Устройство для контроля процесса обессоливания жтдкости в электродиализаторе Советский патент 1979 года по МПК B01D13/02 G05D27/00 

3 Цель настоящего изобретения - повм лсние точности и снижение трудоемкости контроля. Это достигается тем, что устройство дополнительно снабжено блоком деления, блоком возведения в степень, блоком умножения, корректором и блоком сравнения, причем входы блока деления соединены с выходами датчика величины тока и датчика солесодержания дилюата, а выход - через блок воздействия в степень - с первым входом блока умножения, второй вход которого связан с корректором, входы блока сравнения соединены с выходами датчика расхода дилюата и блока умножения, а выход - с измерительным прибором. Принципиальная схема устройства представлена на чертеже. Устройство для контроля процесса обессоливания жидкости в злектродиализаторе 1 содержит датчик 2 расхода дилюата и датчик 3 солесодержания дилюата, установленные в трубопроводе 4 дилюата на выходе их электродиализатора 1, датчик 5 величины тока, источник 6 питания электродиализатора, блок 7 деления, блок 8 возведения в степень, коррек тор 9, блок 10 умножения, блок 11 сравнения и измерителйный прибор 12. К входу электродиализатора 1 присоединен трубопровод 13 обессоливаемой жидкости и трубопровод 14 промывки рассольных и электродных камер, а к выходам - трубопровод J5 сброса рассола и промывной жидкости из камер концентрирования и электродных камер и трубопровод 4 дилюата. Устройство для контроля процесса обессоли вания жидкости работает следующим образом. В электродиализаторе 1 жидкость из трубопро вода 14 поступает на промывку электродных камер и камер концентрирования, после чего сбрась вается по трубопроводу 15. Жидкость из трубопровода 13 поступает в Дилюатные камеры, пройдя электрохимическую обработку обессоливается и по трубопроводу 4 подается потребителям. Обессоливание осуществляется при прохождении постоянного электрического тока между электродами, подключенными к источнику 6 питания электродиализатора через чередзоощиеся, разделенные ионоселективными мембранами, дилюатные камеры и камеры концентрирования электродиализатора 1. При помощи датчика 3 измеряют концентрацию солей в дилюате и при помощи датчика 5 - величину тока в электродиализаторе. Выходные сигналы этих датчиков поступают на входы блока 7 деления, который формирует сигнал, пропорциональный отношению плотности тока к солесодержанию дилюата и подает его через блок 8 возведения в степень на первый вход блока 10 умножения. На вто pofi вход блока 10 умножения поступает сигнал корректора 9. При помощи датчика 2 измеряют расход дилюата. Выходные сигналы датчика 2 и блока 10 поступают на вход блока 11, в котором формируется mi разность, подаваемая на вход измерительного прибора 12. Измерительный прибор 12 может быть .показывающим и сигнализирующим. При обессоливании электролитов методом электродиализа расход дилюата, солесодержание и величина тока в электродиализаторе определяют характер процесса.. Величина предельной плотности тока, соответствующая возникновению на поверхность ионоселективных мембран концентрационной поляризации, вызывающей нежелательный перенос через мембраны продуктов диссоциации воды и приводящей к образованию на мембранах осадков в виде гидроокисей и карбонатов, прямо пропорциональна концентрации раствора в дилюатном тракте и обратно пропорциональна толщине диффузионного слоя на поверхности мембран. Коэффициенты пропорциональности указанных зависимостей зависят от свойств применяемых ионоселективных мембран, состава и температуры обрабатываемой жидкости. В свою очередь толщина диффузио1шого слоя зависит ot гидродинамических условий течения жидкости в рабочей камере электродиализатора и пропорциональна скорости движения жидкости в камере, возведенной в степень п. При этом значение показателя степени (-0,) зависит от геометрии пространственного материала, заложенного в канале (в камерах электродиализаторов такими материалами являются турбулизаторы потока, расположенные между ионоселективными мембранами). Коэффициенты пропорциональности в этом случае зависят от физических свойств растворов электролитов - вязкости, плотности, и др. Для ведения процесса обессоливания в условиях, исключающих возникновение концентрационной поляризации, необходимо поддержание оптимального гидродинамического режима течения жидкости в камерах электродиализатора, чтобы исключить превыщение величины рабочей плотности тока над ее предельным значением,, соответствующим солесодержанию дилюата . Солесодержание характеризуется величиной сигнала, пропорциональной значению отнощения возведенному в степень --iJH умноженному на величину сигнала корректора 9. Здесь Л - величина тока, определяемая величиной сигнала датчика 5; с - солесодержанне дилюата, определяемой величиной .сигнала

датчика 3. Сигнал корректора 9 обобщенно зачитывает характеристику мембранных прокладок-турбулизаторов, вязкость и плотность жидкости, свойства ионоселективных мембран и т. д.

Таким образом, устройство позволяет контролировать, протекает ли процесс обессоливания в цеполяризационных условиях, при которых сигнал датчика 3 должен превышать, величину выходного сигнала блока 10. Изменение в процессе эксплуатаади величины протекающего через электродиализатор 1 тока или изменение расхода обессоливаемой жидкости в трубопроводе 13, вызванные например изменением напряжения и частоты вырабатываемого ветроагрегатом тока, понижение величины солесодержания диализата при изменении параметров процесса могут привести в ряде случаев к возникновению в электродиализаторе концентрационной поляризации, о чем можно судить по показаниям измерительного прибора 12.

Использование предложенного изобретения позволяет осуществлять автоматический контроль за работой электродиализатора в деполяризацио1шом режиме при изменяющихся в процессе эксплуатации параметрах. По показаниям измерительного прибора можно получить инфомацию о возникновении концентрационной поляризации или о возможности интенсификации процесса обессоливания (за счет увеличения величины тока, расхода и др.) путем приближения параметров процесса к предельно-допустимым значениям. Контроль осуществляется с помощью имеющихся датчиков расхода и солесодержания дилюата и датчика величины

тока, наличие которых необходимо для ведения процесса обессоливания. Таким образом снижается трубоемкость и повышается точность контроля.

Формула изобретения

Устройство для контроля процесса обессоливакия в злектроднализаторе, содержащее датчик расхода дилюата, датчик величины тока, источник питания электродиаянзатора, датчик солесодержания дилюата и измерительный прибор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и снижения трубоемкости контроля, устройство дополнительно снабжено блоком деле1шя, блоком возведения 8 степень, блоком умножения, корректором и блоком сравнения, причем входы блока деления соединены с выходами датчика величины тока и датчика солесодержания дилюата, а выход - через блок возведения в степень с первым входом блока умножения, второй вход которого связан с корректором, входы блока сравнения соедтены с выходами .датчика расхода дашюата и блока умножения, а выход - с измерительным прибором.

Источники информащш, принятые во внимание при экспертизе .

1.Машин В. М. и др. Электрохимическое обессоливание морской и минерализованных вод. М., 1976, с. 56-59.

2.Салдадзе К. М. и др. Ионообменные

мембраны в злектродиапизе. Л., Изд-во Химия, 1970, с. 145-155 (прототип).