Управление установками электродеионизации

Электродеионизацией называется процесс, объединяющий в своей структуре весь спектр преимуществ, которыми обладают ионный обмен и электродиализ. С его помощью проводится глубокое обессоливание воды, а сам он заменяет собой ионообменные фильтры смешанного действия (ФСД), являясь их более выигрышной альтернативой.

Область применения установок ЭДи – электроника, где они участвуют в изготовлении высокотехнологичного оборудования, теплоэнергетика с ее котлами высокого давления и фармацевтическая промышленность.

Суть процесса

При электродеионизации проводится непрерывная деминерализация воды. В осуществлении этого процесса используются ионоселективные мембраны, ионообменные смолы и постоянное электрическое поле. Главная движущая сила EDI – напряжение между двумя точками последнего в противоположных сторонах канала. Он включает в себя катионо- и анионопроницаемую мембраны, а также ионообменную смолу, которой заполняется изнутри. именно благодаря разности потенциалов растворенные заряженные частицы способны покидать общий поток, проходя через перегородки при непрерывном восстановлении ионита.

В технологию электродеионизации входит три операции.

1. При ионном обмене происходит адсорбция ионов, которые изначально содержит вода, на гранулах анионита и катионита во время прохождения через расположенные слоями ионообменные смолы. Он протекает согласно правилам переноса массы и термодинамического равновесия.
2. Суть второй операции в отводе заряженных частиц сквозь ионит и барьер из ионоселективных мембран в область, где находится концентрат.
3. В рамках последнего процесса ионит подвергается непрерывной регенерации с помощью простейшего двухатомного водорода H2+ и гидроксид-аниона OH-, полученных электролизом (постоянный ток воздействует на молекулы H2O, и от них отделяются нужные атомы).

Все указанные составляющие EDI носят безостановочный характер. Даже если исходная вода не содержит растворенных ионов, их выполнение не должно прекращаться.

Перечень преимуществ

Электродеионизация превосходит традиционный ионный обмен по ряду параметров. Например, реагенты в виде кислот и щелочей не применяются – они полностью заменены непрерывной регенерацией смол. Также при ЭДи нет необходимости резервировать основное оборудование.

Электродеионизационные ячейки очищаются химическим способом гораздо реже, если исправно функционирует обратноосмотическая предварительная подготовка, в частности, двухступенчатое обессоливание по фильтрату.

Установки EDI просты в эксплуатации, поскольку управление процессом осуществляется без привлечения сложной аппаратуры.

Они эффективно удаляют соединения, образованные бромом и кремнием: величина показателя достигает 95%. При этом 25-градусная очищенная жидкость обладает удельным сопротивлением от 10 до 18 МОм×см. Если это значение требуется стабилизировать на уровне верхней цифры (из указанных ранее), следует воспользоваться полировочным нерегенерируемым фильтром ФСД.

За счет безостановочности операций вмешательство персонала в работу системы сводится к минимуму.

Если сравнивать ионный обмен и электродеионизацию по эксплуатационным расходам, то у последней они в 1,5-2 раза меньше. Основная масса затрат здесь приходится на энергоресурсы: для получения одного кубического метра фильтрованной жидкости используется 0,7-1 кВт×ч.

Системы ЭДи более компактные благодаря отсутствию нейтрализационного и реагентного хозяйств, что позволяет добиться серьезной экономии средств при их внедрении.

Описание шкафов управления

Шкафы управления электродеионизацией занимаются распределением электричества и контролируют весь процесс очистки воды в пределах установки. Они потребляют 100 кВт мощности и функционируют в трехфазных сетях переменного тока (380 В, 50 Гц). Агрегаты выполняются с классом защиты оболочки IP54 и габаритами 2000×1200×1600.

ШУЭДи коммутируют электрические цепи питания гидравлических машин, электродвигателей; регулируют пуск и останов насосов; открывают и закрывают запорно-регулирующую арматуру; отслеживают и корректируют параметры активности установки (такая возможность реализуется за счет контрольно-измерительных приборов); выдают аварийные сигналы, когда возникают аварийные события, делающие невозможным дальнейшее нормальное функционирование. Также с их помощью реализуются технологические защиты и блокировки аппаратуры.

Шкафы работают в ручном и автоматическом режимах. их функциональность основывается на применении в конструкции контроллера с программным обеспечением, адаптированным под конкретную систему. Для плавного регулирования пуска электродвигателей может использоваться частотный преобразователь.