俄罗斯研究协会选择使用不含化学药剂的去离子技术减轻对环境的影响

液体电容器可产生快速、极高电压的电脉冲,通常用在粒子加速器中。去离子 (DI) 水通常是首选的电介质,因为与可降解的石油等替代流体介质相比,它非常环保,而且补充成本低。 

在俄罗斯联邦核中心 - 全俄实验物理科学研究所(隶属于国家原子能公司 ROSATOM)的一处新设施,需要使用 DI 水系统为水电容器供水。这些高电压电容器可爆发出必要的能量,为该研究所的放射实验产生高功率 X 射线辐射。

不过,由于充电/放电循环会影响电容器极板之间的 DI 水的电导率(和绝缘能力),因此必须定期冲洗和更换 DI 水。此过程可以维持电容器的性能水平。这种应用中的传统水系统会使用一个混合床去离子装置,以完成最终的净化阶段。遗憾的是,当使用此过程时,需要在离子交换容器中以化学方式再生树脂颗粒,并处置用掉的试剂。 

ROSATOM 遵循严格的环境安全标准,以避免使用可能对环境产生此类不良影响的设备。因此,水处理系统设计和建造专家 Hydrotech 公司建议使用混合床去离子的替代方案。 

挑战

Hydrotech 曾经为 ROSATOM 建造多个非常成功的一揽子水系统,而且非常熟悉适用的环境限制。他们的任务是开发一套水处理系统,该系统每天要运行八个小时,并将深井作为水源进行抽水。 

典型的给水水质为 300-400 µS/cm,该系统需要生产电导率 15 MΩ-cm ( 0.067 µS/cm) DI 水。还需要在无级调节的情况下达到 30-150 m3/h 的流量,以使电容器在多次放电之后能够高效地充电。  


解决方案

Hydrotech 已经为不使用化学药剂的去离子技术找到了答案,并在安装 IONPURE® 连续电脱离子 (CEDI) 模块方面积累了丰富的经验。在以前主要采用混合床 DI 技术的现代化发电厂和微电子制造领域,这些模块成为了非常成熟的首选技术。该公司设计、建造和调试了全自动的水处理系统,包括:

  • 介质过滤
  • 二级反渗透 (RO)
  • 膜脱气
  • 1 微米过滤
  • IONPURE CEDI

结果

去离子阶段使用两个 CEDI 组件,它们各有五个 IONPURE VNX55EP-2 模块,负责为储罐供应 DI 水。这五个模块的标称输出都为 75 m3/hr,必要时可提供高达 150 m3/hr 的总流量。该系统可实现 17.2 MΩ-cm ( 0.058 µS/cm) 的测得输出电导率,超过了水电容器设备所需的绝缘特性。