电渗析器的工艺设计计算优化

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：电渗析器电流效率等于一个淡室实际去除的盐量与应析出的盐量之比即：电流效率与膜对数无关，电压随膜对增加而增大，而电流则保持不变。对于一级一段或多级一段组装的电渗析器，脱盐流程长度也就是隔板的流水道长度。

电渗析器用于水的淡化时，一个淡室（相当于一对膜）实际去除的盐量等于：

式中：q——一个淡室的出水量，L/s；

c1、c2——分别表示进、出水含盐量，计算时均以当量粒子作为基本单元，单位为mmol/L；

t——通电时间，s；

MB——物质的摩尔质量，以当量粒子作为基本单元，单位为以g/mol。

依据法拉第定律，应析出的盐量为：

式中：I——电流，A；

F——法拉第常数，等于96500C/mol。

电渗析器电流效率等于一个淡室实际去除的盐量与应析出的盐量之比即：

电流效率与膜对数无关，电压随膜对增加而增大，而电流则保持不变。

2.电渗析器总流程长度的计算

电渗析器总流程长度即在给定条件下需要的脱盐流程长度。对于一级一段或多级一段组装的电渗析器，脱盐流程长度也就是隔板的流水道长度。

设隔板厚d（cm），隔板流水槽宽度为b（cm），隔板流水道长度为L（cm），膜的有效面积为bL（cm2），则平均电流密度等于：

一个淡室的流量可表示成：

式中：υ——隔板流水道中的水流速度，cm/s。

将式（6-22）（6-23）代入（6-21），得出所需要的脱盐流程长度为：

将式（6-18）代入上式，得出在极限电流密度下的脱盐流程长度表达式：

电渗析器并联膜对数 pagenumber_ebook=188,pagenumber_book=176 可由下式求出：

式中：Q——电渗析器淡水产量，

278——单位换算系数。

3.电流、电压及电耗的计算

（1）电流计算如下：

式中：I——电流，A；

A——膜的有效面积，cm2；

i——平均电流密度，mA/cm2。

工作电流一般为极限电流的70%左右。

（2）电压计算如下：

式中：U——一级的总电压降，V；

Uj——极区电压降，V，约15～20V；

Um——膜堆电压降，V。

（3）电耗计算如下：

电渗析器直流电耗：

考虑到整流器的效率（ pagenumber_ebook=189,pagenumber_book=177 ），其耗电量为：