Многокамерный электродиализатор

Изобретение относится к техникеэлектродиализа, а конкретно к конструкциям многокамерных электродиализаторов с близкорасположенными мембранами и внешними гидравлическимиколлекторами, предназначенным дляглубокой деминерализации растворов,Известен многокамерный электро"диализатор с ионообменными мембранами, образующими камеры деминера"лизации и камеры концентрированияс внутренними коллекторами, образованными соосными отверстиями вмембранах и улотнительных рамкахпрокладок 1 1),Недостатками такой конструкцииявляются неравномерность гидродина. мических условий по площади мембрани значительная (более 1 мм) толщина камер.Известен также многокамерныйэлектродиализатор, включающий внешние гидравлические коллекторы, катионообменные и анионообменныемембраны, образующие рабочие камеры, в которых помещены сетчатые прокладки, снабженные с двух противоположных сторон эластичными уплотнительными полосами.Такая конструкция электродиализатора позволяет максимально увеличить полезную площадь мембран,создать равномерные гидродинамические условия по всей поверхностимембран, обеспечивает жесткую фиксацию мембран в пакете и допускаетих многократную переборку 1, 21,Недостатками такой конструкцииявляется высокое гидравлическоесопротивление и малый срок службыэлектродиализатора, так как полосы уплотнения сетчатой прокладки,находясь в сжатом пакете электродиализатора в напряженном состоянии,вызывают взаимную деформацию мембран и сетчатой структуры прокладок,что приводит к уменьшению живогосечения на входных и выходных участках рабочих камер и, как следствие,к росту гидравлического сопротивления электродиализатора. Посколькуионообменные мембраны более пластичны чем материалы сетчатых прокладок (последние обычно изготавливаются из капрона, полиэтилена, пропилена или фторопласта), то при длительной эксплуатации электродиализатора происходит постепенное врезание сеток в мембраны, что вызывает дальнейшее уменьшение живого сечения входных и выходных участков,рабочих камер вплоть до их полногоперекрывания ионообменными мембра,нами. Кроме того, малое живое сечение входных и выходных участков рабочих камер электродиализатора делает его весьма чувствительным к взвешенным частицам, находящимся в перерабатываемом раствОре, что такжесокращает срок службы электродиализатора.Целью изобретения является повышение надежности и срока службы электродиализатораУказанная цель достигается тем,что в многокамерном электродиализаторе, включающем катионообменные ианионообменные мембраны, образующие рабочие камеры, размещенные вних сетчатые прокладки, снабженныес двух противоположных сторон эластичными уплотняющими полосами, по 15 вернутыми в двух смежных камерахотносительно друг друга на 90, ивнешние гидравлические коллекторы,соединенные с камерами, рабочие камеры снабжены дополнительными сетчатыми прокладками, расположеннымив местах соединениях рабочих камерс коллекторами и выполненными в виде полос, имеющих ширину, равнуюширине уплотняющих,полос.25 На фиг. 1 и 2 изображены сечениядвух смежных рабочих камер соответственно известного электродиализатора и предлагаемого.Электродиализаторы включают близкорасположенные чередующиеся катионообменные 1 и анионообменные 2мембраны, образующие рабочие камеры, т.е. камеры 3 обессоливания икамеры 4 концентрирования, сетчатыепрокладки 5, снабженные с двух противоположных сторон эластичными полосами б уплотнения, Входные и выходные участки рабочих камер 3 и 4предлагаемого электродиализатора дополнительно снабжены сетчатыми про кладками 7, выполненными в видепрямоугольных полос, по ширине непревышаюших ширину полос б уплотнения, Сетчатые прокладки 7 позволяют осуществить полное сжатиеполос б уплотнения и жесткую фиксацию мембран 1 и 2 в рабочем пакетепри его стягивании, что обеспечивает надежную герметизацию рабочихкамер 3 и 4, исключает прогиб мемб ран 1 и 2 под действием перепададавления в смежных камерах. Такимобразом, в отличие от известногоэлектродиализатора, где расстояниемежду мембранами 1 и 2 на входных 55 и выходных участках рабочих камер3 и 4 уменьшается с величины И довеличины М М М) за счет деформации и вреэания сеток 5 в мембраны 1 н 2, расстояние между мембра О нами 1 и 2 на входных и выходныхучастках Ь остается постояннымИ = К), что существенно снижаетгидравлическое сопротивление электродиализатора и повышает надежность 65 и срок службы.сетка-плетенка артикул 8 К 0,06 0,65 1,05 0,10 0,18 Было изготовлено и испытано четыре 50-камерных электродиализатора с внешними коллекторами, включающие чередующиеся катионообменные МК1 и анионообменные МА2 мембраны с рабочей площадью каждой мембраны 1 дм и межмембранным расстоянием 0,45 мм. Уплотнительные полосы 6 наносились непосредственно на счетчатые прокладки 5, для чего использовался герметик. Сетчатые прокладки 5 и дополнительные сетчатые прокладки 7 изготовлены из капроновбй сетки-плетенки ОСТ 17-46-71 и имеют ширину 15 мм. Все исследования проводили на растворе хлорида натрия с концентрацией 100 мг/л.Отличительные характеристики (падение напора (Р) в камерах электродиализатора с сетчатыми прокладками турбулизаторами ОСТ 17-46-71 при объемном расходе раствора через одну камеру 20 л/ч) электродиализаторов с дополнительными прокладками и без них и результаты их испытаний представлены в таблице, В этой же таблице для сравнения приведены результаты, полученные на специальной лабораторной ячейке, позволяющей определить гидродинамические параметры Типрабочей камеры электродиализатора Камера с сетчатыми прокладками бездеформации (фхолостой опыт") Камера с сетчатыми прокладками в сжатом пакете без дополнительных детчатых прокладок (известный электродиализатор) Камера с сетчатыми прокладками всжатом пакете с дополнительными сетчатыми прокладками рабочего клапана, образованного двумя мембранами и сетчатой прокладкой в условиях, когда исключаласьвзаимная деформация прокладки имембран, а также врезание сетчатой(фхолостой опыт"). Характеристики известного ипредлагаемого злектродиализаторов 10 (выход по току, затраты электроэнергии собственно на электродиализ,достигаемая глубина обессоливания)практически одинаковые. Опыт эксплуатации электродиализаторов с до полнительными сетчатыми прокладками показывает, что .срок их службыв растворах, содержащих механические и коллоидные примеси, в несколько десятков раз выше, чем ана логичных злектродиализаторов безкомпенсаторов. Так электродиализатор без дополнительных сетчатыхпрокладок с мембранным расстоянием0,44 мм при очистке промывного раствора в производстве гидроокиси алюминия проработал 350 ч, а такой жеаппарат с дополнительными сетчатыми прокладками на том же объекте ипри неизменных условиях эксплуата ции без переборки мембран наработалресурс более 4000 ч.1029982 меню оставитель Т.ехред А,Бабине ан акт ванов П "Патентф, г. Ужгород, ул. Пр я, 4, Фил аз 5031/8 Ти ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Ж