Dispositif pour épurer les liquides par éleetrodialyse.
La présente invention a pour objet un dispositif pour épurer les liquides par électrodialyse.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples et schématiquement, diverses formes d'exécution du dispositif suivant l'invention. Dans toutes ces figures, les mêmes éléments portent les mêmes signes de référence.
La cellule de la fig. 1 se compose d'un récipient d'anode 1, de forme parallélépipédique ou cylindrique, réalisé en une substance résistant à l'action des acides, du chlore, etc., par exemple en amiante bleue du Cap, en diatomite, en céramique poreuse ou analogue. Ce récipient reçoit les anodes 2 en fil de platine par exemple et l'anolyte 3. Le fond du récipient est formé au moyen de ciment ou analogue, comme il est indiqué en 10, et est maintenu dans la position voulue au moyen d'un support 13 qui comporte dans ses faces latérales des ouvertures permettant le passage du liquide. Le récipient d'anode 1 est entouré à faible distance par un deuxième diaphrame 4, de substance poreuse, obturé à sa partie inférieure en 14. Les parois 4 et 14 forment donc un deuxième récipient de la cellule (récipient médian) qui sépare le catholyte 6 du liquide à épurer désigné par 5.
Un troisième récipient 7 formant l'enveloppe extérieure est en métal et sert en même temps de cathode. La référence 8 désigne un tube de trop plein disposé un peu au-dessous du niveau 9 des liquides 3 et 5, et servant à l'évacuation du catholyte. La tubulure 11 traverse le fond 10 du récipient central 1, sert, d'une part, à l'introduction du liquide à épurer, et, d'autre part, à assurer la communication entre le liquide 5 contenu dans ladite chambre centrale et l'acolyte 3, dans le but de supprimer le réseau de canalisation nécessaire dans les appareils connus jusqu'à présent. Cette dernière fonction incombe à la dérivation 12, formée par un tube capillaire et orienté de telle sorte qu'il ne puisse y avoir de déplacement, par action électroosmotique, de quantités importantes de liquide dans cette tubulure.
Le liquide à épurer est introduit en 11,
s'élève dans l'intervalle ménagé entre les pa
rois 1 et 4 et s'écoule par-dessus le bord supé
rieur de diaphragme 4 dans le collecteur 15
qui entoure le diaphragme 4 à sa partie supé
rieure et quitte finalement ce collecteur par
la conduite 16. Lorsque le diaphragme 4 est
constitué par un tissu, il suffit de rabattre
le bord supérieur de celui-ci par-dessus le
bord du collecteur 15, pour obliger le liquide
à épurer à effectuer le déplacement indiqué,
sans qu'il puisse se produire de perte de li
quide.
La fig. 2 montre une forme d'exécution
analogue de cellule, qui diffère de celle ci
dessus décrite par le fait que l'anode 2 est en
magnétite. Cette anode est disposée dans le
récipient 1 qui peut, par exemple, être entiè
rement en matière céramique. La communica
tion entre les deux liquides 3 et 5 s'effectue
dans le cas présent par l'intermédiaire de ca
naux ou d'orifices 12 de très faible section
(diamètre de 0,5 à 1 mm), traversant la pa
roi 1. Une paroi extérieure et cylindrique 7b
sert de cathode, tandis qu'une paroi inférieure
7a présente la forme d'un disque et est tra
versée par la tubulure 11 par laquelle s'ef
fectue l'introduction du liquide à traiter.
Pour obtenir une bonne étanchéité, le disque
7a est recouvert- d'une plaque 17 en amiante,
en caoutchouc ou analogue, formant joint. La
cathode 7b comporte à sa partie inférieure un
bord 18-19 faisant saillie vers l'intérieur.
Le bord inférieur du diaphragme 4, constitué
par exemple, par un tissu, est rabattu sous le
bbrd inférieur 19, puis le disque 7a, recou
vert de la plaque 17, est appliqué sur ce re
bord 19 en effectuant le serrage des boulons
20 pour assurer ainsi l'étanchéité de ltensem-
ble.
La fig. 2a montre une variante de la par
tie inférieure de la cellule selon fig. 2, suivant laquelle le bord inférieur du diaphragme
4 est contenu dans une pièce 14 formant ob
turateur et réalisé en une substance plastique, - en ciment par exemple, ou monté à joint étan
che dans une pièce d'obturation de forme
quelconque appropriée, cette pièce étant reliée
à la tubulure d'alimentation 11 filetée à son
extrémité extérieure. Le fond -du récipient 7
est perforé pour livrer passage à la tubulure
11, et est à son tour recouvert d'une plaque
de joint 17, l'étanchéité étant assurée comme
précédemment par serrage de l'écrou à ai
lettes 20a.
Lors du démontage d'une cellule
ainsi construite, c'est-à-dire après dévissage
de cet écrou à ailettes 20a, il est très facile
de séparer les deux récipients intérieurs 1 et
4 du récipient extérieur, en soulevant le réci
pient médian 4 pour les remplacer instantané
ment en introduisant à leurs lieu et place des
récipients de rechange 1 et 4 prévus à cet ef
fet. Cette particularité peut présenter des
avantages pratiques considérables, si, par
exemple, il s'agit de remplacer des récipients
encrassés par un usage prolongé, et avec une
interruption de service de durée minima, pour
pouvoir nettoyer, en dehors de la cellule, les
éléments encrassés sans risquer d'endommager
les diaphragmes intérieurs 1 qui peuvent être
fragiles.
