран, число мембран и прокладок в аппарате, тип и характеристика насосного оборудования, максимальная мощность выпрямителя, обвязка электродиа- [c.82]

Содержание взвешенных веществ. Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на электродиализный аппарат, не должна превышать 1,5—2,0 мг/л, иначе требуется осветление воды одним из известных методов [33] (коагуляция с фильтрованием, медленные фильтры, патронные фильтры и др.). Даже при обработке профильтрованной воды в электродиализных дилюатных камерах осаждаются коллоидные частицы. Отрицательно заряженные коллоидные и взвешенные частицы мигрируют к поверхности анионитовой мембраны вследствие электрофореза, теряют здесь свой заряд и образуют гелеобразный слой ( лакируют мембрану), ухудшая работу установки. [c.84]

Общий расход энергии на перекачивание складывается нз потребления энергии на мерекачивание дилюата рассола и промывного раствора р через электродиализный аппарат н трубопроводы [c.96]

Отношение концентраций рассола и дилюата в конце длины пути (лабиринта) потока в электродиализном аппарате по формуле [c.100]

Ширина потока воды в пр0кладке (лабиринте) электродиализного аппарата по формуле (139) [c.101]

Число дилюатных (рассольных) камер или соответственно число рабочих ячеек в электродиализном аппарате по формуле [c.101]

Внутреннее электрическое сопротивление одной ячейки (дилюатная + рассольная камеры) электродиализного аппарата определяют по формуле, Ом [c.104]

Недостатки требуется большое количество трубопроводов и запорно-регулирующей армагуры требуются насосы большей мощности и соответственно больший расход электроэнергий мембраны никогда не работают в условиях равновесия плотность тока в электродиализном аппарате непрерывно меняется процесс трудно контролируется. [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология