纯水设备详解:双极膜电渗析
从2017
年开始,双极膜资料就一直是国家工信部公布的国家重点发展的新材料之一。目前国内高校中研发双极膜的团队非常多,比方:清华大学、中国科学技术大学、浙江大学、南开大学、合肥工业大学等等。
工业化的双极膜目前是电渗析离子交换膜材料中的桂冠(综合其应用前景、工业化难易水平等因素)快来了解一下。
1
双极膜电渗析-
历史
20
世纪60-70
年代,双极膜(bipolarmembran
*早由美国aquatech
阿奎特国际集团公司)首先研发进去。20
世纪80
年,双极膜*早工业化应用于美国华盛顿某钢厂,应用于硝酸钾和氟化钾系统。后来双极膜电渗析的应用才逐步扩散到芬兰、法国、德国、意大利、荷兰等欧洲国家。
而双极膜进入中国预计在20
世纪80-90
年代。这一段时间国内双极膜的研究文献相对较多,也比较集中;同时国内部分大企业做了很多实验级别的尝试(多以有机酸产品双极膜系统为主)
2013
年前,国内没有规模化的双极膜电渗析项目落地(13-14
年左右国内才开始有双极膜电渗析工业化的应用案例--
某有机酸产品系统)通过综合的分析,主要有以下几个原因:
1.
资料、设备完全进口,投资高;
2.
设计、运行等技术参数完全依赖于国外,国内装配水平偏低,缺乏核心技术;
3.
国内企业对于新技术抱有疑虑;
4.
政治、国情之类的话题,咱没法谈。
双极膜仅仅是离子交换膜中的一种,可想而知,双极膜细分市场在整个膜市场中所占比非常小。但是由于双极膜应用领域专一,一定水平上具有不可替代性,目前受到广泛关注的高盐废水零排放系统、资源回收领域、有机产品清洁生产新工艺中具有*优势。
2
双极膜/
电渗析-
原理
双极膜一般由阴离子交换树脂层(al
阳离子交换树脂层(cl
和中间层组成。
1.
中间层市场上常用别称:过渡层、催化层、复合层、界面层等;
2.
中间层,厚度一般在10*10^-9m
以内(纳米级别)且跟制膜原理、工艺有关;
直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的h2o
解离成h
和oh-
并进行离子定向迁移,分别通过阳离子交换膜层和阴离子交换膜层,作为系统h
和oh-
离子供应源。h
和oh-
则主要通过过渡区水的解离而得到及时的补充,消耗的水又通过周围溶液中的水向膜中间渗透而弥补。
3
双极膜电渗析-
应用形式/
领域
基于双极膜的特点,配备不同的阳离子交换膜、阴离子交换膜及其他配件,可以组装成不同形式的双极膜电渗析(
双极膜电渗析的形式含:二隔室、三隔室、四隔室、五隔室等,感兴趣的可以自己去拓展,核心原理没变,
其中惯例双极膜电渗析(bped
或edbm
主要作用如下:
1.
无机系统)无机盐制备对应的酸和碱:硫酸钠、氯化钠 硫酸锂、硝酸钠、氯化铵等;
2.
有机系统)有机酸盐制备对应的有机酸和碱(有机碱盐与之类似)酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸、维生素c
四甲基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵等;
基于双极膜制酸、碱功能,双极膜电渗析在很多无机系统、有机系统中经常会被用来与电解法做对比。以纯氯化钠系统为例,两种工艺差异对比如下:
4
双极膜电渗析-
厂家
国内环保形势严峻,尽管双极膜起步晚,但是国内的环保市场形势给双极膜电渗析创造了非常多的机会。而国内实际的双极膜电渗析应用案例已经非常多,na2so4naclnano3li2so4nh4cl
等含盐废水具有相应的应用案例。
尽管目前国内所有电渗析厂家,都宣传有双极膜电渗析,但是其实国内双极膜电渗析应用主要以进口双极膜为主,当然也有为数不多的几家公司在研发、生产国产双极膜。具体情况如下:
1.
日本astom
目前国内双极膜应用案例*多,日本技术团队可以做全程乐鱼网址的技术支持。双极膜设备形式、系统设计、系统稳定性上,行业综合评价比较高,目前应用主要涉及高盐废水、有机酸、有机碱等系统。
2.
德国fumatech
膜资料完全可以应用于工业化,但是因为膜基材、配件性能、供货时间等细节问题,目前在国内应用偏少,主要应用于局部有机产品清洁生产工艺中。
3.
法国(eurodiaindustrisa
捷克(mega a.s.
法国(suezenvironn
等,苏伊士电渗析这一块主要因为收购了ge
水处理部门。整体上述几个品牌双极膜电渗析在国内基本没有应用,但他惯例电渗析均在国外食品、医药等领域有较多应用。
通过研究双极膜电渗析国际专利,发现很多的新思路、新想法。
4.
杭州蓝然环境:属于国产双极膜厂家,且与日本astom
合作,目前国内双极膜应用案例*多。蓝然下属两个生产、研发型子公司,其中衢州蓝然新资料投资约1.2
亿元,双极膜规划年产能50000m2
双极膜技术源于公司团队、日本、高校等综合研发。
5.
北京廷润:属于国产双极膜厂家,技术源于国内早期研发团队-
葛道才。2016-2017
年在福建泉州分公司实现双极膜生产工业化,双极膜规划年产能50000m2
尽管性能上与进口膜相比还具有一定的差异,但是目前也已在众多特定领域具有一定应用。
6.
河北亚德士:核心技术来源于葛道才(仅供参考)经过临时公司自主调整,目前已形成自主双极膜研发产品。但是该公司定位不做双极膜工程,只做双极膜产品和设备的供应商。