PL241163B1 - Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny - Google Patents
Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny Download PDFInfo
- Publication number
- PL241163B1 PL241163B1 PL435239A PL43523920A PL241163B1 PL 241163 B1 PL241163 B1 PL 241163B1 PL 435239 A PL435239 A PL 435239A PL 43523920 A PL43523920 A PL 43523920A PL 241163 B1 PL241163 B1 PL 241163B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chambers
- ion exchanger
- fabric
- diluate
- strongly
- Prior art date
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009296 electrodeionization Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 9
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 7
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 5
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- -1 hydroxide ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O oxonium Chemical compound [OH3+] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009960 carding Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 description 1
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest moduł elektrodejonizacji wyposażony w komory diluatu, komory koncentratu i komory elektrodowe, w którym komory diluatu, jak i koncentratu, lub tylko komory diluatu, wypełnione są jonitem w formie włóknistej, który charakteryzuje się tym, że jonit ma formę tkaniny wykonanej z przędzy będącej mieszaniną jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego i stanowi jednocześnie zarówno osnowę jak i wątek. Tkanina wykonana jest z przędzy, uzyskanej z mieszaniny jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego w proporcji korzystnie odpowiednio od 40% - 60% do 60% - 40%.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny.
Elektrodejonizacja (EDI) jest elektromembranowym procesem separacyjnym, służącym do demineralizacji roztworów wodnych, łączącym elektrodializę i wymianę jonową. Komory diluatu lub wszystkie komory, w zależności od rozwiązania, wypełnione są żywicą jonowymienną (jonitem). EDI w porównaniu z klasyczną wymianą jonową, nie wymaga okresowej regeneracji za pomocą dodatkowych odczynników; regeneracja jonitu następuje wskutek elektrolitycznego rozpadu cząsteczek wody na jony. Dzięki temu proces można prowadzić w sposób ciągły.
Elektrodejonizację przeprowadza się w urządzeniu zwanym modułem elektrodejonizacji. Moduł EDI wyposażony jest w ułożone naprzemiennie membrany jonowymienne: anionowymienne i kationowymienne, rozdzielone tzw. przekładką dystansującą. Membrany kationowymienne zawierają ujemnie naładowane grupy funkcyjne, np. silnie kwasowe grupy sulfonowe, natomiast membrany anionowymienne zawierają grupy funkcyjne naładowane dodatnio, np. silnie zasadowe czwartorzędowe grupy amoniowa. Pakiet membran, zawierający do kilkuset par membran, gdzie przez parę membran rozumie się zespół: membrana anionowymienna - przekładka dystansująca - membrana kationowymienna przekładka dystansująca, umieszczony jest między elektrodami, znajdującymi się w tzw. komorach elektrodowych. Komory elektrodowe zasilane są roztworem elektrolitu. W wyniku napięcia przyłożonego do elektrod: anody i katody, w module EDI wytwarzane jest pole elektryczne. Substancje zjonizowane, zawarte w wodzie zasilającej, wprowadzonej w przestrzenie międzymembranowe (komory), wyznaczone przez przekładki dystansujące, podlegają migracji w polu elektrycznym, czyli tzw. elektromigracji, i przenoszone są, selektywnie, przez membrany. W wyniku elektromigracji i transportu jonów przez membrany w jednych komorach, w tzw. komorach diluatu, następuje zmniejszenie stężenia soli, a w drugich, naprzemiennie ułożonych komorach koncentratu, następuje zwiększenie stężenia soli. Z roztworu zasilającego (nadawy) powstają dwa strumienie - strumień diluatu, w większości pozbawiony jonów oraz strumień koncentratu, czyli roztwór, w którym jony zostały zatężone. Wypełnienie komory diluatu jonitem zwiększa przewodnictwo tej komory i ułatwia transport jonów w kierunku membrany. W początkowej części komory diluatu, Ucząc od jego wlotu, jony, zawarte w wodzie zasilającej, poruszają się po powierzchni jonitu. W dalszej części, gdzie stężenie jonów jest już bardzo małe, następuje rozkład wody na jony oksoniowe i wodorotlenowe, które regenerują jonit.
Jonit w module EDI stosowany jest w formie ziarnistej, włóknistej lub sprasowanej, tak zwanej.„Wafer Resin”.
Z literatury znane jest zastosowanie wypełnienia komór diluatu modułu EDS tkaniną z włókien modyfikowanych promieniowaniem ultrafioletowym (KR100542297B1, Ultraviolet irradiation grafted ionexchange textile and its preparing method for electrodeionization equipment). Zastosowanie jonitu w formie tkaniny, zamiast w formie ziarnistej, ułatwia montaż modułu.
Z literatury znane jest zastosowanie wypełnienia komór diluatu modułu EDI tkaniną z włókien z kopolimeru szczepionego (KR100454093B1, Ion exchange textile for electrodeionization process).
W innym rozwiązaniu zastosowano żywicę jonowymienną w formie tkaniny, wykonanej tzw. splotem płóciennym z przędzy jonowymiennej, oraz w formie włókniny uformowanej z włókien kationoi anionowymiennych (US5308467A, Electrically regenerate demineralizing apparatus). W splocie płóciennym wielkość przeplotu osnowy i wątku jest taka sama. Przędza z włókien anionowymiennych pełni rolę osnowy, a przędza z włókien kationowymiennych rolę wątku.
W innym rozwiązaniu (US 5512173 Demineralization apparatus and cloth for packing diluting chamber of the demineralization apparatus) komora diluatu zawiera tkaninę składającą się z mieszaniny silnie kwaśnych włókien kationowymiennych, silnie zasadowych włókien anionowymiennych i jonowo nieaktywnych włókien syntetycznych. Korzystne jest aby, aby mieszanina zawierała od 20 do 70% masy jonowo nieaktywnych włókien syntetycznych.
W innym rozwiązaniu (US 6241867 B1 Electrodeionization apparatus and packing therefor) zastosowano elementy makrostrukturalne w postaci włókien pojedynczych, które są porowate (np. zawierają cząstki jako mikroelementy spajane przez spoiwo) lub przędzy, składającej się z wielu włókien. W obu tych przypadkach pomiędzy mikroelementami występują mikroprzestrzenie, a między splotami przędzy makroprzestrzenie.
Przedmiotem wynalazku jest moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny.
Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że komory diluatu, jak i koncentratu, lub tylko komory diluatu, wypełnione są tkaniną wykonaną z przędzy z włókien jonowymiennych.
PL 241 163 B1
Jonit ma formę tkaniny wykonanej z przędzy będącej mieszaniną jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego i stanowi jednocześnie zarówno osnowę, jak i wątek.
Tkanina wykonana jest z przędzy, uzyskanej z mieszaniny jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego w proporcji korzystnie odpowiednio od 40%-60% do 60%-40%.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest duża liczba miejsc styku anionitu i kationitu, wynikająca z gęstego upakowania włókien o małej średnicy. W miejscach tych następuje rozkład wody na jony oksoniowe i wodorotlenowe, regenerujące jonit. Dzięki temu uzyskuje się dużą skuteczność demineralizacji przy małym spadku napięcia na parze membran modułu elektrodejonizacji i małej gęstości prądu.
Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania.
Fig. 1 przedstawia schemat modułu EDI wyposażonego w jedną komorę diluatu, jedną komorę koncentratu i dwie komory elektrodowe. Szerokość każdej z komór wynosi 70 mm, a długość 240 mm. Jako membrany jonowymienne zastosowano membrany Ionsep AM-A i AM-C. Trzy pionowe kreski oznaczają sondy do pomiaru spadku napięcia. Komorę diluatu, o grubości 3 mm, wypełniono pięcioma warstwami tkaniny o splocie płóciennym. Tkanina została wykonana z przędzy, do której materiał wytworzony został metodą zgrzeblenia jako mieszanina jonity włóknistego silnie kwaśnego Fiban-K1 i silnie zasadowego Fiban-A1 w proporcji 55% do 45%, co, przy uwzględnieniu różnicy w pojemności jonowymiennej kationitu i anionitu, daje w mieszaninie proporcję pojemności kationo- i anionowymiennej 1 : 1. Masa powierzchniowa tkaniny wynosi 180 g/m2. Przędza, będąca mieszaniną jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego, pełni rolę zarówno osnowy, jak i wątku (fig. 2). W komorze koncentratu oraz w komorach elektrodowych zastosowano jedną warstwę tej samej tkaniny. Moduł, zarówno komorę diluatu, jak i koncentratu oraz elektrodowe, zasilano roztworem siarczanu sodu o przewodnictwie 35 μS/cm. Liniowa prędkość przepływu diluatu wynosiła 0,8 cm/s (6,0 dm3/h). Sumaryczne natężenie przepływu w pozostałych komorach: 0,54 dm3/h. Roztwór odbierany z pozostałych komór traktowany był jako koncentrat. Uzyskano produkt (diluat) o przewodnictwie 0,067 μS/cm przy gęstości prądu 70 A/m2 i spadku napięcia na parze membran 8,0 V. Dla porównania w komorze diluatu zastosowano włókninę z żywicy mieszanej silnie kwaśnej Fiban-K1 i silnie zasadowej Fiban-A1, uzyskanej przez igłowanie, o grubości 3 mm i masie powierzchniowej dzianiny wynosi 680 g/m2. W tym przypadku uzyskano produkt o przewodnictwie 0,2 μS/cm przy dużej gęstości prądu (150 A/m2) i dużym spadku napięcia na parze membran (18 V).
