RU2715164C1 - Electrodialysis desalination method of electrolyte solution - Google Patents

Electrodialysis desalination method of electrolyte solution Download PDF

Info

Publication number
RU2715164C1
RU2715164C1 RU2019118790A RU2019118790A RU2715164C1 RU 2715164 C1 RU2715164 C1 RU 2715164C1 RU 2019118790 A RU2019118790 A RU 2019118790A RU 2019118790 A RU2019118790 A RU 2019118790A RU 2715164 C1 RU2715164 C1 RU 2715164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrate
desalination
electrodialysis
diluate
electrolyte
Prior art date
Application number
RU2019118790A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Богославский
Алексей Сергеевич Кобешев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "Щекиноазот"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "Щекиноазот" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инновационное предприятие "Щекиноазот"
Priority to RU2019118790A priority Critical patent/RU2715164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2715164C1 publication Critical patent/RU2715164C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention can be used in electrochemical treatment of solutions. One performs successive desalination of electrolyte solution in desalination stages, each of which includes circulation circuit of diluate 2 and circulation circuit of concentrate 4, connected to at least one electrodialysis module. Controlled supply of electrolyte to flow circuit of diluate 1 is performed, which is in-series connected to circulation circuits of diluate 2 of desalination stage, starting from the first and to last through at least one electrodialysis module. Electrolyte is fed into the electrodialysis module of the first demineralisation step and its desalination is carried out; then, the obtained diluate is directed through the circulation circuits of the diluate and the flow circuit of the diluate into the electrodialysis modules of the subsequent demineralisation stages. Concentrate 21 is fed into concentrate flow circuit 3, which is in series connected to circulation circuits of concentrate 4 of desalination stages, starting from last to first through series-connected electrodialysis modules, and passes in opposite direction relative to direction of flow circuit of diluate. Electrical resistance of the concentrate is determined at the output of the first desalination stage, and electric resistance of the diluate is determined at the output of the last step and the supply of electrolyte and concentrate is corrected based on the obtained results.
EFFECT: disclosed invention ensures the desalination process uninterrupted operation, reduced power consumption during electrodialysis desalination of the solution, increased speed of the process, its reliability and efficiency, as well as increased degree of equipment use.
6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической обработки растворов электролитов методом электродиализа и, в частности, к способам их деионизации.The invention relates to the field of electrochemical processing of electrolyte solutions by electrodialysis and, in particular, to methods for their deionization.

Известен способ обессоливания раствора электролита (Авторское свидетельство СССР №575111, кл. B01D 13/02, 1977), включающий электродиализную установку циркуляционного типа состоящая из трубопровода подачи воды, электродиализатора, емкостей для дилюата, рассола и промывочной жидкости для электродных камер, насосов со сливными импеллерами, образующих контуры дилюата, рассола и промывки электродных камер, отличающаяся тем, что с целью предотвращения перетока рассола в дилюат, установка снабжена распределительной емкостью, установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхней части с емкостью промывочной жидкости для электродных камер, в средней части - с емкостью дилюата и рассола, а в нижней - со сливом.A known method of desalination of an electrolyte solution (USSR Author's Certificate No. 575111, class B01D 13/02, 1977), comprising a circulating type electrodialysis unit consisting of a water supply pipe, an electrodialyzer, diluent tanks, brine and washing liquid for electrode chambers, pumps with drainage pumps impellers forming the circuits of the diluent, brine and washing of the electrode chambers, characterized in that in order to prevent the flow of brine into the diluent, the installation is equipped with a distribution tank mounted on the pipe a water supply line connected in the upper part to the washing liquid container for the electrode chambers, in the middle part to the diluent and brine capacity, and to the bottom to the drain.

Хотя известный способ обладает рядом достоинств, в частности простота осуществления и надежность, однако возможности электродиализного обессоливания использованы не полностью из-за ограничения производительности установки в конце процесса по причине уменьшения КПД из-за снижения проводимости дилюата.Although the known method has several advantages, in particular, ease of implementation and reliability, however, the possibilities of electrodialysis desalination are not fully used due to the limitation of plant performance at the end of the process due to a decrease in efficiency due to a decrease in the conductivity of the dilute.

Известен способ обессоливания раствора электролита (Патент РФ №2245848, кл. C02F 1/469, B01D 61/44, 2005), включающий подачу раствора в пространство между ионоселективными мембранами, наложение электрического поля постоянного тока, проведение процесса до конечной концентрации, измерение режимных параметров процесса, в том числе значений тока и напряжения, определение по ним электрического сопротивления электродиализатора, корректирование электрического параметра, отличающийся тем, что в качестве электрического параметра корректируют электрическое сопротивление раствора, для чего часть диализата или концентрата рециркулируют в начало процесса.A known method of desalination of an electrolyte solution (RF Patent No. 2248848, class C02F 1/469, B01D 61/44, 2005), including feeding the solution into the space between the ion-selective membranes, applying a direct current electric field, carrying out the process to a final concentration, measuring operational parameters the process, including the values of current and voltage, determining from them the electrical resistance of the electrodialyzer, adjusting the electrical parameter, characterized in that the electrical parameter is adjusted electrically resistance of the solution, to which a part of a dialysate concentrate or recycled to the beginning of the process.

Недостатком способа также является использование циркуляционной схемы деминерализации (с общим контуром циркулирования), что не позволяет достичь высокой производительности процесса. Скорость деминерализации снижается по мере уменьшения проводимости дилюата.The disadvantage of this method is the use of a circulation circuit of demineralization (with a common circulation circuit), which does not allow to achieve high productivity of the process. The rate of demineralization decreases as the diluent conductivity decreases.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в разработке высокопроизводительного способа электродиализного обессоливания раствора электролита.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed to the development of a high-performance method of electrodialysis desalination of an electrolyte solution.

Техническим результатом изобретения является достижение бесперебойности процесса обессоливания, оптимизация способа электродиализного обессоливания раствора электролита, уменьшение энергопотребления в процессе электродиализного обессоливания раствора, повышение скорости процесса, его надежности и производительности, уменьшение себестоимости оборудования, а также увеличения степени использования оборудования.The technical result of the invention is to achieve the continuity of the process of desalination, optimization of the method of electrodialysis desalination of the electrolyte solution, reduction of energy consumption in the process of electrodialysis desalination of the solution, increasing the speed of the process, its reliability and productivity, reducing the cost of equipment, as well as increasing the degree of use of equipment.