La fig. 3 montre une cellule analogue,
mais dans laquelle les deux diaphragmes 1
et 4 sont constitués chacun par deux cylindres
concentriques, reliés à leurs extrémités infé
rieures 10 et 14 par une garniture d'obtura
tion. Cette disposition permet l'action bilaté
rale des anodes 2 disposées entre les deux dia
phragmes d'anode 1 et 1 reliés entre eux.
Dans le cas d'une telle cellule de forme an
nulaire, le liquide à épurer est introduit en
25, descend entre 1 et 4, passe au-dessous du
diaphragme 1-1, par des conduits non repré
sentés, s'élève entre les parois externes de 1
et 4 pour se répandre dans le collecteur 15
et s'écouler par 16; l'hydrogène s'échappe
en 24.
Les fig. 4, 4a et 4b montrent respective
ment en coupe transversale, en coupe longi
tudinale et en plan, un mode de réalisation
de cellule en forme de bac, qui convient plus
particulièrement lorsque les deux dia
phragmes 1 et 4 sont constitués par des tissus,
par exemple par des tissus d'amiante en
amiante bleu du Cap. Ces tissus sont préféra
blement montés à joint étanche dans les deux parois frontales 21, 22 qui, par exemple, sont réalisées en ciment; le reste de la construction correspond dans ses grandes lignes à celle des modes de réalisation ci-dessus décrits. Il n'y a aucune difficulté à réaliser des cellules de cette forme et de très grandes dimensions, par exemple présentant une longueur de plusieurs mètres, pour constituer ainsi des unités importantes.
Il n'y a également aucune difficulté à assurer la tension des tissus pour éviter les déformations éventuelles, par exemple en utilisant des barres en matière résistante, comportant à leurs deux extrémités un filetage droit ou gauche, et pénétrant par ces extrémités dans des écrous correspondants, fixés, par exemple, dans les parois 21 et 22.
La rotation dans un sens ou dans l'autre de ces barres provoque l'écartement ou le rappro
chement des pièces 21 et 22 et, partant, la
tension des tissus fixés sur ces pièces. Ce
dispositif tendeur n'a d'ailleurs pas été figuré. La conservation de la forme du tissu peut aussi être assurée par des nervures telles
que 23 (fig. 4b).
En ce qui concerne les substances utilisées, l'emploi de l'amiante bleu du Cap pour la constitution des diaphragmes est à recommander. En effet, ce matériel n'a jamais encore été proposé ou utilisé dans ce but, étant donné que l'on ne savait pas qu'il résistait très longtemps, dans le cas de l'électrodialyse, aux attaques subies par les diaphragmes de cathode, et notamment par les diaphragmes d'anode.
Cet amiante peut être utilisé soit sous forme de tissu à texture serrée et, le cas échéant, sous forme de carton, mais dans ce dernier cas avec moins de succès, tissu ou carton étant monté dans des cadres en matière résistance et non conductrice.-Sa résistance,
et plus particulièrement la régularité des
pores du tissu peuvent être augmentées par
application de pâte poreuse, par exemple de
mélanges de sulfate de baryum, de diatomite, de poudre d'amiante bleu ou analogue, avec un liant approprié, ou par application ou imprégnation avec des substances appropriées telles que, par exemple, des solutions de caoutchouc, chargées ou non.
Device for purifying liquids by electrodialysis.
The present invention relates to a device for purifying liquids by electrodialysis.
The appended drawing represents, by way of examples and schematically, various embodiments of the device according to the invention. In all these figures, the same elements bear the same reference signs.
The cell of FIG. 1 consists of an anode container 1, parallelepipedal or cylindrical in shape, made of a substance resistant to the action of acids, chlorine, etc., for example Cape blue asbestos, diatomaceous earth, porous ceramic or the like. This receptacle receives the anodes 2 made of platinum wire, for example, and the anolyte 3. The bottom of the receptacle is formed by means of cement or the like, as indicated at 10, and is maintained in the desired position by means of a support 13 which has openings in its side faces allowing the passage of liquid. The anode container 1 is surrounded at a short distance by a second diaphrame 4, of porous substance, closed at its lower part at 14. The walls 4 and 14 therefore form a second container of the cell (middle container) which separates the catholyte. 6 of the liquid to be purified designated by 5.
A third container 7 forming the outer casing is made of metal and at the same time serves as a cathode. The reference 8 designates an overflow tube disposed a little below the level 9 of liquids 3 and 5, and serving to discharge the catholyte. The pipe 11 passes through the bottom 10 of the central container 1, serves, on the one hand, for the introduction of the liquid to be purified, and, on the other hand, to ensure communication between the liquid 5 contained in said central chamber and the 'sidekick 3, in order to remove the pipe network necessary in the devices known until now. This latter function is incumbent on the bypass 12, formed by a capillary tube and oriented so that there can be no displacement, by electroosmotic action, of large quantities of liquid in this tube.
