Устройство для выделения растворителя из раствора электролита

 

Устройство относится к области электрохимии и может найти применение для выделения растворителя из раствора электролита для опреснения морской, нефтепромысловой, геотермальной вод и из электролитов техногенного характера. Устройство содержит электромагнит с замкнутым магнитным сердечником, первичной обмоткой, подключенной к питающей электросети через регулятор тока. Вторичной обмоткой электромагнита служит сосуд-реактор, выполненный пустотелым кольцеобразной формы из электроизоляционного материала. Во внутреннем пространстве сосуда-реактора укреплены продольно по крайней мере две полунепроницаемые перегородки, делящие внутреннее пространство сосуда-реактора на полости очищенного растворителя, первичного электролита и сгущенного электролита. На сосуде-реакторе в поперечном направлении укреплены пластины из ферромагнитного материала подковообразной формы с общей или индивидуальными обмотками или без обмотки. При работе устройства электромагнитные силы втягивают анионы и катионы электролита в глубину паза подковообразных магнитов, тем самым выделяя растворитель из раствора электролита Технический эффект - выделение растворителя из раствора электролита, не сопровождаемое нагреванием раствора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к электрохимии и может найти применение для опреснения морской, нефтепромысловой и других вод, а также для извлечения растворителя из электролитов техногенного характера.

Известны большие установки по опреснению морской воды методом многостадийной флеш-дистилляции (см., например, Т.Браун, Г.Ю.Лемей. Химия в центре наук. - М.: Мир, 1983 г., с.153). Эффективность работы установки многостадийной флеш-дистилляции ограничена возникновением накипи в системе циркуляции горячего рассола.

Предлагаемое устройство свободно от указанных недостатков, так как его работа не связана с разогревом электролита.

Сущность предлагаемого устройства для выделения растворителя из раствора электролита, поясняется чертежом, на котором схематически изображено предлагаемое устройство: 1 - сосуд-реактор, 2 - полость очищенного раствора, 3 - полость первичного электролита, 4 - полость сгущенного электролита, 5 - полунепроницаемая перегородка, 6 - магнитный сердечник, 7 - первичная обмотка, 8 - регулятор тока, 9 - питающая электросеть,
10 - подковообразная пластина,
11 - обмотка подковообразного магнита.

Как видно из чертежа, устройство для выделения растворителя из электролита содержит сосуд-реактор 1 из электроизоляционного материала кольцеобразной формы. Во внутреннем пространстве сосуда-реактора 1 установлены продольно по крайней мере две полунепроницаемые перегородки 5, через перегородки свободно проникают ионы электролита, но перегородки 5 ограничивают движение потоков электролита. Перегородками 5 пространство сосуда-реактора 1 разделено по крайней мере на три продольные полости: полость очищенного раствора 2, полость первичного электролита 3 и полость сгущенного электролита 4; к полостям сосуда-реактора 1 подведены соответственно трубопроводы: для нагнетания в полость 3 первичного электролита, для эвакуации из полости 2 очищенного раствора, а из полости 4 сгущенного электролита (на чертеже трубопроводы не показаны).

Сосуд-реактор 1 размещен в окне замкнутого магнитопровода 6 электромагнита с первичной обмоткой 7; заполненный электролитом сосуд-реактор 1 является вторичной обмоткой электромагнита. Первичная обмотка электромагнита 7 подключена через регулятор тока 8 к питающей электросети 9; регулятор тока 8 необходим для изменения тока по величине и форме в зависимости от технологии очистки. Электрический ток может быть как переменным промышленной частоты, так и пониженной частоты. На корпусе сосуда-реактора 1 укреплены в поперечном направлении пластины подковообразной формы 10 из ферромагнитного материала так, чтобы полость сгущенного электролита 4 находилась на глубине паза пластичны 10.

В частном случае выполнения устройства (п.2 формулы) подковообразные пластины 10 установлены внутри корпуса сосуда-реактора 1, это увеличит индукцию магнитного поля в зазоре подковообразной пластины 10.

