Назначение

К дистиллированной воде применяемой для питания ванн, в процессе электролиза следует предъявлять самые высокие требования. Прежде всего она не должна содержать хлоридов и углекислоты, ибо уже небольшое содержание хлоридов разрушает электроды, а повышение содержания карбонатов ведёт к снижению электропроводности электролита. Максимально допустимое загрязнение электролита хлорида достигает 25 мг/л хлора. Содержание карбонатов должно быть не выше 1% от содержащегося в электролите гидроксида калия.

Вне зависимости от происхождения вода всегда содержит растворённые вещества, которые, растворяясь, образовывают заряженные частицы - ионы. Наличие в воде ионов приводит часто к возникновению различных проблем в промышленных, коммерческих сферах применения, а также в быту. Наиболее распространённой и нежелательной во многих случаях проблемой является присутствие в исходной воде ионов жёсткости, т.е. кальция и магния, соли которых, например, разлагаясь при высоких температурах, приводят к образованию накипи и т.п.

Удаление солей жёсткости, частичная или глубокая деминерализация могут быть достигнуты различными способами. Однако, решение подобных задач с помощью ионообменных процессов является одним из наиболее надёжных. Основной принцип ионообменных процессов заключается в следующем: подлежащая очистке вода проходит через один или систему фильтров, заполненных ионообменными смолами (подбираемыми в зависимости от требуемой задачи - для умягчения, снижение щёлочности, обессоливание, удаление нитратов и т.д.), которые, в свою очередь удаляют из воды соответствующие ионы и обмениваются эквивалентными количествами других ионов того же заряда, выпущенных ионитом.

Для подпитки электролизеров в процессе получения электролитического водорода и кислорода используется городская вода, которая проходит специальную очистку.

Обработка методом ионного обмена основана на способности некоторых практически нерастворимых в воде веществ, называемых ионитами, изменять в желаемом направлении ионный состав воды. При фильтровании воды через слой ионита происходит обмен ионов, содержащихся в обрабатываемой воде, на эквивалентное число ионов ионита.

Ионит, имеющий обменным ионом катион, называется катионитом, а имеющий обменным ионом анион – анионитом.

Ионообменный метод обессоливания основан на последовательном фильтровании воды через Н-катионированный, а затем ОН-анионитовый фильтр. В Н-катионитовом фильтре содержащиеся в воде катиониты, главным образом Ca(II), Mg (II) и Na (I), обмениваются на водород-катионы:

2H[K]+Ca(HCO₃)₂=Ca[K] ₂+CO₂↑ +H₂O

2H[K]+NaCl=Na[K]+HCl

2H[K]+Na₂SO₄=2Na[K]+ H₂SO₄

При пропускании воды после Нкатионитовых фильтров через ОН-аннионитовые фильтры анионы образовавшихся кислот обмениваются ионы ОН^-:

ОН[A]+HCl=Cl[A]+ H₂O

2OH[A] ₂+ H₂SO₄= SO₄[A] ₂+ 2H₂O

Таким образом, последовательный обмен на H-катионите и OH-анионите позволяет удалить все содержащиеся в воде ионы, т.е. обессолить ее.

По мере фильтрования воды через слой ионита все большая часть его обменных ионов замещается ионами, поглощенными из воды. Когда обменная емкость ионита исчерпана, т.е. все его обменные ионы замещены соответствующими ионами солей из воды, производится регенерация ионита, т.е. обратное замещение ионов солей на обменный ион. Регенерация фильтров осуществляется в противоточном режиме. Наличие в схеме пар фильтров позволяет осуществлять процесс очистки и регенерации одновременно (один фильтр проходит регенерацию, другие фильтры очищает воду), что делает процесс непрерывным.