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除盐水制备技术进展

2015-09-24 11:33

  水除盐技术经历了高能耗、高成本、操作复杂、污染环境到低能耗、低成本、易操作、环境友好的发展过程。在除盐水生产的最初阶段。主要采用高能耗、高成本的蒸馏法。随着人工合成树脂技术的发展,开发出以离子交换树脂为核心的化学法制备除盐水技术。可生产接近理论纯水的电导率为0.055ptS/em的高纯水。离子交换法虽然较蒸馏法大幅度降低了能耗和制水成本,但用离子交换法制备除盐水的过程中产生大量的废酸废碱液,对环境存在一定的污染,因此人们寻求更加环保的除盐水制备技术。随着膜科学研究的深入,膜技术应用于工业水除盐得到了快速发展,如电渗析(ED)除盐技术、反渗透(RO)除盐技术。及膜分离技术与离子交换技术相结合的组合技术,它们在生产过程中产生的废酸碱量较离子交换法减少了90%。基本上解决了离子交换法除盐水生产过程中的废酸碱污染环境问题。
 

除盐水设备
除盐水设备

  蒸馏法除盐技术

  随后又开发出更环保的除盐水生产技术——反渗透一电去离子(RO—EDI)组合工艺,该工艺不产生任何废酸废碱液,被认为是最有应用前景的除盐水工艺。随着材料技术的进一步发展。开发出以高性能电吸附材料为基础的电吸附技术(EST).也显示出良好的应用前景。

  沸点较高不蒸发的特性将水盐分离,得到高纯度除盐水的技术。蒸馏法除盐工艺可以追溯到20世纪30年代,是早期开发的主要除盐水制备技术,可得到电导率为l~10tzS/cm的除盐水。到目前已开发出单级闪蒸(SSF)、多级闪蒸(MSF)、多效闪蒸(MED)、垂直管蒸发(VTE)、横管蒸发(HTE)、压汽蒸馏等蒸馏法制备除盐水工艺。

  蒸馏法对原料水水质要求不高.水中盐质量浓度从几百mg/L到.IL万mg/L都能满足要求:运行操作简单,除盐的同时具有消毒作用,因而在用水量较小的医药卫生行业和实验室、及海水淡化业中仍然采用。由于蒸馏法制备除盐水存在设备腐蚀、结垢和能耗高等技术问题,在工业制水领域应用较少。

  随着膜技术的发展。蒸馏与膜相结合的膜蒸馏分离技术121逐步成熟,该技术应用于除盐水制备。由于操作温度较低。可利用太阳能、废热等低能位热源,同时可避免蒸气夹带易挥发性杂质,使水质更好,因而比传统蒸馏法具有优势,目前在海水淡化和苦咸水除盐中有应用。
 

除盐水设备图片
除盐水设备

  离子交换除盐技术

  离子交换除盐是利用离子交换树脂上可交换的氢离子和氢氧根离子,与水中溶解盐发生离子交换,达到去除水中盐的目的。离子交换过程可以看作是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应,由于离子交换树脂交换容量有限和离子交换反应的可逆性。离子交换树脂可以通过交换吸附和再生反复利用,其过程通常可以分为5个连续阶段:

  (1)交换离子从溶液中扩散到树脂颗粒表面。

  (2)交换离子在树脂颗粒内部扩散。

  (3)交换离子与结合在树脂活性基团的可交换离子发生反应。

  (4)被交换下来的离子在树脂颗粒内部扩散。

  (5)被交换下来的离子在溶液中扩散。离子交换反应速度很快,当离子交换树脂达到吸附饱和时,采用强酸或强碱与被吸附的离子进行交换,实现离子交换树脂的再生。

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