离子交换膜分离技术
电渗析技术的简介
电渗析技术的简介一、电渗析技术简介及其发展背景电渗析(eletrodialysis,简称ED) 技术是膜分离技术的一种,它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,以电位差为动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
电渗析技术的研究始于德国,1903年,Morse和Pierce把2根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年,Pauli采用化工设计的原理,改进了Morse的实验装置,力图减轻极化,增加传质速率。
但直到1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜后,电渗析技术才进入了实用阶段,其中经历了三大革新:(1) 具有选择性离子交换膜的应用;(2) 设计出多隔室电渗析组件;(3) 采用频繁倒极操作模式。
现在离子交换膜各方面的性能及电渗析装置结构等不断革新和改进,电渗析技术进入了一个新的发展阶段,其应用前景也更加广阔。
电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。
阳膜只允许通过阳离子,阻止阴离子通过,阴膜只允许通过阴离子,阻止阳离子通过。
在外加直流电场的作用下,水中离子作定向迁移。
由于电渗析器是由多层隔室组成,故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去,从而使含盐水淡化。
在食品及医药工业,电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子, 在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功。
电渗析作为一种新兴的膜法分离技术,在天然水淡化,海水浓缩制盐,废水处理等方面起着重要的作用,已成为一种较为成熟的水处理方法。
二、几种电渗析技术1 倒极电渗析( EDR)倒极电渗析就是根据ED 原理,每隔一定时间(一般为15～20 min) ,正负电极极性相互倒换,能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢,以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
膜分离技术
膜分离技术膜分离技术是一种重要的分离技术，通过膜将混合物中不同分子大小、形状、电荷和极性等特性的物质分离出来。
它广泛应用于各种领域，如环境保护、医药制造、食品加工、化学工业和电子行业等。
本文将介绍膜分离技术的工作原理、分类和应用，并探讨其未来的发展前景。
一、膜分离技术的基本原理膜分离技术利用膜作为分离介质，将混合物分离成两个或更多的组分，其中其中至少有一种组分通过膜而另一种组分不直接通过。
根据膜分离的机制可以分为以下三种类型：1、压力驱动膜分离技术压力驱动膜分离技术是指通过施加压力将混合物推动到膜上，以实现分离的技术。
膜的孔径大小、膜的材质和压力差均会影响分离效果。
该技术主要包括超滤、逆渗透和微滤等。
超滤是指利用孔径大小在10-100纳米的超滤膜去除溶液中的高分子物质。
逆渗透是利用高压驱动水通过0.1纳米左右的逆渗透膜，将混合物中的水增量分离出来，这是制取纯水的主要技术之一。
微滤是利用孔径在0.1-10微米的微滤膜去除悬浮物、细菌和微生物等。
2、电力驱动膜分离技术电力驱动膜分离技术是利用电场将混合物推动到膜上，实现分离的技术。
例如电渗析技术是利用电场和离子之间的电荷作用，将含有离子的溶液通过电场驱动到离子交换膜中，使得原来溶液中的阴离子和阳离子在两侧集中，最终通过两个极板分别收集。
3、扩散驱动膜分离技术扩散驱动膜分离技术是指利用分子间的扩散速率的大小差异，将混合物中的混合物分离的技术。
例如气体分离、液体浓缩和溶液析出等。
