Многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа (его варианты)

154 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) ,Э011 302 сю В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ТВУ(56) 1. Патент Велнкобркл, НКИ 41 А, опублик. 12, Электродиализнаяустановка ЭДУ-М,СССР, г Алма-Ата, АНс. 4,8 (прототип). Цеитлин,ев и А. С. Ха 93790 итании 960.опрес Проспе Каза хс нительная кт ВДНХ кой ССР,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) МНОГОКАМЕРНЫИ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ФИЛЬТРПРЕССНОГО ТИПА (ЕГО ВАРИАНТЫ).(5) 1. Многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроды, между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализатора и концентрата, причем каждая прокладка выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа, отверстия в прокладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного раствора, расположены в центре, а прорезь выполнена в форме спирали. Архимеда.2. Многока мерный электродиализатор фильтрпрессного типа, включающий электроды, между которыми размещены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, причем каждая из прокладок выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отличающийся тем, что, с Я целью повышения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа, отверстия в прокладках и мембранах, образующие при сборке канал для подачи исходного, раствора, расположены в центре, а прорезь выполнена в виде ф спиралеобразной ломаной линии, включающей прямолинейные участки, расположенные под прямым углом по отношению друг к другу.Сй5 10 5 О 5 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электрохимической обработке жидкостей-электролитов методом электродиализа и, в частности, к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтрпрессного типа.Известен многокамерный электродиализатор фильтрпрессного типа, содержащий электродные камеры и расположенные между ними чередкщиеся камеры концентрирования и децоццзациц, образованные ионитовыми мембранами с разделяющими их рамками и сетками турбулизаторами, выполненными цз диэ, - .ектрика, на периферии в рамках и мембрана, предусмотрены отверстия, обр;, . к 1 щц. црц совмещении каналы для цроода исходного раствора, днализата ц концентрата, а в рамках прорезипитатели, гидравлц пески связываюцие эти каналы с соответствующими камерами 11.Однако снижение коэффициента полезного использования мембран, соответственно увеличение габаритов и массы электродиализатора из-за возможного плохого распределения потоков растворов в камерах, а также большое гидравлическое сопротивление может принести к царугцению уплотнений и ктролиализатора и утечке жидкости нар,жу. Известен мцогокамерный электродиализа 1 ор фильтрцрессцого типа, включающий электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, пригн м каждая из прокладок выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата 12.В известном электродиализаторе и предназначенной для него прокладке из-за высокой скорости потока раствора и многократных Изменений направления движения раствора по.лабиринту (на 180) и, вследствие этого, большого гидравлического сопротивления давление раствора в камерах существенно повышается в направлении, противоположном движению раствора. По этой причине имеют место нарушения плотности электродиализатора и утечки жидкости наружу и перетоки растворов между камерами концентрирования ц деионизации, что приводит к снижению эффективности процесса и надежности работы электродиализатора.Целью изобретения является повышение надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа. Поставленная пель достигается тем, что в многокамерном электродиализаторе фильтрпрессного типа, включающем электроды, между которыми размещены иони говые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, причем каждая прокладка выполнена с прорезью, сообщающейся с каналами для подачи исходного раствора и вывода диализата или концентрата, отверстия в прокладках и мембранах, образующих при сборке канал для подачи исходного раствора, расположены в центре, а прорези выполнены в форме спирали Архимеда.Согласно другому варианту прорезь выполнена в виде спиралеобразной ломаной линии, включающей прямолинейные участки, расположенные под прямым углом по отношению друг к другуНа фиг. 1 изображена схема мцогокамерного электродиализатора; на фиг. 2 - прокладка для первого варианта многокамерного электродиализатора с разрезом А - А; на фиг. 3 - то же, для второго варианта с разрезом Б-Б.