The liquid to be purified is introduced at 11,
rises in the interval between the pa
kings 1 and 4 and flows over the upper edge
diaphragm seal 4 in collector 15
which surrounds the diaphragm 4 at its upper part
rises and finally leaves this collector by
pipe 16. When diaphragm 4 is
made of a fabric, just fold down
the top edge of it over the
edge of the collector 15, to force the liquid
to purify to perform the indicated displacement,
without any loss of li
quide.
Fig. 2 shows an embodiment
cell analogue, which differs from this
above described by the fact that the anode 2 is in
magnetite. This anode is placed in the
container 1 which can, for example, be completely
of ceramic material. The communica
tion between the two liquids 3 and 5 is carried out
in this case through ca
end or orifices 12 of very small section
(diameter 0.5 to 1 mm), crossing the pa
king 1. An outer and cylindrical wall 7b
serves as a cathode, while a lower wall
7a has the shape of a disc and is tra
poured by the tube 11 through which is ef
introduces the liquid to be treated.
To obtain a good seal, the disc
7a is covered with a plate 17 in asbestos,
rubber or the like, forming a seal. The
cathode 7b has at its lower part a
edge 18-19 protruding inward.
The lower edge of diaphragm 4, formed
for example, by a fabric, is folded under the
lower bbrd 19, then disc 7a, recou
green from plate 17, is applied to this re
edge 19 by tightening the bolts
20 to thus ensure the tightness of the
corn.
Fig. 2a shows a variant of the par
lower tie of the cell according to fig. 2, according to which the lower edge of the diaphragm
4 is contained in a part 14 forming ob
turator and made of a plastic substance, - cement for example, or mounted with a gasket
che in a form shutter
any appropriate, this part being connected
to the supply pipe 11 threaded to its
outer end. The bottom of the container 7
is perforated to allow passage to the tubing
11, and is in turn covered with a plate
seal 17, sealing being ensured as
previously by tightening the ai nut
letters 20a.
When dismantling a cell
thus constructed, that is to say after unscrewing
of this wing nut 20a, it is very easy
to separate the two inner receptacles 1 and
4 from the outer container, lifting the container
median pient 4 to replace them instantaneous
ment by introducing in their place and place
spare containers 1 and 4 provided for this purpose
fet. This particularity can present
considerable practical advantages, if, for
example, it is to replace containers
fouled by prolonged use, and with
minimum service interruption, for
be able to clean, outside the cell, the
clogged elements without risking damage
the inner diaphragms 1 which can be
fragile.
Fig. 3 shows a similar cell,
but in which the two diaphragms 1
and 4 are each made up of two cylinders
concentric, connected at their inferior ends
laughter 10 and 14 by a filling
tion. This provision allows bilateral action
rale of the anodes 2 arranged between the two dia
anode phrases 1 and 1 linked together.
In the case of such a cell of the form an
nular, the liquid to be purified is introduced
25, goes down between 1 and 4, goes below the
diaphragm 1-1, by ducts not shown
felt, rises between the outer walls of 1
and 4 to spread into the collector 15
and flow by 16; hydrogen escapes
in 24.
Figs. 4, 4a and 4b respectively show
ment in cross section, in longi
tudinal and in plan, an embodiment
tray-shaped cell, which is more suitable
especially when both dia
phrases 1 and 4 are made up of tissues,
for example by asbestos fabrics in
Cape blue asbestos. These fabrics are preferred
properly mounted with a sealed seal in the two front walls 21, 22 which, for example, are made of cement; the rest of the construction corresponds in general to that of the embodiments described above. There is no difficulty in producing cells of this shape and of very large dimensions, for example having a length of several meters, thus constituting large units.
There is also no difficulty in ensuring the tension of the fabrics to avoid possible deformations, for example by using bars of resistant material, comprising at their two ends a right or left thread, and penetrating through these ends into corresponding nuts. , fixed, for example, in the walls 21 and 22.
The rotation in one direction or the other of these bars causes the separation or the approach
of parts 21 and 22 and, therefore, the
tension of the fabrics attached to these parts. This
tensioning device has not been shown. The preservation of the shape of the tissue can also be ensured by ribs such as
than 23 (fig. 4b).
As regards the substances used, the use of Cape blue asbestos for the constitution of the diaphragms is to be recommended. Indeed, this material has never yet been proposed or used for this purpose, given that it was not known that it withstood very long, in the case of electrodialysis, the attacks undergone by the cathode diaphragms. , and in particular by the anode diaphragms.
This asbestos can be used either in the form of tightly textured fabric and, where appropriate, in the form of cardboard, but in the latter case with less success, the fabric or cardboard being mounted in frames of resistance and non-conductive material. Its resistance,
and more particularly the regularity of
pores of the tissue may be enlarged by
application of porous paste, for example
mixtures of barium sulphate, diatomaceous earth, blue asbestos powder or the like, with a suitable binder, or by application or impregnation with suitable substances such as, for example, rubber solutions, loaded or not.