Электродиализатор

О П И С А Н И Е (и 891111ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСощмаимстичесиикРесттублнк(51)М, Кл, В 01 О 13/02 ВаударатееккыФ квинтет ессеи в делам изобретения в аткрытийДата опубликования описания 23.12.81 В. И. Заболоцкий, Н, П. Гнусин, Н. В, Шельдешов,В, М, Илларионова, Н. Я. Коварский, В. П. Гребеньи Н, Я, Пивоваров(71) Заявитель Кубанский государственный университет(54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР Изобретение относится к технике электроанализа, а конкретнее к конструкциям электродиалиэаторов с биполярными мембранами,и может быть использовано для получениякислот и щелочей иэ растворов солей и про.ведения химических превращений с участием5ионов водорода и гидроксила,Известен электродиализатор. для получениякислоты и щелочи, включающий катод и анод,между которыми помещены чередующиесякатионообменные, анионообменные н биполяр.ные мембраны, обращенные катионообменнойстороной к катоду 111Недостатком известной конструкции является невозможность получения высококонцентри.рованных растворов кислот и щелочей,Цель изобретения - повышение концентраций продуктов и увеличение степени их чис.тоты,Цель достигается тем, что электродиализатордля получения кислот и щелочи, включающийкатод и анод, между которыми помещенычередующиеся катионообменные, анионообменньте и биполярные мембраны, обращенные катионообменной стороной к катоду, дополнительно снабжен катнонообменными н аннонообменными мембранами, причем дополнительные аннонообменные мембраны размещенымежду биполярными и катионообменнымимембранами и соединены с последними тремякромками, а дополнительные катионообмен.ные мембраны размещены между биполярны.ми и анионообменными мембранами и соеди.иены с последними тремя кромками,На чертеже показана схема предлагаемогозле ктродиализатора,Электродиализатор состоит нз катода 1,анода 2 и расположенных между ними чередующихся катионообменной мембраной 3 идополнительной катионообменной мембраны4, анионообменной 5 и дополнительной анионообменной мембраны 6, биполярныхмембран 7 и 8, Дополнительная мембрана 6размещена между биполярной мембраной 7и катионообменной мембраной 3. Мембрана3 соединена с мембраной 6 тремя кромками.Дополнительная катионообменная мембрана 4размещена между биполярной мембраной 8,472 2,6 ,3 0,8 звестнын 6 042 3 1,42 0,46 3,35, 1,5 1,8 ,73 1,2 2,2 0,32 агаемый и анионообменной мембраной 5. Мембрана 5 соединена с мембраной 4 тремя кромками. Мембраны 6 и 3, 5 и 4 и 8 образуют элементарную ячейку пакета электродиализатора, которая может повторятся и раз. Катод 1 и биполярная мембрана 7 образуют элек. тродную камеру 9. Биполярная мембрана 7 и дополнительная анионообменная мембрана 6 образуют щелочную камеру 1 О. Катионообмениая мембрана 3 и анионообменная мембрана О 5 образуют дилюатную камеру 11. Дополни. тельная катионообменная мембрана 4 и би. полярная мембрана 8 образуют кислотную камеру 12. Биполярная мембрана 8 и анод 2 образуют электродную камеру 13, Дополни З , тельная катионообменная мембрана 4 и анио-иообменная мембрана 5 образуют камеру концентрирования кислоты 14. Дополнительная анионообменная мембрана 6 и катионо. обменная мембрана 3 образуют камеру кон-центрирования щелочи 15.Разбавленный раствор щелочи, цнркулирую щий по замкнутому контуру, пропускают через щелочную камеру 10 и электродную камеру 13. Через кислотную камеру 1 2 и электродную камеру 9 пропускают разбавлен. ный раствор кислоты, также циркулирующий по замкнутому контуру, Через дилюагную камеру 11 циркулирует раствор соли. В камеры концентрирования 14 и 15 раствор не щ подается, а концентрирование кислоты и щелочи осуществляется в результате осмоса и электроосмоса воды и электромиграцни ионов соли из дилюатной камеры 11 и ионов водорода и гидроксила соответственно из кислотной 12 и щелочной 10 камер. В камеру концентрирования 15 из дилюатной ка. меры 11 мигрируют катионы, из щелочной камеры 10 - ионы гидроксила, В камеру концентрирования 14 мигрируют из дилюатной камеры 11 анионы, из кислотной камеры 12 - ионы водорода. Так как количество ионов водорода и гидроксила, генерированных биполярными мембранами 7 и 8 и перенесенных в результате электромиграции в непроточные камеры концентрирования 4 и15, практически одинаково, в этом случаеобеспечивается неизменность концентраций разбавленных щелочи и кислоты соответственнов камерах 10 и 12.Конструкция позволяет получить болееконцентрированные растворы кислоты и ще.лочи, так как концентрирование проводитсяэлектроосмотически, Меньшая загрязненностьконцентрированной кислоты и щелочи исходной солью обеспечивается тем, что бипо.лярная мембрана находится в контакте с разбавленными растворами кислоты и щелочи,поэтому выход по току ионов водорода игидроксила на биполярной мембране близоки не зависит от концентрации образующихсяконцентрированных кислоты и щелочи.П р и м е р. Испытания проводили наэлектродиализаторе, состоящем из катода 1и анода 2, изготовленных из стали маркиХ 18 Н 10 Т, и расположенных между ними чередующихся катионообменных мембран МК - 403 и 4 анионообменных мембран МК - 405 и 6, биполярных мембран МБ - 3 7 и 8,Рабочая площадь каждой мембраны равна2,27 см. Через камеру 11 циркулировал0,5 н раствор хлорида натрия, через камеры10 и 13 - 0,2 н раствор гидроокиси натрия,через камеры 9 и 12 - 0,2 н раствор соляной кислоты,Концентрированные растворы гидроокисинатрия и сопаиой кислоты, выходящие из камер 14 и 15, собирали и анализировали насодержание натрия и соляной кислоты, в растворе соляной кислоты определялось содержание натрия, в растворе гидроокиси натрия определяли содержание хлора. Эти данные отра.жены в таблице. Результаты испытаний по получению кислотыи щелочи из раствора хлорида натрия с по мощью предлагаемой и известной конструкций891111 НйяонЧ О. Зобнинйду Составите Редактор Л. Гратилл хре Подписикомитета СССР каэ 11069/6 ткрытии ская наб., д. 4/5 Проектная,1 "Патент", г, Ужгоро лиал П Таким образом, предлагаемая конструкцияпо сравнению с известной позволяет получатьболее концентрированные растворы щелочи(2 - 4 н.) и кислоты (1 - 2 н.), содержащие .меньше исходной соли (в щелочи менее 2%,в кислоте менее 0,5%),Формула изобретения Электродиализатор для получения кислотыи щелочи, включающий катод и анод, между которыми помещены чередующиеся катионообменные, анионообменные и биполярные мембраны, обращенные катионообменной стороной к катоду, о т л и ч а ю щ и йТираж 709 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Рас я тем, что, с целью повьппения концентрации продуктов и увеличения степени их чистоты, злектродиализатор дополнительно снабжен катионообменными и анионообменными% мембранами, причем дополнительные анионообменные мембраны размещены между бипо.лярными мембранами и катионообменнымимембранами и соединены с последними тремякромками, а дополнительные катионообменные16 мембраны размещены между биполярнымимембранами и анионообменными мембранамии соединены с последнимн тремя кромками,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1511.Е(естгосЬеп.Яос.,арап. 1963, 33, Р 2,р. 83-91. Корректор У. Пономаренко