DE1442356A1 - Mehrzelliger Elektrodialysator - Google Patents

Description

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P 1» 42 356Λ

Unser Zeichen: A 685/Seh/zb

Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha, Osaka / Japan

Mehrzelliger Elektrodialysatcr

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrzelligen El©ktrodialysa« tor» der aus Rahmen» Abstandsstücken und selektiv ionendurchlässigen Membranen besteht und bezieht sich insbesondere auf eine derartige Anordnung einer solchen Vorrichtung» welch® leicht zu handhaben 1st*

Bei Versuchen» eine Elektrolytlösung zu entsalzen oder zu konzentrieren oder mehr als zwei Stoffe abzutrennen, wurden bisher Elöktrodialysatoren verwendet» welche aus selektiv anlonendurohlässigen Harzmembranen und selektiv kationendurchläßsigan Harz·* membranen bestehen» wobei diese Membranen derart angeordnet sind» daß Konzentrationskammern und Verdünnungskammern in abwechselnder Anordnung gebildet werden· Bei derartigen Elektrodialysatoren,

Hoüo Unterlagen (Art 7 § 1 At». 2 Nr

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welche aus einer Anzahl von Abteilen zwischen einem einzigen Elektrodenpaar bestehen, gestaltet eich eins gleichmäßige Verteilung der Elektrolytlösung innerhalb der Abtelle schwierig. Ein weiterer, diesen Vorrichtungen anhaftender Nachteil besteht darin, daß viel Arbeit erforderlich ist, um die ganz© Apparatur zusammenzusetzen oder auseinanderzubauen«, wobei man sich dieser Mühe auch dann unterziehen muß, wenn nur ein Abteil defekt ist» Andererseits fallen mit der Anzahl der Abteile zwischen den Elektrodenpaaren die Anlagekosten sowie dl© Kosten für d@n elektrischen Strom, welcher für die an den Elektroden stattfindende Elektrolyse benötigt wird.

Diese Schwierigkelten werden durch den erfindungsgemüßen Diaiysator überwunden. Dieser Dialysator besteht aus mehr als einer Gruppe von Kammern, und swar einepj sogenannten Stapel, sowl® aus mehr als zwei Beschlckungrirahm@n zwischen &®v Anode und der Kathode, wobei jeder Stapel eine unabhängige Einheit bildet, so daß er erforderlichenfalls ausgetauscht werden, kann*

In der britischen Patentschrift 813 6o? wird ein© Msthode ziir Unterteilung eines Merabranstapols in verschiedene kleine inte« grale Anordnungen mittels Swischeiaplattsn, welche zwischen einem Elektrodenpaar angeordnet sind, bösohriebsn» Dabei ist ess .jedoch erforderlich, Flüssigkeitszufuhr- oder »abfuhrrohx^e, welche mit den entsprechenden !Zwischenplatten verbunden siM, ansuschlieSen

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bzw· abzumontieren« wenn der Stapel zusammengefügt wird oder auseinandergenommen wird. Aus diesem Grunde leidet die Wirtschaftlich keit des Verfahrens*

Die vorliegende Erfindung hat sieh die Lösung dieses Probleme sun Ziel gesetzt«

Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher er* Ututert.

Fig· 1 veranschaulicht den Durchfluß von Lösungen durch den erfindungsgemgfien Elektrodlalysator·

Fig· 2 ist «in Schnitt eines Stapels oder Schachtes, der eine Anzahl von Konzentrationskammern und Verdünnungskammem aufweist, von denen Jede zwisohen einem Paar selektivionendurohlässiger Harzmembranen und Dichtungen begrenzt 1st, wobei ein Abstandsstück zwisohen zwei Befestigungerahmen vorgesehen ist«

