КПД электрического тока может быть рассчитан как отношение теоретического значения силы тока, необходимой для обессоливания данного количества исходного раствора воды, к практическому значению тока (величина тока, использованная в процессе). Разложение воды наблюдается при эксплуатации установки при небольших значениях КПД. При разложении воды происходит непрерывная регенерация ИО смол в дилюационной камере, позволяя процессу ЭДИ удалять слабо ионизированные загрязнения такие, как СО2, бор и силикаты. При использовании процесса ЭДИ как стадии после ОО данный процесс может эффективно проводиться при КПД от 20% до 30% для достижения максимального качества.
Надлежащий уровень предочистки исходной воды – стандартное требование для оптимального протекания процесса ЭДИ, существуют требования к уменьшению общего солесодержания, жесткости, концентрации твердых веществ и концентрации активного хлора. Главная лимитирующая стадия процесса ЭДИ состоит в осадкообразовании солей жесткости и других минеральных соединений на поверхности мембран. Хлор взаимодействует с ионитами и вызывает размыкание цепей ИО смол, что приводит к уменьшению ИО емкости. Твердые вещества, органические вещества и коллоиды могут вызвать образование отложений на мембране и в слоях ионитов.
Так как диоксид углерода (CO2) присутствует в значительном количестве в пермеате ОО и удаляется в ходе ЭДИ в виде анионов бикарбоната и карбоната, то общая концентрация ионообменных анионов (ОКИА) обычно больше, чем общая концентрация ионообменных катионов (ОКИК), и определяет требования по эксплуатации установок ЭДИ. Требования к исходной воде для ЭДИ модулей Е-Сеll МК-3, производящихся компанией GE Water Technologies, следующие:
- ОКИА: < 0,5 мг-экв/л
- ОКИК: < 0,5 мг-экв/л
- Электропроводность (по NaCl): < 62 мкСм/см
- Концентрация СО2: < 10 мг/л
- Щелочность: < 0,4 мг-экв/л
- Жесткость: < 20 мкг-экв/л
- Концентрация силикатов: < 500 мкг/л (по SiO2) [19]
Все ЭДИ модули имеют верхний температурный предел примерно равный 40°С. Этот лимит обусловлен свойствами материала прокладки и материала самой мембраны, а также анионита, присутствующего в дилюационной камере.
Массовый переход загрязнений из раствора на поверхность ИО смол несильно влияет на скорость деионизации. Возрастание скорости потока, подаваемого на процесс ЭДИ, увеличивает скорость, при которой загрязнения должны быть удалены и уменьшает время пребывания, которое может в свою очередь привести к ухудшению процесса обессоливания. Однако, когда величина электрического тока увеличивается вслед за увеличением скорости потока, процесс обессоливания протекает в основном без изменений. Важно также отметить, что толщина поляризационного слоя уменьшается при высоких скоростях потока воды (турбулентность). Этот эффект (уменьшение поляризационного слоя) может больше, чем просто компенсировать уменьшение времени пребывания воды в дилюационных камерах.
Влияние эффектов концентрации загрязнений, скорости потока исходной воды и применяемой силы тока может быть выражено с помощью безразмерного параметра, названного Е-фактор. Он определяется отношением практического значения силы тока к теоретической, необходимой для достижения нужных характеристик очищенной воды:
Е = IA/IT, (2.1)
где IA – практическое значение силы тока;
IТ – теоретическое значение силы тока
Следовательно, в любой ЭДИ установке Е-фактор должен быть больше единицы. Было замечено, что Е-фактор, равный 3, является достаточным для получения воды с удельным электрическим сопротивлением более чем 16 МОм-см при использовании ячейки МК-2, произведенной компанией GE Water & Process Technologies. Селективность по силикатам изменяется с 94,5% до 99,4% при повышении значения Е-фактора с 2,9 до 5,5 соответственно. [19]
Установки ЭДИ строятся из одинаковых модулей (ячеек). Типичные рабочие характеристики ЭДИ системы представлены ниже:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.