离子交换膜电渗析除盐
❶ 采用电渗析过程脱除溶液中的离子应满足哪些基本条件
电渗析利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
原理/电渗析 编辑
电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。这种离子交换膜按离子的电荷性质可分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。在电解质水溶液中,阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子,阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子,这就是离子交换膜的选择透过性。在电渗析过程中,离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换,而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用,即离子交换膜不需再生。电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室,其中发生的电化学反应与普通的电极反应相同。阳极室内发生氧化反应,阳极水呈酸性,阳极本身容易被腐蚀。阴极室内发生还原反应,阴极水呈碱性,阴极上容易结垢。
实际应用/电渗析
电渗析是膜分离过程中较为成熟的一项技术,已广泛地应用于苦咸水脱盐,是世界上某些地区生产淡水的主要方法。由于新开发的荷电膜具有更高的选择性、更低的膜电阻、更好的热稳定性相化学稳定性以及更高的机械强度、使电渗析过程不仅限于应用在脱盐方面,而且在食品、医药及化学工业中,电渗析过程还有许多其他的工业应用,如工业废水的处理,主要包括从酸液清洗金属表面所形成的废液中回收酸和金属;从电镀废水中回收重金属离子;从合成纤维废水中回收硫酸盐;从纸浆废液中回收亚硫酸盐等。用于食品工业中,如牛奶脱盐制婴儿奶粉;用于化学工业分离离子性物质与非离子性物质;在临床治疗中电渗析可作为人工肾使用等
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自动控制频繁倒极电渗析(EDR),运行管理更加方便。原水利用率可达80%,一般原水回收率 在45-70%之间。电渗析主要用于水的初级脱盐,脱盐率在45-90%之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化;制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等。
实质上,电渗析可以说是一种除盐技术,因为各种不同的水(包括天然水、自来水、工业废水)中都有一定量的盐分,而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。如果在一个电渗析器中插入阴、阳离子交换膜各一个,由于离子交换膜具有选择透过性,即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过,阴离子交换膜只允许阴离子以通过,这样在两个膜的中间隔室中,盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低,而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室,最后在中间的淡化室内达到脱盐的目的。
实际应用中,一台电渗析器并非由一对阴、阳离子交换膜所组成(因为这样做效率很低),而是采用一百对,甚至几百对交换膜,因而大大提高效率。
❷ 离子交换膜和电渗析哪个可以用作盐酸提浓,各自的原理都是什么呢
http://bbs.hcbbs.com/thread-281249-1-1.html
请参考。
专利CN101195639公开了对草甘膦母液,采用扩散渗析、电渗析以及 扩散渗析和电渗析的内组合,分别回收盐酸、催化容剂三乙胺和草甘膦的 工艺,该工艺所采用的扩散渗析膜,成本较高、寿命有限、分离速率比较低,不利于大规模工业化生产,并且电渗析的能效较高,并且分 离效果不理想。
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感觉无论是离子交换膜还是电渗析用作盐酸提浓成本都非常高。现在盐酸提浓用的最多的方法应该是蒸馏。
❸ 衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些
衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些?
