Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа Российский патент 2024 года по МПК B01D61/14 

Описание патента на изобретение RU2820720C1

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации (электрогиперфильтрации) и может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой промышленности, аграрном секторе и т.п.

Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. «Обратный осмос и ультрафильтрация». М.: Химия, 1978 стр. 111, 197-200. Он представляет собой однокамерный аппарат, состоящий из пористого анода и катода, прианодной и прикатодной мембран. Недостатками являются: малая площадь разделения при высоких энергозатратах на процесс разделения. Эти недостатки частично устранены в прототипе.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа, конструкция которого приведена в патенте RU 2771722 С1, 11.05.2022 Бюл. №14. Известный аппарат состоит из двух диэлектрических фланцев корпуса, чередующихся диэлектрических камер корпуса с "выступом" и с "впадиной", металлических пластин, устройства для подвода постоянного электрического тока, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, болтов, шайб и гаек, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, сетки-турбулизатора представляющей собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран, монополярно-пористых пластин электрод-катод и электрод-анод, прикатодной мембраны и прианодной мембраны, пористой подложки из ватмана, дренажной сетки, переточных каналов, соединяющих камеры разделения соответственно и в сечении представляющих собой прямоугольник, у которого малые и большие стороны выполнены в виде сегментов окружности выгнутые относительно центральной горизонтальной и вертикальной оси аппарата наружу, на высоту сегмента и равную десяти миллиметрам, такую же форму в сечении имеет по своему внутреннему периметру прокладка, с вертикальными усеченными коническими отверстиями, полимерного компаунда, диэлектрической сетки, каналов ввода и вывода разделяемого раствора, каналов отвода прикатодного и прианодного пермеата, отверстий для подвода электрических проводов, полимерной композиции, камерных штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, прокладок, горизонтальных усеченных конических отверстий, прокладок с отверстиями под переточный канал, вспомогательных наклонных каналов.

Недостатками являются: малая площадь разделения раствора на единицу объема аппарата, высокое гидравлическое сопротивление в переточных каналах для циркуляции разделяемого раствора, низкая производительность и эффективность разделения раствора, увеличенная способность образования застойных явлений на пути вывода прикатодного, прианодного пермеата.

Технический результат выражается увеличением площади разделения раствора на единицу объема аппарата, снижением гидравлического сопротивления в переточных каналах для циркуляции разделяемого раствора, увеличением производительности и эффективности разделения раствора, снижением застойных явлений на пути вывода прикатодного, прианодного пермеата за счет того, что аппарат состоит из двух диэлектрических фланцев корпуса, чередующихся диэлектрических камер корпуса с "выступом" и с "впадиной", металлических пластин, устройства для подвода постоянного электрического тока, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, болтов, шайб и гаек, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, сетки-турбулизатора представляющей собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран, монополярно-пористых пластин электрод-катод и электрод-анод, прикатодной мембраны и прианодной мембраны, пористой подложки из ватмана, дренажной сетки, переточных каналов, соединяющих камеры разделения соответственно и в сечении представляющих собой прямоугольник, у которого малые и большие стороны выполнены в виде сегментов окружности выгнутые относительно центральной горизонтальной и вертикальной оси аппарата наружу, на высоту сегмента и равную десяти миллиметрам, такую же форму в сечении имеет по своему внутреннему периметру прокладка, с вертикальными усеченными коническими отверстиями, полимерного компаунда, диэлектрической сетки, каналов ввода и вывода разделяемого раствора, каналов отвода прикатодного и прианодного пермеата, отверстий для подвода электрических проводов, полимерной композиции, камерных штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, прокладок, горизонтальных усеченных конических отверстий, прокладок с отверстиями под переточный канал, вспомогательных наклонных каналов, отличающийся тем, что камеры разделения выполнены одинаковым объемом и в сечении имеют одинаковую форму, в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" и с "впадиной" имеются три переточных канала соответственно, соединяющих соседние камеры разделения по пути циркуляции раствора, которые совпадают с таким же количеством отверстий в прокладках, а также три горизонтальных и вертикальных усеченных конических отверстий, которые установлены в ряд на расстоянии ста и пятидесяти миллиметров друг от друга по вертикальной и горизонтальной оси соответственно, диэлектрические фланцы корпуса оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии пятидесяти миллиметров друг от друга по горизонтальной оси штуцерами ввода и вывода разделяемого раствора соответственно, третья и первая диэлектрические камеры корпуса с "впадиной" спереди и сзади соответственно оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии ста миллиметров друг от друга по вертикальной оси камерными штуцерами ввода исходного раствора и вывода ретентата, в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" и с "впадиной", фланцах корпуса имеются два отверстия для подвода электрических проводов, в которых также расположены два полимерных компаунда и два вспомогательных наклонных канала соединенные с двумя каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата и двумя штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата соответственно, шипами прямоугольными расположенными на равном расстояний от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран и направленных в сторону прикатодных и прианодных мембран соответственно.

