电渗析电源的特点是什么?
电渗析电源的特点如下:
1. 可同时对电解质水溶液进行脱盐、浓缩、分离和纯化;
2. 可用于净化蔗糖等非电解质,去除电解质;
3. 原则上,电渗析电源是带有隔膜的电解槽,可以利用电极上的氧化还原效率。
4. 在电渗析电源过程中,还进行了以下二次过程:
① 对于同名离子的迁移,离子交换膜的选择通透性往往不可能达到100%,因此总是会有少量相反的离子通过交换膜;
② 离子的浓度差扩散:由于浓缩室和脱盐室中溶液的浓度差,少量离子总是会扩散并从浓缩室迁移到脱盐室,从而降低透析效率;
③ 对于水渗透,虽然交换膜不允许溶剂分子渗透,但由于脱盐室和浓缩室之间的浓度差异,一些溶剂分子(水)将渗透到浓缩室;
④ 在水的电渗析电源中,由于离子的水合作用和双电层的形成,水分子在直流电场的作用下也能从脱盐室迁移到浓缩室;
⑤ 水的极化电离,有时由于恶劣的工作条件,会迫使水电离成氢离子和羟基离子,这些离子可以通过交换膜进入浓缩室;
⑥ 由于浓缩室和脱盐室之间的流体压力差,水分子被迫从高压侧渗透到低压侧。显然,这些二次过程不利于电渗析电源,但可以通过改变操作条件来避免或控制。
电渗析电源具有工艺简单、脱盐率高、制水成本低、操作方便、无环境污染等主要优点。它被广泛用于海水淡化。具体应用如下:海水淡化和微咸水淡化。根据我单位的试验数据,含盐量高达60g/l的微咸水可淡化为饮用水,解决沙漠地区的饮用水源问题。制作软水(水的电阻率为105 ohm/cm),可向低压锅炉供水,无需盐再生,并可节省约20%的煤炭。
电渗析电源的工艺参数:
1. 电流效率:电渗析电源器运行时实际脱盐量与理论脱盐量之比称为电渗析电源器电流效率。
2. 电流密度和极化现象:电渗析电源器工作时,单位膜面积通过的电流称为电流密度。在运行过程中,当电流密度达到一定值时,界面层中离子的迁移速度远低于膜中离子的迁移速度,迫使膜界面的水分子离子化,依靠氢离子和羟基离子传递电流。这种膜界面现象称为浓差极化,此时的电流密度称为极限电流密度。极化包括浓度极化和电极极化。
极化后,多余的羟基离子富集在正膜光室一侧,多余的氢离子富集在正膜厚室一侧;另一方面,多余的氢离子在负膜光室的一侧富集,多余的羟基离子在负膜厚室的一侧富集。由于浓缩室离子浓度高,在浓缩室负膜一侧会发生碳酸钙等沉淀,从而增加膜阻力,增加电耗,减小膜的有效面积,降低出水水质,影响正常运行。