Многокамерный электродиализатор Советский патент 1991 года по МПК B01D61/42 

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки электролитов методом электродиализа, в частности к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтр-прессного типа.

Целью изобретения является обеспечение, возможности направления потоков и упрощение конструкции.

На фиг.1 изображена схема электродиализатора; на фиг.2-5 - сменные детали прокладок; на фиг. 6 и 7 - варианты перекрытого канала, разрез; на фиг.8 - прокладка со сквозным каналом, разрез.

Электродиализатор содержит прижимные плиты 1 и расположенные между ними электродиализные модули, состоящие из электродов 2, ионообменных мембран 3, камер, содержащих обрабатываемый электролит 4.8о всех элементах зяектродиализатора по

окружности на периферии выполнены отверстия 5-12 одинакового диаметра, при совмещении которых образуются каналы для подачи и отвода рабочих растворов. В электродах и мембранах все отверстия выполне- ны сквозными, а прокладки камер выполнены из пары колец, изображенных на фиг.2.

Кроме того, на всех деталях электродиализатора между отверстиями для растворов расположены восемь отверстий 13 для стяжки пакета модулей болтами. Электроды, так как их количество и материал могут изменяться в зависимости от проводимых в электродиализзторе процессов, выполнены отдельно от прижимных плит и представляют собой диски из электропроводных материалов, изолированных с одной стороны наглухо, вторая сторона остается рабочей.

ON

Јь

со

О

СА) VJ

Диски окантованы кольцами из непроводящего материала с отверстиями для пропускания растворов и стяжки болтами. Токоподвод осуществляется через выступающий за общий размер аппарата контакт.

Электродиализатор работает следующим образом.

Аппарат может быть использован для простейшего процесса электродиализа, например обессоливания воды. Для организации этого процесса весь пакет камер собран из прокладок, изображенных на фиг.8, которые составлены из пары колец 15 и 17 и разделены между собой попеременно катионоактивными и анионоактизными мембранами, и ограничен с торцов электродами и прижимными плитами. При этом во всех четных камерах происходит обессоли- вание, а в нечетных - концентрирование солей. Обессоливаемый и концентрируемый потоки направляются в аппарате согласно схеме. Они могут быть введены в аппарат в разные отверстия одной прижимной плиты и продвигаться в одном направлении, могут быть введены в аппарат с противоположных сторон и продвигаться в нем противотоком в зависимости от энергоемкости процесса.

Другой процесс, для которого может быть использован предлагаемый элекгро- диализатор - это непрерывная электрохимическая регенерация растворе химического меднения. В процессе химического меднения раствор истощается по ионам двухвалентной меди и гидроксила. Предлагаемый электродиализатор позволяет корректировать раствор по выше перечисленным ионам одновременно. Для этого так же, как и в предыдущем процессе электродиализатор ограничивается с торцов прижимными плитами 1. Электролит, содержащий двухвалентные ионы меди, вводится в одно из отверстий прижимной крышки только в камеру, содержащую анод, и покидает ее через другое отверстие этой же крышки, а камера, содержащая анод, выполняется из прокладки, состоящей из пары колец 15 и 16, собранных по варианту (фиг.6 и 7) и ограничивается катионоактив- ной мембраной. Регенерируемый раствор химического меднения вводится в аппарат в одно из отверстий той же крышки и поступает в следующую камеру. Поскольку в ходе электродиализа он должен пройти насквозь и выйти из противоположной прижимной плиты, камеры, через которые проходит этот раствор, оснащаются прокладками, выполненными из двух колец 14, сложенных по варианту фиг.6, и ограничиваются диафрагмами катионоактивной со стороны раствора сернокислой меди и анионоактивной со стороны раствора едкого натра. Раствор щелочи для корректирования по гидрокси- лионам поступает в аппарат с противоположной стороны в незанятый канал. Причем растаор щелочи направляется в аппарате так, чтобы элёктродиализ ионов гид- роксила должен происходить в двух камерах аппарата. Эти камеры выголняются из прокладок по вариантам фиг.8 и 7 (замыкающая).

В общем случае предлагаемая модель аппарата с восьмого каналами допускает ввод до четырех различных растворов, если

для проводимого процесса необходимо их передвижение через аппарат насквозь. Вообще количестзо растворов, проходящих через аппарат, чависит от количества отверстий, выполненных Б его деталях.

3 настоящее время в производстве печатных плат восстановление раствора химического меднения производится посредством вычерпывания части объема рабочего раствора и замены его свежеприготовленным Кроме того, что в процессе постоянно потребляются новые количества реактивов, вычерпанный объем раствора требует дальнейшей утилизации. Использование предлагаемого аппарата, включаемого последовательно с рабочей ванной, позволяет вести процесс в замкнутом цикле, причем необходимость замены раствора в течение длительного времени вообще нет

Использование для этой цели известного аппарата нецелесообразно, так как конструкция его не позволяет произвольно менять направления потоков жидкостей, подвер аемых электродиализу. Предлагаемая конструкция обладает такой возможностью благодаря наличию нескольких вариантов прокладок (фиг.6-8). Это качество особенно важно для аппаратов, исполь- зуемыл в исследовательских целях. Кроме

того, изготовление прокладки со спиральной прорезью для малогабаритного-аппара- та(в настольном исполнении) представляет определенную технологическую трудность. В случае использования аппарата совместно с лабораторным оборудованием для экспериментальных исследований, т.е. для ограниченных объемов растворов, с частой сменой режимов, материалов электродов, сложная конструкция прокладки со спиральной прорезью становится излишней,

Формула изобретения Мнокамерный электрод и ал изатор, включающий электродь. ионообменные мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, расположенные по окружности, образующие при сборке каналы для входа и выхода раствороз и в прокладках дополнительно выполнены отверстия в центре, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения направления потоков и упрощения конструкции, прокладка выполнена в виде двух листов, в одном из которых выполнено коническое отверстие, соединенное широкой частью с отверстием в центре, примыкающее к сплошной поверхности другого листа, а в другом - два конических отверстия, размещенных диаметрально и соединенных широкой частью с отверстием в центре, примыкающих к сплошной поверхности другого листа, и оба листа соединены друг с другом.

Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки электролитов методом электродиализа, в частности к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтр-прессного типа. Целью изобретения является обеспечение возможности направления потоков и упрощение конструкции. Многокамерный электродиализатор содержит электроды, ионообменные мембраны и прокладки, причем в электродах и мембранах по окружности выполнены сквозные отверстия, образующие при сборке каналы для входа и выхода взаимодействующих растворов, причем прокладки мзжду мембранами состоят из двух листов с отверстиями, причем в одном из листов одной прокладки одно отверстие, примыкающее к сплошной поверхности другого кольца выполнено коническим, а в другой прокладке в одном кольце выполнено два диаметрально расположенных конических отверстия, примыкающих к сплошной поверхности другого кольца. 8 ил. fe

/

фие.1

Фиг.1

Фц&З

Фиг А

Фиг 5

Ф№.б

Фт.7