Электродиализатор фильтр-прессного типа

 

Изобретение относится к деминерэлизации растворов электролитов и может найти . применение в пищевой промышленности, в частности для обессоливания молочной сыворотки, а также может быть использовано в других отраслях промышленности. Электродиализатор включает электроды, между которыми через прокладки установлены ионообменные мембраны. При этом в каждой прокладке выполнен спиралевидный канал в мембранах и прокладках - отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в центре и на периферии, образующие при сборке тракты для входа и выхода рабочих растворов, причем одно из центральных и одно из периферийных отверстий соединены со спиралевидным каналом. Спиралевидный канал в каждой прокладке образован концентрическими кольцевыми прорезями, соединенными между собой переходными участками. Каждая последующая от входа раствора кольцевая прорезь выполнена меньшей ширины: Каждая прокладка снабжена подложками, одна из которых размещена под переходными участками, а другие снабжены выступами и расположены под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими при сборке тракты для рабочих растворов, при этом смежные прокладки установлены в электродиализаторе таким образом, что выступы на подложках одного тракта являются опорами для подложек переходных участков другого тракта. 2 ил.. ел С XI Ю СО Ч N о со

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (я)з 8 01 D 61/44

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с, К ПАТЕНТУ

1 и (21) 4807143/26 (22) 14.02.90 (46) 07.02.93, Бюл. М 5 (71) Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии (72) А.В.Боенков, А.А.Свистунов, Ю.А.Тубашов и Д.В,Адамович (73) Проектно-изыскательский и научно-u|:следовательский институт промышленной технологии (56) Авторское свидетельство СССР

N 519203, кл. В 01 D 13/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

М 12 12461, кл, В Oi 0 13/02, 1986. (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ФИЛЬТРПРЕССНОГ О ТИПА (57) Изобретение относится к деминерализации растворов электролитов и может найти . применение в пищевой промышленности, в частности для обессоливания молочной сыворотки, а также может быть использовано в других отраслях и ром ы шлен ности. Электродиализатор включает электроды, между которыми через прокладки установлены ионообменные

Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к устройствам, используемым для деминерализации растворов электролитов методом электродиализа, и может быть использовано в энергетической, химической; металлургической и молочной отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение степени обессоливания за счет устранения перетоков рабочих растворов напрямую

„„ЯЦ „, 1793949 А3

2 мембраны. При этом в каждой прокладке выполнен спиралевидный канал в мембранах и прокладках — отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в центре и на периферии, образующие при сборке тракты для входа и выхода рабочих . растворов, причем одно из центральных и одно из периферийных отверстий соединены со спиралевидным каналом. Спиралевидный канал в каждой прокладке образован концентрическими кольцевыми прорезями, соединенными между собой переходными участками. Каждая последующая от входа раствора кольцевая прорезь выполнена меньшей ширины. Каждая прокладка снабжена подложками, одна из которых размещена под переходными а участками, а другие снабжены выступами и расположены под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, а образующими при сборке тракты для рабочих растворов, при этом смежные прокладки установлены в электродиализаторе таким образом, что выступы на поцложках одного тракта являются опорами для подло- 0 жек переходных участков другого тракта. 2 Ф ил. О от входного к выходному каналу и экранирования площади мембран стенками спиралевидных каналов.

На фиг. 2 схематично представлен электродиализатор; на фиг. 2 — прокладка, снабженная подложками, Многокамерный электродиализатор фильтр-прессного типа содержит прижимные плиты 1 и 2 со встроенными электродами 3, между которыми расположены через

1793949 прокладки 4 ионообменные мембраны 5. В каждой прокладке 4 выполнена спиралевидная прорезь 6, Стенки прорезей 6 прокладок

4 с ионообменными мембранами 5 образуют рабочие и приэлектродные камеры. В прижимных плитах 1 и 2 и ионоселективных мембранах 5 выполнены отверстия 7-10 и

11-14, и в прокладках 4 — отверстия 15-18 и

19-22, образующие при сборке электродиализатора тракты для входа и выхода рабочих растворов. Отверстия 7-10,- 15-18 расположены по окружности в центре и служат для входа раствора в рабочие и приэлектродные камеры, а отверстия 11-14 и 19-22, расположенные по окружности на периферии, служат для выхода рабочего раствора из рабочих и приэлектродных камер.

