Файл: Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.07.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

По изменению концентрации растворов различают ка­ меры разбавления и камеры увеличения концентрации. Схема многокамерного электродиализера приведена на рис. 28.

Для обеспечения наивытоднейших гидравлических и токовых условий камеры группируют в пакеты, а из них уже составляют ступени электродиализера. Каждая ступень между двумя электродами состоит из 100—200 камер. В зависимости от условий электродиализа вся система может состоять из нескольких ступеней. В мно­ гоступенчатой системе можно применять несколько ва­ риантов протекания потоков жидкости [19]. Однако, исходя из экспериментальных данных, установлено, что наилучшие результаты достигаются при параллельном протекании потоков жидкости в камерах электродиали­ зера, а противоточное или полупоточное протекание — между отдельными ступенями. Отношение скорости про­ текания разбавленного потока к концентрированному описывается экспериментально установленным показа­ телем В:

В = i t

,

 

(28)

 

Vz

 

 

 

где Ѵг —скорость протекания разбавленного

раствора;

ѵг—скорость протекания концентрированного

рас­

твора, которая должна достигать

4—10 см/с.

На рис. 28 показан электродиализер в разобранном

состоянии. Он состоит из

двух

стальных

прижимных

плит, сжимающих мембраны и рамки в единую конст­

рукцию.

 

 

 

 

Эксперименты показали, что очень полезно тидрофо-

бизирование поверхности

рамок соответствующими

си-

ликоновыми препарата ми.

 

 

 

 

Рамки (рис. 29) изготавливают обычно из клингери-

товых плит толщиной 1—2 мм. В верхней и нижней час­

ти рамки находятся отверстия, которые после соедине­

ния

всех рамок и мембран образуют каналы, служащие

для

подачи воды. Каналы соединены в четыре коллекто­

ра, которые служат для

протекания двух

независи­

мых потоков жидкости.

Для предупреждения

зараже­

ния и других неприятных последствий ,в процессе элект­ родиализа подача жидкости к межмембранной камере происходит снизу, а отвод сверху.

Как известно/ скорость воды в каналах должна быть в три-четыре раза больше, чем в центральном канале.

107

2

Р,ис

28. Элекгродналиізер

в разобранном

состоянии

1-М],

/- н а ж и м н а я

плита; 2 -

стягивающие

болты; 3 -

рам ­

ки-

4 _ионитовые мембраны;

5 — перфорированные

се-

’

параторы;

« — электродные

камеры; 7 — электрод

mg

В некоторых случаях для поддержания правильной формы .каналов, подающих воду, на рамке с обеих сто­ рон накладывают тонкую прокладку «з жесткого проч­ ного материала (например, из бакелита), вырезанную по форме рамки.

Рис. 29. 'Рамка электрод,иа-

Рис.

30. Мембрана

 

лизеіра:

 

 

 

 

1 — подвод

воды; 2 — отвод

 

 

 

воды; 3,

4 — поток

воды;

 

 

 

ß — ^каналы

 

 

 

 

Для обеспечения протека-ния

воды

через

главные

каналы ,в мембранах

имеются отверстия, расположен­

ные так же, как -и в рамках (рис.

30).

 

рамками,

В межмембранных камерах,

образуемых

помещаются перфорированные сепараторы для создания турбулентного потока жидкости и механического отде­ ления мембран друг от друга. Сепараторы изготавлива­ ют из тонкой твердой фольги поливинилхлорида, соот­ ветственно профилированной и перфорированной.

При заданной производительности электродиализѳра расчет установки состоит в определении напряжения и силы постоянного тока, подводимого к электродам, а также поверхности и количества -иояитовых мембран.

Теоретически процесс электродиализа независим от вида применяемых электролитов, и подсчет его эффек-

109

тиів'ности сводится к решению уравнения, выражающего зависимость переносимой массы электролита от мощно­ сти электротока.

В двухпоточных электродиализерах эта зависимость может -быть выражена уравнением

А -1

= —?2 ■= const,

(29)

I t ’l l

I tlІ2

 

где Aqi—масса электролита, удаленная из разбавлен­ ного потока, іг-эків;

Аqz —масса электролита, передаваемого в концен­ трированный поток, г-экв;

Т)ь Г\2 — выход по току; / — сила тока, А; t — время, с.

Теоретически электрический заряд, необходимый для понижения концентрации электролита от Сх до С2 в 1 м3раствора, равен

 

q = 96491 (Сі — С2),

 

(30)

где

q —электрический заряд;

г-экв/м3.

 

Сй С2 —концентрация электролита,

(ч):

Выражая в единицах силы тока (А)

іи времени

 

</ = / / =

26,8 (Cj — С2) А• г.

(31)

В

действительности

расход электроэнергии выше,

так как наблюдается явление мембранной поляризации, благоприятствующей ненужному переносу через мембра­ ны ионов Н+ и ОН~, образующихся при диссоциации воды, а также другие явления, связанные с яеидеальной ионной селективностью мембран.

Отношение действительного расхода электротока к теоретическому обозначают как коэффициент выхода по току г], который по величине всегда <>1.

Из потока с интенсивностью Q м3/ч следует удалить

в течение часа количество электролита, равное

 

5 = Q (С, - С2),

(32)

где S —количество электролита, удаляемое из разбав­ ленного раствора в течение часа, г-экв/ч.

Принимая во внимание коэффициент выхода по то­ ку, расход электроэнергии составит

_

г ,

26,8 S

 

/оо\

^действ

^

^

'

(3 3 )

где (7действ — электрический заряд, А-ч.

ПО

Ta« как

ЯЯе*стВ = / І = І П р ’

(3 4 )

где

і —іплотінюсть тока

®

электродиализере,

А/ім2;

 

п — количество камер разбавления;

 

 

 

F — поверхность одной мембраны, м2;

 

 

 

.

г,

2 6 ,8 S

 

/ о с \

 

i n F

= —:— .

 

(35)

 

 

 

Т

 

 

 

 

Плотность тока і в электродиализере

определяется

из .выражения

 

 

 

 

 

 

 

 

у — ( £ t +

2 п Ej)

 

(36)

 

 

 

F n R

 

 

 

 

 

 

 

 

где

V— напряжение на электродах В;

 

В;

 

Е \ —сумма потенциалов на

электродах,

 

Еі — потенциал на мембранах, В;

одной камеры.

 

R —электрическое

сопротивление

Определив оптимальную плотность тока эксперимен­

тально, можно затем найти необходимую .поверхность

одного вида мембраны

и количество камер

в электро-

диализере.

 

 

 

 

 

 

 

Расход электроэнергии на деминерализацию 1 м3 во­

ды в заданных пределах концентрации будет равен

 

W =

 

+

 

 

 

(37)

 

 

 

Т

 

 

 

 

где

W —расход электроэнергии,

кВт-ч/м3;

 

 

Оі — падение напряжения

ів

камере

электродиали-

 

зера, В;

 

 

 

 

 

 

 

ѵі —падение напряжения на электродах, В.

 

Более детальные расчеты

электродиализеров чита­

тель может найти в работе [19].

 

 

 

Правильная работа промышленных электродиализе­ ров обеспечивается системой автоматического контроля и регулировкой. Всегда необходимо определять следую­

щие технологические параметры:

1)

напряжение элект­

ротока, питающего электродиализер;

2) силу

электро­

тока, подводимого ко всему

электродиализеру и к от­

дельным

его ступеням;

3)

интенсивность протекания

жидкости

и падение

давления

в отдельных

потоках;

4) концентрацию электролита ів

разбавленном и кон­

центрированном потоке.

 

 

 

 

 

Ш

Смотрите также файлы