二、膜分离技术的分类根据膜的性质和分离机制的不同，可以将膜分离技术分为以下几种类型：1、纳滤技术纳滤技术是利用孔径在10-100纳米的纳滤膜，将分子大小在10-100纳米之间的物质分离出来。
纳滤技术主要应用于制备高分子材料、微电子器件制造和水处理等领域中。
2、超滤技术超滤技术是利用孔径在0.01-0.1微米之间的超滤膜，将分子大小在1000道100万道之间的物质分离出来。
超滤技术主要应用于蛋白质提取、水处理、生物制品制备和废水处理等领域中。
离子交换膜分离技术讲解
双极膜：一种复合膜，一侧是阳膜，另一侧是阴膜。在直流电场下
膜内的水分子发生离解生成H+和OH-离子。
6.1.3 离子交换膜的主要性能
• 物理性能
– 机械强度、表观尺寸
• 化学性能
– IEC（交换容量） – 含水量 – 膜的扩散性能 – 耐酸、碱氧化性能
阴膜
Cl（-）
（+） 提高电流 离子枯竭 极限电流 水离解
图 1 离子通过阴膜的传输
极化
• 浓差极化产生的危害
– 产生结垢使电阻增加，膜使用寿命下降。
– 在阴膜淡水室一侧留下H+，溶液呈酸性也影响膜寿命。
– 总的结果是离子迁移减少，脱盐率下降，水质下降，电 流效率下降。
20
I
II
III
15
current density [mA/cm 2]
高分子骨架， 固定基团 可交换离子（反离子）
6.1.1 离子膜分类
按电荷分: • 阳离子交换膜：
– 活性基团：
• 磺酸基（-SO3H） • 磷酸基（-PO3H2） • 羧酸基（-COOH） • 砷酸基（AsO32-）等；
• 阴离子交换膜：
– 活性基团：
• 伯、仲、叔、季胺基（脂肪胺 与芳香胺）
按膜结构划分:
10
5
ilim
0
0
0.5
1
1.5
2
voltage drop [V]
图 2 电流密度与电压降的关系
• 极化的防止及结垢消除方法
– 控制操作电流密度要小于极限电流密度。 – 提高溶液湍流程度，减小扩散边界层厚度。 – 定期用稀盐酸或稀醋酸进行洗涤。 – 倒极电渗析，即在运行过程中每隔2～8hr之间倒换一次电极，
化学分离膜技术
化学分离膜技术化学分离膜技术，是一种通过薄膜进行物质分离的技术，广泛应用于化工、环保、生物和医药等领域。
本文将介绍化学分离膜技术的原理、应用以及发展前景。
一、原理化学分离膜技术是利用薄膜的选择性透过性，使不同物质在膜上分离的一种方法。
通过薄膜的微孔、选择性通道或分子筛效应，可以将混合物中的某种或多种组分分离出来，实现纯净产物的获取。
二、应用1. 气体分离化学分离膜技术在气体分离领域具有广泛应用。
例如，利用聚合物膜可以实现氧气、氮气、二氧化碳等气体的分离，用于空分设备、工业气体净化和生物气体的提取。
2. 液体分离在化工领域，化学分离膜技术被广泛用于液体分离场景中。
例如，通过逆渗透膜可以实现海水淡化，将淡水从海水中分离出来；通过离子交换膜可以实现离子的选择性透过，用于废水处理和纳米颗粒的分离。
3. 生物分离生物分离领域是化学分离膜技术的重要应用之一。
例如，通过超滤膜可以实现大分子与小分子的分离，用于生物大分子的纯化和浓缩；通过微滤膜可以实现细胞、病毒和细菌的分离，用于生物医药领域的制药和生物安全。
4. 能源领域化学分离膜技术在能源领域有着广泛的应用前景。
例如，利用离子交换膜可以实现电解质在电池中的选择性传输，用于能量转换与储存；通过多孔介质膜可以实现油水分离，用于环保领域的油污处理。
三、发展前景随着现代科技的进步和需求的增加，化学分离膜技术在各个领域都得到了广泛的关注和研究。
未来，随着膜材料的创新和膜结构的优化，化学分离膜技术有望实现更高的分离效率和更低的能耗。
此外，化学分离膜技术也面临一些挑战。
例如，膜的稳定性与寿命、膜的阻力与通量之间的平衡以及膜的制备成本等问题需要被解决。
今后，需要进一步开展膜材料的研究与开发，以推动化学分离膜技术的发展。
总结起来，化学分离膜技术是一种重要的物质分离技术，具有广泛的应用前景。
通过深入研究膜材料和膜结构，可以不断提高膜的分离效率和可持续性，为各个领域的发展做出更大的贡献。
电渗析技术的简介
