Электродиализатор Советский патент 1992 года по МПК B01D61/50 

Изобретение относится к области электрической обработки жидкостей, а именно к конструкции многокамерных электродиализаторов, в частности для концентрирования растворов без внешнего подвода в концентрирующие камеры

Известен электродиализатор, состоящий из вертикально расположенных чередующихся катионитовых и анионитовых мембран, разделенных рамкамипрокладками, образующими камеры обессоливания и концентрирования. В мембранах и прокладках выполнены отверстия, образующие в собранном пакете внутренние каналы для подвода раствора в камеры обессоливания и отвода его из них. Образующийся в

результате электроосмотич-еского переноса ионов рассол в концентрирующих камерах стекает в поддон иерез щелевые пазы на нижней стороне рамок-проСО 4 СЯ кладок концентрируюи их камер, выходящие за пределы нижних кромок мембран и рамок-прокладок обессоливающих каэомер.

1

В известном устройстве благодаря

выводу рассола из камер концентриро- вания через щелевые пазы устраняются внутренние утечки тока, однако рас СОЛ, растекаясь по нижней стороне пакета, замыкает смежные камеры концентрирования, из-за чего возникают внешние утечки тока, снижающие эффект выхода по току. 310 . Известен электродиализатор, включающий вертикально расположенные чередующиеся катионообменные и анионообменные мембраны и разделяющие их прокладки, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, в нижней части прокладок камер концентрирования выполнены щелевые пазы, ниж няя кромка прокладок камер обессоливанйя расположена ниже нижней кромки прокладок камер концентрирования. Образующийся в результате электроосмотического переноса ионов рассол в концентрирующих камерах стекает в поддон через щелевые пазы на нижней стороне рамок-прокладок концентрирующих камер. Щелевые пазы в прокладках соседних камер концентрирования смещены относительно друг друга. Прокладки обессоливающих камер в нижней части имеют полосы уплотнения номинальной и увеличенной ширины, по которым концентрат стекает в поддон. В известном электродиализаторе бла годаря выводу рассола из камер концентрирования через щелевые пазы уст раняются внутренние утечки тока, однако за счет растекания между смежными прокладками камер обессоливания не исключаются замыкания концентрирующих камер, благодаря чему возникают внешние утечки тока, снижающие коэффициент выхода по току. Целью изобретения является уменьшение утечек тока. Цель достигается в электродиализаторе, включающем вертикально расположеннь1е чередующиеся катионообмен ные и анионообменные мембраны и разделяющие их прокладки, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, в нижней части прокладок камер концентрирования выполнены щелевые пазы, нижняя кромка про кладок камер обессоливания расположе на ниже нижней кромки прокладок камер концентрирования, причем в прокладках камер обессоливания выполнены треугольные вырезы вершиной вверх основание треугольника равно ширине прокладки, а вершина размещена на ур ней нижней кромки прокладок камер ко центрирования. Благодаря расположению щелевых па зов в прокладках смежных камер концентрирования у противоположных сторон пакета, выведению нижних частей 8 кладок камер обессоливания ниже нижних частей прокладок камер концентрирования и выполнение в нижней кромке треугольного выреза вытекающие из смежных камер концентрирования потоки рассола направляются по скошенным нижним кромкам прокладок камер обессоливания к противоположным сторонам аппарата, не соприкасаясь друг с другом, благодаря чему исключаются внешние утечки тока. На фиг. 1 показана схема сборки пакета электродиализатора; на фиг.2 пакет электродиализатора, разрез. Пакет электродиализатора собран из вертикально расположенных чередующихся между собой анионообменных 1 и катионообменных 2 мембран, разделенных прокладками 3 и прокладками 4,образующими соответственно камеры концентрирования 5 и обессоливания 6. Прокладки 4 камер обессоливания 6 выполнены с закладными сетками-турбулизаторами у. В прокладках 3, и мембранах 1, 2 выполнены отверстия 8, образующие при сборке пакета внутренние каналы 9, по которым подводится и отводится дилюат. Внутренние каналы 9 сообщены с камерами обессоливания 6 щелевыми каналами 10„ Для вывода рассола из камер концентрирования 5 в нижней части прокладок 3 выполнены щелевые пазы 11, при этом нижние части прокладок 3 выведены за пределы нижних кромок мембран 1 и 2.. Прокладки 3 в пакете установлены так, что щелевые пазы 11 в смежных ;. камерах концентрирования 5 расположены у противоположных боковых сторон пакета. Нижние части прокладок i камер обессоливания 6 выполнены большей высоты и в собранном пакете выведены ниже, чем нижние части прокладок 3 камер концентрирования 5. Прокладки k камер обессоливания 6 выполнены с треугольным вырезом 12, при этом скосы направлены от центра к краям сверху вниз, т.е. нижняя кромка 12 прокладок k имеет / -образную форму. Пакет электродиализатора работает следующим образом. Раствор подается в нижние внутренние, каналы 9, откуда через щелевые каналы 10 поступает в камеры обессоливания 6. Пройдя по камерам обессоливания, раствор через соответствующие щелевые каналы 10 поступает в верхние внутренние каналы 9 и выводится из аппарата. За счет внутреннего давления мембраны 1, 2, образующие камеры обессоливания 6, плотно соприкасаются друг с другом, обеспечивая токопроводимость пакета электродиализатора. После подачи постоянного напряжения на электроды электродиализатора происходит непрерывный электроосмотический перенос ионов электро лита и растворителя через мембраны 1, в камеры концентрирования 5, образованные рамками-прокладками 3, в результате чего в них образуется рассол Образующийся в камерах концентрирования 5 рассол раздвигает мембраны, сте кает вниз и через щелевые пазы 11 отводится в поддон, устанавливаемый под пакетом. Благодаря тому что щелевые пазы 11 в смежных камерах концентрирования 5 расположены с разных сторон пакета, а нижние части рамок-прокладок Ц камер обессоливания 6 выведены ниже нижних частей рамок-прокладок 3 камер концентрирования 5 и выполнены с треугольным вырезом, потоки рассола, вытекающего из смежных камер концентрирования 6, направляются к разным сторонам пакета и отводятся в поддон, не контактируя друг с другом, в результате устраняются внешнме утечки тока, возрастает коэффициент выхода по току. Исследовательские работы по созданию аппарата для концентрирования щелочи производятся на пакете с размером мембран 1000x500 мм по технологической схеме с циркуляцией раствора. Максимальная утечка тока на аппарате с прокладками, не имеющими выреза, составляет 10% от общего. Такая утечка приводит к перегреву и расплавлению нижних кромок мембран и выходу из строя всего пакета. В аппарате, снабженном прокладками с треугольным вырезом на нижней части, такого явления не наблюдается.

S

S

ч

.

ч

S

tf

X

X

6

N

N