Мембранный аппарат

(5)5 НИЯ чеппарат, прсечение А СОСТОИТ ИЗ ыполненного ала, с распо ерхности пат мой жидкост электрическо рхности прод ой подложки ектродом-а но цилиндрического из диэлектричеоженными на его рубком 2 для ввои, устройством 3 го тока и на внутольных каналов 4, , служащей однодом 5 и прианодГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Тамбовский институт химического машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 799779, кл, В 01 0 63/06, 1979,(57) Изобретение относится к устройствам,предназначенным для очистки сточных вод,дифференциального разделения ионов иполучения особо чистых веществ методамиэлектроосмофильтрации, электроультрафильтрации, электромикрофильтрации, и, Изобрете для разделен роосмофильт ции, электро быть использ ной, микроби ленностях. Целью и ние производ На фиг. дальный раз на фиг, 1. Аппарат корпуса 1, в ского матери внешней пов да разделяе для подвода ренней паве микропорист временно злние относится к устройствам ия растворов методами электрации, электроультрафильтрамикрофильтрации и может овано в химической, текстильологической и других промышзобретения является уве ительности,1 изображен а рез; на фиг, 2 -может наити применение в химическои, текстильной, микробиологической и других отраслях промышленности, Цель изобретения - повышение производительности. Мембранный аппарат с трубчатыми фильтрующими элементами снабжают устройством для подвода электрического тока, а его корпус, фильтрующие элементы и центральную трубку выполняют из диэлектрического материала с продольными каналами и покрывают микропористой подложкой, служащей электродом и дренажом для отвода анионов и катионов с пермеатом и мембранами, расположенными на внутренней поверхности корпуса, по всей поверхности фильтрующих элементов и на внешней стороне централь ной трубки. 2 ил. ной мембраной 6,. решеток 7, в которых герметично установлены концентричные фильтрующие элементы 8 с переточными ка- О налами 9, выполненными в виде щели и повернутыми друг относительно друга на 180 О с образованием ряда последовательно сое паеЪ диненных камер 10 разделения, централь ной трубы 11, выполненной из ЬЭ диэлектрического материала, с отверстием 0 Ь 12 и установленным во внутренней поверхности герметично, патрубком 13. служащим для вывода продукта разделения, устройства 3 для подвода электрического тока и на внешней поверхности микропористой подложки, служащей электродом-катодом 14 и прикатодной мембраной 15, и крышек 16, имеющих патрубки 17 и 18 для вывода анионов и катионов с пермеатом.фильтрующий элемент 8, выполненный из диэлектрического материала с продольными каналами 4 с нанесенной на всей его5 10 15 20 25 30 40 50 55 поверхности микропористой подложки, изготовленной из микропористого проката марки Х 18 Н 15-ПМ, Х 18 Н 15 - МП, ППТМ-ПМ, ЛНПИТ, Н - МП, ЛПН - ПМ с порозностью 20 - 45 О, служит одновременно микропористым биполярным электродом, внешняя сторона которого является катодом 14, а внутренняя анодом 5. По всей поверхности микропористого электрода расположены мембраны, соответственно, на катоде биполярного электрода мембрана является прикатодной 15, а на аноде - прианодной 6, В качестве, мембран используются полимерные мембраны - это ацетатцеллюлозные, этилцеллюлозные, полисульфоноамидные, фторпластовые и т, д. динамические мембраны, получаемые фильтрованием раствора, содержащего специальные добавки диспергированых веществ через микропористую подложку.Мембранный аппарат работает следующим образом.Разделяемая жидкость под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через патрубок 2 поступает в ближайшую к корпусу 1 камеру 10 разделения. В этот же момент времени к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с определенной плотностью тока. В камере разделения растворенное вещество распадается на ионы и под действием электрического тока анионы стремятся к аноду 5, .