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Moduł elektrodejonizacji wyposażony w komory diluatu, komory koncentratu i komory elektrodowe, w którym komory diluatu, jak i koncentratu, lub tylko komory diluatu, wypełnione są jonitem w formie włóknistej, znamienny tym, że jonit ma formę tkaniny wykonanej z przędzy będącej mieszaniną jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego i stanowi jednocześnie zarówno osnowę, jak i wątek.
- 2. Moduł według zastrz. 1 znamienny tym, że tkanina wykonana jest z przędzy, uzyskanej z mieszaniny jonitu włóknistego silnie kwaśnego i silnie zasadowego w proporcji korzystnie odpowiednio od 40%-60% do 60%-40%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435239A PL241163B1 (pl) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435239A PL241163B1 (pl) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435239A1 PL435239A1 (pl) | 2022-03-14 |
| PL241163B1 true PL241163B1 (pl) | 2022-08-16 |
Family
ID=80629045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435239A PL241163B1 (pl) | 2020-09-07 | 2020-09-07 | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241163B1 (pl) |
-
2020
- 2020-09-07 PL PL435239A patent/PL241163B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435239A1 (pl) | 2022-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5512173A (en) | Demineralization apparatus and cloth for packing diluting chamber of the demineralization apparatus | |
| KR101910211B1 (ko) | 개선된 스케일링 저항을 갖는 전기탈이온 장치 및 방법 | |
| JP4343105B2 (ja) | 電気式脱塩装置 | |
| CN100430323C (zh) | 电脱盐装置 | |
| WO2006110860A1 (en) | Chambered electrodeionization apparatus with uniform current density, and method of use | |
| JP2004082092A (ja) | 電気式脱イオン装置 | |
| JP7224994B2 (ja) | 電気式脱イオン水製造装置および脱イオン水の製造方法 | |
| DE60314190T2 (de) | Modul zur elektrischen entionisierung und dieses umfassende vorrichtung | |
| BRPI0808853A2 (pt) | Dispositivos e métodos para geração de ácido e base | |
| EP3708544A1 (en) | Hybrid power generation apparatus and method capable of electricity production and deionization simultaneously | |
| US20030079993A1 (en) | Electrodeionization apparatus | |
| PL241163B1 (pl) | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie tkaniny | |
| PL241351B1 (pl) | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie ziarnistej i włóknistej | |
| PL242127B1 (pl) | Moduł elektrodejonizacji z jonitem w formie włóknistej | |
| JP2008132492A (ja) | 電気式脱塩装置 | |
| CN103708586B (zh) | 基于离子交换织物填充的电去离子装置及其应用 | |
| JP3729348B2 (ja) | 電気再生式脱塩装置 | |
| JP2006026488A (ja) | 電気式脱塩装置 | |
| RU2380145C2 (ru) | Многокамерный электродиализатор глубокой деминерализации | |
| JP2003190960A (ja) | 電気式脱塩装置 | |
| JP2002136971A (ja) | 電気的脱イオン装置 | |
| JP2019072694A (ja) | 電気式脱イオン水製造装置 | |
| JP2002538944A (ja) | 液体ストリームの精製 | |
| BE534129A (pl) |