Электродиализатор Советский патент 1983 года по МПК B01D13/02 

Изобретение относится КДеионизации или концентрированию жидкостей, а конкретно для опреснения морских, солоноватых или пресных вод, очист. ки сточных вод и т.п.

Известен многокамерный электродиализатор, состоящий из двух электродов и расположенных ме;кду. ними в чередующемся порядке анионитовых и катионитовых мембран, образующих камеры обессоливания и концентрирования. Фиксаторы расстояния между мембранами выполнены из изоля1ционного материала и представляют собой сетки из нитей пластмассы - полистерола,полиэтилена,поливинилхлорида. Кроме разделения мембран фиксаторы-сетки организуют турбули.зацию потока, что интенсифицирует процесс переноса ионов к мембранам или увеличивает предельную плотность тока, повы1-лает эффективность электродиализа l .

Недостатком известного электродиализатора является повышенный расход электроэнергии на процесс опреснения и перекачивания растворов .

Известен электродиализатор, включающий электроды, между которьлми помещены рамки, катионитовые, аниониторые мембраны, образуьадие камеры с помещенными в них фиксаторами расстояния, выполненными из изоляционного материала и размещенные параллельно друг другу в каждой камере и перпендикулярно друг другу в любых из двух соседних камер 2j .

Недостаток этого электродиал затора заключается в том, что в нем осутствуют конструктивные элементы, предназначенные для перемешивания потока обрабатываемой жидкости, в результате чего дяя повышения предельной плотности тока приходится увеличивать скорость течения растворов. Это приводит к росту энергозатрат. Кроме того, данный электродиализатор характеризуется низкой технологичностью при сборке.

Целью изобретения является снижение энергозатрат.Поставленная цель достигается тем, что в электродиализаторе, содержащем электроды, между которыми помещены рамки, катионитовые, анионитовые мембраны, образующие камеры, с noMaweHHbHviH в них фиксаторами расстояния, выполненными из изоляционного материала и -размещенными параллельно др/г другу в калшой камере и перпендикулярно друг другу в любых . из двух соседних камер, фиксаторы расстояния выполнены в виде скрученных лент или в виде лент с чередующимися скрученными и прямолинейными участками.

При этом два соседних фиксатора расстояния в каждой камере имеют противоположное направление закрут-v ки.

На фиг. 1 представлено простран5 ственное изображение расчлененного электродиализатора; на фиг. 2 - фиксатор в в:вде скрученных лент; на фиг. 3 - то же, в виде чередующихся скрученных и линейных участков; на

0 фиг. 4 - электродиализатор, поперечный разрез; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4.

Электродиализатор состоит из двух электродных камер: катодной ка5 меры 1 и анодной камеры 2, между которыми зажат пакет чередующихся катионитовых и анионитовых мембран 3 и 4. Мембраны разделены фиксаторами 5, представляющими собой ркрученные ленты, размещенные паралллельно одна другой в каждой камере и взаимно перпендикулярных в любых из двух соседних камер. Таким образом, одни фиксаторы заключены в камеры обессоливания, а другие (перпендикулярные

) - в камеры концентрирования.

Поток жидкости через камеры контцентрирования осуществляется при помощи подводящего и отводящего коллекторов б и 7. Раствор поступает в ка0 перу обессоливания через нижний коллектор 8 и отводится через верхний коллектор 9. Штуцеры 10 и 11 служат для питания анодной камеры, штуцеры 12 и 13 - для питания катодной каме5 ры, штуцеры 14-17 - для питания коллекторов. Со стороны анода 18 с токоотводом 19 крепится анионитовая .

мембрана, а со стороны катода 20 с

токоотводом 21 - катибнитовая мембрана,

0 В электродные камеры вводятся сетки 22, выполненные из органического стекла и предотвращающие прогиб. Исходный раствор поступает в электродиализатор через штуцер 14 и

5 отводится через штуцер 15. При циркуляции раствора через камеры обессоливания ионы солей, содержащихся в растворе, под действием электрического поля .мигрируют через катионитовые и анионитовые мембраны 3 и 4 в ка мере концентрирования. При обтекании жидкостью фиксаторов, выполненных В виде скрученных лент (фиг. 2), в потоке генерируются вихри, оси движения которых направлены по потоку.

5 Эти вихри обеспечивают перемешивание, раствора, что позволяет увеличить предельную плотность электрического тока.

Устойчивость вихревых течений по0 высится, если любые два соседние

фиксаторы выполнить в виде лент, закрученных в разные стороны.

Снижен1-ге энергозатрат на прокачивание растворов достигается чередова5 нием прямых и закрученных участков

(фиг. 3). Вихревые течения, сохраняясь на прямолинейных участках фиксаторов, обеспечивают интенсивное перемешивание при малом гидравлическом сопротивлении.

Съем соли с единицы площади мем.браны увеличивается в 1,3-2,3 раза по сравнению с прототипом, что обуславливает различную концентрацию диализата на выходе из сравнив а eiiux аппаратов.

Целесообразно оценивать экономичность электродиализаторов по затратам знергии на удаление 1 кг соли. В предлагаемом аппарате затраты знергии на перенос 1 кг соли составляют 1,2 кВт.ч/кг против 1,6 3,2 кВт-.ч/кг у прототипа.

Использование предлагаемого изобретения позвапйт повысить интенсивность и экономичность процесса электродиализа, увеличит надежность рабо ты злектродиализатора. Предлагаемой

многокамерный электродиализатор более технологичен при сборке и обслуживании, чем прототип.

) 1. ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР, содержа1ций электроды, между которыми помещены рамки, катионитовые, анион товые мембраны, образующие камеры с помещенными в них фиксаторами расстояния, выполненными из изоляционного материала и размещенными параллельно друг другу в каждой камере и перпендикулярно друг другу в любых из двух соседних камер, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, фиксаторы расстояния выполнены в виде скрученных лент или в виде лент с чередующимися скрученными и прямолинейными участками. 2. Электродиализатор по п. 1. отличающийся тем, что два соседних фиксатора расстояния :в каяодой камере имеют противоположное направление закрутки.

А- А

Фиг.5