Elektrodialyse (ED) is een membraantechnologie waarbij ionen uit een zoutoplossing verwijderd worden onder invloed van een elektrisch veld. Op die manier ontstaan twee processtromen waarvan de ene verarmd en de andere verrijkt wordt met zoutionen. De ED-techniek kan zowel toegepast worden voor het verwijderen (bv. afvalwaterbehandeling) als voor het recupereren van metaalionen uit processtromen (bv. metallurgische processen).
Dit eindwerk handelt over het opschalen van het elektrodialyseproces. Hierbij wordt gesteund op een wiskundig model uit de literatuur. De doelstelling is om na te gaan of dit model geschikt is voor het ontwerp van een industriële ED-installatie.
Het theoretisch gedeelte geeft een overzicht van de beschikbare modellen in de literatuur voor het beschrijven van ED-processen. Aangezien bepaalde fenomenen in het ED-proces op meerdere manieren kunnen benaderd of vereenvoudigd worden, zijn de modellen sterk uiteenlopend. De optredende fenomenen in het ED-proces worden in een eerste deel afzonderlijk behandeld.
Het theoretisch model waarop het praktisch werk gebaseerd is behandeld twee aspecten van het ED-proces dewelke van belang zijn voor het procesdesign. In de zone waarin het ionentransport niet begrensd is vanwege de limietstroom laat het model toe een verband te leggen tussen de instelbare procesvariabelen en de graad van ontzouting. Daarnaast biedt het model de mogelijkheid de situatie te voorspellen waarbij massaoverdrachtslimitaties optreden. Dit is van belang aangezien de efficiëntie van het proces bij het overschrijden van deze limietsituatie sterk daalt. Om het model te toetsen werd gebruik gemaakt van een ED-eenheid (ED-stack) met een beperkt membraanoppervlak (10 cm x 10 cm) en een grotere stack met een industriële hoogte (90 cm). De kleine stack laat toe de nodige modelparameters te bepalen. Met behulp van experimenten op de grote stack wordt nagegaan of het theoretisch model bruikbaar is om het proces te beschrijven.
Bij het uitvoeren van simulatieberekeningen werd gebruik gemaakt van het softwarepakket TKSolver.
Dit is een wiskundig pakket waarbij geen onderscheid dient gemaakt te worden tussen input en outputparameters. De basis voor de implementatie van het model in TK-Solver werd reeds gelegd in een vorig eindwerk . Dit TK-Solver bestand werd gecontroleerd en geoptimaliseerd.