高纯水设备(即电去离子技术)是结合离子交换膜和离子交换树脂,在直流电场的作用下同时实现连续除盐以及树脂连续再生的新型分离技术。它具有*、节能、环境友好等显著优点,广泛应用于化工、电力、电子、制药、石化等领域的超纯水生产。本文主要对高纯水设备中的离子交换膜进行研究,并首次采用计算流体力学(CFD)软件对淡水室隔板的流场分布进行模拟。 对于高纯水设备的连续除盐过程来说,阴阳离子交换膜起着至关重要的作用,是实现淡水中离子脱除以及产生水解离实现树脂再生的重要部件。本文通过实验对比国产的千秋膜和日本产的旭硝子膜的性能,比较了它们在填充还原型树脂的EDI设备通电开机后的产水电阻率变化规律,同时也比较了它们在填充盐型树脂的高纯水设备通电开机后对树脂进行电再生时的产水电阻率变化规律。实验表明旭硝子膜的性能要优于千秋膜,但其价格较贵。因此对于不同的工程应用水质要求,应选择合适的离子膜和EDI设备。 淡水室隔板的设计是EDI装置设计的核心内容,也是高纯水设备研究的关键技术之一,本文首次采用CFD对淡水室流场进行模拟。首先对淡水隔板内树脂采用多孔介质模型,模拟整个淡水室的总体压降,其结果和实验值对比虽具有一定的误差,但是能很好的预测不同流量下的淡水室压降。随后将主要模拟目标变为淡水经过导流槽、布水槽及细缝后的水流分布均匀情况。通过对不同细缝宽度下的水流分布均匀性以及压降进行对比,*终确定了合适的细缝宽度范围为0.3-0.4mm。随后对比了两种不同导流槽结构下的水流分布均匀性,并综合两种结构的优点,提出了一种新的导流槽结构。该结构既能获得良好的水流分布均匀性和较低的压降,而且对导流槽覆盖板也有较好的支撑作用,能有效防止离子膜凹陷,是一种综合性能优异的淡水室隔板改进结构。*后总结了高纯水设备运行过程中出现的问题以及解决方法。