В другом варианте выполнения устройства (п.3 формулы) в глубине пазов подковообразных пластин 10 уложена обмотка 11, подсоединенная к регулятору электрического тока 8, фазы токов первичной обмотки 7 и обмотки пластин 11 согласовываются регулятором тока 8; в устройстве с обмоткой подковообразных пластин 11 интенсифицируется процесс отделения растворителя.

Устройство (п.4 формулы) содержит не одну общую для всех подковообразных пластин 10 обмотку 11, а на каждом подковообразной пластине 10 установлены индивидуальные обмотки 11, что удобно для ремонтов устройства.

Устройство работает следующим образом: в полость 3 нагнетают первичный раствор электролита, через полупроницаемые перегородки 5 полости очищенного электролита 2 и сгущенного электролита 4 заполняются первичным электролитом. Подключают регулятор тока 8 к питающей электросети 9, и на первичную обмотку электромагнита 7 подается переменное напряжение, в полостях корпуса-реактора 1 как во вторичной обмотке трансформатора с магнитопроводом 6 потечет ток ионов (катионов и анионов), возникнет магнитное поле этого тока, и подковообразные пластины 10 на корпусе сосуда-реактора 1 станут магнитами, на ионы раствора электролита начнет действовать сила, смещающая их в глубину паза пластины 10, т.е. начнется перемещение ионов из полости очищенного раствора 2 в полость первичного раствора 3 и далее в полость сгущенного электролита 4, раствор электролита в полости 2 превращается в очищенный растворитель, а в полости 4 плотность электролита увеличится, далее гидравлическим давлением в трубопроводе первичного раствора электролита из полости 2 удаляется очищенный растворитель, а из полости 4 - сгущенный электролит; при этом ионы под действием электромагнитного поля будут перемещаться из полости 2 в полость 4 на небольшое расстояние поперек сосуда-реактора 1, и расход электроэнергии на выделение растворителя будет небольшим.

Работа устройства по п. 2 формулы ничем не отличается от работы устройства по п. 1, но может оказаться более экономичной по расходу электроэнергии.

В устройстве по п.3 формулы обмотка подковообразных магнитов 11 подключена к регулятору тока 8 и через нее протекает электрический ток, который намагничивает подковообразные пластины 10, одновременно в полостях 2, 3 и 4 корпуса-реактора 1 протекает ток ионов электролита, взаимодействие тока ионов с магнитным полем обмотки 11 приведет к движению ионов из полости 2 в полость 3 и из полости 3 в полость 4; в полости 2 образуется очищенный растворитель, а в полости 4 - сгущенный раствор; далее процесс происходит как в устройстве по п.1 формулы.

Устройство по п. 4 формулы работает как устройство по п.3 формулы, но может оказаться удобным в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Устройство для выделения растворителя из раствора электролита, в частности, для опреснения вод, содержащее сосуд-реактор, трубопроводы и электромагнит, отличающееся тем, что сосуд-реактор выполнен пустотелым кольцеобразной формы из электроизоляционного материала, во внутреннем пространстве сосуда-реактора укреплены продольно по крайней мере две полунепроницаемые перегородки, делящие внутреннее пространство сосуда-реактора на полости выделенного растворителя, первичного электролита и сгущенного электролита, к полостям сосуда-реактора подведены соответственно трубопроводы первичного раствора, выделенного раствора и сгущенного электролита; сосуд-реактор и первичная обмотка размещены на магнитопроводе; первичная обмотка подключена к питающей электросети через регулятор электрического тока; на сосуде-реакторе укреплены в поперечном направлении пластины из ферромагнитного материала подковообразной формы, так, что полость сгущенного электролита приходится на глубину паза пластины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подковообразные пластины установлены внутри сосуда-реактора.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в глубине пазов подковообразной пластины размещена обмотка, подсоединенная к регулятору электрического тока.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на каждой подковообразной пластине уложена индивидуальная обмотка.

РИСУНКИ

Рисунок 1