DE1095788B - Vielkammerelektrodialysevorrichtung - Google Patents

Description

Elektrodialysevorrichtungen mit einer großen Anzahl von Kammern zwischen einem einzigen Elektrodenpaar lassen sich schwierig instand halten; denn man muß das ganze Membranpaket auseinandernehmen, um festzustellen, an welcher Stelle sich die schadhafte Membran befindet.

Man unterteilt daher das Membranpaket in mehrere Teile und ordnet zwischen diesen Teilen erfindungsgemäß zwei Zwischenplatten an, die je eine flache Ausnehmung, innerhalb derselben Löcher, einen in die Ausnehmung mündenden Ein- und Auslaß für einen Elektrolytspülstrom und in die Ausnehmung passendes Abstandfüllmaterial und Ein- und Auslaßöffnungen aufweisen, die mit den inneren Konzentrierungsund Verdünnungskammern in Verbindung stehen.

Durch die Anwendung der Zwischenplatten zur Unterteilung des Vielkammermembranpakets wird ein verhältnismäßig hoher Elektrolytdurchsatz ermöglicht, ohne daß die Elektrolytströme auf die einzelnen Kammern der Vorrichtung schlechter verteilt werden.

Die zur Unterteilung des Vielkammermembranpakets dienenden Zwischenplatten und alle damit zusammenwirkenden Organe, wie Membranen, zwischen den Membranen befindliche Abstandhalter, Endplatten und Dichtungsringe, können in Parallelogrammform oder in rechteckiger Form ausgebildet sein.

Zur Aufrechterhaltung des elektrischen Stromes wird ein flüssiger Elektrolyt durch die Ausnehmungen der Zwischenplatten umlaufen gelassen. Die Zwischenplatte wird an den Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist ein Aufriß einer Form einer erfindungsgemäßen Zwischenplatte;

Fig. 2 ist ein Aufriß im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Zwischenplatten sowie die anderen, in Vielkammerelektrodialysevorrichtungen üblichen, damit zusammenwirkenden Organe, z. B. Membranen, Dichtungsringe usw., die abgebildete Form. Diese Organe können jedoch auch jede andere geeignete Form haben, z. B. parallelogrammförmig oder rechteckig ausgebildet sein.

Die Vielkammerelektrodialysevorrichtung ist in mehrere Membranpakete unterteilt, wobei sich zwischen je zwei benachbarten Membranpaketen je zwei Zwischenplatten befinden.

Jede Zwischenplatte besteht aus elektrisch isolierendem Werkstoff und ist mit Ein- und Auslässen 13, 14, 15 und 16 versehen, die auf einer Seite (z. B. der Seite A in Fig. 2) mit den inneren Salzsole- und Dialysatleitungen der Vorrichtung und auf der anderen Seite (z. B. der Seite B in Fig. 2) mit Anschlüssen 19 für äußere Flüssigkeitszufuhr- und

Vielkammerelektrodialysevorrichtung

Anmelder:

South African Council for Scientific
and Industrial Research,

Pretoria, Transvaal
(Südafrikanische Union)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald, Herbertstr. 22,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Südafrikanische Union vom 30. Juli 1955

Auko Jan Gottschal, Lakeside, Transvaal,

Stanley Frank Spearman,

Sybrandus Gerhardus Wiechers,

Pretoria, Transvaal (Südafrikanische Union),

und John Reuel Wilson, Den Haag,

sind als Erfinder genannt worden

-abzugleitungen in Verbindung stehen. Benachbarte Zwischenplatten der dargestellten Form sind so angeordnet, daß sie sich nicht so weit überlappen, daß die Anschlüsse 19 an benachbarten Zwischenplatten sich gegenseitig stören könnten. Wenn die Zwischenplatten rechteckig ausgebildet sind, dann decken sich benachbarte Zwischenplatten natürlich vollständig, und die Anschlüsse 19 müssen dann auf den Außenkanten der Zwischenplatten angebracht sein.

Jede Zwischenplatte besitzt außerdem eine Ausnehmung 31, in der sich öffnungen 30 befinden, die sich bis zur anderen Seite der Zwischenplatte erstrecken. In diese Ausnehmung 31 paßt ein Blatt aus geriffeltem, durchlöchertem Füllmaterial (schematisch in Fig. 2 mit 12 bezeichnet) hinein, und die Ausnehmung 31 steht mit den Ein- und Auslässen 27 und 28 in Verbindung.

