Электродиализатор
Изобретение относится к техническим средствам процесса обессоливания воды электродиализом в электродиализаторах с ионообменными мембранами. Электродиализатор включает электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны, и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. В отверстия мембран вставлены кольцевые выступы, сформованные вокруг соответствующих отверстий прокладок. Кольцевые выступы прокладок на 10-30% выше толщины сухих мембран. Технический эффект - снижение непроизводительных потерь электроэнергии в электродиализаторе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к техническим средствам процесса обессоливания воды электродиализом в электродиализаторах с ионообменными мембранами.
Известен электродиализатор, включающий электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и сепараторные прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата (см. например, Гребенюк В.Д. Электродиализ. Киев, Техника, 1976, с. 100-101). Недостатком известного электродиализатора является то, что при концентрировании солей в таких аппаратах наблюдается разогрев и прожог прокладок и мембран со стороны электродных блоков вокруг распределительных и сборных коллекторов концентрата. Это приводит к выходу из строя электродиализных аппаратов. Причиной разогрева и прожога мембран и прокладок в указанных местах является то, что при повышении концентрации солей увеличиваются утечки тока через распределительные и сборные коллекторы, а следовательно, и количество тепла, выделяемого при его прохождении. Ускорение отвода избыточного тепла в данном случае возможно в основном только путем увеличения скорости прокачки воды, что не всегда возможно и целесообразно. Кроме того, вследствие утечек тока снижается доля полезного использования тока, протекающего через электродиализный аппарат. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный электродиализатор, включающий расположенные между электродами ионообменные мембраны и прокладки, имеющие отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата (см. например, авт. св. СССР 1018678, кл. В 01 D 13/02, 1983 г. ). При этом электродиализатор снабжен закупоривающими пластинами из диэлектрического материала, размещенными в отверстиях одной из мембран. Известный аппарат позволяет сократить утечки тока, однако технически нереально полностью изолировать коллекторы пластинами, во-первых, из-за набухаемости мембран и их разной толщины с толщиной пластин, а во-вторых, из-за просачивания воды между пластинами и мембранами. Полностью разомкнуть контур паразитной цепи электрод - мембрана - коллектор - электрод не удается. Кроме того, из-за перекрытия каналов возникают конструкторские проблемы с выводом диализата и концентрата. Аппарат становится нетехнологичным. Предлагаемое изобретение направлено на снижение непроизводительных потерь электроэнергии в электродиализаторе. Это достигается тем, что предлагаемый электродиализатор так же, как известный, включает электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. Однако в отличие от известного электродиализатора в предлагаемом отверстия прокладок выполнены с кольцевыми выступами, на которые посредством отверстий насажены мембраны. Кольцевые выступы могут иметь высоту на 10-30% больше, чем толщина сухих мембран. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показана пара прокладка - мембрана. В мембране 1 выполнены отверстия 2 для каналов (на чертежах не показаны) выводы диализата и концентрата. Этими отверстиями 2 мембрана насажена на кольцевые выступы 3, которыми снабжены соответствующие отверстия 4 сепараторных прокладок 5 (лабиринтные каналы на прокладке для наглядности предложения не показаны). Мембраны и прокладки расположены между электродами (на чертеже не показаны). Кольцевые выступы, формируемые при литье пластмассовых прокладок, прерывают контур паразитного тока электрод - мембрана - коллектор - электрод и в то же время полностью сохраняют классическую схему аппарата, не требуя изощренных конструкторских решений для удаления диализата и концентрата. Кольцевые выступы 3 на прокладках 5 выполняют с высотой на 10-30% больше толщины сухой (ненабухшей) мембраны, поскольку при контакте с водой толщина набухающей мембраны увеличивается. В зависимости от типа мембран толщина их при набухании может увеличиваться на 50-70%. Однако при сборке электродиализного пакета мембраны зажимаются между прокладками, и толщина набухшей мембраны в пакете в среднем лишь на 10-30% больше ее толщины в сухом виде. Использование электродиализатора согласно изобретению в схемах концентрирования и обессоливания водных растворов не отличается от применения известного электродиализатора противоточного типа. В известном электродиализаторе ток, протекающий через него, в основном расходуется на перенос солей через мембраны, непроизводительный перенос ионов Н+ и ОН-, нагрев раствора и утечки