Устройство для управления работой электродиализной установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 9) 02 О 05 0 27/О ЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 521678, кл. В 0113/02, 1974.2. Технология и организация производства судового машиностроения. Сборник. Вып.8, 1976, с.65-67. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯРАБОТОЙ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКИ, включающее взаимосвязанные электродиалиэатор с гидравлически последова тельно соединенными рабочими камерами, трубопроводы исходного раствора, концентрата и дилюата, содержащее регулируеьий преобразователь тока, солемер, установленный на дилюатный трубопровод, регулятор, связанными своим входом с солемером и выходомс управляющим входом преобразователятома, амперметр, установленный в цени питания электродов электродиализатора, и вольтметр, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности установки путем улучшения качества управления,оно дополнительно содержит исполнительный блок с регулирующим органом,установленный на трубопроводе. исходного раствора, измерительные электроды, встроенные в крайние рабочие камеры последнего по ходу дилюата пакета рабочих камер электродиализатора и подключенные к входу вольтметра, и экстремальный регулятор, щсвязанный евоими входами с выходамивольтметра и амперметра, а выкодомс регулирующим органом теплообменника, 1088746Изобретение относится к электро- химической обработке жидкостей-электролитов методом электролиза с использованием ионоселективных мембран, в частности к устройству для управления работой электродиализной установки прямоточного типа, и может быть использовано в электрохимической промышленности.Известно устройство для управления работой электродиализной установ ки, включающей взаимосвязанные электродиализатор с гидравлически последовательно соединенными рабочими камерами, трубопроводы исходного рас-. твора, концентрата и дилюата и регу лируемый преобразователь тока, содержащее амперметр, установленный в цепи питания электродов электродиализатора, расходомер, установленный в трубопроводе дилюата, и блок регулирования плотности тока, связанный входами с амперметром и расходомером, а выходом - с управляющим входом преобразователя тока (1Однако данное устройство может быть использовано только при обессоливании растворов с постоянной исходной концентрацией и обеспечивае 4 поддержание только заранее заданной зависимости плотности тока в электро диализаторе от расхода дилюата.При этом не учитывается изменение деполяризационного ограничения, обусловленное возможными в процессе эксплуатации изменениями физико-химических свойств исходного раствора.1Наиболее близким к предлагаеМому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для управления работой электродиализной 40 установки, включающей взаимосвязанные электродиализатор с гидравлически последовательно соединенными рабочими камерами, трубопроводы исходного раствора, концентрата и дилюата, содержащее регулируемый преобраэователь 45 тока, солемер, установленный дилюатном трубопроводе, регулятор, связанный входом с солемером и выходом с управляющим входом преобразователя тока, амперметр, установленный в це пи питания электродов электродиализатора, и вольтметр 2 .Недостатком известного устройства ялвяется низкая точность управления, обусловленная тем, что при поддержании постоянного заданного значения концентрации дилюата возможно достижеиие значений плотности тока, превьаааахфих предельно допустимые. Это объясняется тем, что требуемая для 60 достижения заданной степени обессоливаиия раствора плотность тока зависит от изменяющихся в процессе эксплуатации установка концентраций исхсщиого раствора и расхода дилюата. 65 Бель изобретения - повышение точности управления.Поставленная цель достигается течто устройство дополнительно снабжено исполнительным блоком с регулирунщим органом, установленным в трубопроводе исходного раствора, измерительными электродами, встроеннымив крайние рабочие камеры последнегопо ходу дилюата пакета рабочих камерэлектродиализатора и подключеннымик входу вольтметра, и экстремальнымрегулятором, связанным своими входами с выходами вольтметра и амперметра, а выходом - с регулирующим органом теплообменника.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство для управления работойэлектродиализной установки содержитсолемер 1, регулятор 2 концентрациидилюата, амперметр З,измерительныеэлектроды 4, вольтметр 5, блок 6 экс.тремального регулятора, регулируемый теплообменник 7 с регулирующиморганом 8 и приводом 7.Устройство включено в состав электродиализной установки, например установки для опреснения морской воды,включающей взаимосвязанные электродиализатор 19, регулируемый преобразователь 11 тока, трубопроводы 12-14соответственно исходной воды, дилюата и концентрата.