Многокамерный электродиализатор Советский патент 1982 года по МПК B01D13/02 

(54) МНОГОКАМЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

Изобретение относится к технике электродиализа, в частности к многокамерным малогабаритным электродиализаторам с внешними распределительными коллекторами, предназначенным для глубокой деминерализации растворов электролитов. Известен многокамерный электродиализатор для глубокой деминерализации растворов в прямоточном режиме, включающий распределительные коллекторы ввода и вывода обессоливаемого раствора, катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и обессоливания, в которых помещены сетки, снабженные по периметру уплотнениями 1. Однако в случае глубокой степени обессоливания в прямоточном режиме при относительно небольшой производительности аппарата требуются непропорционально высокие расходы материалов на электродные камеры, электроды, прижимные плиты. Внешние габариты аппарата ограничивают длину пути обессоливаемого раствора, что делает нецелесообразным применение известной конструкции в прямоточных установках небольшой производительности, например в передвижных, так как для глубокой деминерализации длина пути обессоливаемого раствора должна составлять в зависимости от начального солесодержания 0,5-3 м. Цель изобретения - экономия материалов на изготовления деталей электродиализатора за счет снижения его габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в многокамерном электродиализаторе для глубокой деминерализации растворов в прямоточном режиме, включающем распределительные коллекторы ввода и вывода обессоливаемого раствора, катионообменные и анионообменные мембраны; образующие камеры концентрирования и обессоливания, в которых помещены сетки, снабженные по периметру уплотнениями объединенные в секции уплотнение сетки крайней в секции камеры концентрирования соединено поочередно со стенкой коллектора ввода и коллектора вывода обессоливаемого раствора. На чертеже изображен предлагаемый электродиализатор, разрез. Электродиализатор состоит из чередующихся катионообменных 1 и анионообменных 2 мембран, чередующихся камер 3 обессоливания и камер 4 концентрирования с сетчатой прокладкой 5, внещних распределительных коллекторов б ввода со штуцерами 7 и внешних распределительных коллекторов 8 вывода без штуцеров, электродных камер 9. Сетчатая прокладка 5 камеры 4 концентрирования имеет уплотнения 10, не выступающие за габариты мембранного пакета и уплотнения 11, соединенные со стенкой коллектора (уплотнительные полосы камер обессоливания на чертеже показаны. Сетчатая прокладка 5 составляет единое целое с уплотнительными полосами 10 и 11.

Несколько камер 3 обессоливания, гидравлически соединенных параллельно, образуют секции а-а, б-б, в-в камер обессоливания.

Раствор электролита, подлежащий деминерализации, через штуцер 7 внешнего распределительного коллектора 6 ввода подается в секцию а-а камер обессоливания. Уплотнение 11 камеры 4 концентрирования, выступая за габариты мембранного пакета, отделяет первую секцию а-а камер обессоливания от остальных камер б-б и в-в. Выход первой секции а-а камер обессоливания соединяется гидравлически последовательно с входом второй секции б-б камер обессоливания внешним распределительным коллектором 8. Уплотнения 11 камеры 4 концентрирования отделяет третью секцию в-в камер обессоливания от остальных камер. Внешний распределительный коллектор 8 соединяет гидравлически последовательно

0,65 2бО,07,1

Известный

0,5

35,0 20,0

Предлагае0,65 260,07,0 мый

0,5

35,0 20,0

выход второй секции б-б камер обессоливания с входом третьей секции в-в. Через штуцер 7 внешнего распределительного коллек-. тора 6 обессоленный раствор выводится из электродиализатора.

Таким образом, длина пути обессоливаемого раствора увеличивается в три раза при сохранении длины камер обессоливания. Это позволяет повысить степень деминерализации обрабатываемых растворов. Масса электро диализатор а уменьшается за счет облегчения прижимных плит, что обусловлено сокрашением длины уплотнения; уменьшается площадь электродов, что позволяет осуществлять экономию металлов платиновой группы на покрытие анода.

В лабораторных условиях были проведены испытания предлагаемого электродиализатора для случая предельной деминерализации с межмембранным заполнением смеси ионообменных смол.

В таблице дано сравнение электродиализаторов с межмембранным заполнением камер обессоливания смесью катионо- и анионообменных смол, в одном из которых необходимая длина пути раствора в камерах обессоливания достигалась применением длинных камер обессоливания с параллельным гидравлическим соединением, в другом электродиализаторе необходимая длина пути достигалась путем последовательного гидравлического соединения секций камер обессоливания.

16,2 800x200 1000 X 250

0,3 0,1

7,k 200 200 200

300

0,3

0,1

Из таблицы видно, что применение предлагаемой конструкции электродиализатора позволяет уменьшить габариты и массу аппарата при сохранении заданной производительности и степени деминерализации, а также значительно сокращается расход благородных металлов на покрытие анода.

Формула изобретения

Многокамерный электродиализатор для глубокой деминерализации растворов в пряг моточном режиме, включающий распределительные коллекторы ввода и вывода обессоливаемого раствора, катионообменные и

////////Ж///////Л

/ гА УЛ..

.

,.Vvy

Ч / У У У УУЧУ Ч У УУУ

( У у .

Л-Х уууууу у VV УА.У

(gglXyW X XX уУуу.у%.утбд

УЛ. У ЛЛ.Л./У/У УЛ.УЧУУУ

ggyy/ N У У7 / Л УУКХХ $ Х 9$г5Д

/

.

j

У///}//Л ////////Л

анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и обессоливания, в которых помещены сетки, снабженные по периметру уплотнителями объединенные в секции отличающийся тем, что, с целью экономии материалов на изготовление деталей электродиализатора за счет снижения его габаритов, уплотнение сетки крайней в секции камеры концентрирования соединено поочередно со стенкой коллектора ввода и коллектора вывода обессоливаемого раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гребенюк В. Д. Электродиализ Киев, «Техника, 1976, с. 63.

1

д

т