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胺液净化中的电渗析技术你了解多少

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20190718

透析是指溶质在溶液中通过半透膜的现象。自然透析的驱动力是半透膜两侧的浓度差。在直流电场作用下,离子通过选择性离子交换膜的现象称为电渗析。

离子交换膜是由具有选择性离子渗透性的高分子材料制成的薄膜。有两种膜:阳离子交换膜(CM)和阴离子交换膜(AM)。由于膜的固定基具有负电荷离子,可以选择阴离子穿透阳极膜;由于膜的固定基带正电荷离子,所以可以选择阴离子穿透膜。膜的选择性渗透称为正膜通过阳离子的选择性渗透和负膜通过阴离子的选择性渗透。

电渗析过程中工作的基本单位称为膜对。膜对构成脱盐室和浓缩室。一种实用的电透析器由数百对膜对组成。

图1简明地显示了电渗析器的工作原理。

该电渗析器的主要组成部分是阴离子和阳离子交换膜、隔膜和电极。由隔板组成的隔间是液体流动的通道。淡水通过的隔间是海水淡化室,浓缩水通过的隔间是浓缩室。如果阴离子和阳离子交换膜与浓水和淡水分离器交替布置,并重复重叠,再加上一对末端电极,就形成了实用的电渗析器。

如果电渗析器系统的液体是氯化钠溶液,条件下电气化、Na +淡水舱的阴极方向迁移,Cl -阳极方向迁移,Na +和Cl -迁移到邻室分别通过CM和我。因此淡水舱中NaCl溶液的浓度逐渐降低。相邻室(即浓水室)NaCl溶液浓度逐渐增加,脱盐液和浓液可连续从电渗析器中流出。

淡水、浓水和极地水系统的流量由水泵提供,水泵之间不相互混合。通过特殊设计的滤布和集水机构,使电渗析系统中的流体流动均匀、稳定。

通过整流器将供电网络中的交流电转化为直流电,电极引入电渗析器。通过电极溶液界面的电化学反应,完成了从电子导电到离子导电的过程。

由夹板固定在一起的膜栈部分称为电渗析器。电渗析的工作必须配备泵、整流器等辅助设备以及进水预处理设施。电渗析机及辅助设备一般称为电渗析机。

就该工艺的基本原理而言,电渗析技术至少有四种应用。

(1)从电解质溶液中分离出部分离子,降低电解质溶液的浓度。例如,海水淡化和微咸水生产饮用水和工业用水;工业用初级纯净水的制备废水处理等。特种微咸海水淡化是目前电渗析技术中最成熟、应用最广泛的领域。

(2)将电解质离子从溶液中转移到另一溶液体系中,增加其浓度。海水浓缩制盐是该领域成功应用的一个典型例子。如化工产品的精制、工业废液中有用成分的回收等也属于这种应用。

(3)有机溶液中电解质离子的去除。目前主要用于食品、医药等行业。已成功应用于乳清脱盐、糖脱盐和氨基酸精制。

(4)不同荷电离子在电解质溶液中的等电性及相同荷电离子的分离。使用离子交换膜,只允许一价离子通过集中海水盐生产的工业化应用的一个例子是前者,而后者是在发展阶段和研究由于缺乏实际的膜,从卤水中锂的分离等研究了多年。

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