 |
Электродиализный метод обессоливания воды и выделения ценных продуктов развивается в двух основных направлениях [63]: увеличение производительности установок наряду с совершенствованием конструкций и оптимизацией технологических режимов; разработка селективных процессов, обеспечивающих, выделение ионов определенного вида [165] или получение новых химических соединений. Перспективной областью применения мембран в электрохимическом синтезе является производство хлора и щелочи [174-176]. Распространению электродиализа способствует и тот факт, что использование ионообменных материалов позволяет получать соединения высокой степени чистоты [175, 177, 188, 200]. Были проведены исследования на лабораторных установках [178-181], из которых следует, что применение интенсивной турбулизации потока воды позволило значительно расширить пределы экономического использования электродиализной технологии обессоливания до получения остаточного солесодержания в воде 20-50 мг/л, при этом энергозатраты составляют
1,5 кВт-ч/м3 [178].
В таблице 3.1 приведены основные направления использования этого метода.
Как правило, очистка растворов осуществляется в камерах обессоливания при одновременном повышении концентрации электролита в камерах концентрирования. Исключением являются процессы концентрирования органических соединений с добавкой соли. В этом случае процесс осуществляется за счет переноса воды через мембрану с ионами соли.
Процессы ионного обмена протекают при подаче в электролизер исходных растворов различного ионного состава, а процессы фракционирования - за счет различной подвижности ионов в фазе мембраны.
83
Таблица 3.1
Основные направления электродиализа и примеры их реализации
| Очистка неэлектролитов и их растворов, суспензий, эмульсий |
Очистка от солей растворов и водных смесей органических соединений и веществ: сывороток, аминокислот, витаминов, вакцин, вирусов, крови, молока, сахара, патоки и полупродуктов их производства, соков, латексов, фотографических эмульсий, целлюлозной пульпы, черного щелока.
Очистка от солей глицерина, органических кислот, мономеров, полупродуктов органического синтеза.
Очистка молока от радиоактивных элементов.
Получение особо чистых веществ очисткой от солей [145, 146] |
| Очистка вод и водных растворов электролитов |
Обессоливание растворов электролитов [164, 169-172].
Получение питьевой или технической воды из морской [53].
Опреснение солоноватых вод.
Очистка радиоактивных сточных вод.
Деминерализация сточных вод (производств аммиачной селитры, гальванических, травильных, бытовых) [49, 155-162].
Предварительная очистка воды для теплоэнергетических установок [168, 199] |
| Концентрирование растворов |
Получение поваренной соли и других солей из морской воды.
Концентрирование сточных вод, содержащих ценные компоненты, в частности, редкие и драгоценные металлы, для последующего их извлечения [201].
Концентрирование растворов солей урана, например, тетрафторида урана; сбросных карбонат-сульфатных растворов, азотной кислоты [198].
Концентрирование растворов электролитов перед выпаркой. Концентрирование радиоактивных вод.
Концентрирование недиализируемых соединений, например, глюкозы, органических кислот с добавлением к ним соли [149] |
| Реакции ионного обмена |
Получение кислот и щелочей из солей, например, NaOH и муравьиной кислоты из формиата натрия, золя кремниевой кислоты из силиката натрия, бромистоводородной кислоты и аммиака из бромида аммония, кристаллической лимонной кислоты [57, 134, 148, 167, 173].
Реакции двойного обмена типа АВ + CD → AD + СВ, например, получение NaOH из НС1 и гидроксида кальция, приготовление фотографических эмульсий на основе AgBr, получение аминокапроновой кислоты из ее хлоргидрата, гидролиз солей в растворах полиэлектролитов [175].
Регенерация кислоты из кислых травильных растворов [154, 189-194]. Минерализация дистиллата. Корректировка рН растворов, в том числе водо-растворимых лаков [45, 195] |
84
Продолжительность 3.1
| Процессы фракционирования |
Отделение многовалентных катионов от одновалентных [78, 87, 143, 144, 166, 197].
Разделение однозарядных катионов, например, К+ от Na+ [1 13].
Разделение белковых гидролизаторов на аминокислотные фракции. Разделение аминокислот [147].
Изменение ионного состава жидкостей, например, увеличение отношения Са : Na в молоке.
Отделение амфотерных катионов от неамфотерных |
85
|
 |