Указанный технический результат достигается в способе электродиализного обессоливания раствора электролита, согласно которому осуществляют последовательное обессоливание раствора в ступенях обессоливания (установки электродиализного обессоливания), каждая из которых включает контур циркуляции дилюата и контур циркуляции концентрата, соединенные с, по меньшей мере, одним электродиализным модулем. Ступени соединены проточным контуром дилюата и проточным контуром концентрата. Ступени также содержат баки смешения дилюата и концентрата, связанные с контурами циркуляции дилюата и концентрата соответственно, краны, расположенные на контурах циркуляции дилюата и концентрата. Для достижения результата осуществляют регулируемую подачу электролита в проточный контур дилюата, который последовательно соединен с контурами циркуляции дилюата ступеней обессоливания, начиная с первой и до последней (N-ой) через, по меньшей мере, один электродиализный модуль, содержащий секции концентрата и дилюата, после чего электролит подают в электродиализный модуль первой ступени деминерализации и производят обессоливание электролита, далее полученный дилюат через контуры циркуляции дилюата и проточный контур дилюата направляют в электродиализные модули последующих ступеней деминерализации, при этом, осуществляют регулируемую подачу концентрата в проточный контур концентрата, который последовательно соединен с баками концентрата и контурами циркуляции концентрата ступеней обессоливания, начиная с последней до первой через последовательно соединенные электродиализные модули и проходит в противоположном направлении относительно направления проточного контура дилюата. При этом, на выходе из первой ступени определяют электрическое сопротивление концентрата, а на выходе из последней ступени определяют электрическое сопротивление дилюата. На основании полученных результатов корректируют подачу электролита и концентрата.The indicated technical result is achieved in the method of electrodialysis desalination of an electrolyte solution, according to which a sequential desalination of the solution is carried out in desalination steps (electrodialysis desalination plants), each of which includes a dilution circulation circuit and a concentrate circulation circuit connected to at least one electrodialysis module. The steps are connected by the flow path of the diluate and the flow path of the concentrate. The steps also contain mixing tanks of the diluent and the concentrate, connected with the circulation circuits of the diluent and the concentrate, respectively, taps located on the circulation circuits of the diluent and the concentrate. To achieve the result, a controlled supply of electrolyte to the flow path of the diluent is carried out, which is connected in series with the circuits of the diluate of the desalination steps, starting from the first to the last (Nth) through at least one electrodialysis module containing sections of the concentrate and diluate, after whereupon the electrolyte is fed into the electrodialysis module of the first stage of demineralization and the electrolyte is desalted, then the resulting diluent through the circulation circuits of the diluate and the flow path of the diluent they are fed into the electrodialysis modules of the subsequent stages of demineralization, in this case, a controlled supply of concentrate to the flow path of the concentrate is carried out, which is connected in series with the concentrate tanks and the circuits of the concentrate of the desalination steps, starting from the last to the first through the series-connected electrodialysis modules and passes in the opposite direction relative to the direction flow path of the diluate. In this case, at the exit from the first stage, the electrical resistance of the concentrate is determined, and at the exit from the last stage, the electrical resistance of the dilute is determined. Based on the results obtained, the flow of electrolyte and concentrate is adjusted.

Контур циркулирования дилюата ступени включается в себя: полости обессоливания одного или двух электродиализных модуля, подключенные к насосу циркуляции дилюата и баку смешения дилюата. Контур циркулирования концентрата ступени включается в себя: полости концентрирования одного или двух электродиализных модуля, подключенные к насосу циркуляции дилюата и баку смешения дилюата.The circulation circuit of the stage diluate includes: desalination cavities of one or two electrodialysis modules connected to the diluate circulation pump and the diluent mixing tank. The stage concentrate circulation loop includes: concentration cavities of one or two electrodialysis modules connected to the dilution circulation pump and dilution mixing tank.

В способе может использоваться от двух до N ступеней обессоливания.In the method, two to N desalination steps can be used.

Каждая ступень может содержать несколько последовательно соединенных электродиализных модуля.Each stage may contain several series-connected electrodialysis modules.

Электродиализные модули представляют собой оборудование фильтр-прессового типа и состоят из двух многократно повторяющихся секций: секции концентрирования (для сбора концентрата) и секции обессоливания (для сбора дилюата) с размещенными с разных сторон от них катодом и анодом. Секции концентрирования и обессоливания состоят из набора прокладок, катионитовых и анионитовых мембран.Electrodialysis modules are filter-press type equipment and consist of two repeatedly repeating sections: a concentration section (for collecting concentrate) and a desalination section (for collecting diluate) with a cathode and anode placed on different sides of them. The concentration and desalination sections consist of a set of gaskets, cationite and anionite membranes.

На электродиализные модули наложено электрическое поле постоянного тока и напряжения.An electric field of direct current and voltage is superimposed on the electrodialysis modules.

Проточный контур дилюата состоит из насоса подачи электролита и трубопровода, соединяющего последовательно ступени деминерализации от первой до N-ной через баки смешения дилюата.The flow circuit of the diluent consists of an electrolyte feed pump and a pipeline connecting in series the demineralization stages from the first to the Nth through the dilution mix tanks.

Проточный контур концентрата состоит из бака концентрата, насоса подачи концентрата и трубопровода, соединяющего ступени деминерализации от N-ной до первой через баки смешения концентрата.The flow path of the concentrate consists of a concentrate tank, a concentrate feed pump and a pipeline connecting the demineralization stages from N-th to the first through the concentrate mixing tanks.

Контур циркуляции приэлектродного раствора (ПЭР) состоит из бака ПЭР, насоса подачи ПЭР и трубопровода подачи ПЭР.The circulation circuit of the near-electrode solution (PER) consists of a PER tank, a PER supply pump, and a PER supply pipe.

В качестве режимных параметров процесса измеряют:As operational parameters of the process measure:

1. Значения силы тока и напряжения на источнике питания ЭДМ. По измеренным значениям силы тока и напряжения рассчитывают электрическое сопротивление электродиализного модуля как отношение напряжения к силе тока;1. Values of current and voltage at the EDM power source. The measured values of current and voltage calculate the electrical resistance of the electrodialysis module as the ratio of voltage to current;

2. Электрическую проводимость дилюата на выходе N-ной ступени;2. The electrical conductivity of the diluent at the output of the Nth stage;

3. Электрическую проводимость концентрата на выходе первой ступени.3. The electrical conductivity of the concentrate at the outlet of the first stage.

Осуществляют корректирование электрического параметра проводимости концентрата для достижения стабильности уровней проводимости в секциях путем регулирования подачи концентрата в проточный контур концентрата.The electric parameter of the conductivity of the concentrate is adjusted to achieve stability of the conductivity levels in the sections by regulating the supply of the concentrate to the flow path of the concentrate.

Осуществляют корректирование электрического параметра проводимости дилюата путем регулирования подачи электролита в проточный контур дилюата для достижения требуемой проводимости дилюата на выходе N-ой ступени.Correct the electrical parameter of the conductivity of the diluent by adjusting the supply of electrolyte to the flow path of the diluate to achieve the required conductivity of the diluate at the output of the Nth stage.

Кроме того, регулируют рН электролита путем подачи раствора гидроксида натрия в электролит. Таким образом, осуществляют регулирование кислотности электролита и достигается требуемый уровень рН для ряда сфер применений.In addition, the pH of the electrolyte is adjusted by supplying a sodium hydroxide solution to the electrolyte. Thus, the acidity of the electrolyte is regulated and the required pH is achieved for a number of applications.

