E-Cell-EDI-技术介绍.ppt

1、E-CellTM EDI技术,内容,E-Cell EDI 技术介绍 EDI工作原理 为什么EDI 优于传统混床 E-CellTM 其他优点 E-CellTM 产品规格 E-CellTM运行,清洗,故障分析,1.1,E-Cell EDI 技术介绍,2.0,EDI 在纯水领域中的特性.,E-Cell EDI 技术介绍,减少了95%的化学药剂的使用 连续运行 无有害废水排放,2.1,E-Cell EDI 技术介绍,这是一场水处理技术的革命. 水处理技术的发展历程,2.4,预 处 理,1st Generation,2nd Generation,3rd Generation,阴阳离子交换,混合离子交换,

2、预 处 理,反 渗 透,混合离子交换,预 处 理,反 渗 透,E-Cell EDI 技术介绍,2.6,在广泛的应用领域得到证实: 电力 / 公用事业 生物化学 / 医药 半导体 / 微电子 表面处理 (如汽车行业) 生活消费品和化妆品 常规工业,E-Cell EDI 技术介绍,典型EDI工艺流程图,3.2,EDI 工作原理,2.0,EDI 工作原理,3.1,E-Cell 模块,进水,产水,产水,进水,已失效的树脂层,未消耗的树脂层,过渡转化区,EDI 工作原理,3.1,若干单元,EDI 工作原理,3.1,阳离子树脂,阴离子树脂,Na+,Cl-,H+,OH-,H2O,+,淡水室-离子交换树脂,E

3、DI 工作原理,3.1,阳离子树脂,阴离子树脂,阳离子膜,阴离子膜,OH-,OH-,Cl-,Na+,H+,H+,OH-,H+,-,+,淡水室-离子迁移过程,EDI 工作原理,3.1,树脂,树脂,OH-,H2O,H+,Na+,Cl-,OH-,H+,淡水室 水分子的分解和再生,EDI 工作原理,3.1,阳离子不能穿 过阴离子交换膜 阴离子不能穿 过阳离子交换膜,浓水室,阴离子交换膜,阳离子交换膜,淡水室,淡水室,Cl-,OH-,Na+,H+,EDI 工作原理,3.1,阴离子交换膜,阳离子交换膜,淡水室,淡水室,Cl-,OH-,Na+,H+,Cl-,Na+,+ + +,- - -,高pH,低pH,浓

4、水室,EDI 工作原理,3.1,氢氧根离子的影响,H+ 和 OH- 离子的数量是其它（被污染的）离子的2 到 9 倍 浓水侧的阳离子交换膜 pH值很低 (H+ 离子多) 浓水侧的阴离子交换膜 pH值很高 (OH-离子多) 极端的pH值容易导致结垢! 浓水室流速加大可以减少结垢,EDI 工作原理,3.1,阴极侧化学反应,_,阴极,2H2O + 2e- = 2OH-(aq) + H2(g),产生氢气 7.0 mL(STP)/安培/分钟 高pH 有可能结垢,EDI 工作原理,3.1,阳极侧化学反应,+,阳极,产生氧气 3.5 mL (STP)/安培/分钟 微量氯气产生 电极排放口1-2 ppm (N

5、aCl含量400 uS/cm) 低pH,2H2O = 4H+(aq) + O2(g) + 4e- (2Cl-(aq) = Cl2 (g) + 2e-),EDI 工作原理,3.1,极水室,两个极水室的极水由浓水回路补充。 极水室从靠近的离子交换膜得到离子。 极水带走离子和电解反应生成气体(H2 ,O2)。 阳极极化水和阴极极化水在极水室出口混合. 阳极极化水(高pH)和阴极极化水(低pH)混合后中和,EDI 工作原理,3.1,浓水电导率 离子从淡水室迁移到浓水室 更高的系统回收率 更高的浓水循环回路电导率 更高的浓水循环回路电导率 在相应的电压条件下, 能够运输更多的电流 减少浓水室结垢的趋势

6、浓水循环回路电导率: 50-600 uS/cm 通常情况下,单靠EDI进水补充和浓水循环不能达到此要求,因此可以采取的措施为加盐,EDI 工作原理,3.1, 离子交换过程按照动力学和热动力学,去除水中污染性离子 离子沿离子交换树脂表面向两端的电极迁移,其穿过离子交换膜进入浓水室 浓水室中的离子被离子交换膜阻隔于浓水室中,不能再返回淡水室 迁移到浓水室的H+ 和 OH- 重新结合形成H2O,EDI 工艺过程综述,EDI 工作原理,3.1,淡水室中水分子电离生成持续的H+ 和 OH- 离子流,从而产生持续的再生过程. 由于极化水中含有微量的氯气和氢气, 极化排放水将与浓水排放水分开,单独排放。,E

7、DI 工艺过程综述,EDI 工作原理,若干单元,EDI 工作原理,EDI 膜块分解图,阴极,阴离子膜,浓水流道栅,阳离子膜,淡水流道栅,EDI 工作原理,3.0,回收率,回收率 = 产水流量 进水流量 进水流量 = 产水流量 + 极水排放量 +浓水排放量 回收率 = 产水流量 产水流量 + 极水排放量 +浓水排放量 E-Cell 系统中的流量计: 产水流量计,极水排放流量计,浓水排放流量计, 浓水 进水流量计,EDI 工作原理,3.0,系统回收率,E-Cell 系统的回收率主要由进水硬度决定 高进水硬度 需要更小的系统回收率 低回收率减少了结垢的机会 降低系统回收率, 也即减少浓水循环回路的硬

