Устройство для обессоливания растворов Советский патент 1984 года по МПК C02F1/48 C02F1/48 C02F101/10 C02F103/34 

Изобретение относится к очистке сточных вод ог минеральных примесей посредством магнитной обработки и может быть использо вано в очистных системах промышленных и добывающих предпр 1ЯЯ Й ди« обессоливания растворов электролитов. Известно устройство д;1й о(5ессоливания растворов, содержащее резервуар для растворов, патрубки ввода и выгода и кольцевую магнитную систему, устаиовленкую на валу с зазором мегкду полшсзмй по оси и связанную с валом электродакгателя, пршем резервуар выполнен в виде системы кольцевых коаксиальных каналов и установлен в кольцевом зазоре между полюсами магштов. При ра&эте вращаемые электродвигателем магниты соз дают движущееся магнитное поле, которое отбрасывает анионы;и катионы солей, растворенных в воде, и периферийные каналы системы- кольцевых коаксиальных каналов, из которых обогащенные ионами одного знака растворы удаляются 1 . Недостатком известного устройства является то, что из-за возникновения электрического поля за счет скопления одноименных зарядов у стенок канзла, действие которого направлено в сторону, противоположную силам Лоренца, разделяющим ионы, эффективность обессоливанил, в частности степень обессоливания, невысока. Указанный недостаток частюшо устраняется в устройстве, для обессоливанил. растворов, включающем канал прямоугольного се-. чения для раствора, разделенный проницаемь ми перегородками,установленными у торцовь1х стенок канала, на анолитнуто, .католитную и централы{ую камерь, патрубки ввода и вывода и концентрическую магнитную систему, установленную на валу {2. Однако выполненные из электропроводного материала корпус канала и перегородки экранируют или шунтируют .магнитное поле, снижая тем сам1.1м его напряженность в -пото ке раствора, подвергаемого обессоливанию, а степень обессолива гая раствора в значительной степени зависит от напряженности магнит ного поля, следовательно при снижении напря женности степень обессоливания снижается. При движении ионов в выводном патрубке с лы Лоренца действуют навстречу направлению их перемещения, что значительно повышает концентрацию ионов в патрубке и замедляет их движеиие. При замедлении движения ионов в патрубке, снижается интенсивность их проникновения -через перегородки из централь ной камеры в периферические и за счет этог значительно снижается степень обессоливания. Целью изобретения является повышение степениобессоливания растворов.Для достижения поставленной цели ycTpoij ство для обессолийанйя растворов, включающее канал прймоугольного сечения дпя раствора, разделенными проницаемыми перегородками, установленными у торцовых стенок канала, на анолитную, католйтную и центральную камерьг, патрубки ввода и вывода и концентрическую магнитную систему, установленную на валу, снабжено электродами, выполненными в виде плоских колец и установленными на торцовых стенках канала, а анолитная, католитная и центральная камеры снабжены каждая патрубком-вьшода, при этом стенки канала и проницаемые перегородки вьшолненьт из диэлектрика. Кроме того, магнитная система снабжена плоскими кольцевыми экранами, установленными на торцах магнитной системы и канала, проницаемые перегородки выполнены в виде микропористых диафрагм, а патрубок вывода анолитной камеры снабжен трубчатым экраном. За счет выполнения гидродинамического канала и проницаемых перегородок из диэлектрика в устройстве устраняются шунтирование и экранирование магнитного поля в рабочем пространстве гидродинамического канала. Электрическое поле, возникающее в результате разделения ионов,нейтрализуется за счет установки на торцовых стенках канала электродов, выполненных в виде плоских колец. При подаче тока на электроды в канале возникает электростатическое поле с градиентом напряженности, большим и противоположным градиенту поля, возникающего в результате разделения ионов, т.е. нейтрализует его. Форма выполнения электродов определяется конфигурацией канала и требуемь1М расположением силовых линий электростатического поля. Наличие отдельных патрубков вывода для каждой камеры дает возможность регулировать расход обрабатываемого раствора в . каждой из камер. Это позволяет избежать перехода обессоленного раствора в периферические камеры, а раствора. с повышенной концентрацией ионов - в центральную. Наличие плоских кольцевых экранов закрывающих торцы мaгниtнoй системы и гидродинамического канала, дает возможность устранить рассеивание магнитного поля при увеличении сечения, канала .