Устройство для контроля процесса обессоливания жтдкости в электродиализаторе

О П И С А Н-ИВ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалмстмчеооа Республик(51) И 551/23 -ПРИСОЕДИИЕНИЕь 1 ЗаЯВКИ01 О 13/02 05 О 27/00 Гоаудеротеенный комнтет СССР оо делам нэобретеннй н отнрытнй1) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОБЕССОЛИВ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОРЕ зависящий от кол ии производительности ализато ока в эл насоса, и плотностьре, что в ряде слдля возникновениязации; данное устроконтроль параметраи возникновения рляриэацэщ,Наиболее близти к предложенно10 контроля,процессав электродиациэатохода дилюата, датчипитания злектродикения, дилюата и из1 в процесса обессоливанияжима концентрационной ои сущносйство дляжидкости датчик рас. ка, источник ким по техничесму является устрообессоливзнияре содержащеек величины тоализатора, датчимерительный пр иборПри использовании этого устройства дляконтроля процесса обессоливзния и для обеспе чення работы электродиализатора в деполяри.зационном режиме обслуживающему персона 2 ф лу необходимо систематически проверять по.казания измерительных приборов и расчетным путем определять характер 1 протекающего в электродиализаторе процесса,Изобретение относится к устронствам дляэбессоливания жидкостей методом электроди.1 люа с использованием ионоселективных мембрзн н, в частности, к устройствам для контроля процесса обессолнвания жидкости в электродизлюаторе и может быть использовано вэлектродизлизных установкзх для обессолива.ния жидкостей с постоянной исходной концентрацией, работающих в условиях изменяющихсяв процессе эксплуатации параметров - расходаобессоливаемой жидкости (дилюата), напряжения питающей электросети и др,Известно устройство для контроля процесса обессоливзння жидкости (природной соленойводы) в электродиализаторе опреснительнойустановки с электропитанием от ветроагрегата,содержащее датчик солесодержания дилюата иизмерительный прибор 11.Прн работе укаэанного устройства контролябо опреснительной установки. изменениерости ветра вызывает изменение в широкихах параметров вырабатываемой ветроагэлектроэнергии (напряжения, частоты);с этим изменяются расход дилюата,учаев может создать условия концентрационной полярийство не может обеспечить25 45 50 55 Цель настоящего изобретения - повышениеточности и снижение трудоемкости контроля.Это достигается тем, что устройство допол.нительно снабжено блоком деления, блокомвозведения в степень, блоком умножения, кор.ректором и блоком сравнения, причем входыблока деления соединены с выходами датчикавеличины тока и датчика солесодержання дилюата, а выход - через блок воздействия встепень - с первым входом блока умножения,второй вход которого связан с корректором,входы блока сравнения соединены с выходамидатчика расхода дилюата и блока умножения,а выход - с измерительным прибором.Принципиальная схема устройства представлена на чертеже.Устройство для контроля процесса обессоливания жидкости в электродиализаторе 1содержит датчик 2 расхода дилюата и датчик3 солесодержания дилюата, установленные втрубопроводе 4 дилюата на выходе их электродиализатора 1, датчик 5 величины тока, ис.точник 6 питания электродиализатора, блок 7деления, блок 8 возведения в степень, корректор 9, блок 10. умножения, блок 11 сравненияи измерительный прибор 12. К входу электродиализатора 1 присоединен трубопровод 13обессоливаемой жидкости и трубопровод 14промывки рассольных и электродных камер,а к выходам - трубопровод 15 сброса рассола и промывной жидкости из камер концепт.рирования и электродных камер и трубопровод 4 дилюата,Устройство для контроля процесса обессоливания жидкости работает следующим образом.В электродиализаторе 1 жидкость из трубопровода 14 поступает на промывку электродныхкамер и камер концентрирования, после чегосбрась;.вается по трубопроводу 15, Жидкостьиз трубопровода 13 поступает в дилюатныекамеры, пройдя электрохимическую обработку,обессоливается и по трубопроводу 4 подаетсяпотребителям, Обессоливание осуществляетсяпри прохождении постоянного электрическоготока между электродами, подключенными кисточнику 6 питания электродиализатора черезчередующиеся, разделенные ионоселективнымимембранами, дилюатные камеры и камерыконцентрирования электродиализатора 1.При помощи датчика 3 измеряют концентрацию солей в дилюате и при помощи датчика 5 - величину тока в электродиализаторе.Выходные сигналы этих датчиков поступа.ют на входы блока 7 деления, который формиоует сигнал, пропорциональный отношениюплотности тока к солесодержанню дилюата иподает его через блок 8 возведения в степеньна первый вход блока 10 умножения. На вто. 1 О 15 20 30 35 40 рой вход блока 10 умножения поступает сигнал корректора 9. При помощи датчика 2измеряют расход дилюата, Выходные сигналыдатчика 2 и блока 10 поступают на вход бло.