Bảng 2.7 Các thông số điện cực ban đầu. Nội dung vật liệu điện cực Loại diện cực Bản cực Kích thước mỗi bản cực Diện tích bản cực
Để đạt được những thông số với độ điện phân tối ưu nhất. Với điện cực là Titan, ta cần thực hiện những thí nghiệm để xác định các thông số sau đây: mật độ dòng điện, khoảng cách giữa các cực, thể tích của bể chứa, lưu lượng dòng chảy.
Đối với các thí nghiệm để xác định ta sẽ thực hiện với cùng một loại nước được lấy cùng cùng địa điểm để đảm bảo tính khách quan cho số liệu của mình. Bởi vậy, nước thí nghiệm được thu ở những địa điểm khác nhau sẽ không giống nhau về thành phần và nồng
độ các chất. Khi đó, điều kiện vận hành của các thí nghiệm trong cùng một nghiệm thức sẽ khác nhau và kết quả đạt được sẽ không đồng nhất nhau.
Thể tích nước cần xử lý cũng chính là thể tích nước của tháp giải nhiệt của hệ thống là 65l. Nước sẽ được bơm chìm vận chuyển từ bể của tháp giải nhiệt đến bể phản ứng điện phân. Lưu lượng thí nghiệm sẽ được điều chỉnh thông qua van bi.
Bảng 2.8 Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD 232-1999 về chất lượng nước cấp cho hệ thống tuần hoàn nước lạnh và nước cấp giải nhiệt .
Các thông số yêu cầu của nước Độ PH
Độ cứng cacbonat
Bảng 2.9 Thông số nước đầu vào bộ điện phân ban đầu. . Thông số nước đầu vào
Tổng độ cứng (mg/) TDS (mg/l)
EC (µS/cm)
Hiệu quả xử lý được tính theo phương trình sau:
R(%) Trong đó: R:tỷ lệ phần trăm độ cứng sau xử lý (%) Cin : nồng độ ban đầu (ppm) Cout : nồng độ sau xử lý (ppm) (2.4)
Sau mỗi lần điện phân, nhóm sẽ thực hiện lấy điện cực cân lại. Và sẽ đem điệc cực đó làm sạch bằng dung dịch HCl (5%) để điện cực có thể thực hiện thí nghiệm quá trình điện phân tiếp theo mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng phản ứng của thí nghiệm.
2.3.1 Thí nghiệm định hướng chọn mật độ dòng điện
Để thực hiện thí nghiệm ta xin chia ra làm 6 mốc mật độ dòng điện là: 20 A/m2, 40 A/m2, 60 A/m2, 80 A/m2, 90 A/m2, 100 A/m2. Sau mỗi thí nghiệm, điện năng tiêu thụ sẽ được thống kê.
Đối với các thông số còn lại, ta quyết định chọn như sau: cường độ dòng điện được xác định dựa vào công thức liên quan giữa mật độ dòng điện và cường độ dòng điện, khoảng cách giữa các điện cực 2cm.
Vì vậy với thí nghiệm này ta thực hiện 6 thí nghiệm với mốc mật dộ dòng điện khác nhau đã chọn. Mục đích của thí nghiệm là chọn được một thông số mật độ dòng điện đạt kết quả tối ưu nhất trong điện phân.
Trong quá trình vận hành, ta sẽ theo dõi quá trình điện phân và mỗi 5 phút sẽ ghi các thông số cần thiết trong 100 phút. Sau đó phân tích thông số và chọn ra mật độ dòng điện tối ưu nhất dựa trên các mục tiêu kinh tế và kỹ thuật đề ra. Và kết quả này sẽ dùng để thưc hiện thí nghiệm tiếp theo.
2.3.2 Thí nghiệm định hướng chọn khoảng cách giữa các điện cực
Thí nghiệm này ta thực hiện với 3 thí nghiệm tương ứng với 3 khoảng cách lần lượt là 1cm; 2cm; 3cm. Đối với các thông số còn lại, ta quyết định chọn như sau: mật độ dòng điện là 90A/m2 (theo thí nghiệm 2.3.1 thí nghiệm đinh hướng chọn mật độ dòng điện). Sau mỗi thí nghiệm, điện năng tiêu thụ sẽ được thống kê.