电渗析技术的简介一、电渗析技术简介及其发展背景电渗析(eletrodialysis简称ED)技术是膜分离技术的一种，它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成除盐(淡化)和浓缩两个系统，在直流电场作用下，以电位差为动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
电渗析技术的研究始于德国，1903年,Morse和Pierce把2根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去;1924年,Pauli采用化工设计的原理，改进了Morse的实验装置，力图减轻极化，增加传质速率。
但直到1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜后，电渗析技术才进入了实用阶段，其中经历了三大革新：(1) 具有选择性离子交换膜的应用；(2) 设计出多隔室电渗析组件；(3) 采用频繁倒极操作模式。
现在离子交换膜各方面的性能及电渗析装置结构等不断革新和改进，电渗析技术进入了一个新的发展阶段，其应用前景也更加广阔。
电渗析器由隔板、离子交换膜、电极、夹紧装置等主要部件组成。
离子交换膜对不同电荷的离子具有选择透过性。
阳膜只允许通过阳离子，阻止阴离子通过，阴膜只允许通过阴离子，阻止阳离子通过。
在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移。
由于电渗析器是由多层隔室组成，故淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，从而使含盐水淡化。
在食品及医药工业，电渗析可用于从有机溶液中去除电解质离子，在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得都比较成功。
电渗析作为一种新兴的膜法分离技术，在天然水淡化，海水浓缩制盐，废水处理等方面起着重要的作用，已成为一种较为成熟的水处理方法。
二、几种电渗析技术1倒极电渗析(EDR)倒极电渗析就是根据ED原理,每隔一定时间(一般为15〜20 min),正负电极极性相互倒换，能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜工作效率的长期稳定及淡水的水质水量。
膜分离法
膜分离法膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。
膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。
膜是具有选择性分离功能的材料。
利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
膜分离与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）等；根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜：无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜，有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
膜分离是一门新兴的跨学科的高新技术。
膜的材料涉及无机化学和高分子化学；膜的制备、分离过程的特征、传递性质和传递机理属于物理化学和数学研究范畴；膜分离过程中涉及的流体力学、传热、传质、化工动力学以及工艺过程的设计，主要属于化学工程研究范畴；从膜分离主要应用的领域来看，还涉及生物学、医学以及与食品、石油化工、环境保护等行业相关的学科。
膜分离过程已成为工业上气体分离、水溶液分离、化学品和生化产品的分离与纯化的重要过程。
广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等。
膜从广义上可以定义为两相之间的一个不连续区间。
这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比要小的多。
