Многокамерный электродиализатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 О 61/4 51) К АВТ кий инст ова ССР86. ЛЕКТРОДИАЛ иствам ектрое относится к устро ческой обработки эл лектродиализа. в час многокамерных алек тр-прессного типа,но родиель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретенидля электрохимилитов методом эк конструкциямализаторов филь Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки электролитов методом электродиализа, в частности к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтр-прессного типа,Целью изобретения является обеспечение, возможности направления потоков и упрощение конструкции.На фиг.1 изображена схема злектродиализатора; на фиг.2-5 - сменные детали прокладок; на фиг. 6 и 7 - . варианты перекрытого канала, разрез: на фиг.8 - прокладка со сквозным каналом, разрез,Электродиализатор содержит прижимные плиты 1 и расположенные между ними электродиализные модули, состоящие иэ электродов 2, ионообменных мембран 3, камер, содержащих обрабатываемый электролит 4. Во всех элементах электродиализатора по,5 Ы 1643 О 37 изобретения является обеспечение возможности направления потоков и упрощение конструкции; Многокамерный электродиализатор содержит электроды, ионообменные мембоаны и прокладки, причем в электродах и мембранах по окружности выполнены сквозные отверстия, образующие при сборке каналы для входа и выхода взаимодействующих растворов, причем прокладки между мембранами состоят из двух листов с отверстиями, причем в одном из листов одной прокладки одно отверстие, примыкающее к сплошной поверхности другого кольца, выполнено коническим, а в другой прокладке в одном кольце выполнено два диаметрально расположенных конических отверстия, примыкающих к сплошной поверхности другого кольца, 8 ил. окружности на периферии выполнены отверстия 5-12 одинакового диаметра, при совмещении которых образуются каналы для подачи и отвода рабочих растворов. В электродах и мембранах все отверстия выполнены сквозными, а прокладки камер выполнены иэ пары колец, изображенных на фиг,2,Кроме того, на всех деталях электродиализатора между отверстиями для растворов расположены восемь отверстий 13 для стяжки пакета модулей болтами. Электроды, так как их количество и материал могут изменяться в зависимости от проводимых в электродиализаторе процессов, выполнены отдельно от прижимных плит и представляют собой диски из злектропроводных материалов, изолированных с одной стороны наглухо, вторая сторона остается рабочей.Диски окантованы кольцами из непроводящего материала с отверстиями для пропускания растворов и стяжки болтами. Токоподвод осуществляется через выступающий за общий размер аппарата контакт.Электродиализатор работает следующим образом.Аппарат может быть использован для простейшего процесса электродизлиза, например обессоливания воды, Для организации этого процесса весь пакет камер собран из прокладок, изображенных на фиг.8, которые составлены из пары колец 15 и 17 и разделены между собой попеременно катионоактивными и анионозктизными мембранами, и ограничен с торцов электродами и прижимными плитами. При этом во всех четных камерах происходит обессоливание, а в нечетных - концентрирование солей, Обессоливаемый и концентрируемый потоки направляются в аппарате согласно схеме, Они могут быть введены в аппарат в разные отверстия одной прижимной плиты и продвигаться в одном направлении, могут быть введены в аппарат с противоположных сторон и продвигаться н нем противотоком в зависимости от энерго,емкости процесса.Другой процесс, для которого может быть использован предлагаемый злектродиализатор - это непрерывная электрохимическая регенерация раствора химического меднения, В процессе химического меднения раствор истощается по ионам двухвалентной меди и гидроксила. Предлагаемый электродизлизатор позволяет корректировать раствор по ныше перечисленным ионам одновременно. Для этого так же, как и в предыдущем процессе электродиализатор ограничивается с торцов прижимными плитами 1, Электролит, содержащий двухвзлентные ионы меди, вводится в одно ив отверстий прижимной крышки только в камеру, содержащую анод, и покидает ее через другое отверстие этой же крышки, а камера, содержащая анод, выполняется из прокладки, состоящей из пары колец 15 и 16, собранных по варианту фиг.б и.7) и ограничивается катионоактивной мембраной, Регенерируемый раствор химического меднения вводится в аппарат в одно из отверстий той же крышки и поступает в следующую камеру, Поскольку в ходе электродиализа он должен пройти насквозь и ВыЙти иэ противоположнОЙ прижимнОЙ плиты, камеры, через которые проходит этот раствор, оснащаются прокладками, выполненными из двух колец 14, сложенных по варианту фиг.6, и ограничиваются диафрагмами катионоактивной со стороны рзс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 твора сернокислой,меди и анионозктивной со стороны раствора едкого натра. Раствор щелочи для корректирования по гидроксилионам поступает в аппарат с противоположной стороны в незанятый канал,Причем раствор щелочи направляется в аппарате так, чтобы электродиализ ионов гидроксила должен происходить в двух камерах аппарата, Зти камеры выполняются изпрокладок по вариантам фиг,8 и 7 (замыкающая),В общем случае предлагаемая модель аппарата с восьмого каналами допускает ввод до четырех различных растворов, если для проводимого процесса необходимо их передвижение через аппарат насквозь. Вообще количестэо растворов, проходящих через аппарат, зази; ит от количества отверстий, выполненных в его деталях. В настоящее время в производстве печатных плат восстановление раствора химического меднения производится посредством вычерпывзния части объема рабочего раствора и замены его свежеприготовленным, Кроме того, что в процессе постоянно потребляются новые количества реактивов, вычерпзнный объем раствора требует дальнейшей утилизации, Использовзние предлагаемого аппарата, включаемого последовательно с рабочей ванной, позволяет нести процесс в замкнутом цикле, причем необходимость замены растворз в течение длительного времени вообще нет,Использование для этой цели известного аппарата нецелесообразно, так как конструкция его не позволяет произвольно менять направления потоков жидкостей, подвергаемых злектродиализу. Предлагаемая конструкция обладает такой возможностью благодаря наличию нескольких вариантов прокладок фиг,б - 8). Это качество особенно важно для аппаратов, используемьх в исследовательских целях, Кроме того, изготовление прокладки со спиральной прорезью для малогабаритного-аппарата (в настольном исполнении) представляет определенную технологическую трудность В случае использования аппарата совместно с лабораторным оборудованием для экспериментальных исследований, т,е, для Ограниченных Объемов растворов, с частой сменой режимов, материалов электродов,сложная конструкция прокладки со спиральной прорезью становится излишней. Формула изобретения Унокзмерный злектродиализатор,включающий электроды, ионообменные мембраны и прокладки, в которых выпалне 643037ны отверстия, расположенные по окрукности, образующие при сборке каналы для входа и выхода растворов и в прокладках дополнительно выполнены отверстия в центре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности изменения направления потоков и упрощения конструкции, прокладка выполнена в виде двух листов, в одном из которых выполнено коническое отверстие, соединенное широкой частью с отверстием в центре, примыкающее к сплошной поверхности другого листа, а в другом - два конических отверстия, раэ мещенных диаметрально и соединенныхширокой частью с отверстием в центре, примыкающих к сплошной поверхности другого листа, и оба листа соединены друг с другом,1643037 Составитель О.ЗобнинРедактор Г.Гербер Техред М,Моргентал Корректор Н,Корол Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 119ВНИИ Тираж 444 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5