и, таким образом, . повысить напряжеиность магнитного поля. Форма вьшолнегшя экранов определяется конструтсцией канала и магнитной системьд. Выполнение проницаемых перегородок в виде микропористых Диафрагм позволяет сни,зить вероятность перехода анолита и катонита в центральную камеру. За счет того, что патрубок вывода анолит ной камеры закрыт трубчатым экраном, устраняется действие магнитного поля на аниомы, движущиеся навстречу силам Лоренца, концентрация ионов в патрубке стабилизируется, так как увеличивается скорость их перемещения. За счет увеличения скорости возникает интенсивность проникновения анионов из центральной камеры в анопитную, что уве личивает степень обессоливания растворов. На фиг. 1 изображено устройство для обессоливания растворов (вид сверху); на фиг. 2 - то же, разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - развертка кольцевого канала. Устройство для обессоливания раствора содержит кольцевой гидродинамический канал 1 прямоугольного сечения, который разд лен проницаемыми перегородками 2 и 3 на анолитную 4, католитную 5 и центральную 6 камеры, концентричную каналу 1 магнитну систему 7, установленную на валу 8, связанном с приводом (не показан). Канал 1 и перегородки 2 и 3 выполнены из диэлектрика, в частности, канал 1 - из пластмассы, перегородки 2 и 3 - из микропористой керамики (размер пор - 25 мкм). . На торцовых стенках канала 1 установлен электроды 9, выполненные в виде плоскнх колец из алюминия. Католитная камера 5 снабжена патрубком 10 вывода обрабатываемого раствора, причем патрубок 10 закрыт трубчатым экраном 11. Анолитная камера 4 снабжена своим патрубком вывода 12, а центральная камера - патрубком 13 вывода и патрубком 14 ввода. Торцы магнитной системы 7 и канала 1 закрыты плоскими кольцевыми экранами 15-17. Устройство работает следуюидим образом. При подаче раствора, предаазначенного Для обработки, через патрубок 14 в центральную камеру 6 канала 1, раствор заполняет ее и начинает просачиваться в анолитную камеру 4 и католитную камеру 5. При одновременном с подачей раствора вращении магнитной системы 7, в канале возникает вращающееся магнитное поле, которое, воздействуя на раствор, разделяет его на анолит, поступающий через прхэницаемую перегородку 2 ванолитную камеру 4, католит, поступающий через проницаемую перегородку 3 в католитную камеру 5, и обессоленный раствор, который остается в центральной камере 6. Разделение происходит за счет воздействия на ионы сип Лоренца, которые проявляются при движении потока раствора навстречу движению магнитного поля. Кроме того, подается ток на электроды 9, при этом электрод, расположенный в камере 4, является анодом, а электрод, расположенный в камере 5 ,- катодом. Под действием электрического поля нейтрализуется поле, возникающее в результате разделения ионов, а так как вектор электростатических сил, действующий на ионы и вектор сил Лоренца, коллинеарны и однонаправлены, то силы Лоренца и электростатические силы суммируются, ипте1Лифицируя разделение. Во время обработки экраны 15-17 препятствуют рассеянию магнитного поля. Отбор анолита, католнта и обессоленного раствора производится через патрубки 12, Ю и 13 соответственно, причем экран 11, закрывающий патрубок 10, устраняет действие магнитного поля на катионы, так как при отсутствии экрана силы Лоренца будут действовать в сторону, противоположную движению катионов, На чертеже (фиг. 1) показано направление силовых линий магнитного поля Б, направление вращения магнитного поля Удр.п,, направление движения потока обрабатываемого раствора VnoT.pJ Ja фиг. 2 показано направление движения анионов и кагиолов. Повышение степени обессоливания позволит в значительной степени интенсифицировать процесс обработки сточных под и повысить за счет этого производительность оборудования.

ф14г f 15 6 If 16.

, фиг.2 //////

/J

1. УСТЮЙСТБО ДЛЯ ОББССОЛИВАНИЯ РАСТВОРОВ, включающее канал прямоугольного сечения, разделенный проницаемыми перегородками, ycTaHOBneHHbiNffl у торI цовых стенок, канала, на анолитную, католитную и центральную камеры, патрубки ввода н вывода и концентрическую магнитную систему, установленную на валу, отличающееся тем, что, с целью повышения степени обессоливания растворов, устройство снабжено электродами, выполненными в виде плоских колец и установленными на торцовых стенках канала, а анолитная, католитная и центральная кайеры снабжены каждая пат- , рубком вывода, при этом стенки канала и проницаемые перегородки выполнены :иэ диэлектрика. 2.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что магнитная система снабжена плоскими кольцевыми экранами, установленными на торцах магнитной системы и канала.. 3.Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что патрубок вывода като,литной камеры снабжен трубчатым экраном. (Л 4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю с щ е е с я тем, что проницаемые перегород-. ки выполнены в виде микропористых диафрагм.