膜一般很薄，厚度从几微米、几十微米至几百微米之间，而长度和宽度要以米来计量。
膜可以是固相，液相，甚至是气相的。
用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多，在物理、化学和生物性质上呈现出多样的特性。
膜分离技术发展历史
膜分离技术在二十世纪显露出来，是迅速崛起的一门新技术，并且有高效、节能、环保的特性。
但是人类从认识到利用的历史是很漫长的。
1748年，法国科学家Abbe Nollet发现水可以通过的猪的膀胱它的速度要比酒精的速度快，这是第一个被人类所记载的膜分离技术。
直到19世纪中期，Thomas Graham发现气体扩散现象和透析理论。
才使得人们对膜分离研究产生了兴趣，最初只对动物膜进行了研究[4］。
1864年Traube成功制作人类历史第一张人造膜-亚铁氰化铜膜。
1950年，Jude［3］研制的具有选择透过性的离子交换膜，给电渗析奠定了实用的基础。
1960年Loeb和Sourirajan［1,2]共同使用相转化法纺丝技术,制备了非对称反渗透膜。
这项技术正在大规模使用。
膜分离技术在二十世纪显露出来，是迅速崛起的一门新技术,并且有高效、节能、环保的特性。
但是人类从认识到利用的历史是很漫长的。
1748年，法国科学家Abbe Nollet发现水可以通过的猪的膀胱它的速度要比酒精的速度快，这是第一个被人类所记载的膜分离技术。
直到19世纪中期，Thomas Graham发现气体扩散现象和透析理论。
才使得人们对膜分离研究产生了兴趣，最初只对动物膜进行了研究[4］.1864年Traube成功制作人类历史第一张人造膜—亚铁氰化铜膜。
1950年,Jude［3]研制的具有选择透过性的离子交换膜，给电渗析奠定了实用的基础。
1960年Loeb和Sourirajan［1，2］共同使用相转化法纺丝技术，制备了非对称反渗透膜。
这项技术正在大规模使用.。
离子交换膜的作用
离子交换膜的作用离子交换膜是一种特殊的薄膜材料，它具有离子选择性通透性，能够选择性地将溶液中的离子分离开，从而实现离子的交换和纯化过程。
离子交换膜在各个领域中都发挥着重要的作用，下面将介绍离子交换膜的几个主要应用。
1.水处理离子交换膜在水处理领域中的应用非常广泛。
其中最常见的应用是水软化。
硬水中的钙、镁等离子会与碱性洗涤剂反应，生成沉淀和水垢，对洗衣机、热水器等设备造成严重的损坏。
通过利用离子交换膜可将硬水中的钙、镁等离子与钠离子进行交换，从而软化水质，有效防止水垢的产生。
另外，离子交换膜也可以用于海水淡化过程中，通过选择性地将钠离子从海水中分离出来，从而实现海水的淡化处理。
这种海水淡化技术对于世界上缺水严重的地区来说具有重要的意义。
2.化学合成在化学合成过程中，离子交换膜可以用作催化剂的载体。
离子交换膜材料的特殊结构可以提供高效的分子交换和传递路径，从而实现反应物的选择性转化。
离子交换膜催化剂在化学合成中具有较高的反应选择性和催化活性，可以提高反应的产率和纯度。
离子交换膜还可以用于离子交换色谱分析中。
在离子交换色谱柱中，离子交换膜作为填充材料，通过对溶液中的离子进行分离和纯化，实现离子的定量检测。
离子交换色谱分析在环境监测、食品安全等领域中起着重要的作用。
3.电池和燃料电池离子交换膜在电池和燃料电池中也具有重要的应用。
在燃料电池中，离子交换膜被用作质子传导层，负责将氢气的质子与氧气的电子进行分离，实现电荷的传导和电能的产生。
离子交换膜的高导电性和选择性通过提高燃料电池的效率和性能。
离子交换膜还可以用于锂离子电池中，作为隔膜材料，分隔正极和负极，防止电荷的短路和反应的交叉，提高电池的安全性和寿命。
4.脱盐和浓缩离子交换膜也被广泛应用于脱盐和浓缩过程中。
在海水淡化领域，通过利用离子交换膜可以将盐类和其他杂质从海水中去除，实现海水的脱盐。
同时，离子交换膜还可以用于浓缩溶液中的离子物质，提高产品的纯度和浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