Электродиализатор 10 состоит изэлектродных камер 15 с электродами16 и размещенных между ними разделенных ионоселективными (анионо- и катионоселективными) мембранами 17чередующихся рабочих камер 18 и 19соответственно концентрирования иобессоливания, соединенных гидравлически последовательно,Устройство работает следующим образом.Исходный раствор поступает по тру.бопроводу 12 в камеры 19 обессоливания, а часть его (иногда специальный промывной раствор) - в камеры18 концентрирования и на промывкуэлектродных камер 10, Обрабатываемый исходный раствор прокачиваетсячерез электродиализатор, после чегодилюат по трубопроводу 13 направляется к потребителю, а концентрат потрубопроводу 14 - на сброс. Преобразователь 11 тока подает напряжениена анод и катод электродиализатора.Под действием электрического поляпостоянного тока концентрация раствора в камерах 19 обессоливания понижается за счет миграции содержащихся в нем ионов через ионоселективные мембраны в камеры 18 концентрирования.Концентрация солей в дилюате измеряется солемером 1, установленным в дилюатном трубопроводе 13, Сигналсолемера 1, зависящий от концентрацйи солей в дилюате,поступает навход регулятора 2 и в его измерительной схеме сравнивается с опорнымсигналом задатчика, встроенного врегулятор или размещенного вне его. 5 10 В процессе эксплуатации из-за изменения, например, концентрации исходного раствора или колебаний расхода раствора через камеры 19 обессоливания может измениться степень обессоливания и, соответственно, концентрация дилюата на выходе иэ электродиализатора, При отклонении концентрации дилюата от заданно го значения в измерительной схеме регулятора 2 появляется разбаланс, регулятор Формирует по оптимальному, заранее выбранному закону регулирования сигнал, поступающий на управляющий вход преобразователя 11 тока. Вследствие этого изменяется выходное напряжение преобразователя тока и, соответственно плотность тока в элеРктродиализаторе до величин,при которых восстанавливается заданная концентрация дилюата и баланс сигналов солемера 1 и эадатчика в измерительной схеме регулятора 2, но уже при новом значении плотности тока в электродиалиэаторе. Сила выходного тока преобразователя 11 измеряется амперметром 3. На измерительных электродаз 4 вольтметром 5 измеряется величина падения напряжения в концевом по ходу дилюата пакете рабочих камер. 35 Сигналы амперметра 3 и вольтметра 5 поступают на входы блока б экстремального регулятора, в котором преобразуются в сигнал, пропорциональный электрическому сопротивлению концевого пакета рабочих камер (как частного от деления текущих значений напряжения и тока). Блок б экстремального регулятора осуществляет автоматический поиск экстремального (мини мального) значения электрического сопротивления концевого пакета рабочих камер, которое характерно для значений плотностей тока, близких к преде-., льно допустимым. Если значение электрического сопротивления концевого пакета рабочих камер отклоняется от минимального для данных условий значения, то блок б экстремального регулятора Формирует управляющий сигнал, поступающий на регулирующий орган 8 теплообменника 7, установленного на трубопроводе 12 исходного раствора перед камерами 19 обессоливания.Таким образом, температура дилю" ата или скорость раствора в рабочих камерах, влияющие на деполяризационное ограничение, изменяется до тех пор, пока величина электрического сопротивления в концевом пакете рабочих камер не достигнет минимального для данного режима значения. Одновременно в случае необходимости регулятор 2 поддерживает плотность тока в электродиализаторе, необходимую для обеспечения заданной концентрации дилюата.Использование изобретения позволит повысить точность управления процессом обессоливания раствора электролита в прямоточном электродиализаторе, поддерживать постоянное заданное значение концентрации дилюата и одновременно воздействуя на режимные параметры процесса, в частности на температуру или скорость потока дилюата, создать в концевом пакете рабочих камер благоприятные для эффективного ведения процесса условия. Если из-за изменяющихся в процессе эксплуатации параметров (концентрации исходного раствора, его температуры, рН, расхода и др.) плотность тока в электродиализаторе., необходимая для достижения заданной концентрации дилюата, превысит предельно допустимую, то устройство обеспечит создание в рабочих камерах условий, при которых деполяризационное ограничение повысится. В результате предотвратится возникновение концентрационной поляризации с отложением на мембранах труднорастворимых осадков, обуславливающей снижение эффективности работы установки, и повысится ее производительность.Тираж осударственно ам изобретенн сква, Ж, Р 82о комитетаи открытиушская наб