Vì vậy với thí nghiệm này ta thực hiện 3 thí nghiệm với 3 khoảng cách khác nhau đã chọn. Mục đích của thí nghiệm là chọn được một khoảng cách giữa các điện cực tối ưu nhất trong điện phân.
Trong quá trình vận hành, ta sẽ theo dõi quá trình điện phân và mỗi 5 phút sẽ ghi các thông số cần thiết trong 100 phút. Sau đó phân tích thông số và chọn ra khoảng cách giữa các điện cực tối ưu nhất dựa trên các mục tiêu kinh tế và kỹ thuật đề ra. Và kết quả này sẽ dùng để thưc hiện thí nghiệm tiếp theo.
2.3.3 Thí nghiệm định hướng chọn thể tích bể phản ứng
Ta sẽ thực hiện 4 thí nghiệm với bước nhảy là 0,5l (tức là bắt đầu 1l và kết thúc ở 2,5l). Đối với các thông số còn lại ta lựa chọn như sau: mật độ dòng điện là 90A/m2 (theo thí nghiệm 2.3.1 thí nghiệm đinh hướng chọn mật độ dòng điện) và khoảng cách sẽ 2cm (theo thí nghiệm 2.3.2 thí nghiệm đinh hướng chọn khoảng cách giữa các điện cực). Sau mỗi thí nghiệm, điện năng tiêu thụ sẽ được thống kê.
Vì vậy với thí nghiệm chọn thể tích bể phản ứng ta thực hiện 4 thí nghiệm với 4 thông số thể tích khác nhau như đã đề cập. Mục đích của thí nghiệm là chọn được thể tích bể phản ứng thích hợp cho thí nghiệm.
Trong quá trình vận hành, ta sẽ theo dõi quá trình điện phân và mỗi 5 phút sẽ ghi các thông số cần thiết trong 100 phút. Sau đó phân tích thông số và chọn ra thể tích tối ưu nhất dựa trên các mục tiêu kinh tế và kỹ thuật đề ra. Và kết quả này sẽ dùng để thưc hiện thí nghiệm tiếp theo.
Từ 3 kết quả thí nghiệm định hướng trên ta sẽ chọn những thông số tối ưu nhất để thực hiện việc đánh giá ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến quá trình điện phân xử lý nước cứng.
2.3.4 Thí nghiệm đánh giá sự ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến hiệu suất của bộ điện phân
Bảng 2.10 Các thông số đầu vào trong thí nghiệm đánh giá lưu lượng
Mật độ dòng điện cực dương
Để thực hiện thí nghiệm này, ta sẽ thực hiện 6 thí nghiệm với bước nhảy là 1l/phút (tức là bắt đầu 1l/phút và kết thúc ở 6 l/phút). Đối với các thông số còn lại ta lựa chọn như sau: mật độ dòng điện, thể tích bể chứa nước và khoảng cách sẽ lấy từ thí nghiệm trên. Sau mỗi thí nghiệm, điện năng tiêu thụ sẽ được thống kê.
Vì vậy với thí nghiệm đánh giá lưu lượng dòng chảy này ta thực hiện 6 thí nghiệm với 6 thông số thể tích khác nhau như đã đề cập. Mục đích của thí nghiệm là đánh giá sự ảnh hưởng của lưu lượng đến điện phân xử lý nước cứng.
Trong quá trình vận hành, ta sẽ theo dõi quá trình điện phân trong suốt 8 giờ và mỗi 30 phút sẽ ghi các thông số cần thiết. Sau đó phân tích thông số xử lý dữ liệu để có thể chọn ra và đánh giá được lưu lượng ảnh hưởng đến quá trình điện phân dựa trên các mục tiêu kinh tế và kỹ thuật đề ra. Và kết quả này sẽ dùng để vẽ đồ thị và là kết quả chính của bài.
Chương 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
Dựa vào cơ sở lí luận ở chương 2 và các thông số thực nghiệm đo được cho các thí nghiệm. Các kết quả thí nghiệm và xử lí trên phần mềm Excel 2013 và các đồ thị được vẽ bằng phần mềm Origin 8.0.