ка 11, в котором формируется их разность,подаваемая на вход измерительного прибора12. Измерительный прибор 12 может быть,показывающим и сигнализирующим.При обессоливании электролитов методомэлектродиализа расход дилюата, солесодержание и величина тока в электродиализаторе определяют характер процесса.,Величина предельной плотности тока, соот.ветствующая возникновению на поверхностьионоселективных мембран концентрационнойполяризации, вызывающей нежелательныйперенос через мембраны продуктов диссоциации воды и приводящей к образованию намембранах осадков в виде гидроокисейи карбонатов, прямо пропорциональна концентрациираствора в дилюатном тракте и обратно пропорциональна толщине диффузионного слояна поверхности мембран. Коэффициенты пропорциональности указанных зависимостей зависят от свойств применяемых ионоселективных мембран, состава и температуры обрабатываемой жидкости,В свою очередь толщина диффузионногослоя зависит ог гидродинамических условийтечения жидкости в рабочей камере электродиализатора и пропорциональна скорости движения жидкости в камере, возведенной в сте.пень п, При этом значение показателя степени ( - О,ЗП( - 1) зависит от геометрии пространственного материала, заложенного в ка.нале (в камерах электродиализаторов такимиматериалами являются турбулизаторы потока,расположенные между ионоселективными мембранами) . Коэффициенты пропорциональностив этом случае зависят от физических свойстврастворов электролитов - вязкости, плотности. и др. Для ведения процесса обессоливания в ус. ловиях, исключающих возникновение концентрационной поляризации, необходимо поддержание оптимального гидродинамического режима течения жидкости в камерах электродиализатора, чтобы исключить превышение величины рабочей плотности тока над ее предельным зна. чением, соответствующим солесодержанию дилюата. Солесодержание характеризуется величиной сигнала, пропорциональной значению отношения 2-,возведенному в степень ( - )н умносжениому на величину сигнала корректора 9, Здесь 3 - величина тока, определяемая вели. чиной сигнала датчика 5, с - солесодержанне дилюата, определяемой величиной .сигналадатчика 3. Сигнал корректора 9 обобщенно учитывает характеристику мембранных прокла.док-турбулизаторов, вязкость и плотность жид.кости, свойства ионоселективных мембран и т. д.Таким образом, устройство позволяет конт. ролировать, протекает ли процесс обессоливания в деполяризационных условиях, при которых сигнал датчика 3 должен нревышать.ве" личину выходного сигнала блока 10. Измене. ние в процессе эксплуатации величины проте. каюшего через электродиализатор 1 тока или изменение расхода обессоливаемой жидкости в трубопроводе 13, вызванные например изме. некием напряжения и частоты вырабатываемо. го ветроагрегатом тока, понижение величины солесодержания диализата при изменении параметров процесса могут привести в ряде случаев к возникновению в электродиалиэаторе концентрационной поляризации, о чем можно судить по показаниям измерительного прибо.ра 12.Использование предложенного изобретения позволяет осуществлять автоматический конт. роль за работой злектродиалиэатора в деполяризационном режиме при изменяющихся в процессе эксплуатации параметрах, По показаниям измерительного прибора можно получить инфор мацию о возникновении концентрационной поляризации или о возможности интенсификации процесса обессоливания (эа счет увеличения величины тока, расхода и др.) путем приближения параметров процесса к предельно-допустимым значениям. Контроль осуществляется с помощью имеющихся датчиков расхода и солесодержания дилюата и датчика величины тока, наличие которых необходимо для ведения процесса обессоливания, Таким образом снижается трубоемкость и повышается точность контроля.Формула изобретенияУстройство для контроля процесса обессо лнвания жидкости в электродиализаторе, содержащее датчик расхода дилюата, датчик величины тока, источник питания электродиали.затора, датчик солесодержания дилюата иизмерительный прибор, о т л и ч а ю ш е е .с я тем, что, с целью повышения точности иснижения трубоемкости контроля, устройстводополнительно снабжено блоком деления, блоком возведения в степень, блоком умноже.ния, корректором и блоком сравнения, причемвходы блока деления соединены с выходамидатчика величины тока и датчика солесодержания дилюата, а выход - через блок возведенияв степень с первым входом блока умножения,второй вход которого связы с корректором, 25входы блока сравнения соединены с выходами.датчика расхода дилюата и блока умножения,а выход - с измерительным прибором,Источники информации, принятые во внима. ние при экспертизе1, Машин В, М. и др, Электрохимическое обессоливание морской и минерализованных вод. М., 1976, с. 56-59.2. Салдадзе К, М. и др, Ионообменные мембраны в электродиапиэе, Л., Изд.во "Химия", 1970, с. 145-155 (прототип).689700 Заказ 5847/4 Тираж 877 Падпизое ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5