Подача электролита и концентрата в ступени в противоположные стороны (концентрата - в проточный контур, соединяющий ступени обессоливания от последней до первой, а дилюата - в проточный контур, соединяющий ступени от первой до последней) способствует проведению процесса электродиализа электролита с максимально возможной плотностью тока в электродиализном модуле, при максимальной степени использования источников тока в течение всего процесса обессоливания раствора. Это обусловлено тем, что проводимость электролита в процессе проведения обессоливания в электродиализных модулях уменьшается от первой ступени к N-ой, вследствие чего электрическая мощность источника тока снижается в электродиализных модулях от первой ступеней к n-ой. В результате чего производительность процесса обессоливания существенно падает. Возможность подачи концентрата проточного контура в противоположном направлении по отношению к подаче дилюата позволяет повысить скорость деминерализации электролита, что существенно снижает энергозатраты на процесс и обеспечивает повышение производительности способа.The supply of electrolyte and concentrate to the steps in opposite directions (concentrate to the flow path connecting the desalination stages from the last to the first, and the dilution to the flow path connecting the steps from the first to the last) promotes the electrodialysis of the electrolyte with the maximum possible current density in the electrodialysis module, with the maximum degree of use of current sources during the entire process of desalination of the solution. This is due to the fact that the conductivity of the electrolyte during desalination in the electrodialysis modules decreases from the first stage to the Nth, as a result of which the electric power of the current source decreases in the electrodialysis modules from the first stage to the nth. As a result, the performance of the desalination process drops significantly. The ability to supply the flow path concentrate in the opposite direction with respect to the diluent feed allows to increase the rate of demineralization of the electrolyte, which significantly reduces the energy consumption for the process and provides an increase in the productivity of the method.

Кроме того, последовательное введение концентрата в электродиализные модули каждой из ступеней обессоливания в обратном порядке, от последней ступени к первой принципиально, поскольку проводимость электролита на последних ступенях существенно ниже. Таким образом, последовательное введение концентрата в электродиализные модули с электролитом с меньшей проводимостью, позволяет сохранить стабильность проводимости электролита и, как следствие, поддержать мощность источника тока на всех ступенях примерно на одном уровне, что существенно ускоряет процесс обессоливания, снижает энергозатраты на процесс и обеспечивает повышение производительности способа.In addition, the sequential introduction of the concentrate into the electrodialysis modules of each of the desalination steps in the reverse order, from the last step to the first, in principle, since the electrolyte conductivity in the last steps is significantly lower. Thus, the sequential introduction of concentrate into electrodialysis modules with an electrolyte with lower conductivity allows maintaining the stability of the electrolyte conductivity and, as a result, maintaining the power of the current source at all stages at approximately the same level, which significantly accelerates the desalination process, reduces the energy consumption for the process, and provides an increase method performance.

Такой способ позволяет использование в конструкции унифицированных ступеней (блоков), изменяя количество ступеней можно увеличивать/уменьшать производительность способа. Возможность перекрытия кранов в циркуляционных контурах ступеней обессоливания позволяют выводить в ремонт индивидуально каждую ступень без остановки производства, что обеспечивает бесперебойность процесса обессоливания.This method allows the use in the design of unified steps (blocks), by changing the number of steps you can increase / decrease the productivity of the method. The possibility of overlapping taps in the circulation circuits of the desalination stages allows each stage to be individually repaired without stopping production, which ensures uninterrupted desalination process.

Использование в способе n-го количества ступеней обессоливания и наличие в каждой из ступеней обессоливания установки контура циркуляции дилюата, контура циркуляции концентрата, соединенных с, по меньшей мере, одним электродиализным модулем, баков смешения дилюата и концентрата, связанных с контурами циркуляции дилюата и концентрата соответственно, кранов, расположенных на контурах циркуляции дилюата и концентрата, позволяет осуществлять процесс обессоливания бесперебойно. Это достигается за счет возможности перекрытия кранов, расположенных на контурах циркуляции дилюата и концентрата, соединенных с электродиализными модулями одной из ступеней в случае неисправности ступени и направлением электролита на обессоливание по проточному контуру дилюата в следующую ступень. В результате удается достичь сохранения бесперебойности работы установки и производительности процесса обессоливания. Кроме того, возможность добавления к установке дополнительных ступеней взамен вышедших из строя также обеспечивает поддержание производительности на заданном уровне.The use in the method of the nth number of desalination steps and the presence in each of the desalination steps of the installation of the diluent circulation loop, the concentrate circulation loop connected to at least one electrodialysis module, the diluent and concentrate mixing tanks associated with the dilute and concentrate circulation loops, respectively , taps located on the circuits of the diluent and concentrate, allows the process of desalination to run smoothly. This is achieved due to the possibility of shutting off valves located on the circulation circuits of the diluent and concentrate, connected to the electrodialysis modules of one of the stages in the event of a stage failure and directing the electrolyte to desalinate along the flow path of the diluent to the next stage. As a result, it is possible to maintain uninterrupted operation of the installation and the performance of the desalination process. In addition, the ability to add additional steps to the installation to replace failed ones also ensures that performance is maintained at a given level.

Применение блочной конструкции установки электродиализного обессоливания способствует:The use of the block design of the electrodialysis desalination plant contributes to:

1) уменьшению длины трубопроводов в контурах циркулирования, уменьшению высоты подъема продукта - снижение гидравлического сопротивления в трубопроводе, тем самым повышение расхода продукта через электродиализный модуль, что благоприятно влияет на производительность электродиализа;1) reducing the length of pipelines in the circulation circuits, reducing the height of the product — reducing the hydraulic resistance in the pipeline, thereby increasing the flow rate of the product through the electrodialysis module, which favorably affects the performance of electrodialysis;

2) уменьшению расходов в проточном контуре, которые равны производительности установки, что способствует использованию трубопроводов меньшего сечения, что обеспечивает экономию в себестоимости;2) to reduce costs in the flow path, which are equal to the productivity of the installation, which contributes to the use of pipelines of smaller cross-section, which ensures cost savings;

3) каждый блок работает в своем режиме и не изменяет свою электрическую мощность в процессе работы, тем самым нет необходимости устанавливать во все блоки источники питания максимальной мощности - увеличение степени использования оборудования.3) each unit operates in its own mode and does not change its electrical power during operation, thereby there is no need to install maximum power sources in all units - increasing the degree of equipment utilization.

Кроме того, в настоящем способе осуществляется регулировка подачи концентрата для поддержания проводимости концентрата на выходе из контура концентрата для достижения сопоставимой проводимости дилюата и концентрата в контурах циркуляции. Это способствует увеличению надежности работы электродиализного модуля (и процесса обессоливания в целом) за счет значительного снижения вероятности короткого замыкания, а также увеличению срока эксплуатации электродиализных модулей ступеней обессоливания за счет увеличению ресурса анионитовых и катионитовых мебран.In addition, in the present method, the flow of concentrate is adjusted to maintain the conductivity of the concentrate at the outlet of the concentrate circuit to achieve comparable conductivity of the diluent and concentrate in the circulation circuits. This helps to increase the reliability of the electrodialysis module (and the desalination process as a whole) by significantly reducing the likelihood of a short circuit, as well as increasing the life of the electrodialysis modules of the desalination steps by increasing the life of anionite and cationite furniture.

Возможность осуществления регулирования скорости подачи электролита в проточный контур дилюата обеспечивает получение требуемой степени обессоливания электролита на выходе из проточного контура дилюата.The ability to control the flow rate of the electrolyte into the flow path of the diluate provides the desired degree of desalination of the electrolyte at the outlet of the flow path of the dilute.

