Многокамерный электродиализатор
Изобретение касается электродиализной деминерализации и концентрирования солоноватых и соленых вод. Целью изобретения является сокращение расхода ионообменных мембран за счет того, что в многокамерном электродиализаторе с последовательным гидравлическим соединением камер, включающем электроды, между которыми размещены мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, каждая рабочая камера снабжена перемычкой, толщина которой равна толщине, а длина - ширине рабочей камеры, разделяющей рабочую камеру на две части. При этом перемычки в крайних к электродам рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середины камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах перемычки размещены с равномерным односторонним смещением друг относительно друга на величину, меньшую высоты перемычки. 9 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (g1) 4 В О1 D 13/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Бм Свых — 1
s< c,„„
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПС) ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4238629/31-26 (22) 12.02.87 (46.) 07.08.89. Бюл. ¹ 29. (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) Н.Н. Зубец (53) 663.635 (088.8) (56) Патент CfilA .№ 3228867, кл, 204301, 1968. (54) МНОГОКАМЕРНЫИ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР (57) Изобретение касается электродиалиэной деминерализации и концентрирования солоноватых и соленых вод.
Целью изобретения является сокращение расхода ионообменных мембран за счет того, что в многокамерном электродиализаторе с последовательным
Изобретение относится к электродиализу, в частности к применению этого метода для деминерализации и концентрирования солоноватых и соленых вод
Целью изобретения является сокращение расхода ионообменных мембран.
Электродиализатор с последовательным гидравлическим соединением дилюатных камер разделен на две гидравлиf чески независимые рабочие зоны, в каждой из которых рабочая площадь мембран равномерно увеличена от входа дилюата к выходу. Для этого каждая из рабочих камер разделена на две, части перемычкой. Перемычки в крайних рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середин камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах занимают про2 гидравлическим соединением камер, включающем электроды, между которыми размещены мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, каждая рабочая камера снабжена перемычкой, толщина которой равна толщине, а длина — ширине рабочей камеры, разделяющей рабочую камеру на две части. При этом перемычки в крайних к электродам рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середины камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах перемычки размещены с равномерным односторонним смещением друг относительно друга на.величину, меньшую;высоты перемычки. 1 з,п. ф-лы, 9 ил. межуточные положения, причем все перемычки расположены с равномерным смещением относительно друг друга, Вход дилюата в каждую рабочую зону электродиализатора расположен с той стороны, где рабочая площадь мембран меньше, Если соотношение между меньшими и большими рабочими площадями мембран в крайних рабочих камерах (что соответствует S и Я ) равно отношению выходной и входной концентраций дилюата
1 то достигается максимальная экономия мембран. Однако расчеты показывают, что некоторая экономия получается в интервале значений Бм/Sb заключенном в пределах
1498532 мембЯм
1> — >
2 (-- -") — 1
0вых
На фиг,1 схематически изображен электродиализатор с двумя рабочими зонами, разрез; на фиг.2 и 3 — дилюатная и рассольная рамки соответственно; на фиг.4 — рамка, вид снизу;.на фиг.5 — перемычка рассольной камеры вид снизу; на фиг.6-9 — первые четыре мембраны, считая от катода, причем на фиг,6 и 8 анионитовые, а на фиг.7 и 9 — катионитовые мембраны, Электродиализатор состоит из электродных камер 1 с электродами 2, пространство между которыми разделено чередующимися анионитовыми 3 и катионитовыми 4 мембранами на дилюатные и рассольные камеры, ограниченные дилюатными 5 и рассольными 6 рамками. Все дилюатные и рассольные камеры разделены на две зоны перемыч ками 7 и 8 соответственно. Для того чтобы камеры одного функционального назначения в пределах одной рабочей зоны аппарата были соединены в последовательный тракт, отверстия в мембранах вырезаны в порядке, показанном на фиг.6-9. В каждых последующих четырех мембранах этот порядок повторен, а положение средних отверстий равномерно смещено.
Электродиализатор работает следующим образом.
На электроды подают постоянное напряжение. Через дилюатные камеры по трактам 9 пропускают раствор, подлежащий деминер ализ ации . Через
t электродные и рассольные камеры также пропускают растворы, Под действием тока ионы из дилюатных камер .через мембраны переходят в камеры концентрирования. По мере продвижения дилюаот камеры m камере его концентра- 45 ция в каждой рабочей зоне аппарата равномерно уменьшается. В том же направлении равномерно увеличивается рабочая площадь мембран и,,поскольку сила тока во всех камерах одинакова, уменьшается плотность тока. В
50 связи с этим отношение плотности тока к концентрации дилюата изменяется незначительно, а если соблюдается усо щ Sì ББ = CüBbûIõ/Cвх,To To отно шение остается постоянным во всех ди55 люатных камерах, Известен многокамерный электродиализатор с последовательным объединением камер одного функционального назначения, в котором рабочая площадь мембран равномерно увеличена от входа дилюата к выходу. Преимущество такого электродиализатора. состоит в том,,что по мере уменьшения концентрации дилюата сокращается и плотность. тока. Вследствие этого все мембраны могут работать в условиях, близких к предельным диффузионным, что ведет к сокращению расхода мембран.
Использование изобретения позво- лит экономить ионообменные мембраны и, следовательно, увеличивать электродиализное производство на базе производящегося количества мембран. Расчеты показывают, что при уменьшении концентрации раствора в 2,5 и 10 раз применение данного технического решения позволяет без сокращения производительности процесса экономить 25, 40 и 452 мембран соответственно.
Ф о р м. у л а и з о .б р е т е н и я
1. Многокамерный электродиализатор с последовательным гидравлическим соединением камер, включающий электроды, между которыми размещены мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью сокращения расхода ионообменных мембран, каждая из рабочих камер снабжена перемычкой, толщина которой равна толщине рабочей камеры, а длина равна ширине рабочей камеры, разделяющей рабочую камеру на две части, причем перемычки в крайних к электродам рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середины камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах перемычки размещены с равномерным односторонним смещением друг относительно друга на величину меныпую высоты перемычки.
2, Электродиализатор по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что соотношение меньшей S и большей Я плошадей мембран в крайних камерах удовлетворяет условию
Ям
1,) -- )----------2 (- ) — 1
C Biol X где Я вЂ” площадь меньшей части раны;
Я вЂ” площадь большей части
Б мембраны;
1498532
С „ — концентрация дилюата на входе в аппарат;
С вЂ” концентрация дилюата на выь ях ходе из аппарата, 1498532
ЯиЯ
Составитель О. Зобин
Редактор С. Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор О. Ципле
Заказ 738 Тираж 570 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
