电渗析/双极膜电渗析中小试设备
本装置为电渗析/双极膜电渗析实验装置。系统一体化设计化桌面,高度集成,适用普通2室脱盐电渗析、2室双极膜电渗析,以及3室双极膜电渗析。可广泛用于物料脱盐、海水淡化、高盐废水浓缩、盐转酸、盐转酸碱等实验。特别适用于少量料液实验、膜片性能测试、原理教学演示及学生实验。
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。
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。
二、双极膜电渗析
1、双极膜原料及构成
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-)。
图2:双极膜原料及构成
2、双极膜工艺流程图
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)。
图3:双极膜工艺流程
三、设备特点
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。
3、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。
4、系统设置流量、温度、电导等在线监测,可监控系统过滤各参数变化。
5、所有管道阀门采用耐腐蚀材料,避免高盐或酸碱腐蚀;
6、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。
四、设备参数
电渗析小试设备 | |
产 品 型 号 | FM-ED-0120 |
单片膜面积(cm2) | 120 cm2 |
膜片数量(对) | 10对(可定制20对膜包) |
总有效膜面积(cm2) | 1200 cm2(即0.12 m2) |
处理能力(L/Hr) | 0.2-2.0(视料液浓度) |
电极电压(V) | 0-25.0可调 |
电极电流(A) | 0-16.0A |
原料罐体积(L) | 2×4个 |
冷却方式 | 内置制冷器冷却 |
电源/功率(V/Kw) | 220V/ Max.1.0Kw |
主机尺寸(cm) | 60×60×70 |
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