Возможность последовательного включения электродиализных модулей в контурах циркулирования позволяет снизить количество насосного оборудования, и, таким образом, дополнительно упростить способ и снизить его трудоемкость.The possibility of sequential inclusion of electrodialysis modules in the circulation circuits allows to reduce the number of pumping equipment, and, thus, to further simplify the method and reduce its complexity.

Кроме того, контур концентрата ступени обессоливания электродиализной установки (установка электродиализного обессоливания) может быть соединен со ступенью выделения соляной кислоты и гидроксида натрия из концентрата, в частности с, по меньшей мере, одним электродиализным модулем, обеспечивающем выделение из концентрата (раствора солей) растворов кислоты и щелочи, которые могут быть использованы в процессе СИП-мойки установки для очистки мембран от загрязнений.In addition, the concentrate circuit of the desalination stage of the electrodialysis unit (electrodialysis desalination unit) can be connected to the stage for the separation of hydrochloric acid and sodium hydroxide from the concentrate, in particular with at least one electrodialysis module, which allows acid solutions to be separated from the concentrate (salt solution) and alkali, which can be used in the process of CIP-washing of the installation for cleaning membranes from contamination.

Ступень выделения кислоты (например, соляной кислоты) и щелочи (например, гидроксида натрия) из концентрата (система выделения кислоты и щелочи) может содержать один или несколько электродиализных модулей, количество которых определяется требуемой производительностью установки и требуемой концентрацией кислоты и щелочи.The stage of separation of acid (e.g. hydrochloric acid) and alkali (e.g. sodium hydroxide) from the concentrate (acid and alkali separation system) may contain one or more electrodialysis modules, the amount of which is determined by the required plant capacity and the required acid and alkali concentration.

Значительное количество процессов электродиализной деминерализации характеризуется тем, что основным компонентом концентрата является хлорид натрия (NaCl). Применение в способе электродиализного обессоливания раствора электролита электродиализного выделения растворов кислоты и щелочи позволяет получать в процессе обессоливания раствор соляной кислоты и едкого натра, которые используются в процессах СИП-мойки оборудования. Таким образом, в результате реализации настоящего способа удается дополнительно достичь повышения экологичности процесса за счет значительного снижения количества сточных вод, а также существенного снижения себестоимости продукции за счет экономии реагентов на процессе СИП-мойки.A significant number of electrodialysis demineralization processes are characterized by the fact that the main component of the concentrate is sodium chloride (NaCl). The use in the method of electrodialysis desalination of an electrolyte solution of electrodialysis separation of acid and alkali solutions allows to obtain in the process of desalination a solution of hydrochloric acid and caustic soda, which are used in the SIW-washing equipment. Thus, as a result of the implementation of this method, it is possible to further increase the environmental friendliness of the process due to a significant reduction in the amount of wastewater, as well as a significant reduction in the cost of production due to the saving of reagents in the SIP-washing process.

Сущность изобретения поясняется фигурами. На фигуре 1 изображена функциональная схема технологического процесса электродиализного обессоливания раствора электролита. На фигуре 2 изображена схема электродиализного модуля. На фигуре 3 изображена функциональная схема технологического процесса электродиализного обессоливания раствора электролита со ступенью выделения кислоты (соляной кислоты) и щелочи (гидроксида натрия) из концентрата. На фигуре 4 изображена схема электродиализного модуля, обеспечивающего выделение растворов кислоты и щелочи.The invention is illustrated by figures. The figure 1 shows a functional diagram of the technological process of electrodialysis desalination of an electrolyte solution. The figure 2 shows a diagram of an electrodialysis module. The figure 3 shows a functional diagram of the technological process of electrodialysis desalination of an electrolyte solution with a step of separation of acid (hydrochloric acid) and alkali (sodium hydroxide) from the concentrate. The figure 4 shows a diagram of an electrodialysis module that provides the allocation of solutions of acid and alkali.

На фигурах позициями 1-53 обозначены:In the figures, positions 1-53 indicate:

1 - трубопровод проточного контура дилюата,1 - pipeline flow circuit of the diluate,

2 - контур циркуляции дилюата,2 - circuit circulation diluate,

3 - проточный контур концентрата,3 - flow path of the concentrate,

4 - контур циркуляции концентрата,4 - circuit circulation of the concentrate,

5 - трубопровод для подачи ПЭР в электродиализные модули,5 - pipeline for supplying PER to the electrodialysis modules,

6 - контур циркуляции ПЭР,6 - circuit circulation PER,

7 - насос подачи электролита в бак смешения дилюата,7 - pump for supplying electrolyte to the mixing tank of the diluent,

8 - насос циркуляции дилюата,8 - dilution circulation pump,

9 - насос подачи концентрата,9 - concentrate feed pump,

10 - насос циркуляции концентрата,10 - pump circulation of the concentrate,

11 - насос подачи ПЭР,11 - pump feed PER,

12 - кран,12 - crane

13 - биполярная мембрана,13 - bipolar membrane

14 - катионитовая мембрана,14 - cation exchange membrane

15 - анионитовая мембрана,15 - anion exchange membrane,

16 - первая ступень обессоливания (деминерализации),16 - the first stage of desalination (demineralization),

17 - вторая ступень деминерализации,17 - the second stage of demineralization,

18 - N-ступень (последняя ступень) деминерализации,18 - N-stage (last stage) of demineralization,

19 - первый электродиализный модуль,19 is a first electrodialysis module,

20 - второй электродиализный модуль,20 is a second electrodialysis module,

21 - бак с концентратом,21 - tank with concentrate,

22 - бак смешения дилюата,22 - tank mixing diluent,

23 - бак смешения концентрата, 23 - tank mixing concentrate,

24 - бак ПЭР,24 - tank PER,

25 - электрод катод,25 - electrode cathode,

26 - электрод анод,26 - electrode anode,

27 - камера дилюата,27 - camera diluate,

28 - камера концентрата,28 - chamber concentrate,

29 - коллектор дилюата,29 - diluent collector,

30 - коллектор концентрата,30 - concentrate collector,

31 - кран,31 - crane

32 - кран,32 - crane

33 - кран,33 - crane

34 - насос дилюата ступени выделения кислоты и щелочи,34 - a diluate pump of an acid and alkali extraction step,

35 - насос раствора кислоты,35 is an acid solution pump,

36 - насос раствора щелочи,36 is an alkali solution pump,

37 - циркуляционная емкость для раствора щелочи,37 - circulation tank for alkali solution,

38 - электродиализный модуль выделения кислоты и щелочи,38 - electrodialysis module for the allocation of acid and alkali,

39 - циркуляционная емкость для деминерализованной воды (дилюата),39 - circulation tank for demineralized water (diluate),

40 - циркуляционная емкость для раствора кислоты,40 - circulation tank for an acid solution,

41 - накопительный бак щелочи,41 - storage tank alkali,

42 - накопительный бак кислоты,42 - storage tank acid

43 - переток (трубопровод) в накопительный бак щелочи,43 - overflow (pipeline) into the alkali storage tank,

44 - контур раствора щелочи,44 - circuit alkali solution,

45 - контур раствора кислоты,45 is an outline of an acid solution,

46 - контур дилюата ступени выделения кислоты и щелочи,46 is a circuit of the diluate of the stage of acid and alkali,

47 - переток (трубопровод) в накопительный бак кислоты,47 - overflow (pipeline) in an acid storage tank,

48 - отвод деминерализованной воды (дилюата),48 - drainage of demineralized water (dilute),

49 - ступень выделения кислоты и щелочи,49 - stage allocation of acid and alkali,

50 - камера дилюата электродиализного модуля ступени выделения кислоты и щелочи,50 - a chamber of a dilute of an electrodialysis module of an acid and alkali extraction step,

51 - камера раствора щелочи электродиализного модуля ступени выделения кислоты и щелочи,51 is a chamber of an alkali solution of an electrodialysis module of an acid and alkali extraction step,

52 - камера раствора кислоты электродиализного модуля ступени выделения кислоты и щелочи,52 is a chamber of an acid solution of an electrodialysis module of an acid and alkali extraction step,

53 - подача приэлектродного раствора (ПЭР).53 - supply of near-electrode solution (PER).