8、度 通过调节浓水排放量,以调整系统的回收率,EDI 工作原理,3.0,系统回收率,进水硬度 系统回收率 MK-2 EDI系统浓水 (ppm as CaCO3)循环回路电导率 (mS/cm) 0.0 0.1095%- - 0.10 1.0090%+ 400 500 当进水硬度为0.10 1.0 (ppm as CaCO3), 需要定期清洗. 如果进水硬度0.50 (ppm as CaCO3),请咨询 E-Cell 公司.,主要影响: 减少浓水室中Ca2+ 金属碎屑; 污垢; 尘土; 花粉; 焊渣; 树脂颗粒等 化学污染: 氧化剂，如氯气; 多价阳离子，如铁、锰等; 环氧树脂及玻璃钢容器制作过程中

9、所用的硬化剂 污染物的来源: 敞开式储罐, 脱气塔, 没有在EDI前配过滤器的软化器等,进水特别注意事项,E-CellTM运行,清洗,故障分析,11.0,影响E-Cell 性能的四个参数： 1. 进水水质和温度 2. 电流 3. 压力 4. 流量,E-CellTM 运行,E-CellTM 运行,1) 进水水质 CO2 会造成进水水质差 TEA 25 ppm 以 CaCO3 计, ( Pharm系列 TEA 16 ppm ) 硬度超过 1.0 ppm 会导致EDI模块结垢 硅含量超过 500 ppb时也会引起结垢，特别有Mg2+存在时候,2) 电流 每个模块的平均电流必须足够负担进水中的离子含量

10、 E-Calc 设计软件要求电流 单个模块的电流：1.5 4.5 Amp/模块 1.5 - 3.0 Amp/模块的电流对绝大多数进水已经足够,E-CellTM运行,3) 操作压力 淡水室压力通常比浓水室压力大 5-10 psi (0.3-0.7 bar) 新的E-Cell 模块的压差 根据E-Factor = 电流 /(流量 * TEA) 1.4-2.4 bar (在3.41; 2.84 ; 1.14 m3/h流量条件下),E-CellTM运行,4)流量 如果低于模块允许的最小流量 模块内温度上升，将导致模块热损坏 直流电在模块中产生热量将无处散发 在正常流量情况下，淡水室温度变化 T 淡进-

11、 T 淡出 2 oC (4 oF) 模块浓水室更容易结垢 确保不超过回收率要求，以防止结垢 浓水循环流量不小于350L/H/模块,建议1M3/H/模块 极水流量不小于60L/H/模块,建议80L/H/模块 产水流量不小于1.7M3/H/模块,建议3M3/H/模块以上,E-CellTM运行,至少每天记录以下运行数据:,E-CellTM运行,每周记录以下运行数据: 进水硬度 进水中的硅含量 进水的 pH值 或 CO2 含量,E-CellTM运行,注意下列变化趋势以监控模块性能: 1. 产水电阻率 2. 电压,电流和浓水电导率 3. 每个模块的产水流量 / 淡水室压差 4. 每个模块的浓水流量 /

12、浓水室压差 5. 淡水室与浓水室压差 淡水室进口-浓水室进口; 淡水室出口-浓水室出口 6. 回收率,E-CellTM运行,E-Cell 清洗,可能引起污染的因素: 进水水质不符合要求.例如: 硬度 1.0 ppm 系统回收率太高 E-CellTM 系统的储藏或停机超过 3 天而没有经过正常的长期停机程序,污染的种类: 硬度 金属氧化物 有机物 生物污染,E-Cell清洗,E-Cell清洗,污染的征兆: 模块压差增大 产水,浓水或极化水流量减小 电压增大 产水水质降低,E-Cell清洗,E-Cell 故障分析,产水电阻率低原因分析: 可以分析如下运行情况 各模块的平均电流 各模块的实际电流 淡

13、水室和浓水室的压力 流量过低 运行情况随时间变化的趋势 压差上升; 模块“电阻” 增加,E-Cell故障分析,产水电阻率低原因分析: 可以分析检测仪表: 电极常数 校验 温度补偿 探头接线 仪表接地 取样 流经探头的流量太小而导致取样很差,E-Cell故障分析,产水电阻率低原因分析: 可以分析进水以下参数: 电导率 pH CO2 硅含量 硬度 检查反渗透设备情况 对水质作实验室分析,E-Cell故障分析,产水电导率大于进水电导率原因: 一个或多个模块电极反向 浓水室反向进入淡水室 立即停止EDI系统运行,并检测原因 浓水室压力大于淡水室压力 电流增加,产水水质反而下降原因: 离子交换膜损坏, 例如:热损坏; 机械损坏.,E-Cell故障分析,所有的保险丝烧断的原因: 浓水循环电导率过高膜块保险丝接连烧断 一个保险丝烧断的原因: 该模块比其它模块 “电阻” 略低, 用仪表检查运行电流. 膜块短路,导致离子交换膜热损坏 浓水室存有金属颗粒 浓水循环电导率过高,E-Cell故障分析,低流量报警的原因: 流量开关设置不正确水压力改变导致 污染或结垢影响正常流量 外部碎片被冲入模块