Electrodialisis

Planta piloto de electrodiálisis
Aplicación a la desalación de un agua salobre
A. Igual Muñoz, J. García Antón,
J.L. Guiñón Segura y V. Pérez Herranz
Dpto. de Ingeniería Química y Nuclear.
Universidad Politécnica de Valencia
Se propone el diseño de una
planta piloto de electrodiálisis,
describiendo todos los
componentes que la constituyen:
celdas, filtro-prensa y circuitos
hidráulicoy eléctrico. A partir de
la determinación de la intensidad
límite, se realiza la desalación de
un agua salobre con el equipo
instalado, trabajando en
continuo y a contracorriente.

3.2. Desalación
de agua salobre
–––––––––––––––––––––––––––––––
La determinación de las concentraciones
de las disoluciones de cloruro
sódico se realiza mediante
conductimetría directa, construyendo
lacorrespondiente curva de
calibrado.
La electrodiálisis se realiza al potencial
que suministra la intensidad de
trabajo. Mediante una sonda de conductividades,
se mide la conductividad
en los tres depósitos, concentrado,
diluido y electródico, cada 10 minutos,
anotando el valor de la intensidad
y de sus correspondientes conductividades.
En la Tabla I se muestra
el esquema de tablaconstruida,
donde se reflejarían los datos tomados
y la conversión de los valores de
conductividad en resultados de concentración
mediante la ecuación que
relaciona ambos parámetros.
La figura 6 representa la evolución
de los valores de concentración de
cloruro sódico para las tres disoluciones
frente al tiempo de operación.
Se observa como el valor de
la concentración de sal para lasdisoluciones
de concentrado y de diluido
se concentran y se diluyen,
respectivamente, mientras que la
de los electrodos permanece constante,
todo lo cual indica la viabilidad
del proceso de desalación.
equipo, ya que ésta limita la máxima
transferencia posible de materia y la
viabilidad del proceso. Se realiza la
curva de polarización (intensidadvoltaje),
y se obtiene la representaciónmostrada en la figura 5. El primer
cambio de pendiente de la curva
corresponde al punto que determina
la intensidad límite para la configuración
tomada. El segundo cambio
es debido a la disociación de las moléculas
de agua presentes en la disolución
como consecuencia de un elevado
aumento de la diferencia de potencial.
Otro método de determinar
la intensidad límite [9], con el que seobtiene cambios de pendiente más
marcados, es la representación gráfica
de la resistencia aparente del conjunto
de membranas (⊗V/I) frente a
la inversa de la intensidad (1/I).
El cálculo de dicha intensidad límite
delimita el punto a partir del
cual se pueden producir fenómenos
de polarización que ponen en
peligro el correcto funcionamiento
de la pila. Por tanto, y para evitar
riesgosinnecesarios, es recomendable
trabajar al 80% del valor de
la intensidad límite hallada.
Ilímite = 0,4 A
Itrabajo = 0,8 · Ilímite = 0,32 A
INGENIERIA QUIMICA
D: Diferencial
F: Fusible
Ci: Contactor y pulsador
Ri: Relé de contacto conmutado
Bi: Bombillas
Figura 4.
Esquema del
sistema de
protección
eléctrica
Figura 5.
Curva de polarización
para la determinación
de la intensidad límite.Compartimento
concentrado NaCl 4,5 g/l,
compartimento diluido
NaCl 2,75 g/l,
compartimento electrodos
NaCl 8,5 g/l.
Caudal 100 l/h
- Cf = Concentración final en g/l = 1.339
- V0 = Volumen inicial de producto en
litros = 4
- Vf = Volumen final de producto en litros
= 3.9
- PM = Peso molecular del NaCl = 58.5
- z = Carga del electrolito = 1
Equivalentes reales
⎜ =––––––––––––––––––– = 0,588
Equivalentes teóricos
El rendimiento farádico en porcentaje
es del 59% para una densidad de corriente
de i = 20 A/m2 y una configuración
con tres celdas electrodialíticas. La
disminución del tiempo del proceso de
desalación, como consecuencia de un
aumento del número de celdas N, permite
la mejora del rendimiento farádico.
Se describe el diseño de los componentes,
celdas,...
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