Электродиализная установка циркуляционного типа

 

о п и с л нт =.-г

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.74 (21) 2060462/26 с присоединением заявки Уев (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.08.77. Бюллетень М 30 (45) Дата опубликования описания 17.11.77 (51) Ч.Кл. В 01 D 13j02

Государственный комитет

Совета Министров CCCF по делам изобретений и открытии (53) УДК 621.359.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Батюков, И. П. Наумов, Б C. Гроянкер, Н. Г. Федоров, В. С. Торопцов, Б. Н, Пискунов и Jl. Л. Генина (71) Заявитель (54) ЭЛ ЕКТРОДИАЛ И ЗНАЯ УСТАНОВКА

ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТИПА

Изобретение относится к элактродиализным установкам циркуляционного типа для деионизации и концентрирования растворов электролитов и может быть использовано в различHых отраслях народного хозяйства, например, для опреснения соленых вод.

Известна электродиализная установка циркуляционного типа, содер>кащая электродиализаторы, контуры дилюата и рассола, а также устройства для автоматического управления (1). Известная установка ненадежна в работе.

Известна также электролизная установка пиркуляционного типа, содержащая электродиализатор, циркуляционные емкости, насосы и датчики уровня (2), Данная установка имеет невысокую наде>кность в работе вследствие ненаде>кности в работе датчиков нижнего уровня в циркуляционных емкостях, что обусловлено чувствительностью датчиков к попаданию в них воздушных пузырьков, образующихся в емкостях при циркуляции через них растворов.

Датчики нижнего уровня при попадании в них воздушных пузырьков выдают ложные сигналы о чаличии в емкостях нижнего уровня жидкости, что приводит к ложному срабатыванию системы автоматического управления.

С целью устранения указанного недостатка установка снабжена разделителем потока, укрепленным на боковой стенке циркуляцпонной емкости и выполненным в виде емкости, разделенной перегородкой с отверстиями в верхней и нижней части, в одной из полостей разделителя помещен датчик уровня, а другая полость сообщена своими нижней и верхней частями с внутренней полостью циркуля 0 ционной емкости на разном расстоянии от ее осп, зрехней частью на меньшем расстояч;ш, чем нижней.

На чертеже показана предлагаемая электродиализная опреснительная установка.

Установка состоит из электродиализатора

1 с электродными камерами 2 и 8, насосов 4 и 6, цпркуляционной емкости 6 с размещенными в ней датчиками 7 — верхнего уровня, 20 8 — нижнего уровня и 9 — солесодержанпя, циркуляционной емкости 10 с размещенными в ней датчиками 11 — верхнего уровня, 12— нижнего уровня и 18 — солесодержания, электромагнитных клапанов 14 — 16, четырех25 ходового крана 17, трубопроводов 18 — 26, а также источника электропитания электродиалпзатора и системы автоматического управления (на черте>ке не показаны).

Емкости 6 и 10 снабжены разделителями

З0 потока 27, 28, охватывающими чувствитель568445 ные элементы 29 и 80 датчиков 8 и 12 нижнего уровня.

Разделители потока снабжены перегородкой 81 с отверстиями 82 и 88 и перегородкой

84 с отверстиями 85 и 36. Внутренние торцовые стенки 87 и 88 камер имеют нижние отверстия 89 и 40 и снабжены трубками 41 и 42.

Установка работает следующим образом.

Исходная вода через магнитные клапаны

14 и 15 поступает на заполнение циркуляционных емкостей 6 и 10. При достижении верхнего уровня в емкости б по сигналу датчика 7 верхнего уровня клапан 15 закрывается, а при достижении верхнего уровня в емкости 10 закрывается клапан 14 по сигналу датчика 11 верхнего уровня.

В процессе цикла опреснения раствор, находящийся в емкости б, многократно рецнркулирует через электродиализатор 1 по циркуляционному контуру, состоящему из емкости б, трубопровода 19, насоса 4, трубопровода 20, соответствующего тракта электродиализатора 1 и трубопровода 18. Раствор, находящийся в емкости 10, рециркулирует через электродиализатор 1 по цпркуляцпонному контуру, состоящему из емкости 10, трубопровода 22, насоса 5, трубопровода 23, соответствующего тракта электроанализатора 1 и трубопровода 21. Оба циркуляционных контура полностью идентичны и в зависимости от полярности электродиализатора каждый из них может быть контуром дилюата или контуром рассола. На чертеже установка показана в таком состоянии, когда левый циркуляционный контур является контуром дилюата, а правый — контуром рассола.

