Устройство для проведения адсорбционно-десорбционных процессов

 

Сущность изобретения заключается в том, что рабочий электрод выполнен в виде рулона из активированного нетканого углеволокнистого материала, снабженного металлической сеткой, проложенной между слоями рулона и образующей внешнюю оболочку электрода, а устройство имеет центральную металлическую перфорированную трубу, 2 ил. Mt

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 С 02 F 1/28, В 01 D 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4786434/26 (22) 25.01.90 (46) 23.06.92. Бюл. N 23 (71) Нижегородский филиал Центрального научно-исследовательского технологического института (72) IO.И.Наумов, Т.С,Ганженко, С.И.Егоренкова и Л. И. Молвина. (53) 66.074.3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 874092, кл. В 01 D 15/00, 1980, Изобретение относится к устройствам для адсорбционной очистки сточных вод от органических примесей и последующей регенерации адсорбента и может быть использовано для очистки отработанных щелочных растворов проявления и снятия защитного рельефа в производстве печатных плат.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения заданного потенциала по всему объему адсорбента.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит цилиндрический. токопроводящий корпус 1, являющийся вспомогательным электродом, с кожухом 2, образующим рубашку 3, через которую можно пропускать теплоноситель (воду) для регулирования температуры процесса, и установленный в нем сменный рабочий электрод 4 из нетканого углеволокнистого материала, в центре которого проходит металлическая перфорированная труба 5, к которой приварена сетка 6 из того же материала, являющаяся токоподводом, "Сэндвич" из сетки и нетканого активиро.... Ж„„1742218 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АДСОРБЦИОННО-ДЕСОРБЦИОННЪ|Х ПРОЦЕССОВ (57) Сущность изобретения заключается в том, что рабочий электрод выполнен в виде рулона из активированного нетканого углеволокнистого материала, снабженного металлической сеткой, проложенной между слоями рулона и образующей внешнюю оболочку электрода, а устройство имеет центральную металлическую перфорированную трубу, 2 ил. ванного углеволокнистого материала 7 навит рулоном на трубу 5. Внутри трубы 5 коаксиально установлен электрод сравнения 8. Устройство снабжено выходными патрубками для . раствора 9, распределительными устройствами 10-13 и патрубками ввода и вывода. теплоносителя

14 и 15 соответственно.

Работу устройства можно разделить на

2 цикла.

1 цикл адсорбционной очистки отработанного щелочного раствора.

Очищаемый щелочной раствор через распределительное устройство 10 и трубу 5 поступает во внутреннюю часть устройства, проходит через адсорбент — активированную углеволокнистую ткань и выводится через патрубки 9 и.распределительное устройство 12, Корпус 1, служащий. вспомогательным электродом, подключают к положительному полюсу внешнего источника тока, а трубу 5. к которой приварена сетка 6 — к другому .полюсу.

Заданный потенциал на рабочем электроде (углеволокнистом материале) замеряется относительно хлорсеребряного

1742218

30

45

55 электрода 8, расположенного в геометрическом центре электрода, с помощью источника постоянного тока — потенциостата (на фиг, 1 он не показан), который позволяет проводить. процессы адсорбции — десорбции в потенциостатическом режиме, Рабочий электрод 4 из активированного углеволокнистого материала, а также вспомогательный электрод — корпус устройства, питаются от потенциостата.

Далее проводят адсорбцию в условиях электрохимической поляризации активированного углеволокнистого материала в потенциостатическом режиме (в данном случае в области потенциалов +0,15—

+0,25 B).

Использование электрохимической обработки адсорбента в анодной области потенциалов (+ 0,15 — + 0,25 В) изменяет междуфаэное натяжение на границе раздела фаз, а также понижает электрический заряд поверхности углеволокн истого материала, что облегчает адсорбцию органических веществ из щелочных растворов, Это позволяет увеличить степень очистки с

20 до 95 — 99 Д.

Как для любого адсорбционного процесса, так и для адсорбции в условиях электрохимической поляризации, при пропускании через адсорбент — активированную углеволокнистую ткань- отработанных стоков, содержащих органические вещества, может произойти полное заполнение поверхности адсорбента молекулами органических веществ, то есть наступает насыщение поверхности адсорбента. При дальнейшем пропускании. очищаемых стоков будет наблюдаться проскок органических веществ, что приведет к резком снижению степени адсорбционной очистки

После насыщения адсорбента органическими веществами прекращают подачу щелочного раствора, а оставшийся внутри устройства раствор самотеком возвращается обратно в емкость, Затем распределительные устройства 10 и 12 перекрывают, И цикл регенерации адсорбента.

Через распределительное устройство

13 устройство заполняют раствором электролита (в данном случае 0,75-2,5 M раствором едкого натра) и производят смену полярности электродов, то есть корпус 1 подсоединяют к отрицательному полюсу внешнего источника тока, а рабочий электрод — положительному полюсу и проводят регенерацию активирован ного углеволокнистого материала в условиях электрохимич еской поляризации в потенциостатическом режиме (в данном случае в области потенциалов -0,04 — -0,08

В). Через рубашку пропускают воду с температурой 50 С. При этом достигается обратный эффект — адсорбция будет затруднена, и с адсорбента будут десорбироваться органические вещества. В процессе поляризации происходит перезарядка поверхности электрода за счет перераспределения скачка потенциала на границе электрод — раствор (зависимость заряда поверхности электрода от навязываемого потенциала описывается уравнением Липпмана), При этом в точке нулевого заряда (+0,15 — +0,25

В) достигается максимальная адсорбция органических веществ. а при сдвиге потенциайа в катодную область (-0,04 — -0,08 В) заряд поверхности электрода — адсорбента увеличивается, что приведет к изменению сил поверхностного натяжения и к десорбции органических веществ с поверхности адсорбента.

После окончания цикла регенерации открывают распределительное устройство 11, сливают электролит и закрывают распределительные устройства 11 и 13, а через рубашку пропускают воду с температурой

18 — 20 С, И так циклы повторяются, Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

1. Повышается качество и скорость очистки растворов от органических загрязнений.

2. Увеличивается число циклов "адсорбция-регенерация" без смены адсорбента.

3. Уменьшается расход энергии на единицу концентрации удаляемых органических загрязнений в 1,3 раза, Процессы адсорбции — десорбции по предлагаемому способу проходят при более низких значениях потенциала (адсорбция при потенциалах+0,15-+0,25 В; десорбция при потенциалах -0,04 — -0,08 В) по сравнению с известным способом, что приводит к меньшим затратам электроэнергии для проведения этих процессов.

Формула изобретения

Устройство для проведения адсорбционно-десорбционных процессов, содержащее цилиндрический корпус с неподвижным слоем адсорбента, электрод и источник тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет обеспечения заданного потенциала по всему объему адсорбента, электрод выполнен в виде рулона из активированного нетканого углеволокнистого материала, снабженного металлической сеткой, проложенной между слоями рулона и образующей внешнюю

1742218 оболочку электрода, и центральной металлической перфорированной трубой, х которой присоединена металлическая сетка, при этом труба снабжена коаксиально установленным электродом сравнения, а корпус — рубашкой с патрубками для подачи теплоносителя, при этом корпус подсоединен к источнику тока, I

1742218

Составитель 3, Александрова

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор А. Зробок

Заказ 2256 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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