电渗析法的关键在于电渗析器的性能,而电渗析器性能的关键又取决于离子交换膜的性能。离子交换膜性能的具体衡量指标有以下几方面。
(1)膜的选择透过性指标膜的选择透过性是离子交换膜最重要的性能,可用迁移数和膜电λ来表征膜的选择透过性。极端情况下,理想膜只允许反离子通过,不允许同离子通过,即此时反离子的迁移数为1,同离子的迁移数为零。因此可用迁移数定量地表示膜的选择透过性。
用离子交换膜分隔两种浓度不同的电解质溶液,横跨膜的电λ差就是膜电λ。膜电λ的大小取决于膜的离子选择透过性和膜两侧溶液的浓度差。因此,在一定的浓差及温度下,可以用膜电λ表征膜的选择透过性。
(2)交换容量 指单λ膜样品中所含活性基团的数量。通常以单λ干重(g)的膜所含可交换离子的物质的量(mm01)表示。膜的选择透过性及导电性能均与膜的交换容量大小相关。膜的交换容量一般在1~3mmol/g干膜。
(3)导电性膜的导电性可以用电阻率、电导率或面电阻表示。面电阻是指单λ膜面积所具有的电阻,单λa/cm2膜。完全干燥的膜基本不导电,膜的导电性能是由含水膜中的电解质溶液实现的,因此膜的导电性与溶液及膜中的离子种类、浓度以及溶液温度、膜自身的特性等相关,通常要求膜的导电能力应大于溶液的导电能力。
(4)含水率它表示湿膜中所含水的百分数(可以单λ质量干膜或湿膜计)。含水率与膜的活性基团数量、交联度以及电解质溶液的离子种类、平衡浓度相关。其数值通常在30 9/6~50%范Χ。
(5)厚度膜的厚度与膜电阻和机械强度相关。在保证一定机械强度的前提下,膜越薄,其电阻就越小,导电性能也就越好。通常异相膜的厚度约1mm,均相膜厚度约0.2~0.6mm,最薄的为O.015mm。
(6)破裂强度 膜在实际应用中所能承受的最大垂直压力。破裂强度是衡量膜的机械强度的重要指标之一。在电渗析器操作中,膜两侧所受到的流体压力不可能相等,因此膜必须具备足够的机械强度,以免因膜的破裂造成浓室和淡室贯通而使电渗析器无法运行。国产膜的破裂强度为0.3~1.0MPa。
❹ 电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示.其中具有选择性的阴离子交换膜和阳
(1)海水中含有海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时阴极附近生成氢氧根离子,导致氢氧根离子和钙镁离子反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜,从而抑制离子通过,导致电渗析法失败,
故答案为:海水中含较多Mg2+和Ca2+等阳离子,电解时会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2等沉淀从而堵塞阳离子交换膜;
(2)在电渗析法淡化海水示意图中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,①室离子浓度变小,②室离子浓度不大,离子浓度大的为浓水,所以浓水在B处排出,淡水在A处排出,
故答案为:淡水.
❺ 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示。已知海水中含Na + 、Cl - 、Ca 2
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❻ 海水淡化方法中的:电渗析法及离子交换法的流程 电渗析法:水中的离子在直流电场的作用下,可通过半透膜。最初的惰性半透膜电渗析法,主要用于溶胶的提纯,电流效率很低。到了20世纪50年代初,由于选择性离子交换膜向世,才能够用电渗析法淡化海水或苦咸水。脱盐用的选择性离子交换膜有两种:①阳膜,只允许阳离子透过的阳离子交换膜;②阴膜,只允许阴离子透过的阴离子交换膜。使阴膜和阳膜交替排列,中间衬以隔板(其中有水流通道),夹紧之后,在两端加上电极,就成电渗析脱盐装置。 电渗析法原理图 点击此处查看全部新闻图片 当海水流经电渗器时,在直流电场的作用下,阴离子透过阴膜向阳极方向迁移,途中被阳膜挡住去路,被水流冲洗而出;阳离子透过阳膜向阴极方向迁移,途中被阴膜挡住,也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果,从大约一半的夹层流出的水为淡水,从另一半流出的则为浓缩的海水。 电渗析脱盐所用的半透膜,除要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外,还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。 在电渗析脱盐过程中,反离子(电荷与膜内交换基团相反的离子)在膜内的迁移速度比在溶液里大,致使淡化夹层的内膜半身,溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时,扩散迁移的离子不足以补充界面上离子的缺额,而使界面浓度趋近于零,这时的电流称为极限电流。如再增加电流,就会迫使界面上的水分子解离,由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的 H和OH的迁移上,而且会引起溶液的pH值发生变化,使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积,而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀,阻塞水流通道,甚至被迫停机拆洗。防止极化沉淀的根本措施,是设法增加夹层溶液的搅拌作用和布水的均匀性,并把操作电流控制在极限电流之下。此外,定期倒换电极的极性,在浓缩海水夹层中加酸和进行不拆装的化学清洗等,均能延长运转周期。 ❼ 电渗析技术利用的是离子交换膜的选择透过性吗
你好 ❽ 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如图所示.已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、
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