1、Electrodeionization: EDI,日期：2010年01月19日,Electropure EDI离子去除特性,Slide 2,Electropure EDI 模块: 离子去除特性,EDI如何对待混合离子? PH值的作用是什么? RO的产水电导率有多少影响? 为什么二氧化碳如此重要? 如何优化EDI去除硅和硼?,Slide 3,介绍,EDI 工艺技术 EDI 简单模型 EDI 模型工作床和抛光床 Electropure 特性离子的 EDI 模型 Electropure划分 的4个离子等级 优化规则: CO2 和 SiO2的关系,Slide 4,Electropure 离子模型,在E
2、DI中作用在离子上的力 阳离子在力量上的差异 阴离子在力量上的差异 Electropure划分的 4个离子等级 在EDI内部PH= 7,Slide 5,在EDI中作用于离子的力,第一种力: 树脂对电荷离子的吸附力 K系数, 离子选择性系数 第二种力: 电极对电荷离子的吸引力 E系数, 电荷/每个离子,Slide 6,在EDI中作用于阳离子的力,K, 选择性系数 Ca+2 Mg+2 K+ Na+ H+ E, 电场力/每个离子 H+ Mg+2 Ca+2 Na+ K+,Slide 7,在EDI中作用于阴离子的力,K, 选择性系数 SO4-2 Cl- OH- HCO3- HSiO3- E, 电场力/每
3、个离子 OH- Cl- SO4-2 HCO3- HSiO3-,Slide 8,Electropure划分的4个离子等级,Slide 9,EDI 工艺技术,简单模型 阴离子到阳极 阳离子到阴极 纯水出口 稳定状态 “TEA” Total Equivalent Anions总相当阴离子,Graphic from Ionics,Slide 10,等级IIV:,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,Slide 11,等级 I: H+ 和OH-,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 M
4、g+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,等级I 的离子迁移区域 pH 趋于 7.0,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 HCO3 - SiO2 H3BO3,Slide 12,等级 II: 容易去除的离子,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,在进水端pH 趋于7.0 H+ 和OH- 处于平衡状态,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,等级 II 的离子迁移区域 所有CO2 转变为HCO3-,HCO
5、3 - SiO2 H3BO3,Slide 13,等级 III: 重碳酸盐离子,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,在进水端pH 趋于7.0 H+ 和OH- 处于平衡状态,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,所有CO2 转变为HCO3- 大多数电导率被去除,HCO3 -,SiO2 H3BO3,等级 III 的离子迁移区域 少许水裂解,Slide 14,等级 IV: 难去除的离子,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: H
6、CO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,在进水端pH 趋于7.0 H+ 和OH- 处于平衡状态,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,所有CO2 转变为HCO3- 大多数电导率被去除,HCO3 -,SiO2 & HSiO3- H3BO3 & H4BO4-,去除 HCO3-,等级 IV 的离子去除区域 大量的水裂解 “抛光层”,Slide 15,Electropure 离子模型,首先，H+ 和 OH- 迁移, 平衡, 高迁移特性, 被树脂弱的吸附性。pH 接近7.0. CO2 转换到 HCO3-. 第二步，“容易去除离子” 接着迁移。这些离子有固定的电荷,
7、可以被树脂很强的吸附着， 树脂呈现 Na+ 和Cl- 的饱和状态并且象迁移桥一样为离子提供服务，在这里大量的进水电导率被去除。 浓水电导率上升到高的水平。 第三步，“重碳酸盐”离子接着迁移。在这里，重碳酸盐的浓度典型的比硅和硼高出许多，并且有全部的电荷。 有弱小的树脂吸附性 (极化的离子) 但在直流电场中有强烈的迁移性。少量的水开始裂解 。 第四步，“难去除的离子” 种类经历洁净的H+ 和OH-形态的树脂。 在阴树脂表面局部PH值高。 转变 SiO2 为HSiO3- 形态为了吸附和去除。强烈的水电解可以保持树脂新鲜。,Slide 16,离子模型规则,在模块中不同的离子在不同的区域被去除 去除离
8、子区域的长度取决于其它离子的浓度 每一种离子的存在都会影响其它离子的去除,Slide 17,在EDI进水高或者低PH的情形,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,容易去除的离子,HCO3 -,SiO2 & HSiO3- H3BO3 & H4BO4-,重碳酸盐 HCO3-,弱离子化离子,pH=5意味着 H+ 和 Cl- 的导电性在4.3 uS/cm pH=9 意味着 Na+ 和OH-的导电性在2.4 uS/cm,pH 逐步趋于 7.
