電滲析/雙極膜實驗設備

FM-ED-0200電滲析/雙極膜實驗設備

（一）、電滲析/雙極膜實驗設備
    電滲析是指溶液中溶質(zhì)通過半透膜的現(xiàn)象。自然滲析的推動力是半透膜兩側(cè)溶質(zhì)的濃度差。在直流電場的作用下，離子透過選擇性離子交換膜的現(xiàn)象稱為電驅(qū)動膜分離器。    離子交換膜是由高分子材料制成的對離子具有選擇透過性的薄膜。主要分陽離子交換膜（CM，簡稱陽膜）和陰離子交換膜（AM，簡稱陰膜）兩種。陽膜由于膜體固定基帶有負電荷離子，可選擇透過陽離子；陰膜由于膜體固定基帶有正電荷離子，可選擇透過陰離子。陽膜透過陽離子，陰膜透過陰離子的性能稱為膜的選擇透過性。電驅(qū)動膜分離器過程基本的工作單元稱為膜對。一個膜對構(gòu)成一個脫鹽室和一個濃縮室。一臺實用電驅(qū)動膜分離器由數(shù)個膜對組成。圖1簡明地示出電驅(qū)動膜分離器工作原理。

                     圖1  電驅(qū)動膜分離器工作原理示意圖

    電驅(qū)動膜分離器的主要部件為陰、陽離子交換膜，隔板與電極三部分。隔板構(gòu)成的隔室為液流經(jīng)過的通道。淡水經(jīng)過的隔室為脫鹽室，濃水經(jīng)過的隔室為濃縮室。若把陰、陽離子交換膜與濃、淡水隔板交替排列，重復疊加，再加上一對端電極，就構(gòu)成了一臺實用電驅(qū)動膜分離器。    若電驅(qū)動膜分離器各系統(tǒng)進液都為NaCl溶液，在通電情況下，淡水隔室中的Na+向陰極方向遷移，Cl－向陽極方向遷移，Na+與Cl－就分別透過CM與AM遷移到相鄰的隔室中去。這樣淡水隔室中的NaCl溶液濃度便逐漸降低。相鄰隔室，即濃水隔室中的NaCl溶液濃度相應逐漸升高，從電驅(qū)動膜分離器中就能*地流出淡化液與濃縮液。    淡水水路系統(tǒng)、濃水水路系統(tǒng)與極水水路系統(tǒng)的液流由水泵供給，互不相混，并通過特殊設計的布、集水機構(gòu)使其在電驅(qū)動膜分離器內(nèi)部均勻分布，穩(wěn)定流動。    從供電網(wǎng)供給的交流電，經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姡呻姌O引入電驅(qū)動膜分離器。經(jīng)過在電極溶液界面上的電化學反應，完成由電子導電轉(zhuǎn)化為離子導電的過程。    用夾緊板緊固在一起的膜堆部分稱為電驅(qū)動膜分離器。電驅(qū)動膜分離器要進行工作，必須有水泵、整流器等輔助設備，還必須有進水預處理設施。通常把電驅(qū)動膜分離器及輔助設備總稱為電驅(qū)動膜分離器裝置。 

      雙極膜是把陰離子交換層和陽離子交換層黏貼在一起的離子交換膜。在此膜的兩側(cè)，印壓帶有水理論分裂電壓的0.83V以上的電壓，膜內(nèi)的水分解成酸（H+）和堿（OH-）

（二）、雙極膜工藝流程圖（下圖）：

       雙極膜電滲析設備是由雙極膜、陰膜和陽膜組成的3室式電滲析設備，通過供給無機鹽（Na2SO4），陰離子（SO42-）透過陰離子交換膜和在雙極膜分解成的H離子（H+）結(jié)合成酸（H2SO4），另一方面，陽離子（Na+）透過陽離子交換膜和在雙極膜分解成的OH離子（OH-）結(jié)合成堿（NaOH）（進行中和逆反應）。

三、設計參數(shù)

1、 單片膜面積：200 cm2

2、 對數(shù)：10對

3、 總有效膜面積：2000 cm2（0.2 m2）

4、 系統(tǒng)處理能力：2-4L/H

5、 電壓：Max.30V

6、 電流：Max. 20A

7、 設備總功率：Max. 1.5KW

8、 設備尺寸：120*80*120cm

四、設計功能要求

1、 膜堆采用多用途設計，通過更換隔膜板和膜片組裝方式可實現(xiàn)標準電滲析、2室雙極膜以及3室雙極膜電滲析功能。

2、 系統(tǒng)帶降溫換熱功能，通過降溫系統(tǒng)控制電流生成的熱效率。

3、 系統(tǒng)設置流量、溫度、電導等在線監(jiān)測，儀表均采用進口產(chǎn)品。

4、 所有管道閥門采用耐腐蝕材料，避免高鹽或酸堿腐蝕；

5、 機架采用高防腐處理，避免避免高鹽或酸堿腐蝕；配置移動腳輪方便移動及運輸；

6、 系統(tǒng)配備西門子10”觸摸屏，控制設備的同時，實現(xiàn)系統(tǒng)自動檢測，并記錄數(shù)據(jù)。