Электролит подают в трубопровод проточного контура дилюата 1 и далее в бак смешения дилюата 22 первой ступени обессоливания (деминерализации) 16 посредством насоса подачи электролита 7. К баку смешения дилюата 22 подключен контур циркуляции дилюата 2 через последовательно соединенные электродиализные модули 19, 20. В контур циркуляции дилюата 2 электролит подают насосом 8. В каждом из электродиализных модулей, представляющих собой оборудование фильтр-прессового типа и состоящих из двух многократно повторяющихся камер (секций): камеры концентрата 28 (секции концентрирования) для сбора концентрата и камеры дилюата 27 (секции обессоливания) для сбора дилюата, размещены катод 25 и анод 26 к которым подключают источник постоянного тока, а также катионитовые 14, анионитовые 15 мембраны, биполярные мембраны 13. Таким образом, катод 25 и анод 26 размещены в приэлектродных областях, миграция ионов к которым ограничена биполярными мембранами 13 и которые омываются специальным приэлектродным раствором - раствором гидроксида натрия. Применение биполярных мембран 13 предотвращает поступление катионов и анионов из рабочей среды в приэлектродное пространство. Таким образом, обеспечивается постоянство состава приэлектродного раствора, что обеспечивает постоянную величину электропроводности приэлектродного раствора и повышает производительности установки, увеличивает срок службы электродов. Из бака смешения дилюата 22 электролит подают в электродиализные модули 19, 20. Перед включением постоянного тока все секции электродиализатора равномерно заполнены катионами и анионами электролита. При включении тока катионы мигрируют через катионитовые мембраны 14 к катоду 25, однако их дальнейшая электромиграция к катоду ограничена малопроницаемой для них биполярной мембраной 13. Соответственно, анионы при протекании постоянного электрического тока мигрируют к аноду 26 через анионитовую мембрану 15, но дальнейшей электромиграции к аноду препятствует биполярная мембрана 13, которая мало проницаема для анионов. В результате возникает симметричный процесс, при котором катионы и анионы из четных камер (секций), называемых камерами (секциями) дилюата 27, мигрируют в нечетные камеры, где они накапливаются, а камеры (секции) принято называть камерами концентрата (секциями концентрирования) 28. Полученный дилюат из секций дилюата электродиализных модулей поступает в коллектор дилюата 29, бак смешения дилюата 22 и далее по проточному контуру дилюата в бак смешения дилюата 22 второй ступени деминерализации 17 для повторной деминерализации аналогичным образом вплоть до выхода дилюата (готового продукта) и далее в последующие ступени N.The electrolyte is fed into the pipeline of the flow circuit of the diluate 1 and then to the mixing tank of the diluate 22 of the first desalination (demineralization) 16 via the electrolyte supply pump 7. The circulation circuit of the diluate 22 is connected to the circulation circuit of the diluate 2 through the electrodialysis modules 19, 20 connected in series. diluate 2, the electrolyte is supplied by pump 8. In each of the electrodialysis modules, which are filter-press type equipment and consisting of two repeatedly repeating chambers (sections): concentrator chambers ata 28 (concentration sections) for collecting the concentrate and a diluate chamber 27 (desalination sections) for collecting the diluate, a cathode 25 and anode 26 are connected to which a direct current source is connected, as well as cation exchange 14, anion exchange 15 membranes, bipolar membranes 13. Thus, the cathode 25 and the anode 26 are located in the near-electrode regions, the migration of ions to which is limited by bipolar membranes 13 and which are washed by a special near-electrode solution - sodium hydroxide solution. The use of bipolar membranes 13 prevents the entry of cations and anions from the working medium into the electrode space. Thus, the constancy of the composition of the near-electrode solution is ensured, which ensures a constant value of the electrical conductivity of the near-electrode solution and increases the productivity of the installation, increases the service life of the electrodes. From the mixing tank of the diluate 22, the electrolyte is supplied to the electrodialysis modules 19, 20. Before turning on the direct current, all sections of the electrodialyzer are uniformly filled with cations and anions of the electrolyte. When the current is turned on, the cations migrate through the cation exchange membranes 14 to the cathode 25, however, their further electromigration to the cathode is limited by the bipolar membrane 13, which is impermeable to them. Accordingly, the anions migrate to the anode 26 through the anion exchange membrane 15, but further electromigration to the anode prevents bipolar membrane 13, which is slightly permeable to anions. The result is a symmetrical process in which cations and anions from even chambers (sections), called chambers (sections) of diluate 27, migrate to odd chambers, where they accumulate, and chambers (sections) are called concentrate chambers (concentration sections) 28. The resulting diluate from the diluate sections of the electrodialysis modules enters the diluent collector 29, the diluent mixing tank 22 and then through the dilute flow path to the diluate mixing tank 22 of the second demineralization stage 17 for similar demineralization right up to the exit of the diluate (finished product) and further to the subsequent stages of N.

Концентрат из камеры концентрата поступает в коллектор концентрата 30.The concentrate from the chamber of the concentrate enters the collector of the concentrate 30.

При этом, с увеличением количества пройденных дилюатом ступеней его проводимость снижается. Также снижается мощность источника тока, зависящая от проводимости, в результате чего скорость процесса обессоливания уменьшается, также, как и производительность. В каждой последующей ступени проводимость дилюата меньше, чем в предыдущей. Для увеличения и стабилизации проводимости электролита параллельно подают концентрат в трубопровод проточного контура концентрата 3 посредством подачи насосом концентрата 9 и далее в бак смешения концентрата 23 последней ступени N деминерализации 18. К баку смешения концентрата 23 подключен контур циркулирования концентрата 4 через последовательно соединенные электродиализные модули 19, 20. Концентрат подают в электродиализный модуль насосом циркуляции концентрата 10. Далее полученный из продукта концентрат из бака смешения концентрата 23 поступает по проточному контуру концентрата в бак смешения концентрата 23 предыдущей ступени деминерализации N-1 аналогичным образом вплоть до первой ступени деминерализации 16 и слив концентрата в бак с концентратом 21. Контур циркуляции приэлектродного раствора (ПЭР) 6 служит для подачи приэлектродного раствора насосом подачи ПЭР 11 из бака ПЭР 24 в приэлектродные камеры электродиализных модулей 19, 20.Moreover, with an increase in the number of steps passed by the diluate, its conductivity decreases. The power of the current source, which depends on the conductivity, also decreases, as a result of which the speed of the desalination process decreases, as well as the productivity. In each subsequent stage, the conductivity of the diluate is less than in the previous one. To increase and stabilize the conductivity of the electrolyte, the concentrate is simultaneously fed into the pipeline of the flow path of the concentrate 3 by pumping the concentrate 9 and then to the concentrate mixing tank 23 of the last stage N of demineralization 18. The concentrate 4 circulation loop is connected to the concentrate mixing tank 23 through electrodialysis modules 19 connected in series 20. The concentrate is fed into the electrodialysis module by the concentrate circulation pump 10. Next, the concentrate obtained from the product from the concentrate mixing tank 23 enters through the flow path of the concentrate to the concentrate mixing tank 23 of the previous demineralization stage N-1 in a similar manner up to the first demineralization stage 16 and the concentrate is drained into the concentrate tank 21. The electrode circuit (PER) 6 is circulated to supply the electrode electrode with a PER 11 feed pump from the PER 24 tank to the near-electrode chambers of the electrodialysis modules 19, 20.

