Электродиализатор Советский патент 1982 года по МПК B01D13/02 

(54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

1

Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей и может быть использовано в процессах водоподготовки, очистки сточных вод предприятий химической промышленности, цветной и черной металлургии.

Известен электродиализатор, включающий вертикально расположенные рамки-прокладки, между которыми помещены чередующиеся катионообменйые и анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, причем нижняя сторона рамок-прокладок камеры концентрирования выполнена с больщей высотой, чем Нижняя сторона рамок-прокладок камер обессоливания, и с щелевыми пазами, выходящими за пределы кромок мембран и прокладок камер обессоливания 1.

Недостатком известной конструкции является повышенный расход электроэнергии за счет образования воздущных пробок в камерах концентрирования. Причины, вызывающие отмеченный недостаток, состоят в следующем. В камерах обессоливания и концентрирования мембраны расположены параллельно. В первоначальный момент все камеры заполнены воздухом. При включении

насосов тракта обессативания воздух из камер обессоливания уносится потоком раствора. Мембраны под воздействием сил давления на них со стороны камер обессоливания частично соприкасаются. Однако в

5 верхней и нижней частях камера концентрирования воздух остается неудаленным. При поданном на электродиализатор напряжении происходит перенос ионов и молекул воды через те части поверхности мемб Q ран, которые находятся во взаимном соприкосновении. Камеры концентрирования постепенно заполняются перенесенным раствором, а соприкасающиеся участки мембран разжимаются тем же раствором. В начальный момент, при разжатии мембран, воздух из нижней части камер концентрирования попадает в их верхнюю часть, образуя там воздушную пробку. Удалить образовавщуюся воздушную пробку в данной конструкции не представляется возможным.

Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии за счет устранения воздушных пробок в камерах концентрирования. Поставленная цель достигается тем, что в электродиализаторе, включающем вертикально расположенные рамки-прокладки.

между которыми помещены чередующиеся катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, в верхней части торцовой стенки рамок-прокладок камер концентрирования выполнены прорези, и рамки-прокладки камер обессоливания, со стороны нрорезей, выполнены выступающнми за пределы рамок-прокладок камер копцептрировапия и мембран.

Ма фиг. 1 изображен электродиализатор, общий вид; на фиг. 2 - вид на электродиализатор со стороны рамки- ирокладKii камеры концентрирования при снятом электроде; на фиг. 3 - разрез А-А на (j)Hi. 2.

Электродиалнзатор состоит из чередующихся ра.мок-прокладок 1 камер обессоливания и рамок-нрокладок 2 камер концентрнрова1Н1я. Соседние рамки-прокладки отде. одна от другой ионитовыми мембранами 3. Пакет из чередующихся рамок-прокладок 1 и 2 и ионитовых мембран 3 уплотнен между электродами 4. В нижней части рамок-нрокладок 2 камер концентрирования вьи1о;1нены щелевые каналы 5 для вывода ск{)|щентрированного раствора, а в верхней масти тех же рамок-прокладок выполнены сквозные каналы 6 для выхода воздуха и избытка раствора. Площадь проходного ,:ечсния н елевых каналов 5 рассчитывается таким образо.м, чтобы в рабочем режиме 6i)i.i создан небольщой гидравлический напор в камерах концентрирования, обеспечиваюниш занолнение этих ка.мер раствором. В рамках-нрокладках 1 и 2 и мембранах 3 нродела1н 1 сквознь е соосные отверстия 7 и 8, образующие при сборке внутренние распределительные каналы 9 тракта обессоливания. Подача и отвод обессоливаемого раствора в камеры обессоливания и из них 6суи1ествляется через щелевые каналы, связываюише отверстия 7 и 8 с камерами обессоливания. Боковая часть рамок-прокладок 1 со стороны щелевых каналов 6 рамок-прокладок 2 выступает за габарит рамок-прок;1адок 2 и .мембран 3. Выступающие части рамок-нрокладок 1 образуют при сборке элсктродиализатора желоба для стока сконцентрированного раствора. Подача и отвод обессоливаемого раствора осуществляется через щтуцер 10. Для сбора сконцентрированного раствора предусмотрен поддон 11.

Электродиализатор работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды 4 начинается перенос раствора через ионитовые .мембраны 3 из камер обессоливания в камеры концентрирования. Сконцентрированный раствор постепенно заполняет камеры концентрирования и вытесняет воздух, который свободно покидает камеры концентрирования через каналы 6. При полностью заполненных камерах концентрирования часть раствора выводится через щелевые каналы 6. Эта часть раствора стекает по боковой вертикальной стенке электродиализатора в желобах, образованных выступающей боковой кромкой рамок-прокладок 1 камер обессоливания. Сконцентрированный раствор, выведенный из камер концентрирования через щелевые каналы 5 и 6, собирается в поддон 11. Обессоленный раствор постоянно прокачивается через соответствующий тракт электродиализатора.

Использование предлагаемого электродиализатора целесообразно, например, в технологической схеме гидрометаллургических заводов при одновременном получении обессоленной воды и концентрированного раствора из сбросных вод.

Экономический эффект от использования предлагаемого электродиализатора при производительности порядка 200 по

обессоленной воде при концентрации солей в исходном растворе порядка 15-20 г/л составляет около 50 тыс. р. в год.

Производительность предлагаемого электродиализатора по сравнению с известным увеличивается на 5-10% и при этом снижаются удельные энергозатраты на 5%.

Формула изобретения

Электродиализатор, включающий вертикально расположенные рамки-прокладки, между которыми помещены чередующиеся катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры концентрирования и камеры обессоливания, отличающийся

тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет устранения воздущных пробок в камерах концентрирования, в верхней части торцовой стенки рамок-прокладок камер концентрирования выполнены прорези, и рамки-прокладки камер обессоливания, со стороны прорезей, выполнены выступающими за пределы рамок-прокладок камер концентрирования и мембран.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

8

/

фаг.1