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纯水设备知识:双极膜电渗析解析

2019/7/31 9:45:24      点击:

纯水设备www.iamtawfik.com】自2017年以来,双极膜材料一直是工信部公布的国家发展重点新材料之一。目前,国内高校拥有众多的研发团队,如清华大学、中国科学技术大学、浙江大学、南开大学、合肥工业大学等。

    工业双极膜是目前冠状电渗析离子交换膜材料(综合应用前景、产业化程度等因素),快速了解。

双极膜电渗析-历史

    上世纪六七十年代,美国Aquatech公司首次开发了双极膜。20世纪80年代,双极膜在美国华盛顿的一家钢厂首次工业化应用纯水设备,并应用于硝酸钾和氟化钾系统。后来,双极膜电渗析的应用逐渐扩展到芬兰、法国、德国、意大利、荷兰等欧洲国家。

    两极电影有望在20世纪80年代和90年代进入中国。在这一时期,国内双极膜的研究文献比较多,比较集中。同时,实验室纯水设备国内一些大型企业也做了大量的实验(主要是有机酸产品双极膜系统)。

    2013年之前,中国还没有大规模的双极膜电渗析项目(中国的有机酸产品体系双极膜电渗析产业化的应用案例在13-14年前才开始)。通过综合分析,主要有以下原因:

1。 投资高,材料设备进口齐全;

2. 设计、运行等技术参数完全依赖国外,国内装配水平低,缺乏核心技术;

3.国内企业对新技术存在疑虑;

我们不能谈论政治和国情。

    双极膜只是离子交换膜的一种,可以想象双极膜在整个膜市场的细分是非常小的。但由于双极膜的特殊应用,在一定程度上是不可替代的,在高盐废水零排放系统、资源回收领域、有机产品的新型清洁生产工艺等方面具有很大的优势,目前受到广泛关注。

2 双极膜/电渗析-原理

    双极膜一般由阴离子交换树脂层(AL)、阳离子交换树脂层(CL)和中间层组成。

1. 中间层市场上常用别称:过渡层、催化层、复合层、界面层等;

2.中间层,厚度一般在10*10^-9m以内(纳米级别),且跟制膜原理、工艺有关;

    在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+OH-,并进行离子定向迁移,分别通过阳离子交换膜层和阴离子交换膜层纯水设备,作为系统H+OH-离子供应源。H+OH-则主要通过过渡区水的解离而得到及时的补充,消耗的水又通过周围溶液中的水向膜中间渗透而弥补。

3 双极膜电渗析-应用形式/领域

    基于双极膜的特点,配备不同的阳离子交换膜、阴离子交换膜及其他配件,可以组装成不同形式的双极膜电渗析( 双极膜电渗析的形式含:二隔室、三隔室、四隔室、五隔室等,感兴趣的可以自己去拓展,核心原理没变,)。

其中常规双极膜电渗析(BPEDEDBM)主要作用如下:

    1。(无机系统)无机盐制备对应的酸和碱:硫酸钠、氯化钠 、硫酸锂、硝酸钠、氯化铵等;

    2.(有机系统)有机酸盐制备对应的有机酸和碱(有机碱盐与之类似):酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、维生素C、四甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵等;

基于双极膜制酸、碱功能,双极膜电渗析在很多无机系统、有机系统中常常会被用来与电解法做对比。以纯氯化钠系统为例实验室纯水设备,两种工艺差异对比如下:

    4 双极膜电渗析-厂家

国内环保形势严峻,尽管双极膜起步晚,但是国内的环保市场形势给双极膜电渗析创造了非常多的机会。而国内实际的双极膜电渗析应用案例已经非常多,Na2SO4NaClNaNO3Li2SO4NH4Cl等含盐废水具有相应的应用案例。

    尽管目前国内所有电渗析厂家,都宣传有双极膜电渗析,但是其实国内双极膜电渗析应用主要以进口双极膜为主,当然也有为数不多的几家公司在研发、生产国产双极膜。具体情况如下:

    1。日本ASTOM:目前国内双极膜应用案例最多,日本技术团队可以做全程技术支持。在双极膜设备形式、系统设计、系统稳定性上,行业综合评价比较高,目前应用主要涉及高盐废水、有机酸、有机碱等系统。

    2.德国Fumatech:膜材料完全可以应用于工业化,但是因为膜基材、配件性能、供货时间等细节问题,目前在国内应用偏少,主要应用于部分有机产品清洁生产工艺中。

    3。法国(Eurodia Industrie Sa)、捷克(MEGA a。s。)、法国(Suez Environnement)等,苏伊士电渗析这一块主要因为收购了GE水处理部门。整体上述几个品牌双极膜电渗析在国内基本没有应用,但他们常规电渗析均在国外食品、医药等领域有较多应用。

通过研究双极膜电渗析国际专利纯水设备,发现很多的新思路、新想法。

    4.杭州蓝然环境:属于国产双极膜厂家,且与日本ASTOM合作,目前国内双极膜应用案例最多。蓝然下属两个生产、研发型子公司,其中衢州蓝然新材料投资约1。2亿元,双极膜规划年产能50000m2,双极膜技术源于公司团队、日本、高校等综合研发。

    5. 北京廷润:属于国产双极膜厂家,技术源于国内早期研发团队-葛道才。2016-2017年在福建泉州分公司实现双极膜生产工业化,双极膜规划年产能50000m2。尽管性能上与进口膜相比还具有一定的差距,但是目前也已在众多特定领域具有一定应用。

    6. 河北亚德士:核心技术来源于葛道才(仅供参考),经过长期公司自主调整,目前已形成自主双极膜研发产品。但是该公司定位不做双极膜工程,只做双极膜产品和设备的供应商。苏州皙全皙全纯水设备公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,去离子水设备,超纯水设备及软水处理设备。纯水设备实验室纯水设备。


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