【摘 要】
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当前陆地淡水资源危机严重制约着社会经济的可持续发展,海水作为淡水的一种替代资源受到了高度重视,工业生产中对廉价酸碱源的需求很大,寻求新的制取稀酸、碱技术显得十
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当前陆地淡水资源危机严重制约着社会经济的可持续发展,海水作为淡水的一种替代资源受到了高度重视,工业生产中对廉价酸碱源的需求很大,寻求新的制取稀酸、碱技术显得十分必要。本研究的开展可以获得一条高转化率、低能耗的电渗析工艺,为进一步实现工业化应用奠定理论基础,对推广海水的应用、节约淡水资源具有重要的意义。 本研究以预处理的软化海水为进水原料,采用双极膜电渗析法制备稀酸和稀碱,以产品浓度、电流效率、产能和能耗为指标因素,通过比对FBM型和BPM-Ⅰ型双极膜、AAV型和 JAM-Ⅱ型阴离子交换膜选取了合适的实验用膜,在低温、低流量条件下采用电流-电压法测定了极限电流曲线,考察了海水体系下海水盐量、操作电压、流量等因素对双极膜性能的影响。结果表明,FBM型双极膜和AAV阴离子交换膜在水渗透性、电流效率、能耗等方面具有明显优势,电渗析器两端施加的电压应该保持在 13-30V 的范围内,产品浓度和产能随着海水盐量和操作电压的升高呈现增长趋势,能耗随着流量和操作电压的升高也呈现升高的趋势。 不同的进料方式对应不同的电渗析效果,针对廉价易得的海水原料宜采用连续单一恒定浓度进料的方式,确定了较适宜的操作条件:利用总盐量为 2.96%的软化海水,在恒压22.5V,极室流量20 Lh-1,盐室、酸室和碱室流量9 Lh-1的条件下,电流效率可达86.22%,平均能耗为3.74 kwhkg-1,氢氧化钠浓度可达9.51%,盐酸浓度达8.12%;实验开始时用稀酸(8.12%)稀碱(9.51%)代替原来酸碱室的纯水,可以极大地降低能耗,最终产品碱的平均浓度为9.62%,平均能耗为2.934 kwhkg-1,更符合工业化的要求。
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