Электродиализатор

 

Изобретение относится к электродиализной деминерализации воды. Изобретение позволяет сокращать расход электроэнергии и увеличивать производительность электродиализатора, содержащего сепараторы в виде скрученных лент. Указанные сепараторы изготавливают из ионообменного материала и располагают в камерах параллельно, чередуя ленты из катионо - и анионообменного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК si >s В 01 0 61/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662906/26 (22) 03,02.89 (46) 23.07.91. Бюл. M 27 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) Н.Н.Зубец, В,А.Шапошник, Б.Е,Милль.

И.П. Стрыгина и В.М.Собакин (53) 621.3.035(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1058573, кл, В 01 D 13/02, 09.03.82. (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР

Изобретение относится к электродиализу. в частности к применению этого метода для деминерализации воды.. Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение производительности.

На фиг.1 изображен расчлененный электродиализатор; на фиг.2 — скрученная лента-сепаратор.

Электродиализатор содержит катодную

1 и анодную 2 камеры, снабженные штуцерами 3 для ввода промывочной жидкости и штуцерами 4 для ее вывода, электроды 5 с токоподводами 6, Между электродными камерами находятся катионитовые 7 и анионитовые 8 мембраны, рамки камер 9 обессоливания и камер 10 концентрирования, внутри которых помещены параллель .но друг другу в оди н ..ряд скручен н ые ленты-сепараторы, выполненные из анионообменной 11 и катионообменной 12 смолы. Устройство снабжено штуцерами и каналами для ввода 13 и вывода 14 обессо ливаемого раствора, а также штуцерами и каналами для ввода 15 и вывода 16 концентрируемого раствора.

Электродиализатор работает следующим образом.

„„Я „„1664353 А1 (57) Изобретение относится к электродиализной; деминерализации воды. Изобретение позволяет сокращать расход электроэнергии и увеличивать производительность электродиализатора, содержащего сепараторы в виде скрученных лент.

Указанные сепараторы изготавливают из ионоббменного материала и располагают в камерах параллельно друг другу, чередуя ленты из катионо- и анионообменного материалаа. 1 3.и. ф-л ы, 2 ил.

Через все камеры с помощью штуцеров и каналов пропускают растворы электролита. На электроды подают постоянное электрическое напряжение. При этом ионы из камер обессоливания переходят в камеры концентрирования. Винтообразная форма сепараторов обеспечивает перемешивание растворов, а высокая электропроводность материала сепараторов обеспечивает низкое электрическое сопротивление электродиализатора. Развитая поверхность ионообменного материала в камерах обессоливания позволяет использовать высокую силу тока. Поочередное расположение катионитовых и анионитовых лент предотвращает локальные изменения величины рН раствора в камерах обессоливания.

Использование изобретения позволит снижать энергозатраты на процесс электродиализа по крайней мере на 25-30%, поскольку на такую величину инертные сепараторы повышают электрическое сопротивление аппарата. Если же удельная электропроводность раствора меньше, чем удельная электропроводность ионообменного материала лент-сепараторов (а это условие на практике почти всегда

1661353 выполняется, по крайней мере, в камерах обессоливания), то использование таких сепараторов приводит к дополнительному снижению электрического сопротивления аппарата и, следовательно, еще сокращает энергозатраты.

Поскольку сепараторы изготовлены из материала, сходного с материалом мембраны, и находятся в контакте с последними, происходят увеличение реальной активной рабочей поверхности раздела ионит-раствор и снижение реальной плотности тока.

Это позволяет увеличивать силу тока и, следовательно, производительность электродиализатора без достижения предельных диффузионных условий. Простой расчет показывает, что при плотной укладке скрученных лент реальная поверхность ионообменного материала каждого знака заряда противоионов возрастает в 1,5-2,5 раза в зависимости от степени скрученности. На эту же величину возрастает и возможная производительность аппарата.

Если же силу тока в предлагаемом аппарате оставлять на первоначальном уровне, то . производительность все равно несколько возрастает за счет повышения выхода по току, вызванного сокращением реальной плотности тока, В этом случае за счет более высокого выхода по току еще снизятся и

5 удельные затраты энергии.

Другим преимуществом . предлагаемого электродиализатора являеться возможность увеличения степени абессоливания вплоть до получения ультра10 чистой воды, Формула изобретения

1. Электродиализатор, включающий электроды, между которыми помещены рам15 ки, катионообменные и анионообменные мембраны, образующие камеры с размещенными в них сепараторами, выполненными в виде скрученных лент, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения энергозат20 рат и повышения производительности, скрученные ленты выполнены из ионообменного материала.

2. Электродиализатор по п,1, о т л и ч аю шийся тем, что скрученные ленты из

25 катионита и анионита расположены поочередно.

1664353

Составитель О. Зобнин

Техред М.Моргентал

Редактор А, Мотыль

Корректор Э. Лончакова

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

Заказ 2342 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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