ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР Советский патент 1973 года по МПК B01D61/46 

Данное изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к конструкциям электродиализаторов.

Известен электродиализатор с чередующимися катионо- и анионообменными мембранами. Сборка таких электродиализаторов сложна, так как при этом необходимы дополнительные элементы - рамы и прокладки.

Предложен электродиализатор, мембраны снабжены канавками. При этом канавки могут быть выполнены на обращенных в одну сторону поверхностях мембран во взаимно перпендикулярных направлениях на каждой паре мембран. Кроме того, канавки могут быть расположены на обеих поверхностях только катионо- или только анионообменных мембран во взаимно перпендикулярных направлениях.

На фиг. 1 изображен предложенный электродиализатор, общий вид; на фиг. 2 и 3 - мембраны, снабженные канавками.

Электродиализатор содержит две электродные камеры 1 и 2, между которыми расположен пакет 3 чередующихся анионо- А и катионообменных K мембран. На поверхностях мембран имеются канавки, образующие камеры обессоливания и концентрирования.

Если канавки расположены только на одной из поверхностей каждой мембраны, мембраны в пакет собираются так, как показано на фиг. 2.

Если канавки обоих направлений выполнены в мембранах только одного знака заряда, а обе поверхности мембран другого знака заряда оставлены гладкими, пакет собирается так, как показано на фиг. 3.

В обоих случаях канавки одного направления образуют с гладкой поверхностью соседней мембраны камеры обессоливания, канавки перпендикулярного первому направления - камеры концентрирования.

Все канавки вертикального направления открываются снизу в узкую донную камеру 4 со штуцером 5, а сверху - в камеру 6 со штуцером 7. Аналогичные камеры со штуцерами, но расположенные в передней и задней стенках аппарата, объединяют все канавки горизонтального направления.

Электродные камеры отделены от рабочих ионообменными мембранами: катодная - ка-тионообменной 8; анодная - анионообменной 9. Ионообменные мембраны предохраняют обессоливаемый раствор от загрязнения продуктами электродных реакций. В качестве электродов 10 и 11 могут быть использованы платинированный титан (анод, катод) и нержавеющая сталь (катод). Штуцера 12 и 13 служат для входа, а штуцера 14 и 15 - для выхода раствора, циркулирующего через электродные камеры во время работы аппарата. Электродные камеры и пакет мембран плотно стягиваются болтами.

Подлежащий обессоливанию раствор подается по штуцеру 12 в камеру 4, распределяется по всем вертикальным канавкам, где происходит деионизация, собирается в камере 6 и по штуцеру 7 поступает в приемник.

При отсутствии принудительного протока через камеры концентрирования обогащенный электролитом раствор накапливается в горизонтальных канавках и по соответствующему штуцеру вытекает из аппарата.

Пример 1. Раствор, содержащий 5,8 г/л NaCl, протекает через предлагаемый электродиализатор со скоростью 0,9 л/час. При плотности тока 0,8 а/дм² раствор обессоливается до 1,12 г/л.

Пример 2. Раствор, содержащий 3,6 г/л HCl, протекает со скоростью 0,5 л/час. При плотности тока 0,57 а/дм² раствор обессоливается до 0,36 г/л.

1. Электродиализатор с чередующимися катионо- и анионообменными мембранами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и сборки, мембраны снабжены канавками.

2. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что канавки выполнены с одной стороны мембран во взаимно перпендикулярных направлениях на каждой паре мембран.

3. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что канавки выполнены с обеих сторон только катионо- или только анионообменных мембран во взаимно перпендикулярных направлениях.