双极膜电渗析的应用程序
自双极膜在1977年成为可作为商业产品[5],大量的潜在的应用已被确认,已经被广泛的研究实验室或试验厂规模[31]。然而,尽管明显的技术和经济优势技术,大规模的工厂仍然很罕见。不愿使用双极膜的主要原因电渗析可用的双极和单极膜的缺陷,导致短有用膜的生活,可怜的电流利用率和高污染的产品。然而,有许多规模较小的应用在化学过程工业,生物技术、食品加工、废水处理。的一些潜在应用电渗析归纳如表2所示。
应用程序 |
开发的过程 |
潜在优势 |
与应用程序相关的问题 |
生产的无机酸和碱盐 |
试验工厂操作 |
较低的能源消耗 |
膜污染的产品,不稳定 |
恢复的有机酸发酵过程 |
商业的植物 |
集成过程,降低成本 |
令人不满意的膜稳定性和污垢 |
酸度控制在化学过程 |
实验室测试 |
更少的化学物质和盐生产 |
应用程序的经验,处理成本 |
去除二氧化硫的烟气 |
广泛的试验工厂测试 |
减少盐的生产 |
长期膜稳定 |
回收高频和硝酸从钢铁酸洗的解决方案 |
商业的植物 |
恢复酸和减少盐处理 |
相对复杂的过程,投资成本高 |
离子交换树脂再生 |
试验工厂测试 |
减少盐的处理 |
投资成本高 |
高纯度水生产 |
实验室测试 |
更好的去除弱的酸和碱 |
没有长期的经验 |
5.2.1生产双极膜电渗析的酸和碱
最大的潜在应用双极膜电渗析是酸和碱的生产从相应的盐。目前,烧碱生产的副产物氯通过电解。利用双极膜电渗析和生产烧碱氯和酸,而不是从相应的盐是一个有趣的替代传统的氯/碱性电解,因为较低的能源消耗。然而,这个过程是受贫穷膜稳定性和高离子浓度选择通透性不够,导致大量产品盐污染,低电流利用率,和短膜操作条件下生活。Problemfree操作的双极膜电渗析也需要大量的盐溶液预处理。广泛的实验室测试的总体结果是,目前生产的无机酸和碱双极膜电渗析经济条件下不符合产品质量要求。
然而,情况已大不相同,当酸或碱必须从盐中获得化学反应或中和过程。在这些情况下,要求恢复酸或碱的浓度和纯度不一样严格的生产高质量的商业产品和双极膜电渗析在经济上可以应用。
5.2.2双极膜在废水处理中的应用
恢复的酸和碱盐中和反应生成的减少浪费处理是一种最有前途的应用双极膜电渗析。更有前途的应用之一是酸如氢氟酸的和硝酸的恢复从一个污水水流含有氟化钾和中和生成的亚硝酸盐的钢铁酸洗槽。阐释了这一过程的简化的流程图,图20。
在酸洗酸与氢氧化钾中和。然后过滤和沉淀的解决方案金属氢氧化物是删除。中性氟化钾和亚硝酸盐包含解决方案是美联储的双极膜电渗析单元盐转换为相应的酸和氢氧化钾。利用氢氧化钾中和槽和酸洗槽酸。枯竭的盐溶液的双极膜电渗析单元集中在传统的电渗析系统和回收
基地中和
基地中和
双极膜
图20的简化流程图酸复苏和回收从钢铁酸洗中和浴。
双极膜
图20的简化流程图酸复苏和回收从钢铁酸洗中和浴。
生物质循环
-
- 图21简化流程图说明集成电渗析的生产过程。
直接向双极膜单元。的diluate用于清洗和清洁的过滤器。
碱性或酸性洗涤塔的治疗用于删除组件,这是对环境有害如氮氧化物、二氧化硫、或NH3浪费空气流,双极膜电渗析的另一个有趣的应用程序。在碱性和酸性洗涤塔,大量的酸或碱是消费和生产盐,通常含有有毒物质如重金属离子和有机化合物。
5.2.3双极膜电渗析在生物技术中的应用
一个非常有前途的应用程序与双极膜电渗析的复苏是有机酸发酵过程。过程图21所示,显示了连续发酵生产乳酸的集成产品基于双极膜电渗析的恢复过程。
一般来说,乳酸是在一批生产过程的分离和纯化乳酸是主要由实现的离子交换作用,导致大量的废水再生盐。生产过程的集成电渗析,图21所示,最低的离子交换树脂需要在最后一个纯化步骤。乳酸盐的浓度是通过传统的电渗析和乳酸的转化成乳酸,双极膜电渗析。同时生产基地回收到发酵罐控制pH值。
其他典型的双极膜电渗析在生物技术中的应用是经济复苏的葡糖酸葡萄糖酸钠和抗坏血酸和抗坏血酸钠的生产。
继续阅读:NDMA的形成途径
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