При выходе из строя электродиализных модулей ступени 2 на время ремонта осуществляют перекрытие кранов 32, 12, в результате чего электролит направляется в бак смешения концентрата и электродиализные модули следующей ступени. Ввиду возможности простого подключения к установке дополнительных ступеней обессоливания (наращивания ступеней) возможно на время ремонта одной из ступеней использовать дополнительные ступени, что обеспечивает бесперебойную работу установки при высокой производительности.If the electrodialysis modules of stage 2 fail, the valves 32, 12 are shut off during the repair, as a result of which the electrolyte is sent to the concentrate mixing tank and the electrodialysis modules of the next stage. Due to the possibility of simple connection to the installation of additional desalination steps (step extensions), it is possible to use additional steps for the repair of one of the stages, which ensures uninterrupted operation of the installation at high productivity.

Дополнительные ступени подключаются путем подсоединения бака смешения дилюата ступени к трубопроводу проточного контура дилюата и бака смешения концентрата - к проточному контуру концентрата 3, а также электродиализного модуля к трубопроводу для подачи ПЭР 5 в электродиализные модули.Additional stages are connected by connecting the mixing tank of the stage diluate to the pipeline of the flow circuit of the diluate and the mixing tank of the concentrate - to the flow circuit of the concentrate 3, as well as the electrodialysis module to the pipeline for supplying the PER 5 to the electrodialysis modules.

Требуемая степень обессоливания на выходе достигается путем регулирования производительности насоса подачи электролита 7 в проточный контур дилюата 1.The required degree of desalination at the outlet is achieved by regulating the performance of the pump for supplying the electrolyte 7 to the flow circuit of diluate 1.

Для уменьшения энергозатрат деминерализации электролита последовательный контур концентрата проходит через ступени деминерализации в обратном порядке, от последнего к первому, для выравнивания уровней проводимости в секциях концентрирования и секциях дилюата электродиализных модулей 19, 20. Стабильность уровней проводимости в секциях обеспечивается путем регулирования степени проводимости концентрата на сбросе из первой ступени деминерализации 16.To reduce the energy consumption of demineralization of the electrolyte, the serial concentrate circuit passes through the demineralization steps in the reverse order, from the last to the first, to equalize the conductivity levels in the concentration sections and diluate sections of the electrodialysis modules 19, 20. The stability of the conductivity levels in the sections is ensured by adjusting the degree of conductivity of the concentrate at the discharge from the first stage of demineralization 16.

Приведенный пример является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций изобретения.The above example is a special case and does not exhaust all possible implementations of the invention.

Блочная структура процесса позволяет создавать установки модульного исполнения, что является преимуществом в плане удобства добавления ступеней для изменения производительности процесса или выключения ступеней из процесса для обслуживания и ремонта, перекрыв краны 12, 31, 32, 33 в контурах циркулирования.The block structure of the process allows you to create a modular installation, which is an advantage in terms of the convenience of adding steps to change the performance of the process or turn off the steps from the process for maintenance and repair, by shutting off the taps 12, 31, 32, 33 in the circulation circuits.

При осуществлении способа электродиализного обессоливания раствора электролита с параллельным выделением кислоты и щелочи из образующегося концентрата контур концентрата 3 соединяют со ступенью выделения соляной кислоты и гидроксида натрия из концентрата 49. Рассол (концентрат) с предыдущей ступени обессоливания (Ступени 1) 16 по контуру концентрата 3 поступает в циркуляционную емкость для обессоленной воды 39 и далее по контуру дилюата системы разделения кислоты и щелочи 46. Концентрат подается насосом дилюата системы разделения кислоты и щелочи 34 в камеру дилюата 50 электродиализного модуля 38 ступени разделения кислоты и щелочи 49. Электродиализный модуль выделения кислоты и щелочи 38 представляет собой камеру, ограниченную, со стороны катода 25 катионитовой мембраной 14, а со стороны анода 26 анионитовой мембраной 15. Таким образом, при наложении электрического поля, катионы мигрируют через катионитовую мембрану 14 к катоду 25, а анионы через анионитовую мембрану 15 к аноду 26. Приэлектродные камеры 6 ограничены биполярными мембранами 13, которые омываются подаваемым специальным приэлектродным раствором 53 - раствором гидроксида натрия, для предотвращения попадания ионов в приэлектродные области. Катионы и анионы концентрируются в камерах раствора щелочи 51 и камерах раствора кислоты 52. Кроме того, в камеры электродиализного модуля (ЭДМ) из циркуляционных емкостей для раствора кислоты 40 и для раствора щелочи 37 по контурам растворов щелочи и кислоты 44, 45 соответствующими насосами 35, 36 подается щелочь и кислота. В камеры ЭДМ щелочь подается по контуру раствора щелочи 44, а кислота - по контуру раствора кислоты 45. Концентрат вводится в камеры ЭДМ по контуру дилюата системы разделения кислоты и щелочи 46. В итоге процесса в камере 50 образуется деминерализованная вода, которая отводится по контуру деминерализованной воды 46 в циркуляционную емкость для деминерализованной воды 39 и сбрасывается через контур 48 (таким образом, изначально в емкость для деминерализованной воды 39 заполняется концентратом, но в результате циркуляционного процесса деминерализации, в емкость 39 поступает дилюат, разбавляя концентрат, и в результате чего вместо концентрата в емкости 39 получают дилюат, который отводят через контур 48). Полученные в камерах ЭДМ растворы кислоты и щелочи отводятся по соответствующим контурам 44, 45 в циркуляционные емкости для раствора щелочи 37 и кислоты 40 и далее сбрасываются накопительные баки кислоты 42 и щелочи 41 по трубопроводам 47 и 43 соответственно. Необходимая производительность установки достигается созданием набора из N-камер (до 250-300), объединенных в единый контур. При необходимости (увеличение производительности, концентрации кислоты и щелочи) устанавливаются дополнительные модули. N-камер кислоты и N-камер щелочи также объединены в контуры растворов кислоты и щелочи.When implementing the method of electrodialysis demineralization of an electrolyte solution with parallel extraction of acid and alkali from the resulting concentrate, the concentrate contour 3 is connected to the step for separating hydrochloric acid and sodium hydroxide from concentrate 49. The brine (concentrate) from the previous desalination step (Step 1) 16 enters through the concentrate 3 contour 3 into the circulating tank for demineralized water 39 and further along the circuit of the diluate of the acid and alkali separation system 46. The concentrate is supplied by the pump of the dilute of the acid separation system and alkali 34 into the diluate chamber 50 of the electrodialysis module 38 of the acid and alkali separation stage 49. The electrodialysis acid and alkali separation module 38 is a chamber bounded on the cathode side 25 by a cation exchange membrane 14 and on the anode side 26 by an anion exchange membrane 15. Thus, when applying an electric field, the cations migrate through the cation exchange membrane 14 to the cathode 25, and the anions through the anion exchange membrane 15 to the anode 26. The electrode chambers 6 are limited by bipolar membranes 13, which are washed by a special rielektrodnym solution 53 - sodium hydroxide solution, to prevent the ions in the sheath region. Cations and anions are concentrated in the chambers of the alkali solution 51 and the chambers of the acid solution 52. In addition, in the chambers of the electrodialysis module (EDM) from the circulation tanks for the acid solution 40 and for the alkali solution 37 along the contours of the alkali and acid solutions 44, 45 with the corresponding pumps 35, 36 alkali and acid are supplied. In the EDM chambers, alkali is supplied along the circuit of the alkali solution 44, and acid is fed through the circuit of the acid solution 45. The concentrate is introduced into the EDM chambers along the dilute of the acid and alkali separation system 46. As a result of the process, demineralized water is formed in the chamber 50, which is discharged along the demineralized circuit water 46 into the circulation tank for demineralized water 39 and is discharged through circuit 48 (thus, initially into the tank for demineralized water 39 is filled with concentrate, but as a result of the circulation process, demineralization cation, in the tank 39 the diluent enters, diluting the concentrate, and as a result, instead of the concentrate in the tank 39, a dilute is obtained, which is discharged through the circuit 48). The acid and alkali solutions obtained in the EDM chambers are discharged along the corresponding circuits 44, 45 into the circulation tanks for the alkali solution 37 and acid 40, and then the acid storage tanks 42 and alkali 41 are discharged through pipelines 47 and 43, respectively. The required installation performance is achieved by creating a set of N-cameras (up to 250-300), combined into a single circuit. If necessary (increase in productivity, concentration of acid and alkali) additional modules are installed. N-chambers of acid and N-chambers of alkali are also combined in the contours of solutions of acid and alkali.

