Многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа (его варианты)

 

1. Многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроДы , между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализатора и концентрата, причем каждая прокладка выполнена с прорезью , сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа, отверстия в прокладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного раствора , расположены в центре, а прорезь выполнена в форме спирали. Архимеда. 2. Многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроды , между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, причем каждая из прокладок выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса сЛ электродиализа, отверстия в прокладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного, раствора, расположены в центре, а прорезь выполнена в виде спиралеобразной ломаной линии, включающей прямолинейные участки, расположенные под прямым углом по отношению друг к другу.Ьо ОО сл 4

iS4 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU (ю за) В О! 0 1302

lf

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 334 1407/23-26 (22) 19.08.81 (46) 07.08.83. Бюл. № 29 (72) В. Г. Степанов, И. N. Цейтлин, Ю. М. Платонов, Н. М. Якушев и А. С. Хараск (53) 663.63.087 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 937909, кл. НКИ 41 А, опублик. 1960.

2. Электродиализная опреснительная установка ЭДУ-М-300. Проспект ВДНХ

СССР, г Алма-Ата, АН Казахской ССР, с. 4,8 (прототип). (54) МНОГОКАМЕРНЫИ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА (ЕГО ВАРИАНТЫ).

1 (5?) 1. Многока мерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроды, между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализатора и концентрата, причем каждая прокладка выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, -что, с целью повышения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа, отверстия в прокладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного раствора, расположены в центре, а прорезь выполнена в форме спирали. Архимеда.

2. Многока мерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроды, между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, причем каждая из прокладок выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электроди ализа, отверстия в п ро кладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного. раствора, расположены в центре, а прорезь выполнена в виде спиралеобразной ломаной линии, включающей прямолинейные участки, расположенные под прямым углом по отношению друг к другу.

1033154

}О

I5

55

Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей-электролитов методом электродиализа и, в частности, к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтрпрессного типа.

Известен многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа, содержащий электродные камеры и расположенные между ними черед к>щиеся камеры концентрирования и деионпзыции, образованные ионитовыми мембранами с разделяющими их рамками и сетками турбулизаторами, выполненными JJ3 ди-..—.ектрикы, на периферии в рамках и мембраны . предусмотрены отверстия, ооры ; кгццц. при совмещении каналы для про..ода исходного раствора, днализаты и концентрата, а в рамках прорезипитатели, гидравлически связывающие эти каналы с соответствующими камерами (1).

Однако снижение коэффициента полезного использования мембран, соответственно увеличение габаритов и массы электродиализатора из-за возможного плохого распределения потоков растворов в камерах, а также большое гидравлическое сопротивление может принести к нарушению уплотнений эл - ктродиализатора и утечке жидкости иырхжу.

Известен многокамерный электродиали3d1op фильтрпрессного типа, включающий электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного растворы и вывода диализата и концентрата, при ц м каждая из прокладок выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата (2).

В известном электродиализаторе и предназначенной для него прокладке из-за высокой скорости потока раствора и многократных йзменений направления движения раствора по.лабиринту (на 180 ) и, вследствие этого, большого гидравлического сопротивления давление растворы в камерах существенно повышается в направлении, противоположном движению раствора. По этой причине имеют место нарушения плотности электродиализатора и утечки жидкости наружу и перетоки растворов между камерами концентрирования и деионизации, что приводит к снижению эффективности процесса и надежности работы электродиализатора.

Целью изобретения является повышение надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа.

Поставленная цель достигается тем. что в многокамерном электродиализаторе фильтрпрессного типа, включающем электроды, между которыми размещены иони говые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, причем каждая прокладка выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отверстия в прокладках и мембранах, образующих при сборке канал для подачи исходного раствора, расположены в центре, а прорези выполнены в форме спирали Архимеда.

Согласно другому варианту прорезь выполнена в виде спиралеобразной ломаной линии, включающей прямолинейные участки, расположенные под прямым углом по отношению друг к другу.

На фиг. 1 изображена схема многокамерного электродиализатора; на фиг. 2 — прокладка для первого варианта многокамерного электродиализатора с разрезом А — А; на фиг. 3 — то же, для второго варианта с разрезом Б-Б.

