Электродиализатор

 

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкостей - электролитов, в частности к конструкциям электродиализных аппаратов, и может быть использовано преимущественно для получения высококонцентрированных рассолов. Цель изобретения - повышение надежности в работе. Электродиализатор содержит концевые электроды, между которыми помещен пакет из анионо- и катионообменных мембран и рамок прокладок, расположенных между стяжными плитами и закрепленных стяжными устройствами, участки прокладок, в которых выполнены отверстия для ввода и вывода растворов, вынесены за габариты мембраны и выполнены из двух элементов, содержащих канавки или поддерживающие выступы типа пинг-понг, которые совмещаются при сборке, образуя закрытые каналы. Затраты электроэнергии на получение рассолов концентрации 180-200 г/л составляют 33-35 Вт·ч /г-экв. 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки жидкостей электролитов, в частности к конструкциям электродиализных аппаратов, и может быть использовано преимущественно для получения высококонцентрированных рассолов. Целью изобретения является повышение надежности в работе. На фиг. 1 изображена рамка-прокладка камеры обессоливания; на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показана рамка-прокладка камеры концентрирования; на фиг. 4 дан разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 изображен электродиализатор, общий вид. Рамка-прокладка 1 имеет два отверстия 2 для подачи и вывода растворов. Участок рамки (см. фиг. 2) состоит из двух элементов 3, имеющих канавки, которые при совмещении образуют закрытые каналы 4. Рамка-прокладка 5, образующая камеру концентрирования, содержит отверстие 2 для ввода и вывода диализата, имеет участок, состоящий из двух элементов 6, имеющих канавки, которые при совмещении образуют закрытые каналы 7. Электродиализатор включает рамки 1 и 5 с отверстиями 2 и каналами 4, рамки 5 с отверстиями 2 и каналами 7, катионовые 8 и анионитовые 9 ионоселективные мембраны, прижимные плиты с электродами 10 и 11. Диализатные рамки 1 и концентратные 5 укладываются между мембранами 8 и 9 одинаково по отношению друг к другу. Посредством указанной сборки в пакете чередующихся рамок 1 и 5, мембран 8 и 9 образуются камеры обессоливания и концентрирования. Совмещаются отверстия 2 в рамках 1 и 5, образуя каналы для ввода и вывода диализата, которые оканчиваются штуцерами 12 и 13. Существенным преимуществом предлагаемого электродиализатора является то, что участки рамок 1 и 5 с отверстиями 2 вынесены за габариты мембран 8 и 9. Это исключает утечки тока по мембранам, т.е. полностью предотвращает прожег мембран и увеличивает рабочую поверхность мембраны. Для подачи растворов из отверстия 2 в камеру обессоливания необходимо иметь закрытые каналы. Поскольку толщина прокладок промышленного аппарата мала 1,0-1,2 мм, исполнение этих каналов технологически трудно осуществимо. Существенным отличием, заметно облегчающим эту задачу, является изготовление участков рамок с отверстиями 2 из двух элементов, содержащих канавки и совмещающихся при сборке с образованием закрытых каналов. Предлагаемый электродиализатор работает следующим образом. Обрабатываемый раствор через штуцера 12, отверстия 2, каналы 4 поступает в камеры обессоливания и выходит через верхние каналы 4, отверстия 2, штуцеры 13. Непроточные камеры концентрирования заполняются высококонцентрированным рассолом за счет электроосмотического переноса растворителя. Рассол отводится через каналы 7, находящиеся в верхней части рамки-прокладки 5, что обеспечивает равномерное заполнение камеры концентрирования. Вынесение участков рамок-прокладок с отверстиями, образующими диализатные тракты, за габариты мембран значительно увеличивает эффективность процесса за счет увеличения рабочей поверхности мембран и устранения утечек тока по сравнению с прототипом. Рабочая поверхность мембран по сравнению с серийно выпускаемыми электродиализаторами такого же назначения составила: Марка аппарата Рабочая поверхность мембран, ЭХО 5000х200 (АЭМЗ) 68 CS-5 (Асахи гласс) 69 Предлагаемый электродиализатор ЭДАК 86 При работе предлагаемого электродиализатора в различных режимах были получены рассолы концентрации 180-200 г/л, затраты электроэнергии составили - 33-35 Вт·ч/г-экв. Электродиализатор обеспечивает высокую интенсивность процесса и повышенную надежность в работе за счет исключения утечек тока. Конструкции рамок технологичны в изготовлении и сборке и пригодны для камер и мембран различных габаритов. Это дает возможность изготавливать установки высокой единичной производительности.

Формула изобретения

Электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий концевые электроды, между которыми размещены чередующиеся анионообменные и катионообменные мембраны и рамки-прокладки с отверстиями для ввода и вывода раствора, образующие проточные камеры деионизации и непроточные камеры концентрирования, расположенные между стяжными плитами и закрепленные стяжными устройствами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, рамки-прокладки выполнены выступающими за края мембран и состоят из двух частей, в которых выполнены канавки, образующие при сборке отверстия для ввода и вывода раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5