Электродиализатор фильтр-прессного типа Советский патент 1993 года по МПК B01D61/44 

Изобретение относится к электрохимической технологии, в частности к устройствам, используемым для деминерализации растворов электролитов методом электродиализа, и может быть использовано в энергетической, химической; металлургической и молочной отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение степени обессоливания за счет устранения перетоков рабочих растворов напрямую

от входного к выходному каналу и экранирования площади мембран стенками спиралевидных каналов.

На фиг. 2 схематично представлен электродиализатор; на фиг. 2 - прокладка, снабженная подложками.

Многокамерный электродиализатор фильтр-прессного типа содержит прижимные плиты 1 и 2 со встроенными электродами 3, между которыми расположены через

прокладки А ионообменные мембраны 5. В каждой прокладке 4 выполнена спиралевидная прорезь 6 Стенки прорезей 6 прокладок 4 с ионообменными мембранами 5 образуют рабочие и приэлектродные камеры. В прижимных плитах 1 и 2 и ионоселективных мембранах 5 выполнены отверстия 7-10 и 11-14, и в прокладках 4 - отверстия 15-18 и 19-22, образующие при сборке электродиализатора тракты для входа и выхода рабочих растворов. Отверстия 7-10, 15-18 расположены по окружности в центре и служат для входа раствора в рабочие и приэлектродные камеры, а отверстия 11-14 и 19-22, расположенные по окружности на периферии, служат для выхода рабочего раствора из рабочих и приэлектродных камер.

Отверстия 1.5 и 19 прокладок 4 соединены со спиралевидным каналом б распределительными щелями 23. Спиралевидный канал 6 прокладок 4 образован концентра ческими кольцевыми прорезями 24, последовательно соединенными друг с другом переходными участками 25. При этом каждая последующая от входа раствора прорезь в сравнении с предыдущей прорезью имеет меньшую ширину, таким образом поперечное сечение спиралевидного канала 6 на выходе меньше, чем на входе. Каждая прокладка4 снабжена подложками 26, количество которых соответствует количеству трактов, и расположенных под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими эти тракты. Одна из подложек 26 перекрывает переходные участки 25, а остальные подложки снабжены выступами 27 обтекаемой формы, размещенными в прорези спиралевидного канала 6. Толщина подложек с выступами 27 и подложки с переходными участками 25 равна толщине прокладки 4. В электродиализаторе смежные прокладки, образующие гидравлически изолированные рабочие камеры (обессоливания и концентрирования), повернуты одна относительно другой вокруг оси и установлены таким образом, чтоб выступы на подложках одной прокладки являются опорами для подложки переходных участков другой прокладки, что исключает перетоки растворов между камерами в процессе работы злектродиализатора.

Электродиализатор работает следующим образом.

Рабочие растворы подаются отдельными потоками в рабочие и приэлектродные

камеры. При наложении на электроды 3 постоянного напряжения осуществляется перенос катионов к катоду, а анионов - к аноду. Благодаря тому, что ионообменные мембраны проницаемы для ионов только одного знака, в камерах обессоливания происходит удаление солей из рабочего раствора, а в камерах концентрирования - их накопление.

При движении рабочего раствори по спиралевидному каналу 6, за счет сужения каждой последующей кольцевой концентрической прорези его образующей по отнотению к предыдущей, скорость течения раствора возрастает от входа к выходу, что приводит к повышению турбулизации потокам снижению поляризации ионообменных мембран 5 на выходном участке спиралевидного канала 6 и увеличению предельной плотности тока.

Спиральный канал в каждой прокладке образован концентрическими кольцевыми прорезями, соединенными переходными

участками 25, что обеспечивает совпадение стенок каналов двух смежных прокладок при повороте мх относительно друг друга в процессе сборки аппарата. Для уплотнения зоны переходного участка 25 выполнены

подложки 26. При этом переходной участок на прокладке с одной стороны прикрыт собственной подложкой, а с другой (в собранном аппарате) - подложкой повернутой прокладки. Так как количество поворотов

прокладок и угол поворота каждой смежной прокладки соответствует углу между отверстиями 15, 16, 17, 18, образующими тракты для входа и выхода рабочих растворов, то и подложки расположены под этими углами.

Выступы 27 на подложках обеспечивают опору для стенок каналов на переходных участках 25,

Таким образом, расположение подло- жек под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими тракты для входа и выхода рабочих растворов, обусловлено необходимостью надежного уплотнения прокладок в зоне переходных участков и трактов, гарантированного направления потока раствора по спиральному каналу прокладки и предотвращения перетоков раствора, что в конечном счете обеспечивает повышение степени обессоливания.

Формула изобретения

Электродиализатор фильтр-прессного типа, включающий электроды, между которыми размещены чередующиеся прокладки и ионообменные мембраны, в каждой прокладке выполнена спиралевидная прорезь, а в мембранах и прокладках - отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в центре и на периферии, образующие при сборке тракты для входа и выхода рабочих растворов, при этом одно из центральных и одно из периферийных отверстий каждой прокладки соединено со спиралевидной прорезью,отличающийся тем, что, с целью повышения степени обессоли- вания, спиралевидная прорезь выполнена в

виде концентрических кольцевых прорезей, соединенных между собой переходными участками, и каждая последующая от входа раствора кольцевая прорезь выполнена меньшей ширины, каждая прокладка снабжена подложками, одна из которых перекрывает переходные участки, а другие выполнены с выступами и расположены под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими при сборке тракты для рабочих растворов, все подложки установлены на прокладках с одной и той же стороны, и смежные прокладки установлены s электродиализаторе таким образом, что выступы на подложках одной прокладки являются опорами.для подложек переходных участков другой прокладки.

Mtvjr щ

Изобретение относится к деминерэли- зации растворов электролитов и может найти . применение в пищевой промышленности, в частности для обессо- ливания молочной сыворотки, а также может быть использовано в других отраслях промышленности. Электродиализатор включает электроды, между которыми через прокладки установлены ионообменные мембраны. При этом в каждой прокладке выполнен спиралевидный канал в мембранах и прокладках - отверстия, расположенные по концентрическим окружностям в центре и на периферии, образующие при сборке тракты для входа и выхода рабочих растворов, причем одно из центральных и одно из периферийных отверстий соединены со спиралевидным каналом. Спиралевидный канал в каждой прокладке образован концентрическими кольцевыми прорезями, соединенными между собой переходными участками. Каждая последующая от входа раствора кольцевая прорезь выполнена меньшей ширины: Каждая прокладка снабжена подложками, одна из которых размещена под переходными участками, а другие снабжены выступами и расположены под углами, равными величине центральных углов между отверстиями, образующими при сборке тракты для рабочих растворов, при этом смежные прокладки установлены в электродиализаторе таким образом, что выступы на подложках одного тракта являются опорами для подложек переходных участков другого тракта. 2 ил.. ел С XI Ю СО Ч N о со