Электродиализная установка

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 1 5,12,75 (21) 2303379/2 3 вСоюз Советских Социалистических Республик(11) 575111 1)М. К 3/02 присоелинением заявкиГасударственныМ намнтетСаввта Мнннстрав СССРва делам наабретеннйн атнрытнМ. 7 (088. 8) публиковано 010,77, Бюллетень37 та опубликования описания 24,10.77(72) Авторыизобрете 1. Батюков, М. М. Башкиров, В, Б. С. Наумов н Б. С. Троян Дошлы 1) Заявите 4) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНАЯ УСТАНОВ тен етс вкойумень асоИзобретение отнссится к области деионизации и концентрирования раствсров, а именно к конструкции электродиализной установки циркуляционного типа для опреснения соленых вод.Известна электродиализная установка циркуляционного типа, содержащая электродиализатор, емкости, циркуляционные насосы и запорные устройства, образующие контуры дилюата, рассола и промывки электродных камер 11Недостатком данной установки является переток рассола в дилюат.Известна также электбодиаЛизная установка циркуляционного типа состоящая из трубопровода подачи воды, электродиализатора, емкостей для дилюата, рассола и промывочной жидкости для электродных камер, нассссв со сливными импелле рами, образующих контуры дилюата рассола и промывки электродных камер ),21Недостатком этой установки является переток рассола в дилюат через трубопровод заполнения, вызванный увеличением объема рассола, вследствие электроосматического переноса растворителя через ноно обменные мембраны электродиалиэа тора, что приводит к снижению пр изводительности электродиалиэной установки.Целью изобре ия является пр отвращение пер ка рассола в д люат.С этой целью установка снабже- Н на распределительной емкостью установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхнейчасти с емкостью промывочной жидкости для электродных камер, в )5 средней части - с емкостью дилюатаи емкостью рассола, а в нижнейчасти - со сливом.Распределительная емкостьверхней части снабжена рубаю 20 и имеет переменное сечение,шающееся от днища.На чертеже приведена схемаэлектродиализной установки циркуляционного типа.2 Эгектродиалиэная установка состоиг из электродиалиэатора 1, бака дилюата 2, бака 3 рассола,бака 4 промывки электродных камерс атмосферными клапанами 5 - 7 30 соответственно) лабиринтного н10 40 са 8 дилюата, насоса 9 рассола,насоса 10 промывки электродныхкамер, снабженных сливными импеллерамч 11-13, соответственно;четырехходового крана 14, дроссельной шайбы 15, запорного клапана 16,распределительной камеры 17; датчика 18 верхнего уровня, размещенного внутри бака 4 в стакане 19датчиков 20 н 21 солесодержания, циркуляционных контуров 22-301трубопровода 31 слива дилюата, трубопровода 32 слива рассола и трубопровода 33 промывки электродных камер; трубопровода 34 заполнения;трубопровода 35 подачи воды в бакидилюата, трубопровода 36 подачи рассола и трубопровода 37 промывкиэлектродных камер; сливных трубопроводов 38-40,Бак промывки электродных камер 4снабжен перелнвным устройством 41,сливной штуцер 42 которого сообщается при помощи трубопровода 40 струбопроводом слива промывки электродных камер. Стакан 19 выполненс отверстием 43, расположенным жиже верхнего края переливного устройства 41, а также дросселирующймотверстием 44, сообщающим внутреннююполость стакана при помощи трубопровода 45 с нижней частью переливногоустройства,Насос 10 промывки электродныхкамер снабжен гидрозатвором 46 идополнительным штуцером 47,Распределительная камера 17,снабжена штуцером 48 входа воды,штуцером 49 для подачи воды в бакпромывки электродных камер 4, штуцерами 50 и 51 для подачи воды вбаки дилюата 2 и рассола 3, дросселирующим отверстием 52, рубашкой 53с воздушкой 54, а также сливнымштуцером 55 и сливным штуцером 56,снабженным дросселирующим устройством 57. Штуцера 49-51 пропущенывнутрЬ распределительной камеры,причем штуцера, 50 и 51 доходят доее с.бедней части, а штуцер 49до ее верхней части.