膜内的水分子发生离解生成H+和OH-离子。
6.1.3 离子交换膜的主要性能
• 物理性能
– 机械强度、表观尺寸
• 化学性能
– IEC（交换容量） – 含水量 – 膜的扩散性能 – 耐酸、碱氧化性能
• 电化学性能
– 膜电阻 – 膜电位 – 迁移数 – 选择透过性 – 水的电渗透
膜中毒：
•多价金属离子与阳离子交换膜的固定离子基团结合牢固而不易交换下来， 使离子膜的交换容量逐渐下降，电阻上升，离子选择性也相应下降。
6. 2 电渗析
6.2.1 原理及功能
浓co缩nc液entrate 淡化液diluate
C
-
a阳n极ode
-
---
+
--
+ -- +
---
electrode
rinse极so水lution
• 基本传质方程：由对流传质、扩散传质、电迁 移传质三部份组成，总传质速率为：
Ji
VCi
Di
d ci dx
ZiCi
F Di RT
d
dx
6.1.5 膜中毒与膜污染
膜污染:
•无机盐沉淀于膜的表面上 •有机酸解离成较大的阴离子附着于膜的表面 •胶体粒子、合成洗涤剂附着于膜的表面 •导致膜电阻增加，对膜的选择性有影响但不显著。
6.3.2.3 电解还原
铀酰离子还原示意图
6.3.2.3 电解还原
内电解还原Fe3+示意图
6.3.2.3 电解还原
6. 4 双极膜电渗析
6.4.1 概 述
• 双极膜是由阴膜层与阳膜层构 成的复合膜，在电场作用下： 复合膜层间的水解离出的H＋离 子和OH－离子分别通过阳膜和 阴膜层。双极膜好像一对能提 供H＋离子与OH－离子的电极。
EDR 防止膜面结垢原理
EDR工艺流程
EDR处理苦咸水制备饮用水
特殊电渗析—— EDI
➢电去离子技术（ EDI, Electrodeionization）是近年来发展的技术，又称填充 床电渗析。
➢EDI技术是在普通电渗析的基础上发展起来的，广泛地应用于纯水和超纯 水的制备。
➢EDI装置是一种在电渗析器淡室隔板中装填阴、阳树脂的新型水处理装置。
3600 Nw Nw
电渗析过程的各种指标
• 脱盐率:
f cdi cdo 100 % cdi
• 电流效率:
＝ 26.8（ cdi cdo )
NI
• 能耗:
W直
UI
Q
10 3 (KWh / m3 )
W动
W泵 Q
(KWh
/
m3 )
电渗析的工业应用
传统电渗析的工业应用
工业应用
膜堆和工艺设计
局限性
– 电渗析: 电极反应是形成一个电场，与分离体系关系不大。一对 电极之间是一个膜堆。
• 膜电解的膜：一般均为均相膜
6.3.2 离子膜电解的不同应用方式及其基本原理
➢ 离子膜电解过程应用领域
– 将盐劈裂为酸和碱 – 氧化与还原 – 无试剂加入调pH – 从废液中回收酸碱
6.3.2.1 离子膜电解生产酸与碱
阳离子膜
H2W12O406-
阴极 H2
+
Na+
Na+
-
H+ WO42-
OH-
Na2WO4
H2O
膜电解法制取偏钨酸钠原理
阳极液pH值随电解时间的变化
12Na2WO4 + 16H+ Na6(H2W12O40) + 10Na++ 8H2O
6.3.2.1 离子膜电解生产酸与碱
H2SO4
NH4OH
阳极 O2
同时改变浓、淡水系统流向，使浓、淡水室同时互换。 – 频繁倒极电渗析，简称为EDR。
极限电流的影响因素 •溶液浓度
•溶液浓度高，极限电流大。
•扩散边界层厚度
•扩散边界层厚度小，极限电流大。
•溶液温度
•温度高，极限电流大。
•溶液体系
•溶液中离子组成不同极限电流值不同。
6.2.3 电渗析器
图 2 板框式电渗析膜堆
单台电渗析运行方式
单台电渗析器运行方式
(a) 一次通过式；(b)循环式；(c) 部分循环式；
多台电渗析串联运行方式
电渗析过程的各种指标
• 流速与流量
淡液室的流量为：
qd 10 3 ws
L/s
膜堆总流量为：
Q 3.6Nqd
m3/h
淡液室的液流速度为： 106Q 278Q
cm/s
6.2.2 电渗析过程中的浓差极化
阴膜
Cl（-）
（+） 提高电流 离子枯竭 极限电流 水离解
图 1 离子通过阴膜的传输
极化
• 浓差极化产生的危害
– 产生结垢使电阻增加，膜使用寿命下降。
