Электробаромембранный аппарат рулонного типа



Электробаромембранный аппарат рулонного типа
Электробаромембранный аппарат рулонного типа
Электробаромембранный аппарат рулонного типа
Электробаромембранный аппарат рулонного типа

 


Владельцы патента RU 2411986:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") (RU)

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии. Электробаромембранный аппарат рулонного типа состоит из цилиндрического корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки, прианодной или прикатодной мембраны, монополярных электродов и устройства подвода электрического тока. В аппарате выполнен дифференцированный отвод прикатодного пермеата и прианодного ретентата в зависимости от схемы подключения анод или катод. Монополярные электроды расположены как в межмембранном пространстве, так и в области, образованной лепестками мембран. Сетка-турбулизатор выполнена из электропроводящего полимерного композита, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент в точках касания с поверхностью мембран. Изобретение позволяет повысить качество и эффективность разделения растворов. 4 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации и электроосмофильтрации.

Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в работе Дытнерского Ю.И. «Баромембранные процессы. Теория и расчет». - М.: Химия, 1986 г. Аппарат рулонного типа состоит из корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран. Недостатком аппарата является низкая эффективность разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при дифференцированном выделение ионов, при отделении электролитов от неэлектролитов и при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т.д. В процессе, работающим под действием градиента давления, ионы через мембрану проходят практически в эквимолекулярных соотношениях. Это означает, что разделить качественно в таком аппарате, например, многокомпонентную смесь электролитов невозможно.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в патенте на изобретение №2268085 «Электробаромембранный аппарат рулонного типа». Электробаромембранный аппарат рулонного типа состоит из корпуса, перфорированной секционированной раствороотводящей трубки, прианодной и прикатодной мембраны, монополярных электродов и устройства подвода электрического тока. Недостатком аппарата является малая эффективность дифференцированного выделения ионов, в особенности при выделении ценных веществ из многокомпонентных растворов природных и сточных вод, а также большое сопротивление выделяемого газа на электродах процессу разделения.

Техническая задача изобретения - повышение качества и эффективности разделения растворов путем дифференцированного отвода прикатодного пермеата и прианодного ретентата, в зависимости от схемы подключения анод или катод, исключение окисления электрода - анода или катода за счет изготовления сетки, выполненной из электропроводящего полимерного композита.

На фиг.1, фиг.2 показан в разрезе электробаромембранный аппарат рулонного типа.

Аппарат состоит из следующих основных деталей и узлов фиг.1 и фиг.2: цилиндрического корпуса 1 и перфорированной раствороотводящей трубки 2, выполненных из диэлектрического материала; прианодной или прикатодной мембраны 3; устройства для подвода электрического тока 4; монополярных электродов, которые расположены как в межмембранном пространстве - сетка-турбулизатор 7, так и в области, образованной лепестками мембран - дренажная сетка 5, служащие одновременно электродом катодом или анодом в зависимости от схемы подключения + или -; щелевидной пластины 6, являющейся одновременно креплением сетки турбулизатора 7.

На фиг.3 - вид Б электробаромембранного аппарата рулонного типа, основными элементами которого являются дренажная сетка 5, сетка-турбулизатор 7 выполнена из электропроводящего полимерного композита, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент 8 в точках касания с поверхностью мембран.

На фиг.4 вид В показана пространственная модель межмембранного пространства электробаромембранного аппарата рулонного типа, основными элементами которого являются мембраны 3, сетка-турбулизатор 7 выполнена из электропроводящего полимерного композита, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент 8 в точках касания с поверхностью мембран.

Электробаромембранный аппарат рулонного типа работает следующим образом.

Разделяемая жидкость под давлением, превышающем осмотическое, через торцевую поверхность поступает в межмембранное пространство между цилиндрическим корпусом 1, мембранами 3 и перфорированной раствороотводящей трубкой 2.

После заполнения аппарата жидкостью на клеммы устройства для подвода электрического тока 4 подается постоянное напряжение, вызывающее определенную плотность тока в растворе. Под действием электрического поля, в зависимости от схемы подключения анод или катод, катионы или анионы транспортируются через прикатодную или прианодную мембрану 3 к катоду 5, являющуюся дренажной сеткой из графитовой ткани, и выводятся сквозь щели пластины 6, расположенные на перфорированной раствороотводящей трубке 2. Анионы или катионы транспортируются по всему межмембранному пространству в центральном ядре потока сетки турбулизатора 7, выполненной из электропроводящего полимерного композита, являющейся анодом или катодом, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент 8 в точках касания с поверхностью мембран.

В результате электрохимических реакций в прикатодном и прианодном пространствах образовавшиеся продукты вымываются прикатодным пермеатом, продавливаемым под действием перепада давления через мембраны, и прианодным ретентатом в зависимости от схемы подключения соответственно.

Таким образом, из разделяемого раствора, протекающего по всему межмембранному каналу в виде анионов и катионов, отводятся растворенные вещества с прикатодным пермеатом и прианодным ретентатом.

На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата рулонного типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например ультрафильтрацию, обратный осмос, нанофильтрацию.

Электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из: цилиндрического корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки, прианодной или прикатодной мембраны, монополярных электродов и устройства подвода электрического тока, отличающийся тем, что в аппарате выполнен дифференцированный отвод прикатодного пермеата и прианодного ретентата в зависимости от схемы подключения анод или катод, при этом монополярные электроды расположены как в межмембранного пространства, так и в области, образованной лепестками мембран, сетка-турбулизатор выполнена из электропроводящего полимерного композита, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент в точках касания с поверхностью мембран.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратам для разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу концентрирования растворов электролитов путем обработки их в электродиализаторе, включающем вертикально расположенные чередующиеся катионообменные, анионообменные мембраны, образующие проточные камеры обессоливания, в которых расположены прокладки безрамочной конструкции, и непроточные камеры концентрирования, в которых расположены прокладки рамочной конструкции, в нижней части которых выполнены щелевые пазы.

Изобретение относится к регенерации электролитов и может быть использовано для удаления карбонатности из отработанного щелочного электролита с одновременным получением водного раствора гидроксида щелочного металла, например калия, высокой степени очистки и сухого поташа.

Изобретение относится к техническим средствам процесса обессоливания воды электродиализом в электродиализаторах с ионообменными мембранами. .

Изобретение относится к области электрохимической очистки воды преимущественно для нужд радиотехнической, электронной, пищевой промышленности и медицины, в частности к конструкциям устройств электродиализного типа для глубокого обессоливания воды.

Изобретение относится к электрохимическим производствам, а конкретно к электродиализной технологии очистки аминокислот. .

Изобретение относится к конструкциям электродиализаторов с ионоселективными мембранами. .

Изобретение относится к восстановлению лития из водных растворов, таких как сырьевые потоки, применяемые в производстве литий-ионных батарей, или образованные при извлечении лития из материалов на основе руды

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и может быть использовано для деминерализации природных и сточных вод методом электродиализа в атомной энергетике, в электронной, медицинской, фармацевтической, химической, пищевой отраслях промышленности. Электродиализатор включает корпус, расположенные в корпусе между электродами анионную и катионную мембраны, которые разделяют корпус на три камеры: анодную, катодную и исходной воды, каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. Мембраны выполнены из слоев жидкости различной плотности и толщины, причем плотность катионной мембраны больше плотности исходной воды, плотность анионной мембраны меньше плотности исходной воды. Анионная мембрана выполнена из слоев этилового спирта и толуола, а катионная мембрана - из слоев нитробензола и глицерина, номинальная толщина каждого слоя жидкой мембраны составляет 40-45 мм. Технический результат - повышение степени обессоливания воды, снижение трудоемкости обслуживания электродиализатора и повышение надежности его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методом электрофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является увеличение площади прикатодных или прианодных мембран в единице объема аппарата, предотвращение отложений растворенных веществ на поверхности мембран, а также повышение качества и эффективности разделения растворов. В заявленном электробаромембранном аппарате переточные эллиптические окна увеличены в площади, а круговые сегменты переточного эллиптического окна заполнены полимерным компаундом по всему объему от прокладки до прокладки с одной до другой стороны диэлектрической камеры. В пространстве между ними сверху и снизу переточного эллиптического окна уложены друг на друга дренажная сетка, монополярно-пористый электрод-пластина, пористая подложка из ватмана и мембрана, проходящие в виде непрерывного полотна через переточное эллиптическое окно с одной стороны диэлектрической камеры корпуса по другую, при этом в пространстве переточного эллиптического окна диэлектрической камеры корпуса образован межмембранный канал, в котором находится сетка-турбулизатор, которая представляет собой расположенный под углом 90 градусов в одной плоскости набор прямолинейных элементов одинаковой длины прямоугольной формы в разрезе. 10 ил.
Настоящее изобретение относится к суспензиям, содержащим очень малое количество солей и содержащим, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния. Предложен способ получения суспензий, имеющих низкое содержание соли и включающих, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния, включающий стадии: обеспечение суспензии, содержащей, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния; доведение рН суспензии до величины 0,5-5, если рН суспензии, полученной на предыдущей стадии, не находится в указанном интервале; очистка суспензии с помощью электродиализа, причем устройство для электродиализа включает одну или более ячейку электродиализа, в каждой из которых область, содержащая продукт, отделена от области, содержащей католит, с помощью катионообменной мембраны, а расстояние между электродами составляет от 2 до 200 мм, и применяют потенциал от 5 до 1000 В. Предложены также полученная указанным способом суспензия, ячейка для электродиализа и содержащее ее устройство, а также применение суспензии. Технический результат - способ позволяет эффективно получать суспензии, содержащие осажденный оксид кремния, в которых содержание сульфата натрия менее 1000 част./млн. Получаемые суспензии пригодны для получения покрытий бумаги при изготовления носителей информации с использованием струйной печати или для получения высушенных осажденных оксидов кремния. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к мембранной технике и технологии, а именно к технике электродиализа. Способ изменения характеристик электродиализатора с чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, включающий подачу в электродные камеры электродиализатора раствора серной кислоты с концентрацией 0,025 М, в камеры обессоливания - 0,005-0,01 М раствора анилина в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, а в камеры концентрирования - раствора соли с концентрацией 0,0005-0,015 М, в которой анион кислотного остатка является окислителем, в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, при плотности тока равной 100-400 А/м2 в течение 60-120 мин, с последующим промыванием емкостей и камер электродиализатора дистиллированной водой, после чего электродиализатор выдерживают под током плотностью 100 А/м2 в течение 60 мин при подаче во все камеры электродиализатора 0,025 М раствора серной кислоты. Технический результат - снижение энергозатрат при использовании электродиализатора. 2 з.п.,1 табл.; 2 ил.
Наверх