Способ автоматического регулирования процесса обессоливания жидкости в электродиализаторе

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 997717 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.07,78 (21) 2637572/23" 2 бс присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 2302 ВЗ, Бюллетень М 7Дата опубликования описания 230283 И 1 М. Кп. з В 01 В 13/02 6 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЕССОЛИВАНИЯ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОРЕ Иэобре химическо ролитов м пользован и, в част ческого р соливания торе. О ение относится к электро- обработке жидкостей-электтодом электродиализа с исем ионоселективных мембран ости к способам автомати" гулирования -процесса обесжидкости в электродиализаИзвестен способ автоматического регулирования процесса обессоливания жидкости в электродиализаторе цирку- ляционной опреснйтельной установки путем поддержания постоянного значе-, ния напряжения на электродах электродиализатора, При этом величина напряжения выбирается таким образом, чтобы плотность тока в электродиалиэаторе к концу цикла обессоливания не превышала предельно допустимогозначения, выше которого возникает яв-. ление концентрационной поляризации,Согласно этому способу напряжение на электродах электродиализатора сохраняется постоянным в течение всего цикла обессоливания порции .жидкос-2 ти (1).Недостаток этого способа заключается в том, что в большей части цикла обессоливания "плотность тока в электродиализаторе ниже допустимых 30 значений, чем обусловлена необходимость увеличения габаритов и массы электродиализатора.Наиболее близким к изобретению является способ автоматического регулирования процесса обессоливания жидкости в электродиализаторе путем корректирования величины напряжения на электродиализаторе. Согласно этому способу измеряют величину тока в элек тродиализаторе и текущее значение солесодержания дилюата и, корректируя величину напряжения, поддерживают заданную зависимость между током и текущим значением солесодержания дилюата, близкую к предельно допусти мой.При использовании известного способа автоматического регулирования расчетным путем или экспериментально, определяют граничную зависимость меж" ду током в электродиализаторе и текущим значением солесодержания,дилюа" та при которой .электродиализатор будет работать в деполяризационном режиме в течение всего цикла обессоливания порции жидкости. Затем настраивают регулирующее устройство на поддержание путем корректирования напря" жения на электродиализаторе заданнойзависимости тока от текущего значения солесодержания дилюата 2.Недостатком этого способа является недостаточная его точность, обусловленная тем, что деполяризационное ограничение зависит не только от солесодержания дилюата, изменяющегося в процессе цикла опреснения порций жидкости, но и от других параметров обессоливаемой жидкости, которые мо" гут изменятьсяв эксплуатационных условиях, например скорости движения в камерах электродиализатора из-за колебаний производительности насоса или качества сборки электродиализа" тора, температуры и рН обессоливаемой жидкости. Изменения деполяриза" ционного ограничения могут привести к тому, что при поддержании заданной зависимости между током и текущим значением солесодержания дилюата ве"личина тока в ряде случаев можетоказаться ниже фактической предельно допустимой, При этом эффективность способа снизится. Эти изменения могут также привести к тому, что процесс будет происходить в условиях концентрационной поляризации.Целью изобретения является повыше. ние точности автоматического регули" рования.:Поставленная цель достигается тем, 30 что корректирование величины напряжения на электродиализаторе осуществляют по величине первой производной отношения напряжения к току по току поддерживают ее равной нулю, 35На, чертеже изображена блок-схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего способ.устройство содержит датчик 1 тока и датчик 2 напряжения, блоки 3 и 4 40 деления, блоки 5 и б дифференцирования и регулятор 7. Причем блок 3 деления подключен своими входами к вы" ходам датчиков 1 и 2 тока и напряжения, а выходом через блок 6 дифферен цирования подключен к первому входу блока 4 деления. Блок 5 дифференцирования подключен своим входом к выходу датчика 1 тока, а выходом - к второму входу блока 4 деления, выход которого подключен к регулятору 7, Питание постоянным током электродиализатора 8 опреснительной установки 9 осуществляется от регулируемого преобразователя 10 тока, подключенного к электродам электродиализатора 8, Регулятор 7 подключен к управляющему входу регулируемого преобразователя 10 тока. Датчик 1 и 2 тока и напряжения включены в цепь питания электродиализатора 8. Практически, 60 деполяризационные ограничения, зависящие от физико-химических свойств обессоливаемой жидкости и гидродинамических условий в камерах электродиализатора 8, могут быть определе- б 5 ны зависимостью электрического сопротивления электродиализатора от то" ка в нем. Электрическое сопротивление в данном случае определяется от" ношением падения напряжения на элект родиализаторе и тока в нем, измеряе 1мых датчиками 1 и 2 тока и напряже" ния. Сигналы этих датчиков преобразуются в блоке 3 деления в сигнал, пропорциональный отношению напряжения и тока. Зависимость электрическо.