На фиг. 1 изображен электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа, продольный разрез; фиг. 2 - вид сверху; фиг. 3 - вид слева; фиг. 4 - разрез А-А диэлектрической камеры корпуса с "выступом" на фиг. 2; фиг. 5 - разрез Б-Б диэлектрической камеры корпуса с "впадиной" на фиг. 2; фиг. 6 - разрез В-В диэлектрической камеры корпуса с "впадиной" на фиг. 2; фиг. 7 - вид Г увеличенный, схема разделения в межмембранном канале на фиг. 1; фиг. 8 - вид Д увеличенный повернутый, пространственная модель межмембранного канала на фиг. 7.

Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа состоит из диэлектрических фланцев корпуса 1, чередующихся диэлектрических камер корпуса с "выступом" 15 и с "впадиной" 14, металлических пластин 12, устройства для подвода постоянного электрического тока 11, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31, 30, болтов 2, шайб 26 и гаек 25, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора 10, 22, сетки-турбулизатора 19 представляющей собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран с шипами прямоугольными 38 расположенными на равном расстояний от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран и направленных в сторону прикатодных и прианодных мембран 6 и 3 соответственно, монополярно-пористых пластин электрод-катод и электрод-анод 7, 5, пористой подложки из ватмана 4, дренажной сетки 8, переточных каналов 17 и 28, соединяющих камеры разделения 16 и 27 соответственно и в сечении представляющих собой прямоугольник, у которого малые и большие стороны выполнены в виде сегментов окружности выгнутые относительно центральной горизонтальной и вертикальной оси аппарата наружу, на высоту сегмента и равную десяти миллиметрам, такую же форму в сечении имеет по своему внутреннему периметру прокладка 20, с вертикальными усеченными коническими отверстиями 35, полимерного компаунда 13, диэлектрической сетки 36, каналов ввода и вывода разделяемого раствора 9, 23, каналов отвода прикатодного и прианодного пермеата 37, 39, отверстий 40 для подвода электрических проводов 21, полимерной композиции 24, камерных штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата 32, 33, прокладок 29, горизонтальных усеченных конических отверстий 34, прокладок 18 с отверстиями под переточный канал 28, вспомогательных наклонных каналов 41.

Чередующиеся диэлектрические камеры корпуса с "выступом" и с "впадиной" 15 и 14, диэлектрические фланцы корпуса 1, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора 10, 22, диэлектрическая сетка 36, штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31, 30, камерные штуцеры ввода исходного раствора и вывода ретентата 32, 33 могут быть изготовлены из капролона (ПА-6).

Монополярно-пористые пластины электрод-катод и электрод-анод 7, 5 соответственно могут быть изготовлены из 20-45 процентного пористого проката типа Х18Н15-ПМ, Х18Н15-МП, Н-МП, ЛНПИТ, ЛПН-ПМ.

Сетка-турбулизатор 19 представляет собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран марок МК-40, МА-40, МК-40Л, МА-41И, MA-ИЛ, МБ-1, МБ-2. Шипы прямоугольные 38 расположенные на равном расстояний от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран выполнены также из мембран марок МК-40, МА-40, МК-40Л, МА-41И, MA-ИЛ, МБ-1, МБ-2.

Полимерный компаунд 13 и полимерная композиция 24 изготавливаются из диэлектрических герметизирующих эпоксидных смол, пластмассы или клея холодная сварка.

Дренажная сетка 8 может быть изготовлена из материала Х18Н9Т, Х18Н10Т, 20Х23Н18, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Т1.

Прокладка 20 с вертикальными усеченными коническими отверстиями 35 и с отверстиями под переточный канал 17, прокладка 18 с отверстиями под переточный канал 28, прокладка 29 могут быть выполнены из паронита или прокладочной резины.

