Электродиализатор Советский патент 1976 года по МПК B01D61/46 C02F1/469 

1

Изобретение относится к аппаратам, используемым в процессе обессоливания и концентрирования растворов методом электроди- ализа.

Известен электродиализатор для обессоли ванкя и концентрирования растворов и с дилюатными и рассольными камерами, образованными параллельно расположенными ионообменными мембранами и размещенными между ними поочередно дилюатными и рассольными корпусными рамкам1 прокладками, снабженными распределительными перегородками

Опресняемая жидкость течет от периферии к центру рамки-про кладки с изменением скорости движения. Градиент скорости течения обратно пропорционален концентрации опресненного раствора при постоянном напряжении на электродиализаторе.

Электродиализатор снабжен питающим каналом и каналами для вывода дилюата и рассола, размещенными в корпусных рамкахпрокладках и в мембранах.

Недостатками известного электродиализа- тора являются: сложный гидродинами-ческий режим работы аппарата, низкая степень ис-

пользования ионообменных мембран из-за наличия сложной системы перегородок в рамках-прокладках, сложность герметизации и обслуживания аппаратов.

Отличительной особенностью предлагаемого электродиализатора является то, что корпусные рамки-прокладки выполнены квадратными, распределительные перегородки расположены в рамках-прокладках по диагоналям квадрата, питающий канал - в центральной части корпусных рамок-прокладок и мембран, а четыре канала для вывода рассола - в углах корпусных рамок-прокладок и мембран, при этом каналами вывода дилюата служит перфорация, выполненная по периметру дилюатных корпусных рамокпрокладок.

Дилюатные камеры аппарата могут быть заполнены ионообменными материалами, например гранулированными ионитами, ионообменной ватой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый электродиализатор, обыСий вид; на фиг. 2 - схема сборки аппарата; на фиг. 3 - дилюатная корпусная рамка-прокладка, вид спереди. на фиг. 4 - разрез по А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение по Б-Б на фиг. 3; на фиг. рассольная корпусная рамка-прокладка, вид спереди; на фиг. 7 - ионитовая мембрана, вид спереди, на фиг. 8 - приэлектродная и буферная рамка-прокладка, две проекции. Электродиапизатор состоит из набора чередующихся между собой катионитовых 1 и анионитовых 2 мембран с расположенным между ними дилюатными 3 и рассольными корпусными рамками-прокладками, также че редующимися между собой. Внутренние полости рамок-прокладок,зак рытые с обеих сторон мембранами, являются дилюатными и рассольными камерами (ячейками). Дилюатные ячейки заполняются ионообменной смолой. Набор мембран с прокладками - пакет собирается на столе 5 и верхней нажимной плитой 6 сжимается с помощью стяжных винтов 7 и болтов 8. Между пакетами и нажимными плитами поставлены электроды 9, изолированные от последних изоляционными прокладками 10. Между крайними мембранами и электродами зажаты по две отделенные друг от друга мембраной 11, например, из пористой пластмассы прокладки 12 , образующи приэлектродные и буферные камеры. Пакет закрыт пластмассовым (или стал ным с внутренним антикоррозийным диэлектрическим покрытием) кожухом 13, являющимся емкостью, куда сливается обессолен ный раствор из дилюатных ячеек. Кожух через уплотняющие прокладки крепится на столе. Рамки-прокладки имеют квадратную фор му, расположенные по диагонали перемычки делят прокладку на четыре равные част рабочие зоны. Каждая прокладка имеет по одному центральному отверстию 14 и по четыре отверстия 15 меньщего диаметра, расположенные в углах. Такие же отверстия имеются в мембранах. При сборке пакета эти отверстия совпадают, образуя каналы по всей высоте пакета. Центральный питающий канал через радиальные сверления 16 в дилюатных рамках-прокладках 3 сообщается с дилюатным камерами. Дилюат отводится из камер через периферийные отверстия 17 Четыре канала для вывода рассола, расположенные в углах корпусных рамок 3 и 4 и мембран 1 и 2, сообщаются с соответствующими камерами электродиализатора через щелевые каналы 18 и 19. С преэлектродными и буферными камерами центральный питающий канал сообщается через радиальные сверления в приэектродных и буферных рамках-прокладках 12. Электродиализатор работает следуюим образом. Исходный раствор (исходная вода) поступает в центральный канал и через радиальные сверления 16 и щелевые каналы 18 попадает в дилюатные ячейки и приэлектрод-ные камеры. Обессоленный в дилюатных ячейках раствор через периферийные отверстия 17 рамки-прокладки 3 поступает внутрь кожуха 13 и свободно отводится из электродиализатора. Полученный в результате электроосмотического переноса концентрированный раствор солей через щелевые каналы 18 рассольных рамок-прокладок 4 поступает в четыре вертикальных канала, образованных отверстиями 15, и отводится из электродиализатора. Промывка электродов 9 и заполнение буферных камер осуществляется исходным раствором. Поступающий в эти камеры из центрального канала исходный раствор отводится через щелевые каналы 19 в каналы рассольного тракта. Предложенный аппарат обеспечивает высокий коэффициент (более 8О%) использования мембран. Степень перфорации корпусной рамки составляет до 50% от площади рабочей зоны в наибольщем сечении, что обеспечивает безнапорный отвод обработанной жидкости. Рабочая зона аппарата имеет вид треугольника, что создает благоприятные гидродинамические условия для движения жидкости при заполненных рабочих зонах (ячейках)ионообменными материалами. В предложенном электродиализаторе нет мертвых зон, отсутствует напорная рас. сольная система с насосом. Рассол отводится из рассольных ячеек за счет электроосмотического давления. Формула изобретения 1. Электродиализатор для обессоливания и- концентрирования растворов с дилюатными и рассольными камерами, образованными параллельно расположенными ионообменными мембранами с размещенными между ними поочередно дилюатными и рассольными корпусными рамками-прокладками, снабженными распределительными перегородками и с размещенными в мембранах и корпусных рамкахпрокладках питающим каналом и каналами для вывода дилюата и рассола, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности конструкции, улучшения гидродинамического режима работы аппарата и повышениякоэффициентаиспользованиямембран, корпусные рамки-прокладки выполнены квадратными, распределительные перегородки расположены в рамках-прокладках по диагоналям квадрата, питающий канал - в центральной части корпусных рамок-прокладок и мембран а четыре канала для вывода рассола - в углах корпусных рамок-прокладок и мембран,

Рассол и промы§при этом каналами для вывода дилюата служит перфорация, выполненная по периметру диалюатных корпусных рамок-прокладок,

2. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что дилюатные камеры заполнены ионообменными материалами, например гранулированными ионитами, ионообменной ватой .

pacmeoff

15

t( -А

т

9 f6 i6

т

17

Фиг Л

в-в

77fys

Фиг. 5

15

/5

И

U

-iS