расположенному на корпусе 1 аппарата, через прианодную мембрану 6, а катионы через прикатодную мембрану стремятся к ближайшей поверхности ближайшего микропористого биполярного электрода к корпусу 1, которая по отношению к аноду, расположенному на корпусе 1, является катодом. В это ке время под действием давления пермеат (вода) протекает через прианодную и прикатодную мембраны и выдавливает анионы, катионы и газ, образующийся на электродах в результате эдлектролиза, через микропористый анод 5 и катод 14 биполярного электрода по соответствующим продольным каналам 4 для вывода к патрубкам 17 и 18. Далее разделяемая жидкость через передаточный канал 9 в фильтрующем элементе 8 (микропористом биполярном электроде) поступает в следующую камеру 10 разделения, расположенную блике к центру аппарата, где происходит аналогичное разделение, но электродами здесь выступают две поверхности внутренняя и внешняя) микрапористых биполярных электродов, внутренняя поверхность является анодом, а внешняя поверхность микро- пористого биполярного электрода, расположенного ближе к центру по отнаше- ф нию к этому аноду, выступает катодом. Так, раствор, протекая па всем камерам, очищается от анионов и катионов, После разделения раствор отводится через отверстие 12 в центральной трубке 11 по патрубку 13.Наиболее близким к предлагаемому является мембранный аппарат с трубчатыми элементами, содержащими цилиндрический корпус со штуцерам для ввода разделяемой жидкости, кон центрично расположенные цилиндрические фильтрующие элементы, повернутые по центральной оси аппарата друг относительно друга на 180 О, с переточными каналами, выполненными в виде щелей, располокенных по всей длине образующей цилиндрического фил ьтрукццего элемента, центральную трубу для вывсда разделяемой жидкости, установленную совместно с цилиндрическими фильтрующими элементами в решетках, одна из которых снабжена штуцерам для вывода разделяемой жидкости, и крышки, имеющие штуцера для отвода пермеата,Недостатком известного аппарата является низкое качества разделения растворов,в особенности при разделении мнагакампонентных смесей электролитов, при отделении неэлектролита от электролита, при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т. д, В процессе, работающем под действием градиента давления, ионы через мембрану проходят практически в эквималекулярных соотношениях. Эта означает; что разделит качественно в таком аппарате, например, многокомпоненткую смесь электролитов невозможно. Предлагаемый мембранный аппарат по сравнению с известным позволяет повысить качество разделения, в особенности при разделении многокомпанентных смесей электролитов, при отделении неэлектролита от электролита, при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т, д, вследствие улучшения селективных свойств мембран,Кроме того, на предлагаемой конструкции ввиду наложения электрического поля можно дифференциально выделять ионы и получать особо чистые вещества. При этом увеличивается производительность аппарата вследствие повышения рабочей поверхности, т. е. дополнительного размещения мембран на внутренней поверхности цилиндрическога корпуса и внешней стороне центральной трубки, и селективных свойств мембран и повышается период работоспособности мембраны за счет уменьшения образующихся отложений на поверхности мембраны вследствие изменения толщины граничных слоев жидкости, 1681926Данную конструкцию можно применять в процессах, где это требуется по тем или иным признакам, с мембранами, размещенными только на аноде или только на катоде, при замене противоположного электрода на непористый материал,Формула изобретенияМембранный аппарат, включающий цилиндрический корпус с концентрично расположенными фильтрующими элементами с мембранами, снабженными переточными каналами в виде щели; выполненной по всей длине образующей фильтрующего элемента, и повеончтыми одна относительно другой на угол 180, штуцер для подводаоисходной жидкости и штуцер для вывода 5 конечного продукта, размещенный коаксиально корпуса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности, фильтрующие элементы снабжены пористыми электродами, размещенными с 10 двух противоположных сторон, между мембранами и электродами выполнены каналы, а корпус и штуцер для вывода конечного продукта являются электродами,1681926 Составитель О,ЗобнинТехред М.Моргентал Корректор М, Пожо Редактор С.Пекарь Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3360 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5