Электродиализатор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) (И) (ц1)g В 01 D 61/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3223909/26

° ° °

22) 29. 12. 80

46) 30.03.92. Бюл. Н 12 (72) В.К.Егоров, Н.Е.Ермолаев, В.И.Демкин, А.Г.Курыщенко и Н.Ф.Кулешов (53) 621.357 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 587960, кл. В О1 D 13/02, 03.11.75.

Авторское свидетельство СССР и . 845312, кл. В 01 D 13/02, 19.02;79. (54)(57) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР,. включаюц ий вертикально расположенные чередующиеся катионообменные

Изобретение относится к области электрической обработки жидкостей, а именно к конструкции многокамерных электродиализаторов, в частности для концентрирования растворов без внешнего подвода в концентрирующие камеры.

Известен электродиализатор, состоящий из вертикально расположенных чередующихся катионитовых и анионитовых мембран, разделенных рамкамипрокладками, образующими камеры обессоливания и концентрирования. В мембранах и прокладках выполнены отверстия, образующие в собранном пакете внутренние каналы для подвода раствора в камеры обессоливания и отвода его из них. Образующийся в

2 и анионообменные мембраны и разделяющие их прокладки, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания,в нижней части прокладок камер концентрирования выполнены щелевые пазы, нижняя кромка прокладок камер обессоливания расположена ниже нижней кромки прокладок камер концентрирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения утечек тока., в прокладках камер обессоливания выполнены треугольные вырезы вершиной вверх, причем основание треугольника равно ширине прокладки, а вершина размещена на уровне нижней кромки прокладок камер концентрирования. результате электроосмотического переноса ионов рассол в концентрирующих . камерах стекает в поддон через щелевые пазы на нижней стороне рамок-прокладок концентрирующих камер, выходящие за пределы нижних кромок мембран и рамок-прокладок обессоливающих камер.!

В известном устройстве благодаря выводу рассола из камер концентриро- . вания через целевые пазы устраняются . внутренние утечки тока, однако рассол, растекаясь по нижней стороне пакета, замыкает смежные камеры концентрирования, из-за чего возникают внешние утечки тока, снижающие эффект выхода по току.

1029458. Известен электродиализатор, включающий вертикально расположенные чередующиеся катионообменные и анионообменные мембраны и разделяющие их прокладки, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, в нижней части прокладок камер концентрирования выполнены щелевые пазы, нижняя кромка прокладок камер обессоли- 10 вания расположена ниже нижней кромки прокладок камер концентрирования.

Образующийся в результате электроосмотического переноса ионов рассол в концентрирующих камерах стекает в 15 поддон через щелевые пазы на нижней стороне рамок-прокладок концентрирующих камер. Щелевые пазы в прокладках соседних камер концентрирования смещены относительно друг друга. Про- 20 кладки обессоливающих камер в нижней части имеют полосы уплотнения номинальной и увеличенной ширины, по которым концентрат стекает в поддон.

В известном электродиализаторе бла годаря выводу рассола из камер концентрирования через щелевые пазы устраняются внутренние утечки тока, однако за счет растекания между смежными прокладками камер обессоливания

30 не исключаются замыкания концентрирующих камер, благодаря чему возникают внешние утечки тока, снижающие коэффициент выхода по току.

Целью изобретения является уменьшение утечек тока.

Цель достигается в электродиализаторе, включающем вертикально расположенные чередующиеся катионообмен40 ные и анионообменные мембраны и разделяющие их прокладки, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, в нижней части прокладок камер концентрирования выполнены щелевые пазы, нижняя кромка прокладок камер обессоливания расположена ниже нижней кромки прокладок камер концентрирования, причем в прокладках камер обессоливания выполнены треугольные вырезы вершиной вверх, основание треугольника равно ширине прокладки, а вершина размещена на уровней нижней кромки прокладок камер кон" центрирования.

