Электродиализатор Советский патент 1989 года по МПК B01D13/02 

Фи. /

315

Изобретение относите;; к устройствам для разделент1я растпс ров электро- лмтов методом электродиапиза и может быть использовано в химической про- мыишснности, на предприятиях черной и цветной металлургии.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии за счет уменьшения осал.кообразования на мембранах и интенсификации массопереноса.

На фпг,1 схематически изображен электродиализатор; на фиг.2 - схема лабирпнтно-сетчатого и сепаратора- турбулизатора.

Злсктродиализатор включает электроды 1 и 2, ионоселективные мембраны 3 и А, которые образуют рабочие камеры, и размещенные D них лабиринт- но-сетчатые сепараторы-турбулизато- ры 5, образующие каналы для протока обрабатываемой жвдкости, коллектор 6 подачи исходной жидкости и коллектор 7 обработанной жидкости.

Fia фиг. 2 изображен лабиринтно-сетчатьп г сепаратор-турбулизатор, в котором лабиринты образуют поперечные перегородки 8. В сепаратор-турбулизатор внедрен тонкий изолированный проводник 9, подключенньш к автономному источнику постоянного тока. Этот проводник является поперечной составляющее сепаратора-турбулизатора.

Растворы подают в рабочие камеры электродиализатора, образованные ио- носелективными мембранами 3 и 4, по коллектору 6 и удаляют из камер посредством коллектора 7 (фиг.1). При наложешп на электроды потенциала происходит направленное движение со- держащихся в протекающем чере;з камеры растворе катионов и анионов и их миграция через ионоселективные мембраны. При этом в пограничш1гх с мембранами слоях раствора, в которых по- ток раствора носит ламинарный характер, возникает явление концентрационной поляризации. При протекании раствора по рабочим камерам погранич14

рации вихрей способствует поперечному перемешиванию жидкости в межмембран- нo, пг ос rj листве. В силу этог о уменьшается концентраиионная поляризация в примембраниом слое и тем самым снижается возможность образования отложе- НИ11 па мембранах, что ведет к попьпие- нию эЗДективности работы электродиализатора. Более интенсивный массопе- ренос обеспечивает снижение энергозатрат.

Таким образом, в электродиализаторе, состоящем из электродов, ионо- селективных мембран и сепараторов- турбулизаторов с лабиринтным распределением потоков внутри камер, последние выполняют лабиринтно-сетчаты- ми, а в них поперек потока рабочей жидкости располагают тонкий изолированный проводник и на яего подают постоянный электрический ток от автономного источника, достаточный для создания михровкхрей (30 В). Создаваемое этим проводником электромагнитное поле воздействует на движущиеся Б электрическом поле ионы и воз- булсдает вггхри, способствующие поперечному перемешиванию раствора в потоке. Оси движения возбужденных вих-. рей направлены вдоль-осей каналов, образованных лабиринтно-сетчатыми сепараторами-турбулизаторами. Вихревое перемешивание растворов способствует интенсификации массопереноса, уменьшению образования отложений за счет уъшньшения концентрационной поляризации.

В табл. 1 и 2 приведены результаты испытаний работы предлагаемого и известных электродиализаторов при опреснении природной воды с объемным расходом исходной воды 12,5 м /ч.

Таблица 1

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов электролитов методом электродиализа и может быть использовано в химической промышленности. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет интенсификации массопереноса и уменьшение осадкообразования на мембранах. Для этого в электродиализаторе, включающем электроды, размещенные между ними ионоселективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, в последних размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потока жидкости, концы которого соединены с источником постоянного тока. 2 ил., 2 табл.

ньш слой потока раствора разрушается

50

прямолинейныьш выступами 8 (фиг.2) сепаратора-турбулизатора и поперечной составляющей 9 последнего, т.е. изолированным проводником, расположенны.м поперек потока раствора. При подаче электрического тока (с напряжением большим или равным 30 В) на изолиро- ванньп проводник 2 возникает электромагнитное поле, которое за счет генеТаким образом, использование предлагаемого электродиапизатора позволяет при опреснении природных вод увеличить выход опресненной воды в

51507Д

2,5 раза и уменьшить расход электроэнергии в 1,5 раза.

Т а б л и ц а 2

10,0 4,7

0,4

0,7

Таким образом, использование предлагаемого электродиализатора позволяет при опреснении природных вод уве- 20 личить выход опресненной воды в

4

2,1 раза и уменьшить расход электроэнергии в 1,8 раза.

Формула изобретения

Электродиализатор, включающий электроды, размещенные между ними ионо- селективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет интенсификации процесса массопереноса и уменьшения осадкообразования на мембранах, в сепарато- рах-турбулизаторах размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потоку жидкости, концы которого соединены с источником постоянного тока.

Cpuf-2.