Спосіб одержання деіонізованої води

Спосіб одержання деіонізованої води, включаючий обробку води в електродіалізаторі, який міс 28940 Приклад реалізації способу В електродіалізатор, який складається з 5 КЗ та 6 КК з робочою площею мембран 50 см2, в КЗ знаходиться змішаний шар іонітів, направляємо водопровідну воду з питомим опором 3 кОм×см з швидкістю (дм3/год) в КЗ - 0,8 та в КК - 2,8. Деіонізацію провадили при густині електричного струму 0,6 А/дм2 та напругою на електродах електродіалізатора 108 В. Одержана деіонізована вода з питомим опором 1390 кОм×см. Затрата електроенергії при цьому складала 7,8 кВтгод/м3 (таблиця, приклад 7). Для визначення граничних значень швидкостей потоків в КЗ та КК були здійснені досліди, ідентичні описаному вище. Установлено, що при запропонованому співвідношенні швидкостей потоків в достатньо широкому діапазоні швидкостей потоків в електродіалізних камерах КЗ та КК в процесі деіонізації створюються умови для ефективного видалення домішкових іонів, що забезпечує високий питомий опір одержаної води (таблиця, приклади 1-14). При заграничному зниженні співвідношення швидкостей потоків води в КЗ та КК, наприклад при 1:1,5, спостерігається розігрівання апарату. Заграничне підвищення співвідношення швидкостей потоків в КЗ та КК, наприклад при 1:7 приводе до одержання деіонізованої води з пониженим питомим опором 85 кОм×см, котрий являється меншим питомого опору води, яка одержується у відомому способі. Найкращий ефект спостерігається при співвідношенні швидкостей потоків води в КЗ та КК рівному 1:3,6. Вода, яка одержується пру цьому має питомий опір 1500 кОм×см та необхідні для цього затрати електроенергії складають 7,5 кВтгод/м3, що являється меншим, чим у відомому способі [2]. Переваги запропонованого способу одержання деіонізованої води по зрівнянню з відомим способом [2] підтверджуються даними таблиці. З поданих даних виходить, що вода одержана запропонованим способом значно перевищує по якості воду одержану відомим способом. Питомий опір води, одержаної по запропонованому способу складає 250... 1500 кОм×см, що в 2,5...14 раз перевищує питомий опір води по відомому способу [2] (110 кОм×см), при цьому треба відмітити, що затрати електроенергії в запропонованому способі складають 3,9...13,3 кВтгод/м3, що не перевищує затрати електроенергії у відомому способі (8,9 кВтгод/м3). границях A - K відбувається викид сорбованих іонів іонітами. При цьому у відомих технічних рішеннях в КЗ швидкість потоків води або більша чим в КК [1] або рівна [2]. Таке технічне рішення проблеми дозволило авторам провадити процес деіонізації при невеликих затратах електроенергії, тому що збільшення коцентрації концентрату (чому сприяє мінімальний потік в КК) повинно зумовити мінімальні затрати електроенергії на процес. Однак в таких умовах проведення процесу деіонізації води десорбовані іони не встигають вийти із об'єму КЗ, а тому вода одержана в відомих способах [1, 2] характеризується малим питомим опором. В запропонованому способі, збільшення швидкості потоку в КК по зрівнянню з швидкістю потоку в КЗ, забезпечує винесення домішкових іонів із об'єму КЗ, зменшуючи при цьому вірогідність дифузії їх із КК в КЗ. Деіонізована вода, яка одержується при співвідношенні швидкостей потоків в КЗ:КК 1:(2¸6) характеризується питомим опором рівним 250¸1500 кОм×см. Відомо, що при реалізації процесу деіонізації максимальна кількість електричного струму в КЗ буде протікати через границі контакту з меншим опором, тобто через границі, де має місце викид сорбованих іонів іонітами. Тому затрати електроенергії потрібні для здійснення процесу деіонізації води складають 3,9¸13,3 кВтг/м3, що являються такими, або навіть меншими чим у відомому способі [2]. Таким чином сукупність суттєвих признаків запропонованого способу одержання деіонізованої води являється необхідною та достатньою для досягнення забезпечуваного винаходом технічного результату - підвищення питомого опору деіонізованої води при одночасному збереженні незначних затрат електроенергії. Спосіб реалізується слідуючим чином. Деіонізації піддавали водопровідну воду м. Києва з питомим опором 3-4 кОм×см в електродіалізаторі, який містить катіоно- та аніонообмінні мембрани, що чергуються між собою, утворюючи таким чином КК та КЗ з розміщеним в останніх змішаним шаром катіоно-та аніонообмінних смол, відповідно КУ-2х8 та АВ-17 в об'ємному співвідношенні 1:1,5. Деіонізацію здійснювали при різному співвідношенні швидкостей потоків в КЗ та КК 1:(2¸6) та затратах електроенергії при цьому від 3,9¸13,3 кВтг/м3. Питомий опір води вимірювали на цифровому вимірювачі Е7 - 12. 2 28940 Таблиця № п/п Швидкість потоку води, дм3/год КЗ КК 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0,5 0,7 0,5 0,5 0,8 0,8 0,8 0,5 1,0 0,7 0,5 0,6 0,5 1,0 1 1,5 1,2 1,4 2,4 2,6 2,8 1,8 3,6 2,6 2,0 2,7 3,0 6,0 15 16 0,5 1,0 0,75 7,0 17 3,4 3,4 Відношення швидкості потоку води в КЗ та КК За винаходом 1:2 1:2,1 1:2,4 1:2,8 1:3 1:3,2 1:3,5 1:3,6 1:3,6 1:3,7 1:4 1:4,5 1:6 1:6 Заграничні значення 1:1,5 1:7 Відомий спосіб 1:1 Питомий опір води, кОм см Затрати електроенергії, кВтгод/м3 934 1111 1050 1120 1149 1440 1390 1500 750 1370 1300 1370 1500 250 12,8 5,0 5,5 5,2 7,1 8,0 7,8 7,5 8,0 3,9 7,0 3,2 13,3 3,9 розігрівання 85 6,6 110 8,9 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3