Электрофизические методы обработки материалов. Предложите электрическую схему и конструкцию электродиализатора для опреснения воды. Для данного задания необходимо…

Электрофизические методы обработки материалов.

Предложите электрическую схему и конструкцию электродиализатора для опреснения воды.

Для данного задания необходимо предложить конструктивно-технологическую схему установки для осуществления технологического процесса. Представить технологическую и электрическую схемы, обоснование и доказательства для осуществления процесса, подбор основного оборудования.

Содержание работы

Введение                                                                                         3

1. Назначение и исходные условия                                              4

1.1. Задача опреснения и область применения                        4

1.2. Исходные данные для разработки                                     5

2. Физические основы электродиализа                                        6

2.1. Перенос ионов и работа мембран                                      6

2.2. Поляризация и электродные реакции                               7

3. Конструктивно-технологическая схема                                  8

3.1. Контуры установки и маршрут воды                                8

3.2. Устройство мембранного пакета                                       9

4. Электропитание и управление                                               10

4.1. Силовая электрическая схема                                          10

4.2. Регулирование тока и блокировки                                  11

5. Расчёт и обоснование параметров                                          12

5.1. Баланс воды и удаляемой соли                                        12

5.2. Ток и продолжительность обработки                              13

5.3. Гидравлический режим и предельный ток                     14

5.4. Напряжение и расход электроэнергии                            15

6. Подбор основного оборудования                                           16

6.1. Мембраны, электроды и насосы                                      16

6.2. Источник питания и средства контроля                          17

7. Технология эксплуатации                                                       18

7.1. Пуск, опреснение и выгрузка воды                                 18

7.2. Контроль качества и обслуживание                                19

Заключение                                                                                  20

Список литературы                                                                     21

Графическая часть                                                                       22

Лист Г1. Перенос ионов в мембранном пакете                     22

Лист Г2. Конструкция и технологические контуры             23

Лист Г3. Силовая электрическая схема                                  24

Лист Г4. Схема блокировок и регулирования                       25

---

Формат документа - doc

<в каталог

Фрагмент (вторая страница) ↓↓↓

Введение

Тема работы — электрическая схема и конструкция электродиализатора для опреснения воды. Предлагается установка периодического действия с плоскими ионообменными мембранами, циркуляцией растворов и регулируемым источником постоянного тока. Она предназначена для снижения минерализации солоноватой воды небольшими партиями.

Потребность в опреснении возникает при использовании подземных и поверхностных источников с повышенным содержанием растворённых солей. Механическая фильтрация не удаляет такие вещества, поскольку они находятся в воде в виде ионов. Электродиализ обеспечивает их направленный перенос через селективные мембраны под действием электрического поля.

Цель разработки — предложить согласованные конструкцию аппарата, технологию обработки и электрическую систему, позволяющие получить воду с заданным остаточным солесодержанием. Для этого определяются структура мембранного пакета, площади мембран, расходы циркуляции, рабочий ток, продолжительность цикла и энергопотребление.

Расчёт выполнен для партии 100 л воды с исходным солесодержанием 3,0 г/л и конечным 0,5 г/л. Принята модель раствора NaCl при температуре около 25 °C. Для природной воды расчёт уточняют по ионному составу: одинаковая минерализация не означает одинаковых электропроводности, склонности к осадкообразованию и пригодности воды для использования.

В аппарате предусмотрены 20 камер обессоливания, камеры концентрирования и две изолированные электродные камеры. Электродные растворы не подаются в продукт. Выделяющиеся у электродов газы отводятся раздельно. По мере снижения электропроводности рабочий ток уменьшается, а при нарушении циркуляции питание электродов отключается.

В записке приведены физическое обоснование процесса, конструктивные решения, расчётные зависимости, подбор оборудования и порядок контроля. Графическая часть включает схему переноса ионов, компоновку с технологическими контурами, силовую электрическую схему и схему управления. Основу подбора составляют материалы российских изготовителей и исследования в области электромембранных процессов.