Многокамерный электродиализатор Советский патент 1989 года по МПК B01D13/02 

Изобретение относится к электродиализу, в частности к применению этого метода для деминерализации и концентрирования солоноватых и соленых вод.

Целью изобретения является сокращение расхода ионообменных мембран.

Электродиализатор с последовательным гидравлическим соединением дилюат- ных камер разделен на две гидравлически независимые рабочие зоны, в каждой из которых рабочая площадь мембран равномерно увеличена от входа дилюата к выходу. Для этого каждая из рабочих камер разделена на дв. части перемычкой. Перемычки в крайних рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середин камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах занимает промежуточ ные положения, причем все перемычки расположены с равномерным смещением относительно друг друга. Вход дилюата в каждую рабочую зону электрод1 ализатора расположен с той стороны, где рабочая площадь мембран меньше. Если соотношение между меньшими и большими рабочими площадями мембран в крайних рабочих камерах (что соответствует S и Sg-) равно отношению выходной и входной концентраций дилюата

S дл М

о bg- Свт(

то достигается максимальная экономия мембран. Однако расчеты показывают, что некоторая эконамия получается в интервале значений , заключенном в пределах

1 Ё

2() - 1

вы На фиг.1 схематически изображен

электродиализатор с двумя рабочими зонами, разрез; на фиг,2 и 3 - диггюат ная и рассольная соответственно; на фиг.4 - рамка, вид снизу; .на фиг.5 - перемыч15а рассольной камеры вид снизу; на фиг.6-9 - первые четыре мембраны, считая от катода, причём на фиг с, 6 и 8 анионитовые, а на фиг.7 и 9 - катионитовые мембраны.

Электродиализатор состоит из электродных камер 1 с электродами 2, пространство которыми разделено чередующимися анионитовыми 3 и катионитовыми 4 мембранами на дилюат- ные и,рассольные камеры, ограничен- ные дилюатными 5 и рассольными 6 рамками. Все дилюатные и рассольные камеры разделены на две зоны перёмыч ками 7 и 8 соответственно. Для того чтобы камеры одного функционального нйлначения в пределах одной рабочей- зоны аппарата были соединены в последовательный тракт, отверстия в мембранах вырезаны в порядке, показанном на фиг.6-9. В каждых последующих четы рех мембранах этот порядок повторен а положение средних отверстий равномерно смещено.

Электродиализатор работает сле;дую- щим образом.

На электроды подают постоянное напряжение дилюатные камеры по трактам 9 пропускают раствор, подлежащий деминерализации. Через элект родные и рассольные камеры также пропускают растворы. Под действием ток-а ионы из дщ1юатньпс кгщер -через мембраны переходят в камеры концентрирования. Но мере продвижения дилюа- та от камеры к камере его концентрация в каждой рабочей аппарата равномерно уменьшается, В том же . на хравлении равномерно увеличивается Р абочая площадь мембран и, .ПОСКОЛЬКУ сипа тока во всех камерах одинакова, уменьшается плотность тока, В связи с этим отношение плотности ток к концентрации дилюата изменяется незначительно, а если соблюдается условие , ГО это отно- шение остается постоянным во всех ди- люатных Kaiviepax.

Известен многокамерный электродиализатор с последователышм объедине

Q

г n ,,

5

0

5

0

нием камер одного функционального назначения, в котором рабочая площадь мембран равномерно увеличена от входа дилюата к выходу. Преимущество такого электродиализатора.состоит в том,, что по мере уменьшения концентрации дилюата сокращается и плотность. тока. Вследствие этого все мембраны могут работать в условиях, близких к предельным диффузионным, что ведет к сокращению расхода мембран.

Использование изобретения позволит экономить ионообменные мембраны и, следовательно, увеличивать электродиализное производство на базе производящегося количества мембран. Расчеты показывают, что при уменьшении концентрации раствора в 2,5 и 10 раз применение данного технического решения позволяет без сокращения производительности процесса экономить 25, 40 и 45% мембран соответственно.

Форм, ула изо.бретения

1.Многокамерньй электррдиалИза- тор с последовательным гидравлическим соединением камер, включающий электроды, между которыми размещены мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, отличающий ся тем, что, с целью сокращения расхода ионообменных мембран, каждая из рабочих камер снабжена перемычкой, толщина которой равна толщине рабочей камеры, а длина равна ширине рабочей камеры, разделяющей рабочую камеру

на две части, причем перемычки в крайних к электродам рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середины камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах перемычки размещены с равномерным односторонним смещением друг относительно друга на величину меньшую высоты перемычки.

2.Электродиализатор по п.1, о т- личающийся тем, что соотношение меньшей S и большей Sg- плош.а- дей мембран в крайних камерах удовлетворяет условию

-i- ,

д.7 - -г

Sg. 2 (Cjz.) ,

где S.. - площадь меньшей части мемблЛ

раны;

площа;

мембраны;

Sc- - площадь большей части

концентрация дилюата на входе в аппарат;

концентрация дилюата на выходе из аппарата.

Изобретение касается электродиализной деминерализации и концентрирования солоноватых и соленых вод. Целью изобретения является сокращение расхода ионообменных мембран за счет того, что в многокамерном электродиализаторе с последовательным гидравлическим соединением камер, включающем электроды, между которыми размещены мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, каждая рабочая камера снабжена перемычкой, толщина которой равна толщине, а длина - ширине рабочей камеры, разделяющей рабочую камеру на две части. При этом перемычки в крайних к электродам рабочих камерах смещены в противоположные стороны от середины камер на равные расстояния, а во внутренних рабочих камерах перемычки размещены с равномерным односторонним смещением друг относительно друга на величину, меньшую высоты перемычки. 9 ил.

3 Л 3 3 ti

/JM/J:

,. / / / / /

56565В

ери г. 2

-4-

ЦЗиг.1

(риг.З

О О О о

о о о о

г.5

0000

о .0 о о

Фм.

о о о о

о О

о о

о о о о

о о

ФмЛ