电去离子(EDI)技术制备高纯水——两种内部水流程模型的比较.docx

电去离子(EDI)技术制备高纯水——两种内部水流程模型的比较
概述
电去离子（EDI）技术是一种常见的方法，可用于制备高纯水。随着电子工业、医药行业和半导体行业的发展，对于高纯水的需求也越来越高。
在EDI技术中，将离子交换树脂、电解质和电极等部件组装在一起，通过一系列的电化学反应将水中的离子去除。这种技术不仅可以去除水中的离子，还可以制备出高纯度的水。因此，EDI技术成为了制备高纯水的理想选择。
本篇论文将介绍两种不同的EDI内部水流程模型，包括纵向水流和横向水流，以及它们的优缺点和应用范围。
纵向水流程模型
在纵向水流程模型中，水从电极板顶部进入交换树脂层。在交换树脂中，水中的离子被去除。去除后的水进入电解质层。电解质层是由阴阳离子呈交替分布的；当去除了阳离子时，水流进入带电阴离子层，去除了阴离子时，又流回带电阳离子层。在电解质层中，水中的离子再次被去除，并且水的纯度进一步提高。最终，水从底部流出。
纵向水流程模型的优点包括：
1.EDI模块可以垂直安装，这样可以节省场地，并且方便维护和处理。
2.每层交换树脂和电解质层的长度是相等的，这种设计使得每一层的电解质的利用率最高。
3.和其他模型相比，纵向水流程模型的压力损失更小。
但是，纵向水流程模型也有一些缺点，包括：
1.在处理高电导水时，该模型需要更多的电力。
2.由于电解质层处于交替分布状态，这可能导致水中残留的离子浓度波动，因此可能需要使用进一步设备来进一步净化水。
横向水流程模型
在横向水流程模型中，水从侧面进入EDI模块。在模块中，水流并不垂直于电极板；相反，它们是平行的，沿着每个交换树脂层运动。在每个交换树脂层和电极层之间，存在一扇门，使水只能流向一个方向。电化学反应在交换树脂层和电极层之间发生，被除去的离子在电解质层中被再次去除，水从底部流出。
横向水流程模型的优点包括：
1.由于水流沿着甲板平移，交换树脂和电解质的利用效率最大化。
2.电极板周围的大量水流动有助于提高去除离子的速度，保持水中离子残留量低。
3.这种模型特别适用于高电导水处理，因为用于电场的场强可以降低，从而降低能耗。
横向水流程模型的缺点包括：
1.确保每个交换树脂层和电极层之间的水流是恒定而均匀的很有挑战性，这可能导致较大的误差。
2.这种模型不如纵向模型方便维护和处理。
总结
总体而言，当需要处理高电导水时，横向水流程模型是理想的选择。对于需要更高的净化效率，则更适合使用纵向水流程模型。因此，应根据所需的处理水的特性和最终水的纯度要求来选择EDI技术的内部水流程模型。