Способ электродиализного обессоливания раствора электролита

(51)7 01 61/44 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Товарищество с ограниченной ответственностью фирма Эйкос(57) Изобретение относится к области электрохимической обработки растворов электролитов способом электродиализа и, в частности, к способам их деионизации. Изобретение может быть использовано для глубокого обессоливания минерализованной воды,опреснения природных соленых и солоноватых вод,деионизации сточных вод промышленных производств и может найти применение в других отраслях промышленности, где используются подобные способы. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - упрощение реализующе го способ устройства за счет исключения электронных блоков, повышение эксплуатационной надежности при сохранении производительности электродиализа и глубины обессоливания раствора. Предложен способ электродиализного обессоливания раствора электролита, включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока, проведение процесса до конечной концентрации, измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения,корректирование электрического параметра. При этом наложение электрического поля постоянного тока осуществляют от выпрямителя с внешней падающей вольт-амперной характеристикой, а в качестве электрического параметра корректируют е крутизну, причем на начальной стадии электродиализа используют выпрямитель с крутизной вольтамперной характеристики, равной 60-80 В/А, а на конечной стадии электродиализа используют выпрямитель с крутизной вольт-амперной характеристики, равной 1-2 В/А. 12164 Изобретение относится к области электрохимической обработки растворов электролитов способом электродиализа и, в частности, к способам их деионизации. Изобретение может быть использовано для глубокого обессоливания минерализованной воды,опреснения природных соленых и солоноватых вод,деионизации сточных вод промышленных производств и может найти применение в других отраслях промышленности, где используются подобные способы. Известен способ обессоливания раствора электролита (патент СССР 1837951, кл. В 0161/44,1993), включающий подачу раствора электролита в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока выпрямителя с внешней падающей вольтамперной характеристикой, проведение процесса до заданной конечной концентрации, соответствующей общей точке вольт-амперных характеристик выпрямителя и электродиализатора, определяемой формулой/кз/1,гдеи- рабочие значения тока и напряжения в электродиализаторе,кз и- значения тока короткого замыкания и напряжения холостого хода. Хотя известный способ обладает рядом достоинств, в частности, простота осуществления и надежность, однако возможности электродиализного обессоливания использованы не полностью из-за наложенного ограничения на продолжительность процесса. Известен способ электродиализного обессоливания раствора электролита (патент РФ 2006270,кл. В 0161/44, 1994), включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока, проведение процесса до конечной концентрации, измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения, определение по ним электрического сопротивления электродиализатора, корректирование электрического параметра, а именно напряжения по первой производной электрического сопротивления по току, а проведение процесса осуществляют при е поддержании в диапазона от минус 0,05 до минус 0,3. Недостаток известного способа в сложности электронного осуществления измерения, вычисления, отслеживания и корректирования режима по производной электрического параметра, а следовательно, и неудовлетворительная надежность реализующей способ системы. Задача изобретения - разработать способ электродиализного обессоливания раствора электролита с максимально возможной плотностью тока в электродиализаторе в течение всего цикла обессоливания порции раствора при одновременном предотвращении превышения плотности тока выше предельно допустимого значения, сопровождающегося возникновением концентрационной поляризации и 2 выпадением на поверхность мембран трудно растворимых осадков. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - упрощение реализующего способ устройства за счет исключения электронных блоков, повышение эксплуатационной надежности при сохранении производительности электродиализа и глубины обессоливания раствора. Технический результат изобретения достигается тем, что так же, как известный способ электродиализного обессоливания раствора электролита, предлагаемый способ включает подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами,наложение электрического поля постоянного тока,проведение процесса до конечной концентрации,измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения, корректирование электрического параметра. Однако, в отличие от известного способа, в предлагаемом способе электродиализного обессоливания раствора электролита наложение электрического поля постоянного тока осуществляют от выпрямителя с внешней падающей вольт-амперной характеристикой, а в качестве электрического параметра корректируют е крутизну. На первой стадии процесса электродиализа, когда сопротивление электролита мало и изменяется мало, а плотность тока поддерживают практически постоянной, для наложения поля на электродиализатор оптимально подходит выпрямитель с крутой падающей вольт-амперной характеристикой (крутизна - 60-80 В/А). На конечной стадии процесса электродиализа, когда сопротивление обессоленного раствора велико, для поддержания максимально возможной плотности тока оптимально подходит выпрямитель с пологой падающей вольт-амперной характеристикой (крутизна - 1-2 В/А). Пример осуществления способа Обессоливали природную соленую воду с общим солесодержанием 4 г/л по , 7, при температуре 21 С до остаточного солесодержания 0,3 г/л в циркуляционной электродиализной установке с возможностью рециркуляции и концентрата, и диализата. Объем порции природной воды, подвергаемой опреснению, - 120 л. 1. Для осуществления электродиализа по способу-прототипу использовали два аналого-цифровых преобразователя, для преобразования непрерывно измеряемых текущих аналоговых значений тока и напряжения на электродиализаторе в цифровые последовательности, и процессор для вычисления первой производной сопротивления по току / и формирования сигнала, управляющего выпрямителем, снабженным блоком управления. Производительность электродиализной установки по способу-прототипу составила 0,290 м 3/час при опреснении до остаточного солесодержания 0,3 г/л. 2. По предлагаемому способу при том же электрическом режиме измеряют отклоненияиот текущих значений напряжения и тока на электро 12164 диализаторе и определяют крутизну вольт-амперной характеристики. На первой стадии используют выпрямитель с крутопадающей вольт-амперной характеристикой с крутизной, равной 60-80 В/А, на конечной стадии используют выпрямитель с пологопадающей вольтамперной характеристикой с крутизной, равной 1-2 В/А. Производительность электродиализной установки в режиме предлагаемому способу составила 0,295 м 3/час при опреснении до остаточного солесодержания 0,3 г/л. Таким образом, при сохранении производительности и качества опресненной воды предлагаемый способ значительно проще и надежнее за счет исключения электронных схем измерения, вычисления и управления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ электродиализного обессоливания раствора электролита, включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока, проведение процесса до конечной концентрации, измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения, корректирование электрического параметра, отличающийся тем, что наложение электрического поля постоянного тока осуществляют от выпрямителя с внешней падающей вольт-амперной характеристикой, а в качестве электрического параметра корректируют ее крутизну, при этом на начальной стадии электродилиза используют выпрямитель с крутизной вольтамперной характеристики, равной 60-80 В/А, а на конечной стадии электродиализа используют выпрямитель с крутизной вольт-амперной характеристики, равной 1-2 В/А.