го сопротивления электродиализатора, измеренного описанным способом, от тока имеет экстремальный характер электрическое сопротивление снижается с увеличением тока, достигает минимума при предельно допустимом для данных конкретных условий значении тока и при дальнейшем увеличении тока возрастает из-за возникновения концентрационной поляризации, Таким образом, деполяризационное ограничение характеризуется экстремальной зависимостью с экстремумом при предельно допустимом значении тока, Для автоматического поддержания предельно допустимых значений тока при изме" няющихся параметрах процесса обессоливания жидкости в блоке 4 деленияв блоках 5 и б дифференцирования Формируют сигнал, зависящий от первой производной отношения напряжения к току по току. Для этого в блоках 5 и б осуществляют дифференцирование по времени соответственно тока и отношения напряжения к току, Оба эти сигнала поступают на входы блока 4 деленйя, с выхода которого сигнал, зависящий от первой производной отношения напряжения к току по току, поступает на вход регулятора 7, В ре.гуляторе 7 поданный на его вход сигнал сравнивается с опорным сигналомнастройки и при его неравенстве нулю, вследствие разбаланса измерительной схемы, на выходе регулятора 7 формируется выходной сигнал определенной величины, Выходной сигнал регулятора 7 поступает на управляющий вход преобразователя 10 тока, вызывая изменение напряжения на электродиализаторе 8 до тех пор, пока измеряемые дат. чиками 1 и 2 ток и напряжение не достигнут значений, при которых сфор" мированный в регулирующем устройстве и поданный на вход регулятора 7 сигнал, зависящий от первой производной отношения напряжения к току по току, станет равным нулю. Измерительная схема регулятора 7 сбалансируется при этом и электродиализатор будет работать при достигнутых значениях тока и напряжения. С течением времени солесодержание циркулирующей через электродиализатор 8 жидкости понижается, Одновременно могут измениться условия протекания процесса (например, может несколько повыситься температура жидкости), По этим причинам изменяется экстремальная зависимость и величина. тока, соответствующая экстремуму, При этом изменится электрическое сопротивление аппарата, измеряемое датчиками 1 и 2 то ка и напряжения, и сигнал, зависящий от первой производной отношения напряжения к току по току, также изменится и перестанет быть равным нулю. Вследствие этого возникает о разбаланс измерительной схемы регуля тора, управляющий сигнал которого обусловит изменение выходного напряжения преобразователя 10 тока. Измерительная схема регулятора 7 сбалансируется только при изменении напряжения и, вследствие этого, тока до величин, при которых сигнал, поступа ющий на вход регулятора, достигйет вновь нулевого значения, Устройство обеспечивает ведение процесса обессоливания жидкости при предельно допустимых значениях тока в злектродиализаторе, соответствующих фактическим режимам работы электродиали" затора и поддерживаемых до изменения хотя бы одного из указанных параметров процесса, влияющего на деполяризационное ограничение и, соответственно, на предельно допустимое значение тока, В этом случае устройство осуществит автоматический поиск экстремума и установление нового предельно допустимого значения тока, оптимального для нового режима работы электродиализатора. 35Использование изобретения обеспечит повышение точности автоматичес" кого регулирования процесса обессоли. вания жидкости в электродиализаторе путем автоматического поиска деполя ризационного ограничения при изменении в процессе эксплуатации физико- химических свойств обессоливаемой жидкости и гидродинамических условий в камерах электродиализатора. При этом также осуществляется самонастрой ка на поддержание предельно допусти" мых значений тока в электродиализаторе,Изобретение может быть использова . но при исследовании процесса обессоливанияжидкости в электродиализаторе, связанном с экспериментальным определением предельно. допустимых значений тока, и при оптимизации конструкции электродиализатора и процесса обессоливания жидкости в нем, существенно снижая при этом трудоемкость исследовательских работ.Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования процесса обессоливания жидкостив электродиализаторе путем корректирования величины напряжения на злектродиализаторе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулирования, корректированиевеличины напряжения на электродиали"заторе осуществляют по величине,первой производной отношения напряжения к току по току и поддерживаютее равной нулю,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вц 11 е 11 п ой Юе Яос 1 е 1 у оГ ЯеаИа 1 ег Яс 1 епсе. Юарап, ч,22, 19 б 8,й 1 е Р. 26-312. Сб, Опреснение и обессоливаниеводы. Сборник М., 197 б, с, 97-102,997717 оставитель Р.Клеймаехред Т.Фанта Корректор И, Шу едактор Н,Г ь каз 991/5 Тираж 686 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, ПодписСР Филиал ППП фПатент, г,ужгород, ул.Проектная, 4