Электродиализатор

Сфез Сфветскик Сфцнавктнческих РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОУСКОМУ Сви ЕТЕЛЬСТВУ о 867391(22) Заявлено 170979 (2 ) 2819176/23-26 с присоединением заявки МУ Государствеимый нвиитет СССР ав делан азобретеанй а фтнрытия(23) Приоритет Опубликовано 300%81, Бюллетень И%36Дата опубликования описания 300981 Институт коллоидной химии и химии воды АН краийсСКОй"СбР, и Институт технической теплофизики АН Украинской ССР"(54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР Изобретение относится к электрохимии, в частности, к процессам выделения ионов из электролитов и мождт быть использовано в химической промышленности, например, для деминерализации воды.Известен ряд устройств для электрохимической.деминералнзации воды, например, электродиализаторы и обратноосмотические аппараты. Указан" ные аппараты относятся к мембранным электрохимическим устройствам для очистки солевых растворов. Суть этих устройств заключена в том, что под действием электрического поля или 15 перепада давления с помощью ионоселективных или полупроницаемых мембран из солевых растворов выделяют ионы растворимых солей. Мембраны изготовляются промышленным способом 20 на основе ионообменных смол или специальных полимерных материалов 1) .Недостатком электрохимических аппаратов является уязвимость н иена дежность в работе узла ионитовых мемб ран в связи со сложными условиями их работы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо" 30 му результату является устройство для очистки води электродиализом. Электродиализатор, содержащий кор" пус, две ионопроницаемые перегородки и электроды работает следующим образом.При наложении постоянного электрического поля жидкость, находящаяся между двумя ионоселективнымн катионитовой и анионнтовой мембранами, опресняетсяОпреснение 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 анйоны, 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 соленого раствора 121.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 80 С. Особенно эти свойства ухудшаются притемпературах свыше 50 фС, в то ьремякак некоторые технологические процессы, например, в сахарной промышленности, необходимо проводить при 80 фС. Также следует отметить, что при практической эксплуатации ионитовых мембран возникает .необходимостьв их периодической регенерации с помощью концентрованных растворов кислот и щелочей с целью удаления сорбированных красителей и коллоиднодисперсных примесей. Укаэанные недостатки объясняются тем, что,основуионитовых мембран составляют смолы,электрохимические свойства которых,зависят от указанных ранее Факторов,что значительно снижает производительность аппаратов.Цель изобретения - повышение про" изводительности электродиализатора,Указанная цель достигается тем, Щ 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 ионопроницаемымиперегородками, опресняется. Процессочистки проводят при одновременной подаче напряженности на электроды и разноименных электрических потенциалов на, каркасы сеток, При подаче положительного электрического потенциа- И ла на каркас сетки последняя выполняет функцию анионитовой перегородки, а при подаче на каркас сетки отрицательного потенциала последняя выполняет Функцию катионитовой мемб райы.П р и м е р. В трехкамерном лабораторном днализаторе с размерами рабочей камеры 47 х 25 х 10 мм и расстоянием между электродами 20 мм установлены сетки, сплетенные из медной5 проволоки, покрытой изоляцией, В рабочую.камеру заливают раствор ВаС 1 концентрацией 6 г/л. Одновременно с подачей напряжения на электроды эле-ктродиализатора от источника постоянного напряжения типа ВСАна металлический каркас сетки, стоящей первой от анода, подается положительный потенциал, иа каркас следующей за ней сетки - отрицательный. Раствор выдерживается в рабочей камере в течение определенного времени при 25 фС. По истечении заданного времени определяются концентрация раствора, находившегося в рабочей камере. Иэмере- фние тока, проходящего через очищаемую жидкость, и величины напряжения иа электродах электродиализатора проводят в зависимости от времени процесса оЧистки миллиамперметром ЭТип ионопроницае- С, мых перегородок ьмин ,мА .г/л 0 680 6,0 Ионопроницаемыеперегородки МК,МА600 2,0 5,.1 4,0 500 4,3 340 2,9 5,0 2606,0 7,0 160 1,4 8 О 100 О 9 10,0 60 0,5 40 0,3 12,0 15,0 40 0,3 Сетки, подаетсяпотенциал + и-150 В 0 700 6,020 520 4,54,0 ,400 3,4 6,0 250 2,-1 8,0 40 0,3 40 0,3 10,0 ивольтметром Д 567 при постоянныхпотенциалах на металлических каркасах сетки. Зависимость величины тока, проходящего через очищаемую жидкость, и солесодержания раствора отвремени нахождения последнего в рабочей камере при различных потенциалах на сетках приведена в таблице.для сравнения проведен экспериментпри использовании в этом же электродиализаторе ионитовых мембран МК и МА,1-200 В 0 690 6,02,0 450 3,9 4,0 300 2,6 6,0 150 1,3 40 0,3 8,0 Сетки, подаетсяпотенциал 0 В Формула изобретения Составитель Т,БарабашРедактор Т.Портная Техред И.Астолош Корректор С.Щомак/ф Заказ 8148/3 Тираж 709 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 10,0 40 0,30 700 6,0 2,0 680 5,8 4,0 690 5,9 6,0 710 6,1 8,0 710 6,1 10,0 715 61 Как видно из таблицы, уже при электрических потенциалах 100 В, поданных на сетки, эффект очистки при использовании предлагаемого изобретения не уступает эффекту очистки с применением используемых в настоящее время на практике ионитовых мембран МКи МА. С увеличением потенциалов, подаваемых на сетки, эффекточистки наступает быстрее, чем сприменением ионитовых мембран. Еслина сетки, электрический потенциал неподается, эффект очистки не наблюдается. Как видно из таблицы, эффективность очистки с применением предлагаемого устройства по времени на 32выше, чем с применением ионитовыхмембран МКи МА. Это соответствует эффективному увеличению площадимембран на 32, что позволяет. повысить производительность аппарата принеизменных размерах его рабочей камерые35 Электродиализатор, содержащий кор пус, две ионопроницаемые перегородкии электроды, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения,его производительности, ионопроницаемые перегородки выполнены в виде сеткл из р электропроводного материала, покрытого изоляцией, и подсоединены к разноименным полюсам автономного источника постоянного тока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ГребеНюк В.Д. Электродиализ.Киев, фТехникаф, 1976.2, Слесаренко В.Н. Современные методы опреснения морских и соленыхвод, М., ффЭнергияф, 1973, с. 104105 (прототип).