Кроме того, возможность осуществления регулирования кислотности электролита подачей раствора гидроксида натрия позволяет достичь требуемого уровня рН для ряда сфер применений, в частности, при деминерализации молочной сыворотки.In addition, the possibility of regulating the acidity of the electrolyte by feeding a solution of sodium hydroxide allows you to achieve the desired pH for a number of applications, in particular, in the demineralization of whey.

Промывка (мойка) ионообменных мембран электродиализных модулей, оборудования и трубопроводов установки в технологическом процессе деминерализации обеспечивает дополнительное повышение скорости процесса, его надежности и производительности ввиду исключения образования солевых отложений в оборудовании. Мойка электродиализной установки охватывает все без исключения составные части установки, которые непосредственно соприкасались с обрабатываемыми растворами. В настоящем способе промывка осуществляется с использованием нового электрохимического метода мойки, включающего следующие этапы:Washing (washing) of ion-exchange membranes of electrodialysis modules, equipment and pipelines of the installation in the process of demineralization provides an additional increase in the speed of the process, its reliability and productivity due to the elimination of the formation of salt deposits in the equipment. The washing of the electrodialysis unit covers all, without exception, the constituent parts of the unit that were in direct contact with the treated solutions. In the present method, washing is carried out using a new electrochemical washing method, comprising the following steps:

1. Первая промывка водой трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей,1. The first water flushing of pipelines and plant equipment, ion-exchange membranes of electrodialysis modules,

2. Щелочная промывка трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей (используется щелочной раствор). При этом система промывается с одновременной подачей на электродиализные модули напряжения с периодической сменой полярности. Промывка выполняется до момента выравнивания электросопротивления модуля в прямом и обратном направлении),2. Alkaline flushing of pipelines and plant equipment, ion-exchange membranes of electrodialysis modules (alkaline solution is used). In this case, the system is flushed with a simultaneous supply of voltage to the electrodialysis modules with periodic polarity reversal. Flushing is performed until the electrical resistance of the module is equalized in the forward and reverse directions),

3. Вторая промывка водой трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей (вымывание остатков щелочи из системы),3. The second washing with water of pipelines and plant equipment, ion-exchange membranes of electrodialysis modules (leaching of alkali residues from the system),

4. Кислая промывка трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей (готовится водный раствор кислоты и система промывается с подачей на электродиализные модули напряжения с периодической сменой полярности, мойка выполняется до достижения установленного времени),4. Acid washing of pipelines and plant equipment, ion-exchange membranes of electrodialysis modules (an aqueous solution of acid is prepared and the system is washed with voltage being applied to the electrodialysis modules with periodic polarity reversal, washing is performed until the set time is reached),

5. Третья промывка водой трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей (вымывание кислоты из технологической системы),5. The third washing with water of pipelines and equipment of the installation, ion-exchange membranes of electrodialysis modules (leaching of acid from the technological system),

6. Электрохимическая промывка трубопроводов и оборудования установки, ионообменных мембран электродиализных модулей (высокая степень очистки мембран электродиализного модуля путем проведения деминерализации воды до достижения установленного показателя проводимости).6. Electrochemical washing of pipelines and plant equipment, ion-exchange membranes of electrodialysis modules (a high degree of purification of the membranes of the electrodialysis module by conducting demineralization of water to achieve the set conductivity value).

Таким образом, изобретение может быть использовано для глубокого обессоливания минерализованной воды, опреснения природных соленых и солоноватых вод, деионизации сточных вод промышленных производств, для получения натуральной и концентрированной творожной сыворотки, деминерализованной методом электродиализа, предназначенной для получения молочных, молокосодержащих, кисломолочных продуктов, мороженого и замороженных десертах, применения в производстве молочных консервов, детских и диетических продуктов, хлебобулочных и кондитерских изделий, в колбасном производстве и может найти применение в других отраслях промышленности, где используются подобные способы.Thus, the invention can be used for deep desalination of saline water, desalination of natural salt and brackish water, deionization of industrial wastewater, to produce natural and concentrated curd whey, demineralized by electrodialysis, designed to produce dairy, milk-containing, sour-milk products, ice cream and frozen desserts, use in the production of canned milk, children's and dietary products, bakery and confectioners products, in sausage production and can find application in other industries where similar methods are used.

