Устройство для разделения электропроводящих жидкостей Советский патент 1986 года по МПК C02F1/461 B03C5/02 C02F1/48 C02F103/08 

I

Изобретение относится к разделению электропроводящих жидкостей, в частности ионных растворов на их диссоциирующие компоненты, и может быть использовано в отраслях науки и техники, применяющих процессы электролиза и кулонометрический ан

ЛИЗ .

Цель изобретения - повыщение производительности устройства для разделения электропроводящих жидкостей путем создания условий для увеличения скорости и пути технологического перемещения разделяемых частиц.

На фиг. 1 показана конструктивная схема устройства; на фиг. 2 - расположение дросселированного отводящего отверстия.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит коаксиаль- но-цилиидрическую магнитную систему 1, на магнитопроводах которой имеется обмотка 2 возбуждения магнитного поля. В цилиндрическом зазоре магнитной системы 1 размещен узел перемещения разделяемой жидкости, выполненный в виде цилиндрической обечайки 3 из электроизоляционного материала. Цилиндрическая обечайка 3 имеет на своей внутренней цилиндрической поверхности- пористый транспортирующий элемент 4, под который уложены кольцевые электроды 5. Последние расположены вблизи торцов обечайки 3 и скоммутированы с токосъемными кольцами 6, закрепленными на этих торцах, или с металлическим валом привода вращения обечайки 3. Посредством токосъемных щеток 7 токосъемные электроды 6 скоммутированы с замЬшающей их внешней электрической схемой, содержащей, например, амперметр и активные сопротивления (не показаны). Кроме этого, обечайка имеет привод 8 ее вращения, приводной вал 9 является также одной из опор оси обечай,ки 3, на которой эта ось жестко защемлена. Второй конец оси 10 обечайки 3 образует в теле полюса 11 магнитной системы 1 опору качения с помощью подщипника 52, напрш ер ща- рикового. Устройство смонтировано на монтажной плите 13 с применением монтажных стоек 14 и имеет возможность установки и закрепления на фундаменте посредством лап 15, которые одновременно дают возможность размещения электропривода 8 и магнитной

5

0

5

0

5

0

5

0

5

системы 1 по разные стороны монтажной плиты 13, являющейся при этом электрическим экраном. Кроме этого, в цилиндрической стенке обечайки 3 имеются отводящие отверстия 16 и подводящий патрубок 17, закрепленный на магнитной системе 1.

Устройство работает следующим образом.

В цилиндрическом зазоре магнитной системы i- возбуждают магнитное поле, для чего через обмотку 2 пропускают постоянный электрический ток-. Величину тока устанавливают такой, чтобы магнитопроводы магнитной системы 1 находились в насьпцении. В обечайку 3 через патрубок 17 заливают разделяемую жидкость в объеме не более, чем может впитать пористый транспортирующий элемент 4. Далее включают привод 8 вращения обечайки 3, а щетки 7 подключают к а мперметру постоянного тока (не показан). Наличие электрического тока в цепи упомянутого амперметра и его величина указьшают, что заряженные частицы разделяемой жидкости отклоняются магнитной системой 1 и в соответствии с их знаком

концентрируются в зоне кольцевых электродов 5 и разряжаются на них, создавая этим электрический ток в электрически замкнутой (через амперметр) внешней цепи. Количество электричества, зафиксированное во внещ- ней цепи амперметром, через число Фарадея и валентность выделяемых частиц позволяет оценить количество вещества, имеющегося в разделяемой жидкости и выделившегося в виде составных компонентов. С увеличением числа оборотов обечайки 3, обеспечивающим индуцирование потенциала разложения следующего вещества, растворенного в разделяемой жидкости, начинается выделение компонентов этого вещества, фиксируемое новым всплеском тока во внещней цепи. Это создает возможность не только выделять из жидкостей необходимые компоненты, но и количественно анализиро.вать их состав. Наличие перегородок- стенок пор в пористом транспортирующем элементе 4 исключает образование вихрей, перемешивающих разделяемую жидкость. Отвод выделенных компонентов из устройства осуществляется в зависимости от их физического сос.тояния - твердые с электродами 5 или

31

с пористым транспортирующим элементом 4, жидкие с помощью дистанционно управляемых дросселированных отверстий 16, газообразные путем размещения устройства под колоколом.

Устройство работает в непрерьшном или периодическом р,ежиме (в зависимости от решаемой задачи).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа иустройст- ва для его осуществления подсчитана для случая опреснения соленой воды. За базу сравнения принят наиболее прогрессивный для этого случая электродиализный метод, осуществляемый на электродиализной установке ЗОУ- НИИПМ-12.

Сравнительные данные.дпя прототипа, известного и предлагаемого технического способа приведены в табли- це.

Как видно из таблицы стоимость опресненной воды по предлагаемому

Показатели

Способ

Прототип I Известный I Предлагаемый

.Удельные капи- тальные затраты,

тыс.руб.

м VcyT

Удельные затраты электроэнергии, кВтч м

Соленость воды, г/л

Удельная стоимость опресненно

Р воды, М

В прототипе высокие энергозатраты на перемещение жидкости.

014

решению наименьшая. Это достигнуто благодаря уменьшению затрат на обслуживание устройства (по сравнению с известным способом) и более высокой производительности как в сравнении с прототипом, так и с известным способом. Кроме этого, потребление энергии ь предлагаемом способе можно заменить на энергию воды, ветра, двигателя внутреннего сгорания и т.д.

Магнитная система может быть выполнена из постоянных магнитов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет увеличить производительность разделения электропрбводящих жидкостей путем их перемещения через магнитное поле; расширить область применения устройства, в частности, для количественного куло- нометрического анализа и для контроля полноты и времени процессов разеления .

Способ

7-10

07-1,0

То же

100

1,5-3

То же

4-10

То же

То же

1-1,5

0,5-0,7

0,1-0,2

t/i.l