через коллекторы. При подаче напряжения на электроды в предлагаемом электродиализаторе утечки тока через коллекторы значительно ниже, чем в известном, так как коллекторы по току многократно перекрыты кольцевыми выступами диэлектрических прокладок в отверстиях мембран. Разрыв контура паразитной электрической цепи не изменяет кинетику и механизм процесса переноса солей через мембраны. Масса переносимых солей и ионов H+ и ОН- за единицу времени и нагрев воды в камерах при одном и том же напряжении, подаваемом на электроды предлагаемого и известного электродиализаторов, одни и те же. Однако удельный расход электроэнергии на единицу объема обессоленного раствора в предлагаемом электродиализаторе значительно меньше, так как в нем значительно меньше непроизводительные потери тока через коллекторы. Снижение утечек тока через коллекторы позволяет также избежать локального нагрева стенок коллекторов и выхода пакета мембран и прокладок из строя. В то же время конструкция аппарата имеет классическую простую и технологическую конфигурацию.Формула изобретения
1. Электродиализатор, включающий расположенные между электродами ионообменные мембраны и прокладки, имеющие отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата, отличающийся тем, что отверстия прокладок выполнены с кольцевыми выступами, на которые посредством отверстий насажены мембраны. 2. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые выступы имеют высоту на 10-30% больше, чем толщина сухих мембран.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Многосекционный электродиализатор // 2132721
Изобретение относится к области электрохимической очистки воды преимущественно для нужд радиотехнической, электронной, пищевой промышленности и медицины, в частности к конструкциям устройств электродиализного типа для глубокого обессоливания воды
Электродиализатор // 2050176
Изобретение относится к электрохимическим производствам, а конкретно к электродиализной технологии очистки аминокислот
Электродиализатор // 2033850
Изобретение относится к конструкциям электродиализаторов с ионоселективными мембранами
Электродиализатор // 1839103
Электродиализатор // 1834698
Электродиализатор // 1819155
Устройство для обезвоживания осадка // 1762994
Изобретение относится к устройствам для фильтрования и обезвоживания суспензий тонкодисперсных материалов и может быть использовано в горно-рудной, угольной, химической, пищевой и других отраслях промышленности
Изобретение относится к установкам для деионизации растворов электролитов, может быть использовано в бытовых опреснительных установках индивидуального пользования и позволяет упростить устройство для автоматического реверсирования полярности электродиализной установки и повысить ее надежность
Электролизер для разделения ионов // 1333716
Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электролизерам для разделения ионов
Изобретение относится к регенерации электролитов и может быть использовано для удаления карбонатности из отработанного щелочного электролита с одновременным получением водного раствора гидроксида щелочного металла, например калия, высокой степени очистки и сухого поташа
Изобретение относится к способу концентрирования растворов электролитов путем обработки их в электродиализаторе, включающем вертикально расположенные чередующиеся катионообменные, анионообменные мембраны, образующие проточные камеры обессоливания, в которых расположены прокладки безрамочной конструкции, и непроточные камеры концентрирования, в которых расположены прокладки рамочной конструкции, в нижней части которых выполнены щелевые пазы
Изобретение относится к аппаратам для разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, пищевой и других отраслях промышленности
Электробаромембранный аппарат рулонного типа // 2411986
Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии
Восстановление лития из водных растворов // 2470878
Изобретение относится к восстановлению лития из водных растворов, таких как сырьевые потоки, применяемые в производстве литий-ионных батарей, или образованные при извлечении лития из материалов на основе руды
Изобретение относится к области получения обессоленной воды и может быть использовано для деминерализации природных и сточных вод методом электродиализа в атомной энергетике, в электронной, медицинской, фармацевтической, химической, пищевой отраслях промышленности. Электродиализатор включает корпус, расположенные в корпусе между электродами анионную и катионную мембраны, которые разделяют корпус на три камеры: анодную, катодную и исходной воды, каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. Мембраны выполнены из слоев жидкости различной плотности и толщины, причем плотность катионной мембраны больше плотности исходной воды, плотность анионной мембраны меньше плотности исходной воды. Анионная мембрана выполнена из слоев этилового спирта и толуола, а катионная мембрана - из слоев нитробензола и глицерина, номинальная толщина каждого слоя жидкой мембраны составляет 40-45 мм. Технический результат - повышение степени обессоливания воды, снижение трудоемкости обслуживания электродиализатора и повышение надежности его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методом электрофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является увеличение площади прикатодных или прианодных мембран в единице объема аппарата, предотвращение отложений растворенных веществ на поверхности мембран, а также повышение качества и эффективности разделения растворов. В заявленном электробаромембранном аппарате переточные эллиптические окна увеличены в площади, а круговые сегменты переточного эллиптического окна заполнены полимерным компаундом по всему объему от прокладки до прокладки с одной до другой стороны диэлектрической камеры. В пространстве между ними сверху и снизу переточного эллиптического окна уложены друг на друга дренажная сетка, монополярно-пористый электрод-пластина, пористая подложка из ватмана и мембрана, проходящие в виде непрерывного полотна через переточное эллиптическое окно с одной стороны диэлектрической камеры корпуса по другую, при этом в пространстве переточного эллиптического окна диэлектрической камеры корпуса образован межмембранный канал, в котором находится сетка-турбулизатор, которая представляет собой расположенный под углом 90 градусов в одной плоскости набор прямолинейных элементов одинаковой длины прямоугольной формы в разрезе. 10 ил.
Настоящее изобретение относится к суспензиям, содержащим очень малое количество солей и содержащим, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния. Предложен способ получения суспензий, имеющих низкое содержание соли и включающих, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния, включающий стадии: обеспечение суспензии, содержащей, по меньшей мере, один осажденный оксид кремния; доведение рН суспензии до величины 0,5-5, если рН суспензии, полученной на предыдущей стадии, не находится в указанном интервале; очистка суспензии с помощью электродиализа, причем устройство для электродиализа включает одну или более ячейку электродиализа, в каждой из которых область, содержащая продукт, отделена от области, содержащей католит, с помощью катионообменной мембраны, а расстояние между электродами составляет от 2 до 200 мм, и применяют потенциал от 5 до 1000 В. Предложены также полученная указанным способом суспензия, ячейка для электродиализа и содержащее ее устройство, а также применение суспензии. Технический результат - способ позволяет эффективно получать суспензии, содержащие осажденный оксид кремния, в которых содержание сульфата натрия менее 1000 част./млн. Получаемые суспензии пригодны для получения покрытий бумаги при изготовления носителей информации с использованием струйной печати или для получения высушенных осажденных оксидов кремния. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к мембранной технике и технологии, а именно к технике электродиализа. Способ изменения характеристик электродиализатора с чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами, включающий подачу в электродные камеры электродиализатора раствора серной кислоты с концентрацией 0,025 М, в камеры обессоливания - 0,005-0,01 М раствора анилина в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, а в камеры концентрирования - раствора соли с концентрацией 0,0005-0,015 М, в которой анион кислотного остатка является окислителем, в минеральной кислоте с концентрацией ионов водорода 0,05 М, при плотности тока равной 100-400 А/м2 в течение 60-120 мин, с последующим промыванием емкостей и камер электродиализатора дистиллированной водой, после чего электродиализатор выдерживают под током плотностью 100 А/м2 в течение 60 мин при подаче во все камеры электродиализатора 0,025 М раствора серной кислоты. Технический результат - снижение энергозатрат при использовании электродиализатора. 2 з.п.,1 табл.; 2 ил.
Способ селективного извлечения доннановским диализом ионов электролита из раствора с фенилаланином // 2618839
Изобретение относится к способу очистки аминокислот. Описан способ деминерализации нейтрализационным диализом смешанного раствора аминокислоты и соли, включающий подачу смеси раствора фенилаланина и хлорида натрия в среднюю секцию трехсекционного диализатора, ограниченную мембранами разной природы фунциональных групп с геометрически неоднородной профилированной поверхностью, подачу в режиме противотока через смежную с катионообменной мембраной секцию раствора фенилаланина, а через смежную с анионообменной мембраной секцию - раствора хлорида натрия. Технический результат заключается в способе селективного извлечения ионов электролита из смешанного раствора с фенилаланином стационарным нейтрализационным диализом с профилированными ионообменными мембранами разной природы фунциональных групп. 3 ил.