9、0,Slide 18,在EDI进水是高电导率的情形,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,pH 接近7.0,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,高电导率,重碳酸盐HCO3-,HCO3 -,Slide 19,在EDI进水中是高CO2 和 HCO3- 的情形,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,pH 接近 7.0,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 S
10、O4-2,低电导率,重碳酸盐 HCO3-,HCO3 -,Slide 20,EDI对于去除硅的优化原理,I: H+ OH- II: Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2 III: HCO3- CO2(g) IV: SiO2 H3BO3,pH 接近 7.0,H+ OH-,Na+ Cl- Ca+2 Mg+2 SO4-2,低电导率,低的CO2 + HCO3-,HCO3 -,SiO2 & HSiO3- H3BO3 & H4BO4-,大的抛光床层 大量水的裂解 长的停留时间,pH 控制在6.5 to 7.5高脱盐率的 RO配备CO2 的去除系统)浓水室电导率和电压的最优化,Slide 21,ED
11、I 模块: 多个单元并联,Slide 22,XL by Electropuretm,Slide 23,EDI 模块: 启动 (都是 H和OH 形态),H-形态 OH-形态,Na-形态 Cl-形态,Slide 24,EDI 工作的稳定状态,进入的离子量 = 排放出去的离子量 形成一个 “前沿” 在低端进水部分的树脂呈“饱和”状态 在高端出水部分的树脂呈 “新鲜”状态,Slide 25,EDI 模块的稳定状态,H-形态 OH-形态,Na-形态 Cl-形态,离子进 ., = 离子出,Slide 26,Model #2: Working Bed Polishing Bed,Slide 27,模型#2:
12、 工作床.,较低的床层 由于进水离子 (Na+ and Cl-)而使树脂呈饱和状态 浓水室有低的电导特性 (如同RO的产水) 电压驱动大量的离子进入浓水室 没有水的裂解,.抛光床,上部的床层 树脂呈新鲜的H+ 和 OH- 形态 浓水呈现高的电导特性 (在90% 回收率时是进水的11倍) 电压驱动力裂解水 树脂呈现抛光树脂模式,Slide 28,EDI 模型: 工作床 / 抛光床,H-形态 OH-形态,Na-形态 Cl-形态,工作床,抛光床,Slide 29,EDI 模型 #2,“工作床”,“抛光床”,10 S/cm,0.5 S/cm,18 M.cm,Slide 30,总结,简单的EDI稳定状态
13、模型 EDI的工作床和抛光床的模型 Electropure 的 EDI离子模型 Electropure划分的四个离子等级 首先去除容易去除的离子，有优先级 对于除SiO2的优化原则进水(RO的产水)的pH值接近7 高脱盐率的 RO 系统 去除 CO2 优化电压,Slide 31,主要用途,半导体行业超纯水处理 多晶硅、太阳能、LED等电子行业超纯水处理 电力、冶金行业的锅炉补给水处理 石油化工行业锅炉补给水或化工工艺用水 生物医药行业纯化水处理 汽车、核电等其它特种行业用纯水,Slide 32,EDI测试,建立标准测试条件 建立质量检测标准 重点关注参数：产水电阻率、产水流量、淡水进水和产水之
14、间的压力差浓水流量、浓水压力差极水流量、极水压力差测试电压、测试电流值二氧化硅的测试在有条件情况下执行测试条件下的水温，测试表格要反映25度条件下的值 建立标准测试值表格作为质检标准，建立测试偏差标准,Slide 33,EDI模块检测及维修,客户送来的问题模块需要分类处理 建立故障模块处理标准程序1）拆箱后首先进行外观检查2）所有问题模块一律先上测试台检查其真实工况3）根据测试初步判断是否需要化学清洗？是否需要打开？4）如果清洗，就执行相关的化学清洗程序和再生程序，5）如果需要打开模块，就认真检查内部出现了啥问题？判断是否有维修成功的可能性？如果能够维修，需要更换的材料有哪些？列出详细的材料清单，并安排财务核算材料成本和维修成本6）和客户确认可以维修后执行维修程序，并提供维修报告7）如果无法维修或不具有了维修的价值，出具解剖前的测试数据、详细的解剖和检查报告，并提供外部和内部损坏的照片作为证据 建立标准EDI模块维修报告格式,