„55

Благодаря расположению щелевых па" зов в прокладках смежных камер концентрирования у противоположных сто" рон пакета, выведению нижних частей про кладок камер обессоливания ниже нижних ,частей прокладок камер концентрироваI ния и выполнение в нижней кромке треугольного выреза вытекающие из смежных камер концентрирования потоки рассола направляются по скошенным нижним кромкам прокладок камер обессоливания к противоположным сторонам аппарата, не соприкасаясь друг с другом, благодаря чему исключаются внешние утечки тока.

На фиг. 1 показана схема сборки пакета электродиализатора; на фиг.2 пакет электродиализатора, разрез.

Пакет электродиализатора собран из вертикально расположенных чередующихся между собой анионообменных 1 и катионообменных 2 мембран, разделенных прокладками 3 и прокладками 4,образующими соответственно камеры концентрирования 5 и обессоливания 6. Прокладки 4 камер обессоливания 6 выполнены с закладными сетками-турбулизаторами

7. В прокладках 3, 4 и мембранах 1, 2 выполнены отверстия 8, образующие при сборке пакета внутренние каналы

9, по которым подводится и отводится дилюат ° Внутренние каналы 9 сообщены с камерами обессоливания 6 щелевыми каналами 10.

Для вывода рассола из камер концентрирования 5 в нижней части прокладок 3 выполнены щелевые пазы 11, при этом нижние части прокладок 3 выведены за пределы нижних кромок мембран 1 и 2. Прокладки 3 в пакете установлены так, что щелевые пазы 11 в смежных:. камерах концентрирования

5 расположены у противоположных боковых сторон пакета.

Нижние части прокладок 4 камер обессоливания 6 выполнены большей высоты и в собранном пакете выведены ниже, чем нижние части прокладок 3 камер концентрирования 5. Прокладки

4 камер обессоливания 6 выполнены с треугольным вырезом 12, при этом скосы направлены от центра к краям сверху вниз, т.е. нижняя кромка 12 прокладок 4 имеет А,-образную форму.

Пакет электродиализатора работает следующим образом.

Раствор подается в нижние внутренние.каналы 9, откуда через щелевые каналы 10 поступает в камеры обессоливания 6. Пройдя по камерам обессоливания, раствор через соответствующие

5 10294 щелевые каналы 10 поступает в верхние внутренние каналы 9 и выводится из аппарата. 3а счет внутреннего давления мембраны 1, 2, образующие камеры обессоливания 6, плотно соприкасаются друг с другом, обеспечивая токопроводимость пакета электродиализатора. После подачи постоянного напряжения на электроды электродиализатора происходит непрерывный электроосмотический перенос ионов электро1 2 лита и растворителя через мембраны 1, в камеры концентрирования 5, образованные рамками-прокладками 3, в -ре- 15 зультате чего в них образуется рассол.

Образующийся в камерах концентрирования 5 рассол раздвигает мембраны, стекает вниз и через щелевые пазы 11 отводится в поддон, устанавливаемый под пакетом.

Благодаря тому что щелевые пазы

11 в смежных камерах концентрирования

5 расположены с разных сторон пакета, а нижние части рамок-прокладок 4 камер обессоливания 6 выведены ниже

8 6 нижних частей рамок-прокладок 3 камер концентрирования 5 и выполнены с треугольным вырезом, потоки рассола, вытекающего из смежных камер концентрирования 6, направляются к разным сторонам пакета и отводятся в поддон, не контактируя друг с другом, в результате устраняются внешние утечки тока, возрастает коэффициент выхода по току.

Исследовательские работы по созданию аппарата для концентрирования щелочи производятся на пакете с размером мембран 1000х 00 мм по технологической схеме с циркуляцией раствора. Иаксимальная утечка тока на аппарате с прокладками, не имеющими выреза, составляет 103 от общего.

Такая утечка приводит к перегреву и расплавлению нижних кромок мембран и выходу иэ строя всего пакета. В аппарате, снабженном прокладками с треугольным вырезом на нижней части, такого явления не наблюдается.

1029458

Редактор О,Юркова

Техред А,Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 1317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитента IIo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101