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FM-ED-0200电渗析/双极膜小试设备

 

（一）、电渗析       电渗析是指溶液中溶质通过半透膜的现象。自然渗析的推动力是半透膜两侧溶质的浓度差。在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜的现象称为电驱动膜分离器。    离子交换膜是由高分子材料制成的对离子具有选择透过性的薄膜。主要分阳离子交换膜（CM，简称阳膜）和阴离子交换膜（AM，简称阴膜）两种。阳膜由于膜体固定基带有负电荷离子，可选择透过阳离子；阴膜由于膜体固定基带有正电荷离子，可选择透过阴离子。阳膜透过阳离子，阴膜透过阴离子的性能称为膜的选择透过性。电驱动膜分离器过程最基本的工作单元称为膜对。一个膜对构成一个脱盐室和一个浓缩室。一台实用电驱动膜分离器由数个膜对组成。图1简明地示出电驱动膜分离器工作原理。

                     图1  电驱动膜分离器工作原理示意图

 

    电驱动膜分离器的主要部件为阴、阳离子交换膜，隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液流经过的通道。淡水经过的隔室为脱盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。若把阴、阳离子交换膜与浓、淡水隔板交替排列，重复叠加，再加上一对端电极，就构成了一台实用电驱动膜分离器。    若电驱动膜分离器各系统进液都为NaCl溶液，在通电情况下，淡水隔室中的Na+向阴极方向迁移，Cl－向阳极方向迁移，Na+与Cl－就分别透过CM与AM迁移到相邻的隔室中去。这样淡水隔室中的NaCl溶液浓度便逐渐降低。相邻隔室，即浓水隔室中的NaCl溶液浓度相应逐渐升高，从电驱动膜分离器中就能源源不断地流出淡化液与浓缩液。    淡水水路系统、浓水水路系统与极水水路系统的液流由水泵供给，互不相混，并通过特殊设计的布、集水机构使其在电驱动膜分离器内部均匀分布，稳定流动。    从供电网供给的交流电，经整流器变为直流电，由电极引入电驱动膜分离器。经过在电极溶液界面上的电化学反应，完成由电子导电转化为离子导电的过程。    用夹紧板紧固在一起的膜堆部分称为电驱动膜分离器。电驱动膜分离器要进行工作，必须有水泵、整流器等辅助设备，还必须有进水预处理设施。通常把电驱动膜分离器及辅助设备总称为电驱动膜分离器装置。 

   

      双极膜是把阴离子交换层和阳离子交换层黏贴在一起的离子交换膜。在此膜的两侧，印压带有水理论分裂电压的0.83V以上的电压，膜内的水分解成酸（H+）和碱（OH-）

 

 

（二）、双极膜工艺流程图（下图）：

       双极膜电渗析设备是由双极膜、阴膜和阳膜组成的3室式电渗析设备，通过供给无机盐（Na2SO4），阴离子（SO42-）透过阴离子交换膜和在双极膜分解成的H离子（H+）结合成酸（H2SO4），另一方面，阳离子（Na+）透过阳离子交换膜和在双极膜分解成的OH离子（OH-）结合成碱（NaOH）（进行中和逆反应）。

 

三、设计参数

1、 单片膜面积：200 cm2

2、 对数：10对

3、 总有效膜面积：2000 cm2（0.2 m2）

4、 系统处理能力：2-4L/H

5、 电压：Max.30V

6、 电流：Max. 20A

7、 设备总功率：Max. 1.5KW

8、 设备尺寸：120*80*120cm

 

 

四、设计功能要求

1、 膜堆采用多用途设计，通过更换隔膜板和膜片组装方式可实现标准电渗析、2室双极膜以及3室双极膜电渗析功能。

2、 系统带降温换热功能，通过降温系统控制电流产生的热效率。

3、 系统设置流量、温度、电导等在线监测，仪表均采用进口产品。

4、 所有管道阀门采用耐腐蚀材料，避免高盐或酸碱腐蚀；

5、 机架采用高防腐处理，避免避免高盐或酸碱腐蚀；配置移动脚轮方便移动及运输；

6、 系统配备西门子10”触摸屏，控制设备的同时，实现系统自动检测，并记录数据。

 

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