Металлические пластины 12 могут быть изготовлены из стали 3, стали 45. В качестве прикатодных и прианодных мембран 6 и 3 соответственно могут применяться изготовленные в виде ленты, полотна мембраны следующих типов МГА-95, МГА-95П-Н, МГА-95П-Т, МГА-100П, ОПМ-К, ESPA, ESNA, УАМ-150П, УПМ-П, УПМ-ПП, УПМ-50, УПМ-50М, УФМ-100, УФМ-50, УФМ-П, УФМ-ПТ, ОПМН-К, ОПМН (ОФМН)-П, МФФК-0, МФФК-3, ММК, ММПА+,МПС, МФФК-Г, ММФ4, ММТ.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через три штуцера ввода разделяемого раствора 10 расположенных на диэлектрическом фланце корпуса 1, фиг. 1, 2, 3, подается, минуя полимерную композицию 24 по трем каналам ввода разделяемого раствора 9, фиг. 1 в первую камеру разделения 27, образованную прикатодной мембраной 6, прокладкой 20 и прианодной мембраной 3, образуя, таким образом, межмембранный канал в тех местах, где расположена сетка-турбулизатор 19.

В этот же момент времени к чередующимся диэлектрическим камерам корпуса с "выступом" 15 и с "впадиной" 14 и диэлектрическим фланцам корпуса 1, фиг. 1, включением устройства для подвода постоянного электрического тока 11 через электрические провода 21 проходящих в двух отверстиях 40, которые залиты полимерным компаундом 13 и соединенных с дренажными сетками 8, к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с заданной плотностью тока.

Раствор, двигаясь, перемешивается при помощи сетки-турбулизатора 19, фиг. 1, 7, 8 и поступает к прикатодной и прианодной мембранам 6, 3 соответственно, фиг. 1, 7, в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс".

Из образовавшейся между прикатодными, прианодными мембранами 6, 3 расположенными на диэлектрическом фланце корпуса 1 и диэлектрической камере корпуса с "впадиной" 14 и прокладкой 20 камеры разделения 27, фиг. 1, катионы и анионы, проникающие через прикатодную и прианодную мембраны 6, 3, пористые подложки из ватмана 4, монополярно-пористые пластины электрод-катод и электрод-анод 7, 5 попадают в пространство дренажной сетки 8 и проходят между диэлектрическим фланцем корпуса 1 и монополярно-пористой пластиной электрод-катод 7 в пространстве дренажной сетки 8 и в пространстве диэлектрической камеры корпуса с "впадиной" 14 между монополярно-пористыми пластинами электрод-катод и электрод-анод 7, 5 в пространстве дренажной сетки 8 соответственно, и по двум вспомогательным наклонным канала 41, в которых размещены диэлектрические сетки 36, отводятся далее по двум каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 37, 39 и двум штуцерам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31, 30 соответственно в виде оснований, кислот и газа, в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс".

Оставшиеся в камере разделения 27 анионы и катионы, движущиеся в ядре потока сетки-турбулизатора 19, фиг. 1, 7, 8, поступают по вертикальным усеченным коническим отверстиям 35, фиг. 1, в прокладках 20 по переточным каналам 28, в следующую вторую камеру разделения 27, образованную соединенными между собой диэлектрическими камерами корпуса с "впадиной" 14 и с "выступом" 15, фиг. 1, и прианодными и прикатодными мембранами 3 и 6.

Раствор переходит из первой камеры разделения 27 во вторую камеру разделения 27 и далее по всем камерам разделения 27 по вертикальным усеченным коническим отверстиям 35 в прокладках 20 по переточным каналам 28 чередующихся диэлектрических камер корпуса с "впадиной" 14 и с "выступом" 15, всего аппарата фиг. 1, 7, где происходит аналогичное разделение, катионы и анионы отводятся с пермеатом через прикатодные и прианодные мембраны 6 и 3 и по вспомогательным наклонным каналам 41, соединенным с каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата 37 и 39, отводятся через штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31 и 30 в виде оснований, кислот и газов в зависимости от схемы подключения электродов "минус" или "плюс", а ретентат выводится из аппарата минуя полимерную композицию 24 по трем каналам и штуцерам вывода разделяемого раствора 23 и 22 соответственно.

