電滲析設(shè)備38

電滲析設(shè)備系列詳細(xì)介紹
電滲析溶液中電解質(zhì)的分離全過(guò)程介紹
　　滲析是指用膜把一容積隔成兩部分，膜的一側(cè)是溶液，另一側(cè)是純水，小分子溶質(zhì)透過(guò)膜向溶液側(cè)移動(dòng)的過(guò)程;或者膜的兩側(cè)是濃度不同的溶液時(shí)，溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過(guò)膜擴(kuò)散到濃度低的一側(cè)的過(guò)程。但如果僅僅是純水透過(guò)膜向溶液側(cè)移動(dòng)，使溶液變淡或者僅僅是低濃度溶液中的溶劑透過(guò)膜進(jìn)入高濃度的溶液，而溶質(zhì)不透過(guò)膜，則此過(guò)程稱之為滲透。電滲析是指在直流電場(chǎng)的作用下，溶液中帶電離子選擇性地 透過(guò)離子交換膜的過(guò)程， 目前電滲析主要應(yīng)用于溶液中電解質(zhì)的分離。
　　以鹽水中NaCl的脫除來(lái)闡述電滲析過(guò)程原理。在正、負(fù)兩電極之間交替地平行放置陽(yáng)離子交換膜(簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，以符號(hào)C表示)和陰離子交換膜(簡(jiǎn)稱陰膜，以A表示)。陽(yáng)膜常含有帶負(fù)電荷的酸性活性基團(tuán)，能選擇性地使溶液中的陽(yáng)離子透過(guò)，而溶液中的陰離子則因受陽(yáng)膜上所帶負(fù)電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過(guò)陽(yáng)膜。陰膜通常含有帶正電荷的堿性活性基團(tuán)，能選擇性地使陰離子透過(guò)，而溶液中的陽(yáng)離子則因陰膜上所帶正電荷基團(tuán)的同性相斥作用不能透過(guò)陰膜。陰、陽(yáng)離子交換膜之間用特別的隔板隔開，組成濃縮和脫鹽兩個(gè)系統(tǒng)。
     電滲析法的特點(diǎn)：
　　1、可以同時(shí)對(duì)電解質(zhì)水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用;
　　2、可以用于蔗糖等非電解質(zhì)的提純，以除去其中的電解質(zhì);
　　3、在原理上，電滲析器是一個(gè)帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高。
　　4、在電滲析過(guò)程中，也進(jìn)行以下次要過(guò)程：
　?、偻x子的遷移，離子交換膜的選擇透過(guò)性往往不可能是的，因此總會(huì)有少量的相反離子透過(guò)交換膜;
　?、陔x子的濃差擴(kuò)散，由于濃縮室和淡化室中的溶液中存在著濃度差，總會(huì)有少量的離子由濃縮室向淡化室擴(kuò)散遷移，從而降低了滲析效率;
　?、鬯臐B透，盡管交換膜是不允許溶劑分子透過(guò)的，但是由于淡化室與濃縮室之間存在濃度差，就會(huì)使部分溶劑分子(水)向濃縮室滲透;
　?、芩碾姖B析，由于離子的水合作用和形成雙電層，在直流電場(chǎng)作用下，水分子也可從淡化室向濃縮室遷移;
　?、菟臉O化電離，有時(shí)由于工作條件不良，會(huì)強(qiáng)迫水電離為氫離子和氫氧根離子，它們可透過(guò)交換膜進(jìn)入濃縮室;
　?、匏膲簼B，由于濃縮室和淡化室之間存在流體壓力的差別，迫使水分子由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲透。顯然，這些次要過(guò)程對(duì)電滲析是不利因素，但是它們都可以通過(guò)改變操作條件予以避免或控制。
　　電滲析器運(yùn)行的工藝參數(shù)：
　　1、電流效率：電滲析析器運(yùn)行時(shí)實(shí)際除鹽量與理論除鹽量之比稱為電滲析器的電流效率。
　　2、電流密度與極化現(xiàn)象：電滲析器工作時(shí)，單位膜面積上通過(guò)的電流稱為電流密度。運(yùn)行時(shí)，當(dāng)電流密度達(dá)到一定值時(shí)，界面層離子的遷移速度遠(yuǎn)低于膜內(nèi)離子遷移速度，迫使膜界面處水分子發(fā)生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來(lái)傳遞電流，這種膜界面現(xiàn)象稱為濃差極化，此時(shí)的電流密度稱為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化。
　　極化發(fā)生后在陽(yáng)膜淡室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫氧根離子，陽(yáng)膜濃室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫離子;而在陰膜淡室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫離子，陰膜濃室的一側(cè)富集著過(guò)量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度高，則在濃室陰膜的一側(cè)發(fā)生碳酸鈣等沉淀，從而增加膜電阻，加大電能消耗，減小膜的有效面積，降低出水水質(zhì)，影響正常運(yùn)行。