Электродиализатор

 

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов электролитов методом электродиализа и может быть использовано в химической промышленности. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет интенсификации массопереноса и уменьшение осадкообразования на мембранах. Для этого в электродиализаторе, включающем электроды, размещенные между ними ионоселективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, в последних размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потока жидкости, концы которого соединены с источником постоянного тока. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1507414

А1 (51) 4 B 01 D 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07ИРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4183782/23-26 (22) 19.0).87 (46) 15.09 ° 89. Бюл. h"- 34

{7 1) Донецкий филиал Научно-исследовательского института по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) lG.К.Бородай, Е.II.Äâoðíèêîí, B.À.!!!улюк, Т.И. Ефремова, !О. Н. Резников, Т.A,Ïoëüñêàÿ Б,M.Ãðàõîâñêèé и И.В.Саламбаш (53) 621.317.729(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1118389, кл. В 01 D 13/02, 1984.

{54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к устрой2 ствам для разделения растворов электролитов методом электродиализа и может быть использовано в химической промышленности. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет интенсификации массопереноса и уменьшение осадкообразования на мембранах, Для этого в электродиализаторе, включающем электроды, размещенные между ними ионоселективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, в последних размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потоку жидкости, концы кото- а рого соединены с источником постоянного тока. 2 ил., 2 табл.

3 15074

Изобретение относится к устройствам для Разделения раста< Ров электрол t Ов методом электродиализа и может быть использовано в химической про5 мьшпен»»ост»», на предприятиях »ерной и цветной металлургии.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии эа счет уменьшения осадкообразования на мембранах 10 и интс-нсификации массопереноса. !

1а фиг.1 схематически изображен элеt, t ðîäèëët»з атор; на фиг. 2 — схема лабиринтно-сетчатого и сепараторатурбу,изатора. 15

Злектродиалиэатор включает элек ;роды 1 и 2, ионоселективные мембраны 3 и 4, которые образуют рабочие камеры, и размещенные в них лабиринтно-сетчатые сепараторы-турбулизато- 20 ры 5, образующие каналы для протока обрабатываемой жидкости, коллектор 6 подачи исходной жидкости и коллектор

7 обработанной жидкости, На фиг.2 изображен лабиринтно-сет- 25 чатьп" сепаратор-турбулиэатор, в котором лабиринты образуют поперечные перегородки 8. В сепаратор-турбулизатор внедрен тонкий изолированный проводник 9, подключенньп1 к автономному 30 источнику постоянного тока. Этот npo"

I водник является поперечной составляюще» сепаратора-турбулизатора.

Растворы подают в рабочие камеры электродиализатора, образованные ионоселективными мембранами 3 и 4, по коллектору 6 и удаляют иэ камер посредством коллектора 7 (фиг.1), При наложении на электроды потенциала происходит направленное движение со- 40 держащихся в протекающем через камеры растворе катионов и анионов и их миграция через ионоселективные мембраны. При этом в пограничных с мембРанами слоях РаствоРа, в которых по- 45 ток Раствора носит лаьп»нар»»ый характер, возникает явление концентрационной поляризации. При протекании раствора по рабочим камерам пограничньп» слой потока раствора разрушается прямолинейными выступами 8 (фиг.2) сепаратор а-тур булиз атора и попер ечной составляющей 9 последнего, т. е. изолированным проводником, расположенным поперек потока раствора. При подаче электрического тока (с напряжением большим или равным 30 В) на изолированньп» проводник 2 возникает электро" магнитное поле, которое за счет генеОбъемный

Устройство

Удельный расход электроэнергии, кВт ч/м исх, выход опресненной воды, мз/, Известное 4,0

Предлагаемое (U = 30 В) 10,0

0,6

0,4

Таким образом, использование предлагаемого электродиализатора позволяет при опреснении природных вод увеличить выход опресненной воды в

14

4 гац»»и вихре»» способствует поперечному перемешиванию жидкости в межмембран»tot...tyne сранстве. В силу этого уменьtIIR<:òñÿ концентрационная поляризация в примембрагп»ом слое и тем самым снижается t»o3:ложность образования отложе= ний;ta мембранах, что ведет к повыше.»1»ю эффект юности работы электродиализатора. Более интенсивный массопеpet»oc обеспечивает снижение энергозатрат.

Таким образом, в электродиалиэаторе, состоящем из электродов, ионоселективных мембран и сепараторовтурбулизаторов с лабиринтным распределением потоков внутри камер, последние выполняют лабиринтно-сетчатыми, а в них поперек потока рабочей жидкости располагают тонкий изолированньп» проводник и на него подают постоянный электрический ток от автономного источника, достаточный для создания ми:<ровихрей (30 В), Создаваемое этим проводником электромагнитное поле воздействует на движущиеся г электрическом поле ионы и возбуждает вихри, способствующие поперечному перемешиванию раствора в потоке. Оси движения возбужденных вих-. рей направлены вдоль. осей каналов, образованных лабиринтно-сетчатыми сепараторами-турбулизаторами. Вихревое перемешивание растворов способствует интенсификации массопереноса, уменьшению образования отложений за счет уменьшения концентрационной поляризации.

В табл. 1 и 2 приведены результаты испытаний работы предлагаемого и известных электродиализаторов при опреснении природной воды с объемным расходом исходной воды 12,5 м /ч.

Таблица 1

Формула изобретения

Удел ьный р а с5 ход электроэнергии, кВт ч/м исх.

Устройство Объемный выход on ресненной

М3 /ч 1О

0,4

Предлагаемое

Известное (работает в режиме полярности .1 ч через каждые 2 ч) 10,0

0,7

4,7

Составитель О.Зобнин

Техред М. Ходанич Корректор М. Васильева

Редактор Л.Веселовская

Заказ 5484/10 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 15074

2,5 раза и уменьшить расход электроэнергии в 1,5 раза.

Т а б л и ц а 2

Таким образом, использование предлагаемого электродиализатора позволяет при опреснении природных вод уве- 20 личить выход опресненной воды в

14 б

2,1 раза и уменьшить расход электроэнергии в 1,8 раза.

Электродиализатор, включающий электроды, размещенные между ними ионоселективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, отличающий с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет интенсификации процесса массопереноса и уменьшения осадкообразования на мембранах, в сепараторах-турбулизаторах размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потоку жидкости, концы которого соединены с источником постоянного тока.