Одновременно с подачей исходного раствора под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через три штуцера ввода разделяемого раствора 10 расположенных на диэлектрическом фланце корпуса 1, фиг. 1, 2, 3 также подается исходный раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через три камерных штуцера ввода исходного раствора 32 установленных спереди на третьей диэлектрической камере корпуса с "впадиной" 14 и поступает в первую камеру разделения 16, где анионы проникают через прианодные мембраны 3, пористые подложки из ватмана 4, монополярно-пористые пластины электрод-анод 5 соответственно в пространстве дренажных сеток 8 и отводятся самотеком в виде кислот и газа по вспомогательным наклонным каналам 41 соединенным с каналами для отвода прианодного пермеата 39 по штуцерам для отвода прианодного пермеата 30 соответственно, предварительно объединяясь с потоками кислот и газов, образованных при разделении в основных камерах разделения 27 в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс".

Оставшиеся в камере разделения 16 анионы и катионы, движущиеся в ядре потока раствора, фиг. 1, поступают по горизонтальным усеченным коническим отверстиям 34, фиг. 5, по переточному каналу 17 в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "впадиной" 14 и с "выступом" 15, через отверстия в прокладках 18, в следующую вторую камеру разделения 16.

Во второй камере разделения 16 катионы проникают через прикатодные мембраны 6, пористые подложки из ватмана 4, монополярно-пористые пластины электрод-катод 7 соответственно в пространстве дренажных сеток 8 и отводятся самотеком в виде щелочей и газа по вспомогательным наклонным каналам 41 соединенным с каналами для отвода прикатодного пермеата 37 по штуцерам для отвода прикатодного пермеата 31 соответственно, предварительно объединяясь с потоками щелочей и газов, образованных при разделении в основных камерах разделения 27 в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс".

Раствор переходит из первой камеры разделения 16 во вторую камеру разделения 16 и далее по всем камерам разделения 16 по горизонтальным усеченным коническим отверстиям 34, по переточным каналам 17 чередующихся диэлектрических камер корпуса с "впадиной" 14 и с "выступом" 15 всего аппарата фиг. 1, где происходит аналогичное разделение, катионы и анионы отводятся с пермеатом через прикатодные и прианодные мембраны 6, 3 по вспомогательным наклонным каналам 41 и каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 37 и 39, отводятся через штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31 и 30 в виде оснований, кислот и газов в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс", а ретентат выводится через три камерных штуцера вывода ретентата 33 установленных сзади на первой диэлектрической камере корпуса с "впадиной" 14.

Исходный раствор, протекая по всем камерам разделения 27 последовательно от одного диэлектрического фланца корпуса 1 до второго диэлектрического фланца корпуса 1, фиг. 1, очищается от катионов и анионов в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс", причем в прикатодном и прианодном пермеате содержатся различные растворенные газы, выделившиеся на монополярно-пористых пластинах электрод-катод и электрод-анод 7, 5 соответственно в результате электрохимических реакций.

Исходный раствор, протекая по всем камерам разделения 16 последовательно от трех камерных штуцеров ввода исходного раствора 32 до трех камерных штуцеров вывода ретентата 33 соответственно, фиг. 1, 2, очищается от катионов и анионов в зависимости от схемы подключения "минус" или "плюс", причем прикатодный и прианодный пермеат, полученный таким образом, объединяется с прикатодным и прианодным пермеатом, полученных из камер разделения 27, где содержатся различные растворенные газы, выделившиеся на монополярно-пористых пластинах электрод-катод и электрод-анод 7, 5 соответственно в результате электрохимических реакций.

