МНОГОКАМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР Советский патент 1971 года по МПК B01D61/50 

Изобретение относится к конструкциям многокамерных электродиализаторов с ионитовыми мембранами, применяемыми для очистки растворов, суспензий и пульп, электролитов и неэлектролитов и т. д. Оно может быть использовано в химической промышленности, па предприятиях цветной и черной металлургии, а также в смежных отраслях производства.

Известен многокамерный электродпализатор, в котором основным рабочим элементом является пакет, собранный из чередуюпдихся анионитовых и катионитовых мембран. Между ними в рассольных и обессоливающих камерах помещены уплотнительные рамки, обеспечивающие уплотнение мембран по краям при сжатии пакета. Пространство между мембранами, ограниченное уплотнительной рамкой, является рабочей камерой. Для предотвращения соприкосновения мембран в рабочие камеры помещены сепараторы лабиринтного или сетчатого типа. Сепараторы могут выполняться заодно с уплотиительными рамками. В этом случае они называются сепараторными прокладкал1и, которые уплотняют мембраны по краям и одновременно предотвращают их соприкасание в рабочей камере. В сепараторных прокладках и мембранах имеются совпадающие отверстия, образующие при сборке пакета тракты для ввода и вывода

растворов из камер электродиализатора. Концентрирующие (рассольные) и обессоливающие (диализатные) камеры соединены каналами в сепараторных прокладках соответственно с трактами рассола и диализата. Для обеспечения плотного прижатия мембран к прокладкам, что необходимо для предотвращения перетоков между диализатом и рассолом, каналы выполняются узкими, с малым поперечным сечением. Однако в указанной конструкции электродиализатора путь движения растворов и малое поперечное сечение каналов, соединяющих рабочие камеры с трактами, обусловливают подачу растворов

под большим давлением, что увеличивает энергетические затраты и предъявляет повышенные требования к механической прочности мембран и других элементов. В результате засорения камер и каналов с последующим нарушением процесса невозмол на переработка загрязненных растворов, особенно суспензий и пульп. Кроме того, наружные стенки пакета всегда влажные вследствие недостаточной герметичиости, что усложняет условия эксилуатации с точки зрения техники безопасности и промышленной санитарии.

ныи пакет помещен в , ооеспечнвающий прямоточное движение продукта в обессоливающих камерах. Для обеспечения герметнчноети рассольных камер верхние и нижние стороны анионнтовых и катионитовых мембран сварены нлн склеены, а боковые стороны сжаты уплотннте.тьными э;1ел1снта 1и. С целью нредотвращения зибпвяияк пакета в сепараторных прокладках обессоливающих камер выполнены сквозные каналы, обесиечивающне прямоточное движение обессоливаемого нродукта.

На фиг. 1 показан электроднализатор, нродольный разрез; на фиг. 2 - элементы пакета ионитовых мембран; на фиг. 3 - рассольный тракт в сборке; на фиг. 4 - сенаратор в сборке; на фиг. 5 - сенаратор, выполненный в виде одной детали.

Электродиалнзатор состоит из корпуса /, внутри которого установлен пакет нонитовых мембран 2, сжатых между электродными плитами 3. В крышке 4 корпуса / имеется патрубок 5, расположенный над приемным устройством 6. Последнее отделено от внутреннего нроетранства корнуса контрольной сеткой 7. В нижней части корпуса находится пат зубок 8 с регулируемым отверстием. На верхних торнах электродных плит смонтированы устройства 9 для подвода напряжепия к электродам W. На нижних торнах расположены натрубки для рассола и электродного раствора.

В пакете катионитовые и анионнтовые мембраны 11 ионарно скреплены (склеены, сварены и т. п.) с нескольких сторон, например сверху 12 и снизу 13 соответственно позиции 11 и 12. Нескрепленные стороны (боковые) сжимаются унлотнительными иланками.

В рассольных камерах помещены сенараторные прокладки 14 и уплот ительные шайбы 15 с каналами 16 для рассола. В обессоливающих камерах имеются унлотнительные кольца /7. В мембранах, в уилотнительных щайбах и унлотпительиых кольцах расположены одинаковые отверстия 18, которые при сборке, совмещаясь, образуют рассольный тракт.

В обессоливающие камеры вставлены сенараторы, которые изготовлены (см. фиг. 4) из продольных 19 и понеречных 20 илаиок со сквозными каналами 21 либо выполнены в виде одной детали (см. фиг. 5) с уплотиительными нланками 22 литьем, щтамповкой, сваркой и т. п. Сквозные каналы в сепараторах располо}кены по всей ширине обессоливающих камер. Носкольку продольные и по перечные планки не предназначены для -уплогнення и не несут механических ;;- грузок, сквозные каналы в иих выполняются с увеличенным сечением, что позволяет протекать обессоливаемому продукту через накет мембраи с незначительной потерей наиора.

Электроднализатор работает следующим образом.

Обессоливаемый раствор иодается через патрубок 5 крышки корпуса п через сетку 7 поступает в верхнюю часть аппарата. Нроходя прямол1И1ейпо через обессоливающие камеры

пакета мембран, обессоленный раствор удаляется через нижний патрубок. Рассол подается через один из патрубков на торце плиты 3 и, иройдя рассольные камеры, выводится через другой иатрубок. Уровень обессоливаемого раствора в аппарате поддерживается выще верхнего края иакета мембран, с целью создания избытка давления со стороны обессоливающих камер по отношению к рассольным и электродным. Нри нодаче напряжения

постоянного тока на электроды происходит электронеренос электролита из обессоливающих камер в рассольные.

Исиользоваиие предлагаемого электродиализатора позволит применить процесс электроднализа без нредварительной очистки для переработки загрязненных растворов, суснензий и иульп, являющихся типичными промежуточными и сбросными продуктами в гндрометаллургических процессах, обогащении, в

цветпой п черной металлургии.

Н р ед м е т изобретения

1.Многокамерный электродиализатор с пакетом чередующихся анионитных и катионитовых мембран, сепараторными прокладками, уплотняющими мембраиы ио краям и предотвращающие их еоирикасание в камерах, и электродами в крайних камерах, отличающийся тем, что, с целью изолирования пакета мембран от окружающего пространства и обеснечення переработки загрязненных растворов,

суснензнй и пульп, указанный накет помещен в корпус, обеснечивающий прямоточное движение продукта в обессоливающих камерах.

2.Электродиализатор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения герметичности рассольных камер, верхние и нижние стороны аиионитовых и катионитовых мембран сварены или склеены, а боковые стороны сжаты унлотнительными элементами.

3.Электродиализатор по нп. I и 2, отличающийся тем, что, с целью предотвращения забивания пакета, в сепараторных прокладках обессоливающих камер выполнены сквозные каналы, обеспечивающие прямоточное движение обессоливаемого продукта.

1 Обессоленный npodt/f(m . /

12

Фиг 3

20

гз го

vmr-yn