Claims (10)

1. Способ электродиализного обессоливания раствора электролита, характеризующийся тем, что осуществляют последовательное обессоливание раствора в ступенях обессоливания, каждая из которых включает контур циркуляции дилюата и контур циркуляции концентрата, соединенные с по меньшей мере одним электродиализным модулем, краны, расположенные на контурах циркуляции дилюата и концентрата, для этого производят регулируемую подачу электролита в проточный контур дилюата, который последовательно соединен с контурами циркуляции дилюата ступеней обессоливания, начиная с первой и до последней через по меньшей мере один электродиализный модуль, после чего электролит подают в электродиализный модуль первой ступени деминерализации и производят его обессоливание,1. The method of electrodialysis desalination of an electrolyte solution, characterized in that sequential desalination of the solution is carried out in desalination steps, each of which includes a dilute circulation circuit and a concentrate circulation circuit connected to at least one electrodialysis module, taps located on the dilute and concentrate circulation circuits , for this, a regulated supply of electrolyte is made into the flow path of the diluate, which is connected in series with the circulation circuits of the diluate of the mortar desalination, starting from the first to the last through at least one electrodialysis module, after which the electrolyte is fed into the electrodialysis module of the first stage of demineralization and its desalination is carried out, далее полученный дилюат через контуры циркуляции дилюата и проточный контур дилюата направляют в электродиализные модули последующих ступеней деминерализации,further, the resulting dilute through the circulation circuits of the dilute and the flow circuit of the dilute is sent to the electrodialysis modules of the subsequent stages of demineralization, при этом осуществляют регулируемую подачу концентрата в проточный контур концентрата, который последовательно соединен с контурами циркуляции концентрата ступеней обессоливания, начиная с последней до первой через последовательно соединенные электродиализные модули, и проходит в противоположном направлении относительно направления проточного контура дилюата,in this case, a controlled supply of concentrate to the flow path of the concentrate is carried out, which is connected in series with the circuits of the concentrate of desalination steps, starting from the last to the first through the series-connected electrodialysis modules, and passes in the opposite direction relative to the direction of the flow path of the diluent, при этом на выходе из первой ступени обессоливания определяют электрическое сопротивление концентрата, а на выходе из последней ступени определяют электрическое сопротивление дилюатаin this case, at the outlet from the first stage of desalination, the electrical resistance of the concentrate is determined, and at the outlet from the last stage, the electrical resistance of the dilute is determined и корректируют подачу электролита и концентрата на основании полученных результатов.and adjust the supply of electrolyte and concentrate based on the results. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что осуществляют последовательное включение электродиализных модулей.2. The method according to p. 1, characterized in that carry out the sequential inclusion of electrodialysis modules. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в электродиализном модуле установлена биполярная мембрана.3. The method according to claim 1, characterized in that a bipolar membrane is installed in the electrodialysis module. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в приэлектродное пространство катода и анода, ограниченное биполярными мембранами, подают приэлектродный раствор.4. The method according to p. 1, characterized in that the near-electrode space of the cathode and anode, limited by bipolar membranes, serves near-electrode solution. 5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что контур концентрата ступени обессоливания может быть соединен со ступенью выделения соляной кислоты и гидроксида натрия из концентрата, содержащей электродиализный модуль.5. The method according to p. 1, characterized in that the concentrate circuit of the desalination stage can be connected to the stage of separation of hydrochloric acid and sodium hydroxide from the concentrate containing the electrodialysis module. 6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что осуществляют электрохимическую промывку ионообменных мембран.6. The method according to p. 1, characterized in that carry out electrochemical washing of ion-exchange membranes.
RU2019118790A 2019-06-18 2019-06-18 Electrodialysis desalination method of electrolyte solution RU2715164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118790A RU2715164C1 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Electrodialysis desalination method of electrolyte solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118790A RU2715164C1 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Electrodialysis desalination method of electrolyte solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2715164C1 true RU2715164C1 (en) 2020-02-25

Family

ID=69630989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118790A RU2715164C1 (en) 2019-06-18 2019-06-18 Electrodialysis desalination method of electrolyte solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2715164C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113003676A (en) * 2021-04-19 2021-06-22 中国科学院城市环境研究所 Continuous biogas slurry selective electrodialysis method
RU2770078C1 (en) * 2021-08-02 2022-04-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радий" Method for electrodialysis water desalization

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2245848C2 (en) * 2003-01-16 2005-02-10 Общество с ограниченной ответственностю фирма "ЭЙКОСЪ"(ООО фирма "ЭЙКОСЪ" Electrodialysis-mediated electrolyte solution desalting method
WO2011163215A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-29 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for desalination and purification
WO2012019282A1 (en) * 2010-08-07 2012-02-16 Saltworks Technologies Inc. Modular apparatus for a saltwater desalinating system, and method for using same
RU2623256C2 (en) * 2012-08-08 2017-06-23 Зульцер Хемтех Аг Device and method for desalination of water

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2245848C2 (en) * 2003-01-16 2005-02-10 Общество с ограниченной ответственностю фирма "ЭЙКОСЪ"(ООО фирма "ЭЙКОСЪ" Electrodialysis-mediated electrolyte solution desalting method
WO2011163215A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-29 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for desalination and purification
WO2012019282A1 (en) * 2010-08-07 2012-02-16 Saltworks Technologies Inc. Modular apparatus for a saltwater desalinating system, and method for using same
RU2623256C2 (en) * 2012-08-08 2017-06-23 Зульцер Хемтех Аг Device and method for desalination of water

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113003676A (en) * 2021-04-19 2021-06-22 中国科学院城市环境研究所 Continuous biogas slurry selective electrodialysis method
RU2770078C1 (en) * 2021-08-02 2022-04-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радий" Method for electrodialysis water desalization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2715164C1 (en) Electrodialysis desalination method of electrolyte solution
US9561471B2 (en) Brine treatment scaling control system and method
JPH0957271A (en) Treatment of water by electrolytic deionization method and device used therefor
Chen et al. Transforming salty whey into cleaning chemicals using electrodialysis with bipolar membranes
CN103732545A (en) Rechargeable electrochemical cells
US10604426B2 (en) High efficiency electrochemical desalination system that incorporates participating electrodes
SU1757725A1 (en) Method and membrane apparatus for reducing salt content of aqueous solutions
KR102351744B1 (en) Electrochemical System Using Concentrate Recirculation in Periodic Batch Mode
JP3951642B2 (en) Method for operating electrodeionization apparatus, electrodeionization apparatus and electrodeionization system
CN104370352B (en) A kind of electrodialysis system of continuous concentration desalination and method
CN114014415A (en) Continuous regeneration deionization cation exchanger and anion exchanger system by using direct-current power supply
JP2002143854A (en) Electrochemical water treating device
US20230331586A1 (en) Control method for ultrapure water producing apparatus
JP2008036473A (en) Electric deionizer
JP3900666B2 (en) Deionized water production method
KR101932393B1 (en) Electric deionization device
CN113233662A (en) Integrated membrane process treatment system and method for seawater desalination concentrated seawater
CN212151922U (en) System for utilize electrodialysis utilization strong brine
CN110548548B (en) In-situ regeneration process and device for double-chamber ion exchanger and water treatment system
CN108341527B (en) High-recovery removal bitter and fishiness
KR20210070359A (en) High recovery electrodialysis method
CN204324962U (en) A kind of electrodialysis system of continuous concentration desalination
CN201389428Y (en) Organic liquid electrodialytic desalting device capable of holding back scaling
CN111377567A (en) System and method for utilizing electrodialysis resource to utilize strong brine
JP4631148B2 (en) Pure water production method