– 在阴膜淡水室一侧留下H+，溶液呈酸性也影响膜寿命。
– 总的结果是离子迁移减少，脱盐率下降，水质下降，电 流效率下降。
– 异相膜 – 半均相膜 – 均相膜
-NH3+、 -RNH2+、 -R2NH+、-R3N+
6.1.2 特殊性能离子交换膜
扩散渗析膜：用于酸与盐及碱与盐的扩散渗析分离。
国产DF201膜
一价离子选择性透过膜：
允许一价离子而不允许二价及高价离子通过膜。
全氟羧酸－磺酸复合膜：用于氯碱电解取代石棉隔膜。
基材：全氟离子交换树脂， 磺酸基团－SO3H和羧酸基团－COOH
成本
膜生物堵塞
膜污染，产品 损失 膜污染
电渗析预脱盐制备锅炉用水
洗涤槽
电渗析-离子交换处理电镀洗水工艺流程
电渗析处理电镀洗水工业装置（浓缩酸）
缓冲槽
电渗析不锈钢酸洗废水工艺流程
电渗析处理不锈钢酸洗废水工业装置
海水浓缩制盐工艺流程
海水浓缩制盐工业装置
特殊电渗析—— EDR
• EDR是Electrodialysis Reversal 的缩写，它是美国Ionics 公司首 先开发的，15-30min自动倒换电极极性并同时自动改变浓、 淡水水流流向的电渗析 。
+ +
c阴at极hode -
electrode
rinse极s水olution
图 1 电渗析原理
➢ 电渗析主要用于脱盐淡化和浓缩
主要过程：
– 在电埸力作用下，料液中阳离子透过阳膜进入浓室，阴离子透过阴 膜进入浓室。
伴随过程：
– 浓差扩散 – 同名离子迁移 – 水的迁移：浓差迁移、电渗透、压差迁移
– 在朝阳极的阴膜面上生成的初始沉淀晶体，在没有进一步生长之前， 便被溶解或被液流冲走，不能形成运动障碍；
– 由于电极极性频繁倒转，水中带电胶体或菌胶团的运动方向频繁倒转， 减轻了粘性物质在膜面上的附着和积累；
– 可以避免或减少向浓水流中加酸或防垢剂等化学药品；
– 在运行过程中，阳极室产生的酸可以自身清洗电极，克服阴极面上的 沉淀。
图 2 无回路隔板
图 2 有回路隔板
• 电渗析器安装：
– “级”是指电极对的数目，一对电极称为一级； – “段”是指水流方向，每改变一次水流方向称为一
段。 – 多段电渗析增加脱盐率。 – 多级电渗析产量高。
电渗析器不同流向的组装形式
(a) 一级一段；(b)二级一段并联；(c) 一级二段串联；(d) 二级二段串联
关键问题
苦咸水淡化
层流，弯曲通道膜堆， 反极性
原料液浓度和成本
结垢，成本
锅炉给水生产
层流，弯曲通道膜堆， 倒极
产水品质和成本
成本
工艺废水处理 层流膜堆，单向
膜性能和成本
膜污染
超纯水生产 食品脱盐 食盐生产
层流，弯曲通道膜堆， 倒极
产水品质和成本
层流或弯曲通道膜堆， 单向
膜选择性和成本
层流膜堆， 单向
20
I
II
III
15
current density [mA/cm 2]
10
5
ilim
0
0
0.5
1
1.5
2
voltage drop [V]
图 2 电流密度与电压降的关系
• 极化的防止及结垢消除方法
– 控制操作电流密度要小于极限电流密度。 – 提高溶液湍流程度，减小扩散边界层厚度。 – 定期用稀盐酸或稀醋酸进行洗涤。 – 倒极电渗析，即在运行过程中每隔2～8hr之间倒换一次电极，
离子膜电解食盐制碱原理
6.3.2.1 离子膜电解生产酸与碱
Na2WO4
NaOH
阳极 O2
阳离子膜
阴极 H2
Na+ +
OHWO42-
Na+
-
OH-
Na2WO4 + NaOH
H2O
膜电解法回收钨矿碱浸中的游离碱原理
64.3..22.1方离法子原膜电理解生产酸与碱
Na6H2W12O40
NaOH
阳极 O2
开发状态 工业试验 工业应用或工业试验 工业试验 工业应用 工业应用 理论上可能
电渗析技术在湿法冶金过程中的应用
-以偏钨酸铵制取为例
双极膜电渗析制取偏钨酸铵
• 偏钨酸铵(AMT),一种钨的同多酸铵盐 • 分子式为(NH4)6(H2W12O40)·3H2O • 特点：在水中的溶解度高 • AMT主要用于制备钨系石油加氢催化剂 • 制备方法：
高分子骨架， 固定基团 可交换离子（反离子）
6.1.1 离子膜分类
按电荷分: • 阳离子交换膜：
– 活性基团：