Бак 2 дилюата, трубопровод 22,насос 8, трубопровод 23, дилюатныйтракт электродиализатора 1 и трубо"провод 24, а также бак 3 рассола,трубопровод 25, насос 9, трубопровса 26, рассольный тракт электродиализатора 1 и трубопровод 27 образуютдва идентичных циркуляционных контура дилюата и рассола.При изменении полярности электродиализатора и одновременном переключении четырехходового крана 14 назначение циркуляционных контуров,трубопроводов 35 подачи воды и рассола 36, а также сливных трубопроводов 31 и 32 меняется. Дилюатный Контур и трубопроводы 35 и 31 становятся рассольными, а контур рассола и трубопроводы 36 и 32 - дилюатными.Вак 4, трубопровод 28, насос 10, трубопровод 29, тракт промывки электродных камер электродиалиэа тора 1 и трубопровод 30 образуют циркуляционный контур промывки электродных камерОпреснитель работает следующим образом. Исходная вода через дроссельную шайбу 15, запорный клапан 16, трубопровод 34 заполнения и штуцер 48 лоступает в распределительную камеру 17. Одновременно с открытием запорного клапана 16 происходит пуск циркуляционных насосов 8-10.Исходная. вода заполняет распределительную камеру 17 до верхнего края штуцеров 50 и 51, после чего исходная вода через укаэанные штуцера и трубопроводы 35 и 36 поступает на заполнение баков дилюата 2 и рассола 3. Одновременно исходная вода через сливной штуцер 56, снабженный дросселирующим устройством 57, трубопровод 39 и штуцер 47 насоса 10 поступает в зону всасывания импеллера 13, который подает воду через трубопровод 29, электродиализатор 1 и трубопровод 30 в бак 4 промывки электродных камер. Благодаря дросселирующему устройству 57, скорость заполнения бака 4 значительно ниже, чем баков 2 н 3.Поступающая в баки 2 и 3 исходная вода циркулирует по циркуляционным контурам дилюата и рассола. После заполнения баков дилюата и рассола атмосферные клапана 5 и 6 закрываются, поступление воды в баки 2 и 3 прекращается, и уровень воды в распределительной камере 17 повышается выше верхнего края штуцера 49, после чего исходная вода через штуцер 49 и трубопровод 37 поступает на заполнение бака 4 промывки электродных камер. Одновременно часть исходного раствора поступает через дроссельное отверстие 52 в рубашку 53, далее через сливной штуцер 55 н трубопровод 38 - в трубопровод 39 и затем в бак 4 вместе с водой, сливаемой из сливного штуцера 56. Наличие гидрозатвора 46 предотвращает слив растворов из штуцеров 55 и 56 в трубопровод 33.Поступающая в бак 4 исходная вода циркулирует по циркуляционному контуру промывки электродных35 40 камер и после достижения уровня воды в баке 4 отверстия 43;стакан 19 заполняется. Это приводит к срабатыванию датчика 18 верхнего уровня, по сигналу которого закрывается эапорный клапан 16 и подается напряжение на электродиалиэатор 1,После закрытия запорного клапана 16 исходная вода из распределительной камеры 17 сливается через штуцер 56, трубопровод 39 и штуцер 47 в зону всасывания импеллера 13 и затем через трубопровод 29,электродиалиэатор 1 и трубопровод 30 подается в бак 4. При этом поступление 1,воздуха в распределительную камеру 17 происходит через воздушку 54 н дросселирующее от 1 верстие 52, Поступающая в бак 4 вода сливается через отверстие 43, дросселирующее отверстие 44 в стакане 19 и трубопровод 45 в нижнюю часть иереливного устройства 41 и затем через штуцер 42, трубопровод 40 и трубопровод 33 удаляется из опреснителя.Через установленное времяопределяемое размерами камеры 19 и сечением дросселирующего отверстия 44, вода из стакана 19 сливается, подается сигнал об отсутствии верхнего уровня, что свидетельствует о закрытии запорного клапана 16 . В случае незакрытия запорного клапана 16 исходная вода продолжа ет поступать в бак 4, уровень воды в нем повышается, атмосферный клапан 7 закрывается, и поступающаявода удаляется из опреснителя череэ переливное устройство 41 и трубопровод 40 и 33. Датчик 18 верхнего уровня в этом случае окаэыва-ется погруженным в воду и после истечения установленного времени опреснитель отключается и подаетсясигнал о его неисправностиПосле заполнения опреснителя исходной водой, закрытия запорного клапана 16 и подачи напряжения на злектродиализатор 1 начинается процесс опреснения, Исходная вода вконтурах дилюата, рассола и промывки электродных камер многократно рециркулирует через электродиалиэатор, в результате чего солесодержание исходной воды в контуре дилюата уменьшается, а в контуре рассола возрастает.