Электродиализатор Советский патент 1991 года по МПК B01D61/42 

Изобретение относится к электродиализу, в частности к применению этого метода для деминерализации воды

Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение производительности

На фиг.1 изображен расчлененный электродиализатор; на фиг.2 - скрученная лента-сепаратор.

Электродиализатор содержит катодную 1 и анодную 2 камеры, снабженные штуцерами 3 для ввода промывочной жидкости и штуцерами 4 для ее вывода, электроды 5 с токоподводами 6. Между электродными камерами находятся катионитовые 7 и анио- нитовые 8 мембраны, рамки камер 9 обессоливания и камер 10 концентрирования, внутри которых помещены параллельно друг другу в один ряд скрученные ленты-сепараторы, выполненные из анио- нообменной 11 и катионообменной 12 смолы. Устройство снабжено штуцерами и каналами для ввода t3 и вывода 14 обессоливаемого раствора, а также штуцерами и каналами для ввода 15 и вывода 16 концентрируемого раствора.

Электродиализатор работает следующим образом.

Через все камеры с помощью штуцеров и каналов пропускают растворы электролита На электроды подают постоянное электрическое напряжение При этом ионы из камер обессоливания переходят в камеры концентрирования. Винтообразная форма сепараторов обеспечивает перемешивание растворов, а высокая электропроводность материала сепараторов обеспечивает низкое электрическое сопротивление электродиализатора. Развитая поверхность ионообменного материала в камерах обессоливания позволяет использовать высокую силу тока. Поочередное расположение кати- онитовых и анионитовых лент предотвращает локальные изменения величины рН раствора в камерах обессоливания

Использование изобретения позволит снижать энергозатраты на процесс электродиализа по крайней мере на 25 30% поскольку на такую величину инертные сепараторы повышают электрическое сопротивление аппарата. Если же удельная электропроводность раствора меньше, чем удельная электропроводность ионообменного материала лент-сепараторов (а это условие на практике почти всегда

О

о

N СО

ел ы

выполняется, по крайней мере, в камерах обессопивания), то использование таких сепараторов приводит к дополнительному снижению электрического сопротивления аппарата и, следовательно, еще сокращает энергозатраты.

Поскольку сепараторы изготовлены из материала, сходного с материалом мембраны, и находятся в контакте с последними, происходят увеличение реальной активной рабочей поверхности раздела ионит-рас- твор и снижение реальной плотности тока. Это позволяет увеличивать силу тока и, следовательно, производительность электродиализатора без достижения предельных диффузионных условий. Простой расчет показывает, что при плотной укладке скручен- ных лент реальная поверхность ионообменного материала каждого знака заряда противоионов возрастает в 1,5-2,5 раза в зависимости от степени скрученности. На эту же величину возрастает и возможная производительность аппарата. Если же силу тока в предлагаемом аппарате оставлять на первоначальном уровне, то производительность все равно несколько

5

0

5

возрастает за счет повышения выхода по току,- вызванного сокращением реальной плотности тока. В этом случае за счет более высокого выхода по току еще снизятся и удельные затраты энергии.

Другим преимуществом предлагаемого электродиализатора являеться возможность увеличения степени обессоливания вплоть до получения ультрачистой воды,

Формула изобретения

1.Электродиализатор, включающий электроды, между которыми помещены рамки, катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры с размещенными в них сепараторами,выполненными в виде скрученных лент, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения производительности, скрученные ленты выполнены из ионообменного материала.

2.Электродиализатор по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что скрученные ленты из катионита и анионита расположены поочередно.

Изобретение относится к электродиализной деминерализации воды. Изобретение позволяет сокращать расход электроэнергии и увеличивать производительность электродиализатора, содержащего сепараторы в виде скрученных лент. Указанные сепараторы изготавливают из ионообменного материала и располагают в камерах параллельно, чередуя ленты из катионо - и анионообменного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

О

75

Г57 -б

Фие.1

Ч

Фие.2