<Desc/Clms Page number 1>
Elektrodialyseapparat mit gespülten Elektrodenräumen
Die Erfindung bezieht sich auf einen aus drei Räumen bestehenden Elektrodialyseapparat, von welchen der mittlere den Elektrodialyseraum bildet und durch zwei Diaphragmen von den Elektrodenräumen, in denen sich die Spülflüssigkeiten befinden, getrennt ist.
Im österreichischen Patent Nr. 165873 ist ein Verfahren zur Dialyse von wässerigen Flüssigkeiten beschrieben worden, wobei es möglich ist, die Wasserstoffionenkonzentration der zu elektrodialysierenden Flüssigkeit während der Elektrodialyse zu regeln bzw. konstant zu halten, indem man eine bestimmte Konzentration an Elektrolyt enthaltende Spülflüssigkeiten mit kontrollierter Geschwindigkeit durch den Anoden-und Kathodenraum hindurch strömen lässt. Nach diesem Verfahren wählt man z. B. eine sauer reagierende anodische Spülflüssigkeit und eine alkalisch reagierende kathodische Spülflüssigkeit. Im allgemeinen soll man dabei, wenn die anodische Spülflüssigkeit weniger sauer oder die kathodische Spülflüssigkeit weniger alkalisch reagiert, geringere Geschwindigkeiten der respektiven Spülflüssigkeiten anwenden.
Wenn dieses Verfahren in einem normalen Dialyseapparat der einleitend angegebenen Art ausgeführt wird, befriedigt es völlig unter der Bedingung, dass mit nicht allzu hohen Stromdichten gearbeitet wird (bis zu 10-15m Alcm2). Bei höheren Stromdichten entsteht augenscheinlich so viel Säure und Alkali an der Anode bzw. Kathode, dass sich dies nicht durch geringere Konzentrationen in den Spülflüssigkeiten und durch Regelung der Spülgeschwindigkeiten genügend aufhalten lässt, wodurch eine Verschiebung der Wasserstoffionenkonzentration der zu elektrodialysierenden Flüssigkeit auftritt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass, wenn man durch eine besondere Methode zur Einführung der Spülflüssigkeiten in die Elektrodenräume diese Spülflüssigkeiten derart in den Flüssigkeitsteil dieser Räume zuführt und verteilt, dass die Flüssigkeit in den Elektrodenräumen gänzlich oder zum grössten Teil homogener Zusammensetzung ist, auch bei höheren
Stromdichten ein gutes Resultat erhalten werden kann.
Diese Einführung geschieht mittels eines Röhrensystems, dessen Röhren über einen Teil ihrer Länge oder über ihre ganze Länge mit Durchlöcherungen oder Schlitzen versehen sind, durch welche die Spülflüssigkeiten in die Elektrodenräume geführt werden, vorzugsweise in einer Richtung, welche mit den Oberflächen der Elektrode und des Diaphragmas einen Winkel einschliesst, der kleiner als 90'ist.
Es wurde bereits ein Verfahren zum Auslaugen von festen Stoffen mittels Flüssigkeiten beschrieben, wobei in einer Filterpresse durch Elektroosmose der Transport der Flüssigkeit durch den Filterkuchen gehoben wird. Hiebei wird die Waschflüssigkeit durch perforierte Elektroden hindurch durch den Filterkuchen zu-und abgeführt.
Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen, welche verschiedene Ausführungen darstellen, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Querschnitt durch einen Elektrodenraum in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Elektrode und des Diaphragmas ;
Fig. 2 zeigt einen senkrechten Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. l in einer Richtung parallel der Oberfläche der Elektrode und des Diaphragmas ;
Fig. 3 und 4 zeigen ähnliche Querschnitte wie in Fig. 2 jedoch anderer Ausführungen des mit Durchlöcherungen versehenen Röhrensystemes ;
Fig. 5 zeigt einen Elektrodenraum von geringeren Abmessungen, in welchem die Spülflüssigkeiten durch eine Anzahl Durchlöcherungen in den senkrechten Seitenwänden verteilt werden ;
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt längs der
EMI1.1
Fig. 7 zeigt einen oben geschlossenen Elektrodenraum, in welchen die Spülflüssigkeiten durch schmale senkrechte Schlitze in den hohlen senkrechten Seitenwänden zugeführt werden ;
Fig. 8 zeigt einen Elektrodenraum, der mit einer hohlen Elektrode mit schmalen senkrechten
<Desc/Clms Page number 2>
Schlitzen zwecks Zuführung der Spülflüssigkeiten versehen ist ;
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt längs der
EMI2.1
Fig. 10 ist ein senkrechter Querschnitt durch einen ähnlichen Elektrodenraum wie in Fig. 9, wobei jedoch die Schlitze durch Durchlöcherungen ersetzt worden sind ;
Fig. 11 zeigt eine andere Ausführung, in welcher das Röhrensystem als Elektrode benutzt wird ;
Fig. 12 ist ein Querschnitt an der Linie XI-XI der Ausführung nach Fig. 11 entlang.
In Fig. 1 ist das Diaphragma mit 1, die Elektrode mit 2 bezeichnet. In dieser Ausführung bildet die Elektrode die Hinterwand des Elek- trodenraumes. In diesem Raume sind drei mit kleinen Durchlöcherungen versehene Röhren 3,4 und 5 angeordnet worden (vgl. auch Fig. 2).
