Электродиализатор /его варианты/

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

<11946587 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13. 10. 80 (21) 2992216/23-26 с присоединением заявки ¹ ($)) + g 3

В 01 D 13/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано ЗЦ07.82. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 30.07.82 (53) УДК 621.359. .7(088.8) (72) Авторью изобретения

А.М.Кузавский и О.В.Евдокимов (71) Заявитель (.54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА1ОР (ЕГО ВАРИАН УЦ) Изобретение относится к оборудованию для переработки растворов электролитов методом электродиализа и может. быть использовано для концентрирования технологических растворов, очистки сточных вод и опреснения морских и соленоватых вод.

Известен электродиализатор, включающий электроды, анионитные и катионитные мембраны, прокладки с выполненными в них отверстиями, образующими при сборке внутренние каналы. Прокладки имеют щелевидные вырезы, связывающие каналы с рабочими камерами.-Щелевидные вырезы располагаются в зоне уплотнения, образованной материалами прокладок и мембран (13 .

Известен также электродиализатор, включающий электроды, анионитные и катионитные мембраны, прокладки с выполненными в них отверстиями, образующими при сборке внутренние каналы l2) .

Недостатком известных электродиализаторов является то, что по растворам в щелевидных вырезах и участкам мембран в зоне уплотнения протекают токи утечки в направлении, перпендикулярном рабочему току, Эти токи обусловлены наличием разности потенциалов между рабочими камерами и соответствующими им участками внут. ренних каналов

Прохождение токов утечки по мембране в зоне уплотнения вызывает разогрев мембраны ввиду недостаточного теплообмена между зоной уплотнения и растворами, выполняющими роль хладагента. В местах наибольшего нагрева (опасных зонах) температура при определенных условиях может достигать температуры плавления материала мембран и прокладок, что приводит к выходу из строя всего электродиализатора.

Цель изобретения - повыаение надежности в работе электродиализатора путем выравнивания потенциалов рабочих камер и внутренних каналов.

Указанная цель достигается тем, что в электролизаторе, включающем электроды, анионитные и катионитные мембраны, прокладки с выполненными в них отверстиями, образующими при сборке внутренние каналы, в электродах выполнены отверстия соосно отверстиям в прокладках.

946587

Формула изобретения

Каналы снабжены вставками из электропроводного материала, соединенными с электродами.

На фиг.1 показан электродиализатор, первый вариант решениями на фиг.2 - то же, второй вариант. 5 электродиализатор (фиг.1) состоит из чередующихся анионитных 1 и катионитных 2 мембран, разделенных прокладками 3 и образующих рабочие камеры 4 В мембранах 1, 2 и прокладках 3 выполнены отверстия, которые, совпадая в сборе, обра,зуют внутренние каналы 5 для ввода и вывода диализа и рассола. Рабочие камеры,4 и внутренние каналы 5 со- 15 общаются через щелевидные вырезы 6, выполненные в прокладках 3.

Рабочие камеры сообщаются с электродом 7 аппарата через электродную камеру 8, ограниченную электродом 7 2О и мембраной 2. Электроды 7 установлены в аппарате с перекрытием каналов 5. В электроде 7 по аналогии с мембранами выполнены отверстия, которые совпадают в сборе с внут- 25 ренними каналами электродиализатора, в результате чего раствор, проходящий по внутреннему каналу, имеет непосредственный контакт с электродом. 30

Рабочий ток, осуществляющий полезную работу по переносу ионов солей, протекает по цепи рабочих камер сопротивления. Ток утечки проходит ао внутреннему каналУ- В силУ того, что приложенное к электродам напряжение равномерно распределяется по рабочим камерам и внутренним каналам„ разность потенциалов между любой из камер и соответствующим ей участком коллектора практически равна нулю. Следовательно, токи утечки по щелевым вырезам и мембранам в зоне уплотнения в направлении, перпендикулярном рабочему току, отсутствуют. Благодаря этому исклю- 45 чается возможность выделения тепла в опасных зонах, чем обеспечивается надежная работа электродиалиэатора независимо от .режима его эксплуатации. 50

В другой конструкции электродиалиэатора (фиг.2) выравнивание потенциалов между рабочими камерами 4 и соответствующими им участками внутренних каналов 5 достигается установкой специальных металлических вставок 9 (или из другого электропроводного материала) на торцовых концах внутренних каналов. Каждая вставка 9 электрическим проводником 10 подключена к токоподводу 11 соответствующего электрода 7. В результате этого эквивалентная электрическая схема для данной конструкции аналогична описанной ранее, токи по мембранам в зоне уплотнения отсутствуют, что обеспечивает отсутствие прожогов при работе электродиализатора.

Необходимо отметить, что при наличии контакта внутренних каналов с электродами электродиализатора ток утечки через первые несколько возрастает. Однако увеличение эффективности процесса, достигаемое при работе электродиализатора в оптимальном режиме, компенсирует некоторое повышение потерь на токи утечки по внутренним каналам.

Испытания предлагаемой конструкции, проведенные на электродиализаторе типа ЭДУ-1000, показывают, что относительная величина тока утечки возрастает до 10,4% (с 8,8% для известной конструкции). При этом практически сведена к нулю разность потенциалов между крайними камерами и соответствующими им участками внутренних каналов, которая в известной конструкции составляет 15 В при рабочем напряжении электродиализатора

200 В (с учетом ограничения) ° Это позволяет осуществить эксплуатацию . аппарата при оптимальном рабочем напряжении 350 В и увеличить его производительность на 30%.

1. Электродиализатор, включающий электроды, анионитные и катионитные мембраны, прокладки с выполненными в них отверстиями, образующими при сборке внутренние каналы, о т л и— ч а ю щ и и сятем,,что, с целью повышения надежности в работе электродиализатора путем выравнивания потенциалов рабочих камер и внут.,ренних каналов, в электродах выполнены отверстия соосно отверстиям в прокладках.

2. Электродиализатор, включающий электроды, анионитные и катионитные мембраны, прокладки с выполненными в них отверстиями, образующими при сборке внутренние каналы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе электродиализатора путем выравнивания потенциалов рабочих камер и внутренних каналов, каналы снабжены вставками из электропроводного материала, соединенными с электродами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 426672, кл. В 01 D 13/02, 25.11,71.

2. Гребенюк В.Д. Электродиалиэ.

Киев, Техника, 1976, с.71-72.

946587

Фиг. 1

3 1

gaz. Е

Составитель О. Зобнин

Техред М. Надь Корректор А.Дзятко

Редактор Л.Филь

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5393/9 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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