Электродиалцзатор содержит прижимные плиты 1 и 2 с размещенными в них электродными камерами 3 н электродами 4. Между электродными камерами расположен пакет чередующихся ка мер концентрированияя и деионизации, ограниченных ионитовыми мембранами 5 и стенками прорезей 6 в прокладках 7. Электродиализатор также содержит канал 8 для подачи исходного раствора и каналы 9 и 1 О для выхода соответственно диализата и концентрата.Каналы образованы совмещением отверстий в мембранах и прокладках. Канал 8 для подачи исходного раствора расположен соосцо с мембранами 5 и прокладками 7, а каналы 9 и 10 для вывода диализата и концентрата - ца периферии мембран и прокладок. В прокладках 7 предусмотрець цитатели 11, гидравлически связывающие входные отверстия 12 в прокладках, образующие цри сборке входной канал 8, с началамц прорезей 6, и питателн 13, гидравлически связывающие в чередующихся камерах концы прорезей 6 с выходными отверстиями 4 и 15 в прокладках, образующими при сборке каналы 9 и 1 О соответственно для выхода диалцзата и концентрата. В плитах 1 и 2 имеются отверстия 16 и 17 для входа в электродные камеры и выхода из них промывного раствора. Прорезь 6 в прокладках 7 выполнена в, первом варианте электродиализатора в форме спирали , фиг. 2), а во втором варианте электродиализатора- в форме прямолинейных участков. каждый из которых смыкается с последующим под углом. делающих ряд увеличивающихся по разме. рам оборотов вокруг канала 8 для подачи исходного раствора (фиг. 3). По длине прорези 6 ее стенки соединены поперечнымиперемычками 18, высота которых меньше.высоты прокладки. 1 акет мембран с прокладками сжат с помощью прижимных плит1 и 2, В прижимных плитах (в данном примере в прижимной плите 1) имеются отверстия 19-2 для ввода исходного раствора,отвода диализата и концентрата. Зти отверстия совмегцены с соответствующимиканалами 8-10 в пакете электродиализатора.При работе электродиализатора исходный раствор подается через отверстие,19и далее по входному каналу 8 через питатели 11 в камеры деионизации и концентрирования,Прошедший камеры раствор отводитсяпо каналам 9 н 10 через отверстия 20 и 21.Часть раствора через отверстия 16 поступает на промывку электродных камер 3 иудаляется из йих через отверстия 17 в прижимных плпгах 1 и 2. После прдачи на электроды напряжения постоянного тока происходит перенос ионов эл ктролпта через ионитовые мембраны из камер деионизациив камеры концентрирования, Обессоленный,диализат по каналу 9 и через отверстие20 направляется к потребителю, а концентрат по каналу 1 О и через отверстие 21, атакже раствор, прошедший электродныекамеры, направляют на сброс, При этомэлектропроводность диализата в связи собессоливанием снижается по мере удаления от входного отверстия, т.е. от оси электродиализатора к его периферии. В связи 30с этим при подаче на электроды 4 напряжения постоянного тока процесс денонизации происходит при повышении в центральной части электродиализатора плотности тока. плавно понижающейся по мере удаления от оси к периферии, не превышая при этом предельно-допустимого значения, обуславливающего возникновение в электродиализаторе явления концентрационной поляризации,Использование изобретения позволит снизить гидравлическое сопротивление прорезей в прокладках и вести процесс при повышенной плотности тока, постепенно понижающейся по мере удаления от входного канала к периферии электродиализатора, тем самым повысить эффективность процесса электродиализа за счет снижения расхода энергии на перекачку обрабатываемого раствора и увеличения производительности электродиализатора. Кроме того, повышается надежность работы электродиализатора за счет обеспечения минимальных перепадов давлений раствора между камерами деионизации и концентрирования по всей длине прорези и между его смежными участками, разделенными ее стенкой в пределах одной камеры. Одновременно с этим давление среды на все периферийные внешние поверхности уплотнения электродиализатора минимально возможное, что снижает возможность утечек среды. Зкономический эффект от использования изобретения в электродиализной установке производительностью 50 т/сут предназначенной.для опреснения солоноватой воды, составляет ориентировочно 3500 руб. в год.1033154 7 УФФУ б едактор А. Гулаказ 5469/7ВН ЗО фили Составитель В. Банниковко Техред И.Верес Корректор О. ТигоТираж 688 ПодписноеИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4