Die drei Röhren 3, 4 und 5 stehen in Verbindung mit einer Röhre 6, durch welche die Spülflüssig- keit geführt wird. In dieser Weise wird eine gute
Verteilung der Spülflüssigkeit an der ganzen
Oberfläche der Elektrode entlang erzielt.
Die senkrechte Anordnung der Röhren 3, 4 und 5 ermöglicht es, dass an der Elektrode ent- standenes Gas flott nach oben entweichen kann und keine Unregelmässigkeiten in der Spülung verursacht.
In der Ausführung nach Fig. 3 wird die Spülflüssigkeit ebenfalls von unten durch eine Röhre 9 zugeführt und die Flüssigkeit strömt durch Durchlöcherungen in den Röhren 10 in den Elektrodenraum hinein. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 2 sind hier die Abfuhrröhren 11 und 12 der Flüssigkeiten und die Abfuhrröhre 13 des entwickelten Gases getrennt.
Dasselbe ist der Fall bei der Ausführung nach Fig. 4, wobei die Zufuhrröhre 9 an der Oberseite des Elektrodenraumes angeordnet ist.
In den Ausführungen nach Fig. 1 bis 4 hat das in den schmalen Elektrodenräumen angeordnete Röhrensystem, insbesondere bei grösseren Apparaten, den Vorteil, dass dieses starre System als Stütze für das nicht starre Diaphragma dienlich sein kann.
Der Elektrodenraum nach Fig. 5 und 6 ist mit hohlen Seitenwänden 22 versehen, in welchen sich eine Anzahl Durchlöcherungen 15 befinden.
Die Spülflüssigkeiten fliessen in die Vertiefungen bei 9 und werden in den Elektrodenraum durch die Durchlöcherungen 15 zugeführt. Da der Elektrodenraum an der Oberseite offen ist, können die Gase flott entweichen, während die Flüssigkeiten mittels der im Oberteil der Seitenwände angeordneten Röhren 12 abgeführt werden.
Die Bezugsziffer 2 bezeichnet die Elektrode, die Bezugsziffer 19 ihren Stromanschluss ; dieselben Bezugsziffern werden für die gleichen Elemente in den nachfolgend beschriebenen Figuren benutzt.
In Fig. 7 wird ein einigermassen ähnlicher Elektrodenraum dargestellt, in welchem die Durchlöcherungen in den Seitenwänden durch senkrechte Schlitze 16 ersetzt worden sind.
Bei dieser Ausführung befindet sich die Abfuhr- öffnung 13 an der Oberseite des geschlossenen Elektrodenraumes.
Die Ausführungen nach Fig. 5 bis 7 sind besonders geeignet für kleine Einheiten, da keine Unterstützungsmittel für die Diaphragmen erforderlich sind.
Der Elektrodenraum nach Fig. 8 und 9 ist zur Anwendung in grösseren Einheiten bestimmt.
Der Rahmen 24 ist mit Rippen 17 zur Unterstützung des Diaphragmas versehen. Bei dieser Ausführung werden die Spülflüssigkeiten durch Röhre 9 in die hohle Elektrode 2 zugeführt und fliessen in den Elektrodenraum durch schmale senkrechte Schlitze 16, welche in der Vorderwand der Elektrode angeordnet sind. Die Abfuhr- öffnungen 12 befinden sich am Oberende der Seitenwände des Elektrodenraumes.
Der Elektrodenraum nach Fig. 10 hat eine mit Durchlöcherungen 15 versehene Elektrode 2. Die Hinterfläche der Elektrode ist mit einem dosenförmigen Glied 25 verlötet. Die Spülflüssigkeiten fliessen in den Hohlraum 18 mittels Röhren 9 und werden durch die Durchlöcherungen 15 in den Elektrodenraum zugeführt. Gase und Flüssigkeiten entweichen durch die Röhre 13.
In Fig. 11 und 12 werden die Spülflüssigkeiten in den Elektrodenraum durch die Durchlöcherun- gen 15 zugeführt, welche im zugleich als Elektrode dienenden Röhrensysteme 20 angeordnet sind. Das Diaphragma wird von an den Röhren 20 befindlichen senkrechten Streifen 21 unterstützt.
Die Abfuhr der Gase und Flüssigkeiten findet auf dieselbe Weise, wie in Fig. 10 dargestellt, statt.
Wenn man nach dem Verfahren des österreichischen Patentes Nr. 165873 arbeitet, können in einem erfindungsgemässen Apparat Stromdichten von der Grössenordnung von 100 mAfcm2 benutzt werden, ohne dass im Elektrodialyseraum eine Abnahme der Wasserstoffionenkonzentration auftritt.
Bezüglich des Materiales, aus dem das Röhrensystem hergestellt ist, ist wichtig, dass es starr ist. Da die Elektrodenräume möglichst schmal sein sollen, befinden sich die Röhren bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis 4 praktisch dicht an den Elektroden, weshalb es erwünscht ist, dass das Material, aus dem die Röhren hergestellt sind, nicht leitend ist, z. B. Kunstharz oder Gummi. Selbstredend können die Rahmen 22,
EMI2.2
hergestellt werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.