Увеличение площади разделения раствора на единицу объема аппарата, снижение гидравлического сопротивления в переточных каналах для циркуляции разделяемого раствора, увеличение производительности и эффективности разделения раствора, снижение застойных явлений на пути вывода прикатодного, прианодного пермеата достигается за счет того, что камера разделения 27 и камера разделения 16 соответственно, фиг. 1, 2, 4, 5, 6, 7 выполнены одинаковым объемом и в сечении имеют одинаковую форму, в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" 15 и с "впадиной" 14 имеются три переточных канала 17 и 28 соответственно, соединяющих соседние камеры разделения 16 и 27 по пути циркуляции раствора, которые совпадают с таким же количеством отверстий в прокладках 20 и 18, а также три горизонтальных и вертикальных усеченных конических отверстий 34 и 35, которые установлены в ряд на расстоянии ста и пятидесяти миллиметров друг от друга по вертикальной и горизонтальной оси соответственно, диэлектрические фланцы корпуса 1 оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии пятидесяти миллиметров друг от друга по горизонтальной оси штуцерами ввода и вывода разделяемого раствора 10 и 22 соответственно, третья и первая диэлектрические камеры корпуса с "впадиной" 14 спереди и сзади соответственно оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии ста миллиметров друг от друга по вертикальной оси камерными штуцерами ввода исходного раствора 32 и вывода ретентата 33, в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" 15 и с "впадиной" 14, фланцах корпуса 1 имеются два отверстия 40 для подвода электрических проводов 21, в которых также расположены два полимерных компаунда 13 и два вспомогательных наклонных канала 41 соединенные с двумя каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата 37, 39 и двумя штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 31, 30 соответственно, шипами прямоугольными 38 расположенными на равном расстояний от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран и направленных в сторону прикатодных и прианодных мембран 6 и 3 соответственно. При этом получается, что рабочая поверхность прикатодных, прианодных мембран 6, 3 соответственно выполнена увеличенной площади на величину сегментов для малой и большой стороны прямоугольника в сечении камер разделения 27 и 16 соответственно, это, как следствие, приводит к увеличению производительности и эффективности разделения раствора.

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

Похожие патенты RU2820720C1

название год авторы номер документа
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2021
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Ковалева Ольга Александровна
  • Кобелев Дмитрий Игоревич
RU2771722C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2024
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ломакина Виктория Александровна
  • Коновалов Дмитрий Дмитриевич
  • Долгова Ольга Валерьевна
  • Абоносимов Максим Олегович
RU2821449C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2023
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Крылов Алексей Викторович
  • Коновалов Дмитрий Дмитриевич
  • Котенев Сергей Игоревич
RU2791794C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2019
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Луа Пепе
  • Котенев Сергей Игоревич
RU2718402C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2018
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
RU2689617C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2020
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Ковалева Ольга Александровна
  • Левин Александр Александрович
RU2744408C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2023
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Крылов Алексей Викторович
  • Лазарев Дмитрий Сергеевич
  • Коновалов Дмитрий Дмитриевич
RU2806446C1
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ПЛОСКОКАМЕРНОГО ТИПА 2017
  • Ковалева Ольга Александровна
RU2658410C1
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ПЛОСКОКАМЕРНОГО ТИПА 2016
  • Ковалева Ольга Александровна
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Кочетов Виктор Иванович
  • Лазарев Дмитрий Сергеевич
RU2622659C1
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ПЛОСКОКАМЕРНОГО ТИПА 2009
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Чепеняк Павел Александрович
  • Данилов Александр Юрьевич
  • Лазарев Константин Сергеевич
RU2403957C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 820 720 C1

Реферат патента 2024 года Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой промышленности, аграрном секторе. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа состоит из двух диэлектрических фланцев корпуса, металлических пластин, устройства для подвода постоянного электрического тока, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, сетки турбулизатора, прикатодной и прианодной мембраны, пористой подложки. Камеры разделения выполнены одинаковым объемом и в сечении имеют одинаковую форму. В чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" и с "впадиной" имеются три переточных канала соответственно, соединяющих соседние камеры разделения по пути циркуляции раствора, которые совпадают с таким же количеством отверстий в прокладках. Также имеются три горизонтальных и вертикальных усеченных конических отверстий, которые установлены в ряд на расстоянии ста и пятидесяти миллиметров друг от друга по вертикальной и горизонтальной оси соответственно. Диэлектрические фланцы корпуса оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии пятидесяти миллиметров друг от друга по горизонтальной оси штуцерами ввода и вывода разделяемого раствора соответственно. Третья и первая диэлектрические камеры корпуса с "впадиной" спереди и сзади соответственно оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии ста миллиметров друг от друга по вертикальной оси камерными штуцерами ввода исходного раствора и вывода ретентата. В чередующихся диэлектрических камерах корпуса с "выступом" и с "впадиной", фланцах корпуса имеются два отверстия для подвода электрических проводов, в которых также расположены два полимерных компаунда и два вспомогательных наклонных канала, соединенные с двумя каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата и двумя штуцерами для отвода прикатодного и прианодного пермеата, шипами прямоугольными, расположенными на равном расстоянии от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран и направленными в сторону прикатодных и прианодных мембран соответственно. Изобретение обеспечивает увеличение площади разделения раствора на единицу объема аппарата, снижение гидравлического сопротивления в переточных каналах для циркуляции разделяемого раствора, увеличение производительности и эффективности разделения раствора, снижение застойных явлений на пути вывода прикатодного, прианодного пермеата. 8 ил.