Уменьшение солесодержания воды в контуре дилюата сопровождаетсяэлектроосмотическим переносомводы через ионообменные мембраны электродиализатора. Это приводит к уменьшению уровня воды в,баке 2 дилюата и увеличению объема рассола в баке, 3. При этом рассол из 5 1 О 15 20 25 30 бака 3 поступает через трубопровод 36 и штуцер 51 в распределительную камеру 17. Кэ распредели тельной камеры рассол через штуцер 56, трубопровод 39 и штуцер.47 поступает в зону всасывания импел лера 13, который подает поступающий рассол в циркуляционный контур промывки электродных камер.Поступающий в бак 4 раствор сливается через отверстия 43 и 44 в ста кане 19 трубопровод 45, штуцер 42 и трубопроводы 40 и 33.Ввиду малой скорости электроосмотического перейоса воды через мембраны и, следовательно, низкой скорости поступления растворов в распределительную камеру 17 и стакан 19, сечение дросселирующего устройства 57 в сливном штуцере 56 и дросселирующего отверстия 44 в стакане 19 обеспечивает свободный слив поступающих растворов без повышения уровня в распределительной камере 17 и стакане 19. Это исключает переток рассола через штуцер 50 в бак 2 дилюата, а также появление в ходе процесса опреснения сигнала датчика 18 о наличии верхнего уровня при исправной работе запорного клапана 16. Рецнркуляцня потоков в контурах дилюата, рассола н промывки электродных камер продолжается до снижения солесодержания дилюата до заданной величины, после чего по сигналу датчика ЯО солесодержания снимается напряжение с электродиалиэатора 1 останавлйваются насосы 8-10 и начинается слив растворов нэ опреснителя. В момент отключения насосов объем рассола в баке 3 может увеличитьсяф так как из-за различия характеристик насосов 8 и 9, при работе опреснителя, может иметь место перепад давления междуднлюатными н рассольнымн камерами в сторону меньшего давления. При отключении насосов перепад давления исчезает, мембраны возвращаются в первоначальное положение и в результате этого могут выдавить часть рассола из электродиалиэатора 1 в бак 3. Поступающий в бак 3 рассол перебрасывается через трубопровод 36 и штуцер 51 в распределительную камеру 17, объем которой Выбран с таким расчетом, чтобы весь поступающий в этом случае рассол поМещался в распределительной камера ближе верхних концов штуцеров 50 и 51, Это исключает переброс рассола в бакдилюата и ухудшение качества опресаенной воды.575111 Формула изобретения Присною Ыо Рассол Редактор Л. Курасова Заказ 3910/4 Тираж 947 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемая конструкция электродиализной установки позволяет увеличить производительность при опреснении океанской воды на 20-25,1. Электродиализная установка циркуляционного типа, состоящая из трубопровода подачи воды, лектродиализатора, емкостей для дилюата, рассола и промывочной жидкости для электродных камер, насосов со сливными импеллерами, образующих контуры дилюата, рассола и промывки электродных камер, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что с целью предотвращения перетов: рассола в дилюат, установка снабжена распределительной емкостью,установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхнейчасти с емкостью промывочной жидкости для электроцных камер, всредней части - с емкостью дилюатаи рассола, а в нижней - со сливом,2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я темчто распределительная емкость в верхней части снабжена рубашкой и имеет переменное сечение, уменьшающееся отднища,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельствоР 422178, кл. В 01 П 13/02,18.11.71.2. Авторское свидетельствоР 469280, кл. В 01 В 13/02,Ю 29.11.71,Составитель Б. С. НаумовТехред З,фанта Корректор П. Макаревич