Часть циркулирующего рассола непрерывно отбирается через трубопровод 25, четырехходовый прооковый кран 17 и трубопровод

26 слива рассола и поступает на промывку электродных камер 2 и 3 электродиализатора

1, после чего промывной раствор сбрасывается.

Отбор части рассола на промывку сопровождается понижением уровня жидкости в емкости 10 до датчика 12 нижнего уровня.

При этом жидкость пз разделителя потока 28 через отверстие 86 в перегородке 84 и отверстие 40 в торцовой стенке 38 сливается в емкость 10 и происходит понижение уровня жидкости в камере 28 ниже чувствительного элемента 30 датчика 12 нижнего уровня, по сигналу которого открывается клапан 14 и происходит заполнение емкости 10 исходной водой. При повышении уровня жидкости в емкости 10 до датчика 11 верхнего уровня клапан 14 закрывается.

В процессе работы установки через электродиализатор проходит постоянный элåêòðèческий ток, в результате чего концентрация дилюата понижается, а концентрация рассола возрастает. Поэтому через некоторое время работы установки концентрация дилюата в емкости 6 понижается до заданной величины и по сигналу датчика 9 солесодержания открывается электромагнитный клапан 16. При этом опресненная вода через трубопровод 24, четырехходовой кран 17 и клапан 16 поступает к потребителю.

При понижении уровня жидкости в емкости б до датчика 8 нижнего уровня клапан 16 закрывается, а клапан 15 открывается и происходит заполнение емкости б до датчика 7 верхнего уровня, после чего клапан 15 закрывается и начинается новый цикл опреснения.

Чтобы предотвратить образование осадков в электродиализаторе, конструкция установки предусматривает возможность его периодической переполюсовки. При этом одновременно меняют полярность электродиализатора, для чего производят переключение электрических цепей его питания, отключают от системы автоматического управления датчик 9 солесодержания и подключают к ней датчик 18 солесодержания, а также переключают четырехходовый кран 17 (новое положение пробки изображено на черте ке пунктиром) . После переполюсовки левый циркуляционный контур становится контуром рассола, а правый— контуром дилюата и работа установки продолжается, как описано выше.

Защита датчиков 8 и 12 нижнего уровня от попадания воздушных пузырьков осуществляется за счет принудительного двин ения

З0 жидкости между перегородками 81 и 34 и внутренними торцовыми стенками 87» 38 разделителей потока 27 и 28. жидкость поступает в камеры через отверстия 89 и 40 и удаляется из камер через трубки 41 и 42 за счет

35 перепада давления, ооуславливаемого неравномерностью поля скоростей в поперечном сечении емкостей. Прп этом попадающие в камеры пузырьки воздуха увлекаются потоком жидкости через трубки 41 и 42. Этим исклю40 чается попадание воздушных пузырьков за перегородки 81 и 84 B зону чувствительных элементов 29 и 80 датчиков нижнего уровня, что предупреждает их ложные срабатывания.

Эффективность предложенной кснструк45 ции проверена на доработанном опытном образце электродиализного опреснителя производительностью 1 .ч IcgT. Испытания этого опреснителя показали, что ложные срабатывания датчиков нижнего у ровня устранены.

Формула изобретения

Электродиализная установка циркуляциснного типа, содержащая электродиализатор, циркуляционные емкости, насосы и датчики уровня, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе установки, она снабжена разделителем потока, укр.-пленным на боковой стенке циркуляционной емкости и выполненным в виде емкости, разделенной перегородкой с отверстиями в верхней и нижней части, в одной из полостей раз елителя помещен датчик уровня, а другая полость сообщена своими нижней и верхней частями с внутренней полостью циркуляционной емкости на разном расстоянии от ее оси, 568445

Составитель О. Зобнин

Техред М. Семенов

Редактор Е. Хорина

Корректор В. Гутман

Заказ 649/1703 Изд. № 661 Тираж 947 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-36, Раушская наб., д. 4/6

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент» веркней частью на меньшем расстоянии, чем нижней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Апельцин И. Э., Клячко В. A. Опреснеí 4e воды, М., Стройиздат, 1968, с. 152 — 159.

2. Авторское свидетельство СССР

6 № 469280, кл. В 01 D 13/02, 29. 11. 71.