EDI技術介紹 設計引數及執行

2022-06-03 15:12:04 字數 4502 閱讀 3169

什麼是edi?

電除鹽法(electrode ionization)又被稱作填充床電滲析,簡稱edi。它利用電滲析過程中的極化現象對離子交換填充床進行電化學再生,集中了電滲析和離子交換法的優點,克服了兩者的弊端。

edi技術是離子交換和電滲析技術相結合的產物,因此edi的除鹽機理具有很強的離子交換和電滲析的工作特徵。

離子交換除鹽過程:

所謂離子交換就是水中的離子和離子交換樹脂上的功能基團所進行的等電荷反應。它利用陰、陽離子交換樹脂上的活性基團對水中陰、陽離子的不同選擇性吸附特性,在水與離子交換樹脂接觸的過程中,陰離子交換樹脂中的氫氧根離子(oh-)同溶解在水中的陰離子(例如ci-等)交換,陽離子交換樹脂中的氫離子(h+)同溶解在水中的陽離子(例如na+等)交換。從而使溶解在水中的陰、陽離子被去除,達到純化的目的。

電滲析脫鹽過程:

電滲析技術利用多組交替排列的陰、陽離子交換膜,這種膜具有很高的離子選擇透過性,陽膜排斥水中陰離子而吸附陽離子,陰膜排斥水中的陽離子,而吸附陰離子。在外直流電場的作用下,淡水室中的離子做定向遷移,陽離子穿過陽膜向負極方向執行,並被陰膜阻攔於濃水室中。陰離子穿過陰膜而向正極方向運動,並被陽膜阻攔於濃水室中。

從而達到脫鹽的目的。

edi的脫鹽過程:

edi的核心實際上就是在電滲析的淡水室填裝了陰、陽離子交換樹脂,見示意圖。

edi的脫鹽過程:

edi的這種結構上的變化,使淡水室的脫鹽過程發生了質的變化,edi的這種結構特點確保了它在執行過程中能同時進行著三個主要過程:

1、在直流電場作用下,水中電解質通過離子交換膜發生選擇性遷移;

2、陰陽離子交換樹脂對水中電解質進行著離子交換,並構成「離子通道」;

3、離子交換樹脂介面水發生極化所產生的h+和oh-對交換樹脂進行著電化學再生。

edi對離子的脫除順序與離子交換樹脂對離子的吸附順序相同,如上圖所示。同時我們可以這樣認為,在edi元件中的離子交換樹脂,沿淡水流向按其工作狀態可以分為三個層面,第一層為飽和樹脂層,第二層為混合樹脂層,第三層為保護樹脂層。飽和樹脂層主要起吸附和遷移大部電解質的作用,混合樹脂層則承擔著去除弱電解質等較難清除的離子的任務,而保護樹脂層樹脂則處於較高的活化狀態,它起著最終純化水的作用。

edi元件的形式:

板框式(ionpure、e-cell)

螺旋捲式 (omexell

edi技術相對離子交換技術的優點:

無需酸鹼再生,環保安全

膜堆式設計,占地面積小

無酸鹼儲存和運輸費用

不間斷連續執行,不需要因再生而停機

操作簡單,安全

執行費用和維護成本低廉

產水水質高且穩定

edi技術的運用領域:

電廠化學水處理

電子、半導體、精密機械行業超純水

製藥工業工藝用水

精細化工、精尖學科用水

其他行業所需的高純水製備

edi元件的特點:

專利的螺旋捲式結構

edi元件的優點:

高硬度耐受能力:螺旋捲式結構edi的專利濃水流態設計不同於傳統板框式edi的同向流動設計。這種獨特的流態設計使得其元件可以更好地消除引起結垢的因素,使其對進水硬度的要求放寬到2ppm(caco3計)。

因而在有些應用場合可以省去其他edi所必需的軟化器或者二級反滲透,降低使用者的投資。

可更換性:edi是唯一可以方便更換樹脂和膜的edi產品。該特點大大延長了edi的使用壽命,可以顯著降低使用者的執行成本。

完全無滲漏:螺旋捲式結構edi與傳統板框式所採取的多層機械密封方式不同,edi簡單通過頂蓋和底蓋就能可靠地實現密封,消除板框式edi常見的滲漏問題。

edi元件的優點:

