Электродиализатор

СОЩУР ДЩЕтСНИСООИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК 363 Ь 1)5 В Ч /50 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Д ВТОРСКОМУ СвиДЕТЕЛьСТИУ ОСУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 30.05.92, Бюл. М 20(57) Изобретение относится к устройствам для деминералиэации промьппленной воды. Аппарат позволяет обеспечить очистку воды до удельного сопротивления не менее 200 кОмсм н уменьшить энергозатраты. Для этого в анпарате электродиализные секции выполне"ны из установленных между их. электродами последовательно соединенных поГидравлическому потоку диалиэных эле"ментов, количество которых в каждой1 последукаей злектрсдиализной секциименьше, чем в предыдущей. При этомкаждый диалнзный элемент состоит изразноименных ноноселективных мембран,соединенных между собой на горизон"тальном участке, по длине котороговыполнены переточные отверстия.Участки соединения размещены в каждыхдвух соседних диалнзных элементахсоответственно в верхней и нижнейчастях мембран Суммарная площадьпереточных отверстий в одной паремембран не менее площади поперечногосечения рабочей рамки. Кроме того,порядок .чередования разноименных ноноселективный мембран в диалнзных элементах последующей электродиалиэнойсекции противоположен порядку чередования разноименных ионоселектнвных мембран в предыдущей электрододиализной секции. 1 табл., 1 ил.Изобретение относится к устройствам цеминерализа 1 ин промышленной ноды, н частности к электродиэлизцымаппаратам Фильтр-прессцого типа иможет быть использовано при производстве изделий электронной техники,а также и химии, энергетике и медицине.Цель изобретения - увеличение сте"Опени очистки нри одновременном сни-,жении расхода электроэнергии.На чертеже показан многосекциониьй электродиализатор Фильтр-прессного типа, сбдержащий ряд электродиализных секций, например три электродиализные секции 1,2,3,В каждой электродиализцой секцииустановлены диализные элементы 4,последовательно соединенные по гид- КОравлическому потоку. Количество диализных элементов 4 н каждой последующей электродиализной секции меньше, чем в предыдущей, напркер н пер-вой секции 1 установлено 75 диализ" К 5ных элементов, во второй 2-50, втретьей 3"25 элементов. Количествоэлементов выбрано из условия равен" ,ства суМмарного сопротивления в каждой секции, ЗОДля московской водопроводной воды,концентрация солей в которой колеблется в пределах КОС-ЗОО мг/л, такойнабор диализных элементов целесообразен при получении на выходе иэ ап"парата воды с сопротивлением КООкОм,35при этом на.каждую секцию подаетсяодинаковое напряженке, позволяющееиспольэовать один источник постоянного тока, причем токй получаются близ" Окими по значению Такая зависимостьсохраняется только в узком диапазонескоростей опресняемого потока. Диализные элементы размещены н злектродиализиых секциях между двумя перФо"рированными электродами-анодом 5 икатодом 6 с примыкающим к,ним соотвественно катионоселективной 7 и анионоселективиой 8 мембранами. Камеры9 для отвода газов образованы с по"мощью рамок вставленных между однополярными электродами соседних злектродиализиых секций, например между элек"бородами-анодами 5 первойивторой К электродиалиэных секций икатодами б Второй К и третьей 3 секций. Между крайними элрктродами икрьшвайи 1 О, закрывающими аппаратс торцов также установлены рамки с образованием камер 9 длл отвода газа. Крылах иО, имеапщие одцп входной1, другэя выходной2 штуцерэ, закреплены прижимными плитами3 посредством стяжного устройствэ 4. Для подачи ц электродиализэтор исходной воды, для обеспечеция перетока воды между секццямц ц выхода опресненной воды кмеютсл каналы 5, 6, 7. Каждый диализцьа элемент 4 состоит из рабочей рамки н клапана для отвода концентрата, рэзмещецного между парой разноименных мембран (анионообменнойи катионообмеццой), соединенных между собой ца горизонтальном участке, ф например, сваркой, по длине которого выполнены переточные отверстия В. Участки соединения мембран, а следовательно, и переточные отверстия 1 В размещены н каждых двух соседних диализцых элементах 4 соответственно в верхней и нижней частях мембран, Площадь участка соединения разноименных ионоселектинных мембран состав- . ляет 3-4 площади проходного сечения рабочей рамки, Такой запас площади достаточен для надежного соединения мембран н исключает проникновение воды из опресняемого.потока в межмембранцое пространство. Увеличение же участка соединения приводит к неоправданной потере работающей на пе"ренос ионов площади мембран, Дляисключения сужений гидравлического тракта и Формирования потока, обладающего единой линейной скоростью, суммарная площадь переточных отнер" стий 18 в одной паре мембран не менее площади поперечного сечения рабочей рамкиПорядок чередования разноименных ионоселектинных мембран в диализных элементах 4 последующей электродиализной секции противоположен порядку чередования разноименных ионоселективных мембран в предыдущей электродиализной секции.Например, в первой секции 1 чередуются анионоселективные мембраны с катионоселектинными, а во второй секции К чередуются катионоселектив" ныемембраны с анионоселективными.Электродиализатор работает следую-. щим образом.