Многокамерный электродиализатор

 

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. Многокамерный электродиализатор содержит электроды, ионообменные мембраны и прокладки, причем в электродах и мембранах по окружности выполнены сквозные отверстия, образующие при сборке каналы для входа и выхода взаимодействующих растворов, причем прокладки мзжду 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. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (к)з В 01 D 61/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВтОРСКОМУ СВИДЕтЕЛЬСтВУ (21) 4611381/26 (22) 01.12.88 (46) 23.04.91. Бюл, M 15 (71) Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова (72) Ц.Н.Сосницкий, И,И.Торопова и С.М.Шостак (53) 661.357.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1212461, кл. И 01 D 13/02, 1986. (54) МНОГОКАУЕРНЫЙ ЭЛЕКТРОДИА/1ИЗАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для электрохимической обработки электролитов методом электродиализа. в частности к конструкциям многокамерных электродиализаторов фильтр-прессного типа. Целью

Изобретение относится K 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

5U: 1643637 А1 изобретения является обеспечение возможности направления потоков и упрощение конструкции; Многокамерный электродиализатор содержит электроды, ионообменные мембраны 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.

1643037

Диски окантованы кольцами из непроводящего материала с отверстиями для пропускания растворов и стяжки болтами.

Токоподвод осуществляется через выступающий за общий размер аппарата контакт.

Злектродиализатор 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 зле тродами и прижимными плитами. При этом во всех четных камерах происходит обессоливание, а в нечетных — концентрирование солей. Обессоливаемый и концентрируемый потоки направляются в aïïaðaòå 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 н зависимости от энерго.емкости процесса.

Другой процесс, для которого может быть использован предлагаемый электродиализатор — это непрерывная электрохимическая регенерация раствора химического меднения, В процессе химического меднения раствор истощается по ионам двухвалентной меди и гидроксила.

Предлагаемый электродиализатор 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 днухвзлентные ионы меди, вводится в одно ив отверстий прижимной крышки только в камеру, содер>кащую анод, и покидает ее через другое отверстие этой же крышки, а камера, содер>кащая анод, выполняется из прокладки, состоящей из пары колец l5 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 рзс5

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 из прокладок 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 процесс- необходимо их передвижение через аппарат насквозь. Вообще количестэо растворов, проходящих через аппарат, зависит от количества отверстий, выполненных н его деталях.

В настоящее время в производстве печатн...х плат восстановление раствора химического меднения производится посредством вычерпывзния части объема рабочего раствора и замены его свежеприготонленным. Кроме того, что в процессе постоянно потребляются новые количества реэктинон, вычерпзнный объем раствора требует дальнейшей утилизации, Использонание предлагаемого аппарата, включаемого последовательно с рабочей ванной, позволяет нести процесс в замкнутом цикле, причем необходимость замены раствора 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. Предла "аемзя конструкция обладает такой возмо>кностью 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

Мнокамерный злектродиализатор, включающий электроды, ионообменные мембраны и прокладки, н которых выпалнены отверстия, расположенные по окру>кности, образующие при сборке каналы для входа и выхода растворов и в прокладках дополнительно выполнены отверстия в центре, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения направления потоков и упрощения конструкции, прокладка выполнена в виде двух листов, 8 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, раэ5 мещенных диаметрально и соединенных широкой частью с отверстием в центре, примыкающих к сплошной поверхности другого листа, и оба листа соединены друг с другом, Я

1643037

Составитель О.Зобнин

Редактор Г.Гербер Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Заказ 1193 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101