Э.1ектродиализатор содержит прижимные плиты 1 и 2 с размещенными в них электродными камерами 3 н электродами 4. Между электродными камерами расположен пакет чередующихся кы мер концентрирования и деионизации. ограниченных ионитовыми мембранами 5 и стенками прорезей

6 в прокладках 7. Электродиализатор также содержит канал 8 для;одачи исходного раствора и каналы 9 и 10 для выхода соответственно диализата и концентрата.

Каналы образованы совмещением отверстий в мембранах и прокладках. Канал

8 для подачи исходного раствора расположен соосно с мембранами 5 и прокладками

7, а каналы 9 и 10 для вывода диализата и концентрата — па периферии мембран и прокладок. В прокладках 7 предусмотрень питатели !1, гидрывлически связывающие входные отверстия 12 в прокладках, образующие при сборке входной канал 8, с началами прорезей 6, и питателн 13. гидравлически связывакицие в чередующихся камерах концы прорезей 6 с вы одными отверстиями !4 и 1 в;;рокладках, образующими при сборке каналы 9 и 1() соответственно для выхода диализата и концентрата.

В плитах 1 и 2 имеются отверстия 16 и 17 для входа в электродные камеры и выхода из них промывного раствора.

Прорезь 6 в прокладках 7 выполнена в, первом варианте электродиализатора в форме спирали !, фиг. 2}, а во втором варианте электродиализатора — в форме прямолинейных участков. каждый из которых смыкается с последующим под углом. делающих ряд увеличивающихся по размерам оборотов вокруг канала 8 для подачи исходного раствора (фиг. 3). По длине прорези 6 ее стенки соединены поперечными

1033154 перемычками 18, высота которых меньше. высоты прокладки. I lакет мембран с прокладками сжат с помощью прижимных плит

1 и 2. В прижимных плитах (в данном примере в прижимной плите 1) имеются отверстия 19-21 для ввода исходного раствора, отвода диализата и концентрата. Зти отверстия совмегцены с соответствующими каналами 8-10 в пакете электродиализатора.

При работе электродиализатора исходный раствор подается через отверстие,19 и далее по входному каналу 8 через питатели 11 в камеры деионизации и концентрирования.

Прошедший камеры раствор отводится по каналам 9 н 10 через отверстия 20 и 21.

Часть раствора через отверстия 16 поступает на промывку электродных камер 3 и удаляется из йих через отверстия 17 в прижимных плпгах 1 и 2. После прдачи на электроды напряжения постоянного тока происходит перенос ионов э и ктролпта через ионитовые мембраны из камер деионизации в камеры концентрирования. Обессоленный ,диализат по каналу 9 и через отверстие

20 направляется к потребителю, а концентрат по каналу 10 и через отверстие 21, а также раствор, прошедший электродные камеры, направляют на сброс. При этом электропроводность диализата в связи с обессоливанием снижается по мере удаления от входного отверстия, т.е. от оси электродиализатора к его периферии. В связи 30 с этим при подаче на электроды 4 напряжения постоянного тока процесс денонизации . происходит при повышении в центральной части электродиализатора плотности тока. плавно понижающейся по мере удаления от оси к периферии, не превышая при этом предельно-допустимого значения, обуславливающего возникновение в электродиализаторе явления концентрационной поляризации.

Использование изобретения позволит снизить гидравлическое сопротивление прорезей в прокладках и вести процесс при повышенной плотности тока, постепенно понижающейся по мере удаления от входного канала к периферии электродиализатора, тем самым повысить эффективность процесса электродиализа за счет .снижения расхода энергии на перекачку обрабатываемого раствора и увеличения производительности электродиализатора. Кроме того, повышается надежность работы электродиализатора за счет обеспечения минимальных перепадов давлений раствора между камерами деионизации и концентрирования по всей длине прорези и между его смежными участками, разделенными ее стенкой в пределах одной камеры. Одновременно с этим давление среды на все периферийные внешние поверхности уплотнения электродиализатора минимально возможное, что снижает возможность утечек среды. Зкономический эффект от использования изобретения в электродиализной установке производительностью 50 т/сут предназначенной.для опреснения солоноватой воды, составляет ориентировочно 3500 руб. в год.

1 033 54

1Г

1033154

1033154

7 74 У б 17 fg

Составитель В. Банников

Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 5469/7 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4