Nach dem Zusammenbau der Vielkammerelektrodialysevorrichtung befindet sich unmittelbar neben der Seite A der Zwischenplatte eine in ihrer Form der Zwischenplatte komplementäre Austauschermembran, deren Löcher einen Teil der inneren Salzsole- und Dialysatleitungen der Vorrichtung darstellen und

009 680/356

sich mit den Ein- und Auslassen 13, 14, 15 bzw. 16 in der Zwischenplatte decken. Der Werkstoff der Membran dient gleichzeitig zur hydraulischen Isolierung der Ausnehmung 31 von den inneren Salzsole- und Dialysatleitungen, und die Membran wird an der Stelle, an der sie sich über die Ausnehmung 31 in der Zwischenplatte hinweg erstreckt, von dem Abstandfüllmaterial 12 abgestützt. Unmittelbar neben der Seite B der Zwischenplatte befindet sich eine gleiche Zwischenplatte, die jedoch um ihre Längsachse um \o 180° gedreht ist. Daher überlappen sich die benachbarten Zwischenplatten nicht vollständig, und an ihre Anschlüsse 19 können äußere Flüssigkeitszufuhr- und -abzugleitungen angeschlossen werden. Zwischen den benachbarten Zwischenplatten kann sich ein entsprechend geformter Dichtungsring befinden.

In jeder Zwischenplatte können Löcher 29 vorgesehen sein, durch welche Bolzen hindurchgeführt sind, die die an einem Ende des Membranpakets befindliche Zwischenplatte starr mit der am anderen Ende des Membranpakets befindlichen und die gleiche Lage einnehmenden Zwischenplatte verbinden. Auf diese Weise ist die ganze Vielkammerelektrodialysevorrichtung in eine Mehrzahl von Membranpaketen unterteilt, die, jedes für sich, als eine geschlossene Einheit herausnehmbar oder ersetzbar sind.

Beim Betrieb der Vorrichtung sind die äußeren Flüssigkeitszufuhr- und -abzugleitungen so angeordnet, daß die Salzsole z. B. an der Seite A der dargestellten Zwischenplatte durch den Einlaß 13 in das Membranpaket eintritt und durch den Auslaß 14 aus demselben austritt, während das Dialysat dem Membranpaket durch den Einlaß 15 zugeführt und aus dem Paket durch den Auslaß 16 abgeführt wird. Ein Elektrolytspülstrom, der von dem Einlaß 27 in die Ausnehmung 31 fließt, die Löcher 30 füllt und durch den Auslaß 28 abströmt, hat die Aufgabe, die Stetigkeit des elektrischen Stromflusses durch die Vorrichtung zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäß angeordneten Zwischenplatten bringen einen bedeutenden mechanischen Vorteil mit sich. Die Mehrkammerelektrodialysevorrichtung ist in eine große Anzahl kleinerer Membranpakete unterteilt. Dies wirkt der Neigung der Vorrichtung entgegen, sich zu verbiegen, wenn sie zwischen den Endplatten eingespannt ist. Ferner wird dadurch die Wartung der Vorrichtung erleichtert, da die einzelnen Membranpakete sich leicht herausnehmen und gegen bereits zuvor zusammengesetzte Membranpakete auswechseln lassen. Schließlich wird durch diese Anordnung auch die gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit in der Vorrichtung erleichtert, da jede Zwischenplatte ihre besonderen Einlaß- und Auslaßöffnungen besitzt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mehrkammerzelle für die Elektrodialyse mit abwechselnd aufeinanderfolgenden Anionen- und Kationenaustauschermembranen, die in mehrere Membranpakete aufgeteilt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen benachbarten Membranpaketen zwei Zwischenplatten aus elektrisch isolierendem Werkstoff angeordnet sind, die je eine flache Ausnehmung (31), innerhalb derselben Löcher (30), einen in die Ausnehmung mündenden Ein- und Auslaß (27, 28) für einen Elektrolytspülstrom und in die Ausnehmung passendes Abstandfüllmaterial (12) sowie Ein- und Auslaßöffnungen (13,14,15 und 16) aufweisen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 540 066, 861 693;
   britische Patentschrift Nr. 694 223;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 225 024, 2 694 680.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 680/356 12.60