低能耗:edi的結構設計減少了陰極和陽極之間的距離,因而降低了去除離子所需的能耗,同時配備專利的整流器,使其比傳統edi節能達64%。

樹脂配比定製:edi針對水質特點,可以為使用者量身定製不同的樹脂配比,以滿足各種不同的需求。

低維護費用:螺旋捲式結構edi由於結垢傾向小,清洗頻率大大降低,而且不需要象傳統板框式那樣經常緊固螺母。

經濟:edi與傳統混床相比,edi執行費用相對較低,是傳統混床真正的經濟替代產品。

edi元件進水水質要求

edi元件操作引數

edi裝置**率和進水硬度的關係

edi裝置執行流程示意圖

edi裝置執行程式控制步序表

edi裝置裝置的選型

1、edi給水幫浦選型

流量:edi產水流量/edi**率

揚程:0.3~0.7mpa

2、edi元件數量

根據裝置產水量確定。edi210型建議每只元件設計產水量不超過2m3/h,edi316型建議每只元件設計產水量不超過2.5m3/h

每套裝置元件數量超過4只,建議選用雙數只元件

3、edi濃水幫浦選型

流量:edi210型按0.7m3/h×元件數量計,edi316型按1.0×元件數量計

揚程:0.2~0.25mpa

4、edi加鹽裝置選型

加鹽計量幫浦:按在濃水中加入150ppmnacl計算,nacl濃度按20%計

加鹽計量箱:在濃水中連續加入100ppmnacl時,24小時的儲量

5、整流器選型

電流:按每個迴路8a計;電壓:單元件迴路按250vdc計,雙元件迴路按350vdc計

edi前級系統設計

1、單級反滲透

當原水tds小於300ppm時,edi前處理可採用一級反滲透系統

反滲透進水ph宜控制在8.0~8.5之間,可通過在反滲透進水中加naoh實現

採用加鹼調節反滲透進水ph時,同時要注意反滲透濃水的lsi值,防止反滲透濃水側結垢

2、二級反滲透

當原水tds大於300ppm時,edi前處理應該採用二級反滲透系統

第二級反滲透進水ph宜控制在8.5~9.0之間,可通過在二級反滲透進水中加naoh實現

採用加鹼調節反滲透進水ph時,同時要注意反滲透濃水的lsi值,防止反滲透濃水側結垢

3、脫氧膜

在電子級純水系統中往往需要採用脫氧膜除去水中的溶解氧

脫氧膜在除氧的同時,大約能脫除水中45%的溶解co2,因此將脫氧膜系統設定在ro系統和edi系統之間,能有效提高edi裝置的產水品質

edi裝置啟動前的檢查內容

1、edi前處理系統執行正常,edi進水符合設計要求;

2、排水系統已經準備完畢;

3、plc程式已經輸入;

4、電路系統檢查已完成,機幫浦執行正常;

5、管路系統連線完成並清洗乾淨。

edi裝置啟動的基本步驟

1、啟動edi給水幫浦,裝置灌滿純水

2、設定淡水流量

3、啟動濃水迴圈幫浦

4、設定濃水排放流量以及極水流量,調節淡水補充水閥門

5、設定淡水、濃水進口壓力

6、設定淡水、濃水出口壓力

7、啟動加鹽計量幫浦

8、等濃水電導率達到150us/cm以上,啟動整流器

9、調節加鹽計量幫浦的加入量,使濃水電導率穩定在150~600 us/cm之間

edi裝置需設定和調整的引數

1、產水流量;(設計通量)

2、濃水迴圈流量;(每只元件0.3~1.0 m3/h )

3、極水排放量;(每只元件50~70l/h )

4、濃水排放量;(產水量/**率-產水量-極水排放量)

5、進水壓力;(≤7bar)

6、進水側淡濃水壓差;( 0.4~0.7bar)

7、出水側淡濃水壓差;(0.4~0.7bar)

8、加鹽計量幫浦注入量;(保持濃水電導率穩定)

9、操作電流;(2~6a)

edi裝置需設定的連鎖和報警點

edi裝置的執行程式

1、edi裝置置於手動控制模式;

2、設定和調整好所有的流量、壓力、電流和連鎖值;

3、將edi裝置置於自動控制模式。

為了使edi裝置持續生產高純水,必須滿足四個條件。它們包括:合格的進水水質,足夠執行的電流,合適的流量以及濃淡水壓力差。上面的任一條件不滿足,裝置將難以穩定的生產高純水。

執行資料的紀錄

1、下面引數至少每二小時紀錄一次

淡水進口壓力(mpa) 濃水進口壓力(mpa) 淡水出口壓力(mpa)

濃水出口壓力(mpa) 濃水排放流量(m3/h) 濃水迴圈流量(m3/h)

濃水電導率(μs/cm) 極水排放流量(m3/h) 淡水流量(m3/h)

裝置電流(a整流器電壓(v) 產水電阻(mω.cm)

進水電導率(μs/cm) 產水溫度(c)

2、下面引數建議每週測定一次

進水硬度(mg/l) 進水co2(mg/l) 進水矽含量(mg/l)

系統的日常維護

每天巡檢離心幫浦,檢查電機溫度;同時檢查水幫浦的密封

定期校準壓力表和流量表

定期檢查自動閥門,是否有漏水、漏氣現象

每天檢查edi裝置管道和元件是否有洩漏現象

定期檢查edi的接線情況,防止接線鬆動

按要求紀錄執行引數,根據產水水量、壓力和產水水質判斷故障並進行處理

medi裝置工作時採用了高壓整流器,因此裝置必須嚴格接地,同時嚴禁非專業人員檢修電氣故障。

系統的故障分析

edi元件的再生

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