Формула изобретения RU 2 820 720 C1

Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа, состоящий из двух диэлектрических фланцев корпуса, чередующихся диэлектрических камер корпуса с “выступом” и с “впадиной”, металлических пластин, устройства для подвода постоянного электрического тока, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, болтов, шайб и гаек, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, сетки-турбулизатора, представляющей собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран, монополярно-пористых пластин электрод-катод и электрод-анод, прикатодной мембраны и прианодной мембраны, пористой подложки из ватмана, дренажной сетки, переточных каналов, соединяющих камеры разделения соответственно и в сечении представляющих собой прямоугольник, у которого малые и большие стороны выполнены в виде сегментов окружности, выгнутых относительно центральной горизонтальной и вертикальной оси аппарата наружу, на высоту сегмента, равную десяти миллиметрам, такую же форму в сечении имеет по своему внутреннему периметру прокладка, с вертикальными усеченными коническими отверстиями, полимерного компаунда, диэлектрической сетки, каналов ввода и вывода разделяемого раствора, каналов отвода прикатодного и прианодного пермеата, отверстий для подвода электрических проводов, полимерной композиции, камерных штуцеров ввода исходного раствора и вывода ретентата, прокладок, горизонтальных усеченных конических отверстий, прокладок с отверстиями под переточный канал, вспомогательных наклонных каналов, отличающийся тем, что камеры разделения (16) и (27) выполнены одинаковым объемом и в сечении имеют одинаковую форму, в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с “выступом” (15) и с “впадиной” (14) имеются три переточных канала (17) и (28) соответственно, соединяющих соседние камеры разделения (16) и (27) по пути циркуляции раствора, которые совпадают с таким же количеством отверстий в прокладках (20) и (18), а также три горизонтальных и вертикальных усеченных конических отверстия (34) и (35), которые установлены в ряд на расстоянии ста и пятидесяти миллиметров друг от друга по вертикальной и горизонтальной оси соответственно, диэлектрические фланцы корпуса (1) оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии пятидесяти миллиметров друг от друга по горизонтальной оси штуцерами ввода и вывода разделяемого раствора (10) и (22) соответственно, третья и первая диэлектрические камеры корпуса с “впадиной” (14) спереди и сзади соответственно оснащены тремя установленными в ряд на расстоянии ста миллиметров друг от друга по вертикальной оси камерными штуцерами ввода исходного раствора (32) и вывода ретентата (33), в чередующихся диэлектрических камерах корпуса с “выступом” (15) и с “впадиной” (14), фланцах корпуса (1) имеются два отверстия (40) для подвода электрических проводов (21), в которых также расположены два полимерных компаунда (13) и два вспомогательных наклонных канала (41), соединенные с двумя каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата (37), (39) и двумя штуцерами для отвода прикатодного и прианодного пермеата (31), (30) соответственно, шипами прямоугольными (38), расположенными на равном расстоянии от переплетений нарезок катионообменных и анионообменных мембран и направленными в сторону прикатодных и прианодных мембран (6) и (3) соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2820720C1

Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2021
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Ковалева Ольга Александровна
  • Кобелев Дмитрий Игоревич
RU2771722C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2019
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Луа Пепе
  • Котенев Сергей Игоревич
RU2718402C1
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа 2018
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Ковалев Сергей Владимирович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
RU2689617C1
ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ПЛОСКОКАМЕРНОГО ТИПА 2017
  • Ковалева Ольга Александровна
RU2658410C1
Электробаромембранный аппарат рулонного типа 2023
  • Лазарев Сергей Иванович
  • Коновалов Дмитрий Николаевич
  • Мищенко Сергей Владимирович
  • Шель Наталья Владимировна
  • Малин Павел Михайлович
RU2804768C1
US 4432858 A1, 21.02.1984
US 20190388839 A1, 26.12.2019
EP 1568408 A2, 31.08.2005.

RU 2 820 720 C1

Авторы

Ковалев Сергей Владимирович

Ковалева Ольга Александровна

Седоплатов Иван Сергеевич

Даты

2024-06-07Публикация

2023-12-07Подача