《電滲析法副本PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電滲析法副本PPT課件（21頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、電滲析、反滲析、超濾以及滲析統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離系指在某種推動力作用用下，利用特定膜的透過性能，達到分離水中離子或分子以及某些微粒的目的。膜分離的推動力可以是膜兩側的壓力差、電位差或濃度差。這種分離方法可在室溫、無相變條件下進行，具有廣泛的適用性。 方法推動力分離對象滲析濃度差離子、小分子電滲析電位差離子超濾壓力差大分子、微粒反滲透壓力差離子、小分子滲透：膜使溶劑（水）透過的現象稱為滲透。滲析：膜使溶質透過的現象稱為滲析。各種膜分離方法第1頁/共21頁1.離子交換膜及其作用機理2.電滲析原理機過程3.電滲析器的構造與組裝4.電流效率與極限電流密度5.極化與沉淀6.電滲析器工藝設計與計算7.電
2、滲析技術的發(fā)展第2頁/共21頁1.離子交換膜及其作用機理離子交換膜是電滲析器的重要組成部分，按其選擇透過性能，主要分為陽模和陰模，按其模體結構，可分為異相膜、均相膜、半均相膜3種。異相膜的優(yōu)點是機械強度好、價格低，缺點是膜電阻大、耐熱差、透水性大。均相膜則相反。（1）選擇透過率：離子交換膜的選擇透過性實際上并不是那么理想的，因為總是有少量的同號離子（即與膜上的固定活性基電荷符號相同的離子）同時透過。（2）膜電阻：膜電阻與電滲析所需要的電壓有密切的關系。電阻越小，所需電壓越低。第3頁/共21頁2.電滲析原理及過程 在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的透過性(即陽膜 只允許陽離子透過，陰膜只允許
3、陰離子透過)，使水中的陰、陽離子作定向遷移，從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學 過程。 原理是：在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陽膜 與陰膜，讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通電源后，水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移，由于陽膜、陰膜的選擇透過性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。與此同時，在兩電極上也發(fā)生著氧化還原反應，即電極反應，其結果是使陰極室因溶液呈 堿性而結垢，陽極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時所受到的阻力及電極反應。第4頁/共21頁 電滲析法脫鹽的基本原理，可由圖
4、來說明。它是把陽離子交換膜和陰離子交換 膜交 替排列于正負兩個電極之間，井用特制的隔板將其隔開，組成脫鹽(淡化)和濃 縮兩個系統(tǒng)。當向隔室通入鹽水后，在直流電場作用下，陽離子向陰極遷移，陰離子 向陽極遷移，但由于離子交換膜的選擇透過性，而使淡室中的鹽水淡化，濃室中鹽水 被濃縮，實現脫鹽目的。電滲析器通電后，在兩個電極上會發(fā)生電化學反應，以NaCl 溶液為例，其反應為： 在陽極上： 2Cl- 一2e Cl2 H2O H+ + OH- 4OH- 4e O2+ 2H2O 產生的氯氣又有一部分溶于水中： Cl2 + H2O HCl + HClO HClO HCl + O 由此可見，陽極反應有氧氣和氯氣
5、產生，氯氣溶于水又產生HCl及初生 態(tài)氧 O，陽極呈酸性反應，應當注意陽極的氧化和腐蝕問題。在陰極上： H2O H+OH- 2H+2e H2 Na+ + OH- NaOH第5頁/共21頁在陰極室由于H+離子的減少，放出氫氣，極水呈堿性反應，當極水中臺有Ca2+、Mg2+和HCO32-等離子時，會生成CaCO3和Mg(OH)2等沉淀物，在陰極上形成結垢。在極室中應注意及時排除電極反應產物，以保證電滲析過程的正常安全運行。考慮到陰膜容易損壞，并為防止Cl-離子透過陰膜進入陽極室，所以在陽極附近一般不用陰膜，而改用陽膜或惰性多孔保護膜。第6頁/共21頁3.電滲析器的構造與組裝 電滲析器由膜堆、極區(qū)和
6、壓緊裝置三部分構成。 膜塊：是由相當數量膜對組裝而成。 膜對：是由一張陽離子交換膜，一張隔板甲（或乙）；一張陰膜，一張隔板乙（或甲）組成。 離子交換膜： 是電滲析器關鍵部件，其性能影響電滲析器的離子遷移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分類：按膜結構分為：異相膜、均相膜和半均相膜；按膜上活性基團不同分為：陽膜、陰膜和特種膜；按膜材料不同分為：有機膜和無機膜。 隔板：分濃、淡水隔板，交替放陰陽膜之間，使陰膜和陽膜之間保持一定間隔，隔板平面水流，垂直隔板平面電流。隔板厚離0.9毫米。 極區(qū)：包括電極、極框和導水板。 電極：為連接電源所用 極框：放置電極和膜之間，膜帖到電極上去，起支撐作用
7、。 壓緊裝置：是用來壓緊電滲析器，使膜堆、電極等部件形成一個整體，不致漏水。第7頁/共21頁組裝方式 電滲析器組裝是用“級”和“段”來表示，一對電極之間膜堆稱為“一級”。水流同向每一個膜稱為“一段”。增加段數就等于增加脫鹽流程，也就是提高脫鹽效率，增加膜對數，可提高水處理量。 電滲析器組裝方式可淡水產量和出水水質不同要求而調整，一般有以下幾種組裝形式：一級一段；一級多段；多段一段；多級多段。第8頁/共21頁4.電流效率與極限電流密度極限電流密度critical elcclrc current density：是指在離子交換膜專業(yè)領域中是指在離子膜電滲析過程中即將發(fā)生膜極化的電流密度界限。在此極
8、限之下，可以緩和或避免極化而引起的沉淀結構問題。一般電滲析過程應在極限電流密度以下范圍內進行。電流效率：是指電解時，在電極上實際沉積或溶解的物質的量與按理論計算出的析出或溶解量之比，通常用符號表示： =mm100%=m(Itk)100%為電流效率；m為實際產物質量；m為按法拉第定律獲得的產物質量；I為電流強度（A)，t為通電時間(h)，k為電化當量(g/(Ah)第9頁/共21頁第10頁/共21頁 5.極化與沉淀第11頁/共21頁第12頁/共21頁第13頁/共21頁第14頁/共21頁第15頁/共21頁第16頁/共21頁第17頁/共21頁第18頁/共21頁第19頁/共21頁第20頁/共21頁感謝您的觀看！第21頁/共21頁
電滲析法副本PPT課件
