Электродиализатор Советский патент 1981 года по МПК B01D61/46 C02F1/469 

Изобретение относится к электрохимии, в частности, к процессам выделения ионов из электролитов и мож быть использовано в химической промышленности, например, для деминерализации воды. Известен ряд устройств для элект рохимической, деминерализации воды, например, электродиализаторы и обратноосмотические аппараты. Указанные аппараты относятся к мембранным электрохимическим устройствам для очистки солевых растворов. Суть эти устройств заключена в том, что под действием электрического поля или перепада давления с помощью ионоселективных или полупроницаемлх мембран из солевых растворов выделяют ионы-растворимых солей. Мембраны из гото%ляются промышленным способом на основе ионообменных- смол или специальных полимерных Мч1териалов Недостатком электрохимических ап паратов является уязвимость и ненадежность в работе узла ионитовых ме ран в связи со сложными условиями их работы. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки воды электродиализом. Электродиализатор, содержащий кор- пус, две ионопроницаелале перегородки и электроды работает следующим образом.i При наложении постоянного электрического поля жидЬость, находящаяся между двумя ионоселективвьаш катионитовой и анионитовОй мембранами, опресняется. Опреснение жидкости происходит потому, что под действием электрического поля движение ионов, приобретает строго направленный характер вследствие того,, что катионитовая мембрана, расположенная у катода, пропускает только катионы и не Пропускает анионы, а анионитовая мембрана, расположенная у анода, пропускает только анионы и не.пропускает катионы. В результате ионы растворенных солей выходят из промежутка между мембранами, что приводит к деминерализации солевого раствора 2. Недостатком данного устройства является то, что применяемые ионоселективные мембраны ухудшают свои физико-химические и механические свой,ства при изменении температуры очищаемой жидкости от 12 до . Особенно эти свойства ухудшаются при температурах свыше , в то время как некоторые технологические процессы, например, в сахарной промышленности, необходимо проводить при . Также следует отметить, что при практической эксплуатации ионитовых мембран возникает .необходимост в их периодической регенерации с помощью концентрованных растворов кислот и щелочей с целью удаления сорбированных красителей и коллоиднодисперсных примесей. Указанные недостатки объясняются тем, что,основу : ионитовых мембран составляют смолы, электрохимические свойства которых ;зависят от указанных ранее факторов, что значительно снижает производителность аппаратов.

Цель изобретения - повышение производительности электродиализатора.

Указанная цель достигается тем, что ионопроницаемые перегородки выполнены в виде сетки из электропроводного материала, покрытого изоляцией, и подсоединены к разноименным полюсам автономного источника постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Очищаемый раствор, проходя между ДВУМЯ такими ионопроницаемыми перегородками, опресняется. Процесс очистки проводят при одновременной подаче напряженности на электроды и разноименных электрических потенциалов на,, каркасы сеток. При подаче положительного электрического потенциала на каркас сетки последняя выполняет функцию анионитовой перегородки, а при подаче на каркас сетки отрицательного потенциала последняя выполняет функцию катионитовой мембраЗы.

П р и м е р. В трехкамерном лабораторном диализаторе с размерами рабочей камеры 47x25x10 мм и расстоянием между электродагии 20 мм установлены сетки, сплетенные из медной проволоки, покЕитой изоляцией. В рабочую камеру заливают раствор NaCI концентрацией 6 г/л. Одновременно с подачей напряжения на электроды электродиализатора от источника пбстоянного напряжения типа ВСА-4 на металлический каркас сетки, стоящей первой от анода, подается положительный потенциал, на каркас следующей за ней сетки - отрицательный. Раствор вьвдер |(ивается в рабочей камере в течение определенного времени при По истечении заданного времени определяются концентрация раствора, находившегося в рабочей камере. Измерение тока, проходящего через очищаемую жидкость, и величины напряжения на электродах электродиализатора проврдят в зависимости от времени процесса очистки миллиамперметром Э-513

ивольтметром Д 567 при постоянных потенциалах на металлических каркасах сетки. Зависимость величины тока, проходящего через очищаемую жидкость, и солесодержания раствора от времени нахождения последнего в рабочей камере при различных потенциалах на сетках приведена в таблице. Для сравнения проведен эксперимент при использовании в этом же электродиализаторе ионитовых мембран МК-40 и МА-40. Продолжение таблицьд Сетки, подается потенциал и -200 В Сетки, подается потенциал О В Как видно из таблицы, уже при электрических потенциалах 100 В, по данйых на сетки, эффект очистки при использовании предлагаемого изобретения не уступает эффекту очистки с применением используемых в настояще время на практике ионитовых мембран МК-40 и МА-40. С увеличением потенциалов , подавае1«алх на сетки, эффект очистки наступает быстрее, чем с применением ионитовых мембран. Если на сетки, электрический потенциал не подается, эффект очистки не наблюдается. Как видно из таблицы, эффективность очистки с применением-предлагаемого устройства по времени на 32% вьвие, чем с приме1}ением ионитовых мембран МК-40 и МА-40. Это соответствует эффективному увеличению площади мембран на 32%, что позволяет повысить производительность аппарата при неизменных размерах его рабочей камера. Формула изобретения Электродиализатор, содержащий корпус, две ионопроницаемые перегородки и электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения его производительности, ионопроницаемые перегородки выполнены в виде сетки из электропроводного материала, покрытого изол-яцией, и подсоединены к разноименным полюсам автономного источника постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гребенюк В.Д. Электродйализ. Киев, Техника, 1976. 2.Слесаренко В.Н. Современные методы опреснения морских и соленых вод. М., Энергия 1973, с. 104105 (прототип) .