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双极膜电渗析设备工艺

更新时间:2024-01-09    点击次数:390
  双极膜亦称双极性膜,是特种离子交换膜,它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜,作为H+和OH-离子源。双极膜按宏观膜体结构分可分为均相双极膜和异相双极膜。
 
  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)。
 
  将双极膜与阴、阳离子交换膜组合构成双极膜电渗析系统,能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱。由于双极膜可以在较低的电势差下实现水的电解,因此双极膜电渗析设备已成为制备酸/碱产品的技术之一,在电流效率、过程节能环保以及资源综合利用等方面具有较突出的优势。

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