Электродиализатор

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >980754

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.05.81 (21) 3298322/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

В 01 D 13/02

Гееударстееиимй кемитет

СССР (53) УДК 621.357.7 (088.8) Опубликовано 15.12.82. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.82

IIo делам изобретеиий и аткрмтий (72) Автор изобретения

А. М. Куза вски и (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей и может быть использовано в процессах водоподготовки, очистки сточных вод предприятий химической промышленности, цветной и черной металлургии. 5

Известен электродиализатор, включающий вертикально расположенные рамки-прокладки, между которыми помещены чередующиеся катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, причем нижняя сторона рамок-прокладок камеры концентрирования выполнена с большей высотой, чем нижняя сторона рамок-прокладок камер обессоливания, и с щелевыми пазами, выходящими за пределы кромок мембран и прокладок камер обессоливания (1).

Недостатком известной конструкции является повышенный расход электроэнергии за счет образования воздушных пробок в камерах концентрирования. Причины, вызывающие отмеченный недостаток, состоят го в следующем. В камерах обессоливания и концентрирования мембраны расположены параллельно. В первоначальный момент все камеры заполнены воздухом. При включении насосов тракта обессоливания воздух из камер обессоливания уносится потоком раствора. Мембраны под воздействием сил давления на них со стороны камер обессоливания частично соприкасаются. Однако в верхней и нижней частях камера концентрирования воздух остается неудаленным.

При поданном на электродиализатор напряжении происходит перенос ионов и молекул воды через те части поверхности мембран, которые находятся во взаимном соприкосновении. Камеры концентрирования постепенно заполняются перенесенным раствором, а соприкасающиеся участки мембран разжимаются тем же раствором. В начальный момент, при разжатии мембран, воздух из нижней части камер концентрирования попадает в их верхнюю часть, образуя там воздушную пробку . Удалить образовавшуюся воздушную пробку в данной конструкции не прЕдставляется возможным.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии за счет устранения воздушных пробок в камерах концентрирования.

Поставленная цель достигается тем, что в электродиализаторе, включающем вертикально расположенные ра мки-прокладки, 980754

Формула изобретения

50 между которыми помещены чередующиеся к((тионообменные и анионообменные мембI);) ffk ооразующие камеры концентрирова ия и камеры обессоливания, в верхней части торцовой стенки рамок-прокладок камер концентрирования выполнены прорези, и рамки-прокладки камер обессоливания, со стороны прорезей, выполнены выступаю(цичи за пределы рамок-прокладок камер ко1(центрирования и мембран.

11(1 фиг. 1 изображен электродиализап)р, общий вид; на фиг. 2 — вид на элек-, ро,(и((л(1затор со стороны рамки- прокладки качеры концентрирования при снятом элок(роде; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2.

Злектродиализатор состоит из чередую(цихся рамок-прокладок 1 камер обессоли(га(11(я и рачок-прокладок 2 камер концентрирова(шя. Соседние рамки-прокладки отделены одна от другой ионитовыми мембраkf f,kè 3. Пакет из чередующихся рамок-прокла (ok 1 и 2 и ионитовых мембран 3 уплотll(. kl между электродами 4. В нижней части рачок-прокладок 2 камер концентрирования выполнены (целевые каналы 5 для вывода

ol(oil!Iентрированного раствора, а в верх1(ей части тех же рамок-прокладок выпол1(еkfk>k сквозные каналы 6 для выхода воздуха и избытка раствора. Площадь проходного с(и;(п(11 щелевых каналов 5 рассчитываетт((киы оорязом, чтобы в рабочем режиме был создан небольшой гидравлический наl1o!) 13 камераx концентрирования, обеспечиваю(ций заполнение этих камер раствором.

Il рачках-прокладках 1 и 2 и мембранах 3 продел;(пы сквозные соосные отверстия 7 и 8, образующие при сборке внутренние распределительные каналы 9 тракта обессоливапия. Подача и отвод обессоливаемого раствора в камеры обессоливания и из них осуществляется через шелевые каналы, связывакнцие отверстия 7 и 8 с камерами обессолнвания. Боковая часть рамок-прокладок

1 со стороны щелевых каналов 6 рамок-прокладок 2 выступает за габарит рамок-прокладок 2 и мембран 3. Выступающие части рамок-прокладок 1 образуют при сборке элсKTI)opè((ëèçàòoðà желоба для стока сконцентрированного раствора. Подача и отвод обессоливаемого раствора осуществляется через штуцер 10. Для сбора сконцентрированного раствора предусмотрен под;((и(11.

Электродиализатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды 4 начинается перенос раствора через иони!

О (5

Зо

З5

45 товые мембраны 3 из камер обессоливания в камеры концентрирования. Сконцентрированный раствор постепенно заполняет камеры концентрирования и вытесняет воздух, который свободно покидает камеры концентрирования через каналы 6. При полностью заполненных камерах концентрирования часть раствора выводится через щелевые каналы 6. Эта часть раствора стекает по боковой вертикальной стенке электродиализатора в желобах, образованных выступающей боковой кромкой рамок-прокладок 1 камер обессоливания. Сконцентрированный раствор, выведенный из камер концентрирования через щелевые каналы 5 и 6, собирается в поддон ll. Обессоленный раствор постоянно прокачивается через соответствующий тракт электродиализатора.

Использование предлагаемого электродиализатора целесообразно, например, в технологической схеме гидрометаллургических заводов при одновременном получении обессоленной воды и концентрированного раствора из сбросных вод.

Зкономический эффект от использования предлагаемого электродиализатора при производительности порядка 200 мз/сут по обессоленной воде при концентрации солей в исходном растворе порядка 15 — 20 г/л составляет около 50 тыс. р. в год.

Производительность предлагаемого электродиализатора по сравнению с известным увеличивается на 5 — 10% и при этом снижаются удельные энергозатраты на 5%.

Электродиализатор, включающий вертикально расположенные рамки-прокладки, между которыми помещены чередующиеся катионообменные и анионообме нные мембраны, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет устранения воздушных пробок в камерах концентрирования, в верхней части торцовой стенки рамок-прокладок камер концентрирования выполнены прорези, и рамки-прокладки камер обессоливания, со стороны прорезей, выполнены выступающими за пределы рамок-прокладок камер концентрирования и мембран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 587960, кл. В 01 D 13/02, 1975.

980754 г б фиг.1

А-А

3

Составитель О. Зобнин

Редактор И. Касарда Техред И. Верее Корректор Л. Бокшан

Заказ 9537/6 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4