Электродиализатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 41 9) О 5 В 01 Р 13 е мембраны 5 и 6 об пакет с камерами 7 8 опреснения. Крайние илегают соответстве 2 образуя собой зап пуса 9 и электроды ространство, образуя 10 и 11 с тыльной ст тродные камеры 10 оводом 12 и заполнен и 4 и анионют мембранцентрированбраны 3 ианоду 1 и каслои. Стензамыкают сотродные камэлектродов.соединены глородом. разу- кон- мемнно к орные 1 и 2 элек- ороны итоныйия тодуки кор бой и еры Злек азопр кис При работ соливание очи по обычному ионов через м К электродам запорные мемб тическому пер кают реакции: Е=1,5 В отн трода сравнени 2 НОит анод 1, ки с окиснод 2 из посеного фторомембраны 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(71) Институт медико-биологических проблем МЗ СССР(5) Изобретение касается водоподготовкии может быть использовано в устройствахдеминерализации солоноватых и сточныхвод при их очистке в закрытых помещеИзобретение относится к объектам водо- подготовки, а именно к устройствам деминерализации солоноватых и сточных вод при их очистке, осуществляемой преимущественно в закрытых помещениях.Целью изобретения является повышение надежности работы электродиализатора путем восстановления кислорода на аноде.На фиг. 1 изображена схема электродиализатора, испытанного в лабораторных условиях; на фиг. 2 - график зависимости эффективной величины краевого угла смачиваемости О и величины поляризации металлоуглеродного электрода от содержания фторопласта в электроде Сф, на фиг, 3 - график зависимости активности металло- углеродного катализатора-электрода от содержания серебра.Злектродиализатор содержвыполненный из титановой сетплатиновым покрытием, и каторебренного гидрофобизированпластом угля. Катионитовые ниях. Целью изобретения является повышение надежности работы электродиализатора путем восстановления кислорода, выделяемого на аноде. Для этого в электродиализаторе, содержащем емкость с мембранным пакетом из катионо- и анионообменных мембран, расположенных между газопроницаемыми анодом и катодом, имеющих соединенные между собой газопроводом газовые камеры, на аноде размецают катионообменную мембрану, а на катоде - анионообменную. При этом катод, выполненный из углеродного носителя, промотирован платиновой чернью с содержанием 4 - 6 мас.00 платины и гидрофобизирован фторопластом до содержания фторопласта в катоде 6 - 8 мас.%, 1 з. п. ф-лы, 3 ил. электродиализатора обесп,аемой воды в камере 8 идет механизму электромиграции мбраны 4 и 5 в камеры 7.1 и 2 вода поступает через раны 3 и 6 благодаря осмоносу. На электродах протена аноде 1 при потенциале осительно водородного элекя в том же растворе - 4 е -02+4 Н+; (1)на катоде 2 при потенциале Е - 0,8 В относительно водородного электрода сравнения в том же раствореО+2 Н,О+4 е - э 4 ОН - , (2)Кислород, образующийся по реакции (1), выделяется в анодную камеру 10, а кислород, восстанавливающийся по реакции (2), поглощается катодом 2 из камеры 11. Поэтому между камерами 1 О и 11, образуется разность давлений, благодаря чему образующийся газ из анодной камеры 10 отводится по трубопроводу 12 в катодную камеру 11.Поскольку процессы на аноде 1 и катоде 2 идут в стехиометрии, реакция (2) на катоде 2 идет за счет кислорода, образующегося на аноде 1 по реакции (1), количество хемосорбированного на катоде кислорода остается постоянным н потенциал катода не изменяется. При этом образование водорода в электродиализаторе невозможно, поскольку потенциал катода находится в положительной области. Получена зависимость каталитической активности К электрода от содержания серебра С, а также поляризации т 1 электрода и эффективной величины его краевого угла смачивания 6 от содержания фторопласта Сф. Из зависимости К (Сд) видно, что с ростом Сд на отрезке 0 - 4 мас.Я активность К растет быстро, а при С ) )6/ - очень медленно. Этим обоснована выбранная область оптимального содержания катализатора 4 - 6 мас,Я, т. к. при меньших концентрациях (С (4 мас./) активность заметно падает, а дальнейшее увеличение (С) 6 мас,Я) увеличивает активность незначительно и потому ведет к неоправданным затратам катализатора. Из зависимости 1=1(Сф) следует, что минимальные потери в электроде происходят при С=7 Я. С другой стороны, из зависимости т 1=1(Сф) видно, что активная адгезия газа поверхностью электрода возможна при Сфт= =5 мас./, при которой 6=90. Поэтому выбранная область содержания гидрофобизатора 6 - 8 мас.Я обеспечивает хорошую гндрофобность, необходимую для работы газового электрода при минимальной голяризации электрода.В известном электродиализаторе, со. держащем мембранный пакет, электроды и газопрозод, соединяющий катодную и анодную камеры, последние заполнены водородом. В нем предусмотрена утилизация газообразных продуктов за счет окисления водорода на аноде в количестве, равном выделяемому на катоде. При этом выделение кислорода на аноде не происходит. Общий запас водорода в аппарате должен превышать возможные утечки за время работы.Недостаток аппарата, содержащего газо О образный водород, состоит в том, что он всегда создает опасность взрыва, опасность утечки водорода наружу, Значительный запас водорода, необходимый при расчете на длительную работу и длительное хранение, требует либо значительного объема, либо высокого давления в электродных камерах и трубопроводе. Все эти факторы существенно снижают надежность электродиализатора и ограничивают область его применения.По сравнению с известным, ведение процесса электродиализа в электродиализаторе с восстановлением на катоде кислорода, выделяемого на аноде, обуславливает существенные преимущества. Полное отсутствие водорода в электродиализаторе позволяет его рекомендовать для использования в закрытых помещениях с повышенными требованиями по технике безопасности. Формула изобретения1. Электродиализатор, содержащий емкость с мембранным пакетом из катионои анионообменных мембран, расположенным между газопроницаемым анодом и катодом, и соединенные между собой газопроводом электродные газовые камеры, отличаюиийся тем, что, с целью повышения надежности работы электродиализатора путем восстановления кислорода, выделяемого на аноде, на аноде размещена катионообменная мембрана, а на катоде - анионообменная, причем катод, выполненный из уг О леродного носителя, промотирован черньюкатализатора ионизации кислорода до содержания катализатора 4 - 6 мас.Я и гидрофобизирован фторопластом до содержания фторопласта в катоде 6 - 8 мас.Я.45 2. Электродиализатор по п. 1, отличаюиийся тем, что катализатор в виде черни выполнен из серебра или платины.О Редактор ЗаказНИИПИ Го Производств Составитель ОТехред А. КравчукТираж 573тета по изобретенЖ - 35, Раушскомбинат Патент М. Циткина3103дарственного ком113035, Москаенно-издательский. ЗобнинКорректор В. ГирнякПодписноеням и открытиям при ГКНТка я н аб., д. 45