Исходная вода подается через входной штуцер 11, выполненный в крьппкеО, и через канал 15 в первую эле-ктродиализную секцжо 1. Далее через40 3кяцялы 16 вопя цостуцяет соответственно во вторун 1 секцию 2 и третью, секцию 3. Пройдя через все секцииэлектродиялияяторя, вопя Через канал17 и выхопцой штуцер 12 выводится иянего. Герметичность мцогсекционногоэлектродиализяторя обесиечивяетсястяжцым устройством 14, скрепляющим все его секции цри помощи прижимных плит 13.На электроды-ацоды 5 и катоды бкаждой злектродиалиэиой секции подается одинаковое напряжение постоянного тока от одного источника, поскольку в электродиялиэаторе количествоэлементов каждой последующей секции меньше, чем в предыдущей, и суммарное сопротивление каждой секцииодинаково. В процессе электродиялиза, происходящего в объеме диалиэного элемента 4, образованного рабочей рамкой и парой мембран, диссоциированные ионы растворенных солей (концентрат) переходят в пространство между мембрянамц и выводятся оттуда индивидуально черезклапаны каждого диалиэного элемента4. Последовательно по гидравлическому потоку диялиэат перетекает из одного диализного элемента 4 в после дующий через переточные отверстия 18,выполненные на горизонтальном участке соединения пары разноименных ионоселективных мембран, например в верхней части мембран. При этом благодаря соединению пары мембран междусобой на участке с площадью, составляющей 3-4 площади проходного сечения рабочей рамки, исключается проникновение воды из опресняемого по"тока в межмембранное пространство.Так как суммарная площадь переточныхотверстий 18 в одной паре мембранне менее площади поперечного сечения опресняемого потока (поперечногосечения рабочей рамки), то поток про"текает через переточные отверстия8 без образования застойных эон ис одной линейной скоростью. Далее, опресняемый поток, попадая в следующий соседний диализный элемент4, вновь проходит по всей площадирабочей рамки. Концентрат переходитв пространство между мембранами,откуда выводится через клапан.Опре-.деляемый поток через переточные отверстия 18, расположенные в данномдиалиэном элементе 4 в нижней части;ц.мбряц, цереходцт в следующий диялиэцый элемент 4 и т,д. Иэ иоследцего дцялияцого элемецтя 4 первойсекции 1 пиялиэят попал; ет в простряцство, обрязовяццое рабочей рямкоц цоцэселективцой мембряцой (например 8) госледцего пиялиэцого элемецтя 4 и одноименной цоцоселективцой (кятиоцоселективцой 7) мембраной, прилегающей к электроду-аноду5,перетекает через кяцал 16 и попадает в аналогичное пространство между двумя кятиоцоселективными мембрацямц, рязделенцыми рабочей рамкой второй электродиялизцой секции 2.Порядокчередования разноименных ионоселективцых мембран второй секции 2 противоположен порядку чередования мембранвторой секции 2. На поверхностях элек"тродов-анодов 5 и катодов 6, сопряженных соответственно с катионосе лективными 7 и аниоцоселективными8 мембранами, образуются злектролизцые газы, которые собираются в камерах 9 для отвода газа, Диализат,пройдя последовательно все диалиэныеэлементы всех электродиализных секций многосекциоцного злектродиализатора,опресняется до удельного сопротивления не менее 200 кОм см,Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить по сравнению а прототипом следующие преимущества (см. таблицу),Как видно иэ таблицы глубина очистки воды по предлагаемому изобретению во много раз превьппает глубину очистки по прототипу, энергозатраты в три разаменьше, чем по прототипу, выход конечного продукта почти в два раза выше. Кроме того, количество сбросной воды в пять раэ меньше, чем по прототипу, и исключено выделение газообразного хлора. Формула и з о б р е т е н и я Злектродиализатор фильтр-пресс- ного типа для очистки воды, включающий электроды между которыми размещены разноименные ионоселективные мембраны и рабочие рамки, образующие рабочие камеры, пары электродов, делящие злектродиалиэатор на Секции, прижимные плиты и стяжное устройст-, во, патрубки ввода и вывода воды, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени очистки436309 пособ Покаэяте Предлагаемый татин 3 (что соответ" Глубина очистки,мг/л 500-.1 твует 200 кОм с 0,3Энергозатраты на 1 тводы кВт/ч ыход конечного иукта Е Составитель О, ЭобнинРедактор П, КурасоваТехред И.Дидык Коррект с Тирай Государственно лам нзобретени сква, 3-35 РаПодо комитета СССРи открытийщская наб , д. 4 Производственно-полиграфическое преднриятче)кгород, ул. Проектна при одновременном снижении расходаэлектроэнергии, пары электродовделят злектродиалнзатор на три секции, и коЛнчеЬтва рабочих камер всекциях относятся между собой как5:3:2, начиная от патрубка ввода,в рамках, ограничивающих пары злек"тродов, выполнены каналы. ,соединяющие камеры двух соседник, секций,На сторонах электродов, обращенныхв рабочие камеры, наложены ионосе- .лективиые Иембраны, в секциях соседние разноименные ионоселектив 6ные мембраны соединены друг с другоми в месте их соединения выполнено )отверстие, отверстия в двух соседнихпарах мембран размещены соответственно в верхней,и нижней,частях мембран а порядок чередования разноименных ионоселективных мембран впоследующей электродиализной секциипротивоположен порядку чередованияв предыдущей электродиалиэной сек-ции, при этом патрубки ввода и выво-,да размещены на противоположных прижимных плитах,