Отверстия 15 и 19 прокладок 4 соединены со спиралевидным каналом 6 распределительными щелями 23; Спиралевидный канал 6 прокладок 4 образован концентрическими кольцевыми прорезями 24, последовательно соединенными друг с другом переходными участками 25. При этом каждая последующая от входа раствора прорезь в сравнении с предыдущей прорезью имеет меньшую ширину, таким образом поперечное сечение спиралевидного канала 6 на выходе меньше, чем нэ входе. Каждая прокладка 4 снабжена подложками 26, количество которых соответствует количеству трактов, и расположенных под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими эти тракть1. Одна из подложек 26 перекрывает переходные участки 25, а остальные подложки снабжены выступами 27 обтекаемой формы, размещенными s прорези спиралевидного канала .6. Толщина подложек с выступами 27 и подложки с переходными участками 25 равна толщине прокладки 4. В электродиализаторе смежные прокладки, образующие гидравлически изолированные рабочие камеры (обессоливания и концентрирования), повернуты одна относительно другой вокруг оси и установлены таким образом, чтоб выступы на подложках одной прокладки являются опорами для подложки переходных участков другой прокладки, что исключает перетоки растворов между камерами в процессе работы электродиализатора.

Электродиализатор работает следующим образом.

Рабочие растворы подаются отдельными потоками в рабочие и приэлектродные камеры. При наложении на электроды 3 постоянного напряжения осуществляется перенос катионов к катоду, а анионов — к аноду. Благодаря тому, что ионообменные мембраны проницаемы для ионов только одного знака, р камерах обессоливания происходит удаление солей из рабочего раствора, а в камерах концентрирования — их накопление.

При движении рабочего раствора по спиралевидному каналу 6, за счет сужения каждой последующей кольцевой концентрической прорези его образующей по отношению к предыдущей, скорость течения раствора возрастает от входа к выходу, что приводит к повышению турбулизации потока, к снижению поляризации ионообменных мембран 5 на выходном участке спиралевидного канала 6 и увеличению предельной

20 плотности тока.

Спиральный канал s каждой прокладке образован концентрическими кольцевыми прорезями, соединенными переходными участками 25, что обеспечивает совпадение

25 стенок каналов двух смежных прокладок при повороте их относительно друг друга в процессе сборки аппарата. Для уплотнения зоны переходного участка 25 выполнены нэ прокладке с одной стороны прикрыт собственной подложкой, а с другой (в собранном аппарате) — подложкой повернутой прокладки. Так как количество поворотов прокладок и угол поворота каждой смежной прокладки соответствует углу между отверстиями 15, 16, 17, 18, образующими тракты для входа и выхода рабочих растворов, то и подложки расположены под этими углами.

Выступы 27 на подложках обеспечивают опору для стенок каналов на переходных участках 25.

Таким образом, расположение подложек под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими тракты для входа и выхода рабочих растворов, обусловлено необходимостью надежного уплотнения прокладок в зоне переходных участков и трактов, гарантированного направления потока раствора по спиральному каналу прокладки и предотвращения перетоков раствора, что в конечном счете обеспечивает повышение степени обессоливэния.

30 подложки. 26, При этом переходной участок

1793949

Формула изобретения

Электродиализатор фильтр-и рессного типа, включающий электроды, между которыми размещены чередующиеся прокладки и ионообменные мембраны, в каждой прокладке выполнена спиралевидная прорезь, а в мембранах и прокладках — отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в центре и на периферии, образующие при сборке тракты для входа и выхода рабочих растворов, при этом одно из центральных и одно из периферийных отверстий каждой прокладки соединено со спиралевидной прорезью, отл ича ю щ ий с я тем, что, с целью повышения степени обессоливания, спиралевидная прорезь выполнена в виде концентрических кольцевых прорезей, соединенных между собой переходными участками, и каждая последующая от входа раствора кольцевая прорезь выполнена меньшей ширины, каждая прокладка снабжена подложками, одна из которых перекрывает переходные участки, а другйе выполнены с выступами и расположены под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими при сборке тракты для рабочих растворов, все подложки установлены на прокладках с одной и той же стороны, и смежные прокладки установлены в электродиализаторе таким образом, что выступы на подложках одной прокладки являются опорами.для подложек переходных участков другой прокладки.

1793949

Составитель О.Зобнин

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор А.Козориз

РедакторС.Кулакова

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

Заказ 517 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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