Электродиализатор

 

(19) (Я) 5 В

OI03 СОВЕТСКИХ

ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС

АВТОРСКОМУ СВИДЕ

1) 4408709/26

) 27.0488

46) 30.1293 Ьап. Nu 48-47

1) Научно-производственное объединение астмассы"; Николаевский кораблестроительный нститут им.адмМакарова

2) Лебедь НГ„Шаповалов СЗ. Балавадзе Э.М;

" ОБ; Пантелеев ЕФ. Михнев АА; Анадзе АИ.

54) ЗЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

57) Изобретение может быть использовано дпя снений природных соленых, солоноватых Вод, глубокого обессоливания пресной воды, очистки сточных вод. Цель изобретения состоит в снижении энергозатрат. Цель достигается за счет размещения в камерах электродиализатора двухслойных прокладок имеющих криволинейные каналы для протока жидкости, образованные зигзагообразными лентами со сэруглевями в углах зигов. В каждой камере конфигурация слоев одинакова и слои смещены на расстояние, равное 0,25 — 0,5 расстояния между зубцами в направлении потока жидкости. 3 ил, 1 табл

1839103

Изобретение относится к устройствам для деионизации или концентрирования растворов мембранными методами и может быть использовано для опреснения природных соленых, солоноватых вод, глубокого обессоливания пресной воды, очистки сточных вод и т.п.

Недостатком известного электродиалиэатора является повышенный расход электроэнергии. . На фиг. 1 представлено схематическое изображение электродиализатора, поясняющее его принцип действия; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 2.

Злектродиализатор состоит из катодной камеры 1 и анодной камеры 2 с электродами 3, 4, между которыми зажат пакет чередующихся катионитовых 5, анионитовых 6 мембран, концентратных 7 и диалиэатных 8 рамок. Мембраны разделены прокладками 9, представляющими собой два слоя пилообразных лент со скруглениями в узлах зубцов, образующих криволинейные каналы для протока жидкости.

Конфигурация верхнего слоя представляет собой конфигурацию нижнего, и слои смещены друг относительно друга на расстояwe, равное 0,25-0.5 расстояния между зубцами в направлении потока жидкости.

Чередующиеся мембраны 5, 6 и рамки

7, 8 образуют вводные и выводные коллекторы 10 и 11 соответственно тракта концентрирования и деоинизации, щели 12 и 13 камеры 14 и 15 — концентрирования и деионизации.

В камеры 14 концентрирования исход ный раствор поступает через коллектор 10 и щели 12 и отводится через противолежащие каналы и коллектор в камеры 15 деионизации, исходный раствор поступает соответст. венно через коллектор 11 и щели 13, Растворы соответственно поступают в электродные камеры 2, 1.

Электродиализатор работает следующим образом, Электрический постоянный ток подается на катод (3) и анод(4). Исходный раствор, поступающий в камеры концентрирования

14 и деионизации 15, проходит по криволи5

45 нейным каналам, образованным двухслойными прокладками 9. Под действием электрического тока ионы солей, содержащихся в растворе, мигрирует через катионитовые 5 и анионитовые 6 мембраны из камер 15 деионизации в камеры 14 концентрирования.

Уменьшение участков мембран, экранированных поверхность1о прокладок, достигается путем применения прокладок из пористого материала.

Предлагаемый электродиализатор обладает следующим отличительным признаком — прокладка выполнена двухслойной, каждый из слоев образован пилообразными лентами со скруглениями в углах зубцов, причем конфигурация верхнего слоя представляет собой конфигурацию нижнего, и слои смещены друг относительно друга на расстояние, равное 0,25-0,5 расстояния между зубцами в направлении потока жидкости.

По сравнению с прототипом камеры обессоливания и концентрирования загромождены больше,что приводит. как и следовало ожидать, к некоторому росту гидравлического сопротивления и, соответственно, затрат энергии на прокачивание растворов 64. Возрастут и суммарйые энергозатраты WZ, включающие в себя затраты на прокачивание W> и собственно на опреснение Щ.

Однако, неожиданно суммарные энергозатраты на процесс опреснения Wg снизились на 15-207 по сравнению с прототипом. 1о-видимому, возникающие в ячейке с двухслойной прокладкой предлагаемой формы нелинейные эффекты приводят к интенсификации процесса массообмена, Результаты приведены в,таблице.

Эффективность процесса опреснения в электродиалиэаторе оценивалась по величине энергозатрат на опреснение 1 м воды.

Для предлагаемого аппарата при снижении солесодержания от 0,5 до 0,02 r/ë эта величина составляет 0,62-0,7 кВт ч/м по сравз нению с 0.8-0,88 кВт ч/мз у прототипа. (56) Авторское свидетельство СССР йг 874090. кл, В 01 0 13/02. 1976, 1839103

Продолжени таблиц

Доля расстояния между зубцами, на которую верхний слой прокладки сме ен относительно нижнего

С с

Энергоэатраты кВт чlм

0,5

0,4

0,35

0,25

0,15

0,1

0,057

0,580

0.637

0,055

0,596

0,651

0,054

0,610

0,664

0,058

0.632

0,690

0,048

0,762

0,810

0,045

0,790

0,835

0,040

0.781

0.821

Wn

W/в

0,090

0.533

0.623

0,093

0,549

0,642

0,088

0,563

0,651

0,088

0,574

0,662

0,084

0,715

0,799

0,079

0.735

0,814

0,068

0,742

0,810

Wn

W8

0,136

0.496

0,632

0,135

0,518

0,653

0,132

0,531

0,663

0,132

0.543

0,675

0,126

0,682

0.808

Q,115

0,702

0,817

0.100

0,705

0,805

Wn

Юв

0,214

0,465

0,679 0,217

0,478

0,695

6,209

0,494

0,703

0,205

0,511

0;716

0,185

0,664

0,849

0,167

0,690

0,857

0,138

0.698

0,836

Wn 4

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР. содержащий лектроды, катионитовые и анионитовые ембраны, образующие камеры концентирования и деионизации, в которых разещены прокладки, отличающийся тем, о, с целью снижения энергозатрат, про10 короть потока, см/с кладка выполнена в виде соединенных между собой двух слоев параллельно расположенных одинаковых зигзагообразных лент, вершины зигов выполнены скругленными и слои смещены относительно друг друга на 0,25 - 0,5 расстояния между эигами в направлении потока жидкости.

1839103

Ф /2

7 8 Ф

pgzg

Составитель О.Зобнин

Техред М,Моргентал

Корректор СЮско

Редактор С.Кулакова

Подписное

Заказ 3399 Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

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

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