FIg· 3 1st eine perspektivische Ansicht einer Gruppe, die aus einem Stapel besteht, welcher durch zwei Befestigungsrahmen und zwei Beschickungsrahmen gehalten wird· Der erfindungsgemäße Elektrodialyeator weist mindestens einen Stapel auf, der durch zwei Befestlgungsrahmen gehalten wird, wobei mindestens zwei Besohickungsrahmen zwischen einem Elektrodenpaar vorgesehen sind»

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In Figur 1 besteht eine K&thodenkammer 17 aus einer Kathode 1, einem Kathodenbehälter 3, der aus einem isolierenden Material beisteht oder damit verkleidet ist, sowie einer selektiv ionendurchlässigen oder nicht selektiv ionendurehlässigen Membran ¹J, die vor dem Behälter 3 angeordnet ist· Duroh die Bezugszahl 18 wird eine Anodenkammer gekennzeichnet« welche aus einer Anode 2, einem Anodenbehälter 4, der aus einem isolierenden Material besteht oder mit diesem ausgekleidet 1st« und einer selektiv lonendurchlässigen Harzmembran oder einer nicht selektiv ionendurchlässigen Harzmembran 8 besteht» Durch die Bezugszahlen 5 werden Lusungsbeschlckungs· rahmen gekennzeichnet« die zwischen der Anoden« und der Kathodenkammer angeordnet sind. Es ist wenigstens ein durch zwei Bei'estigungsrahmen 6 kombinierter Stapel oder Schacht zwischen den Besohikkungsrahmen 5 vorgesehen4

Die Bezugszahlen 15 und 16 zeigen den Lösungsverlauf in der Kathoden« und Anodenkammere durch welchen während der Elektrolyse durch Elektrodenreaktion erzeugte Substanzen, wie beispielsweise Natriumhydroxyd oder dergl.« ausgespült werden·

Ein Im mittleren Teil der Figur 1 gezeigter Stapel oder Schacht besteht aus einer Anzahl von Verdünnungszellen 10 sowie Konzentrierungszellen 9« die durch selektiv kationendurchlässige Membranen und selektiv anionendurchlässige Harzmembranen 8 sowie zwei Befestigungsrahmen 6 fachartig unterteilt sind« Eine oder

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nelirere Leitungen 11 verbinden die Verdtiiimmgezsllea. 10, wobei eine Verdünnungslösung der Verdünmingszelle 10 durch die Leitung 13 normalerweise von dem Boden des Elektrcöl&lysators sugeführt und durch eine Vielzahl von Leitungen 14 abgeführt «?lrä, welche die Verdönnungszellen 10 an dein oberen Teil des Elekfcrodialysatora verbinden*

Xn ähnlicher Heise wird eine Konzentrierungeloeung in jede Kcnzentrierungszelle 9 durch eine oder mehrere Leitungen 12, welche die Konzentrierungszelle 9 normalerweise an dem oberen Teil des Elektrodlalysators verbinden, eingeführt und anschließend durch eine oder nehrere Leitungen 1t, welche jede Konzentrierungszelle an den Boden des Elektroöialysators verbinden, abgeführt« Die vorliegende Erfindung IaJSt sich natürlich auch dann durchführen, nenn die Fließrichtung der Lösung und/oder die Reihenfolge der Anordnung der Konzentrierungs- und Verdtfcinung3kanaaern entgegengesetzt von Figur 1 ist*

Figur 2 1st eine Schnittansieht d@s Stapels« wobei die Einzelheiten der gtapelkonstruktion gezeigt werden1

ϊη einem mechanisch festen* als Bofeetigungsrahraen. bezeichneten Rahmen 6 ist die gleiche Anzahl von Löchern an d@n Stellen eingebohrt, die den Löchern für Leitungen entsprachen welche an den Stellen gebohrt sind, welche den Löchern für Leitungen der M$m-

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~ 6 branen und Dichtungen entsprechen»

Zwischen dem Befestigungsrahmssi 6 1st eine YielaahX von sslsktiv k&tionendurchlässigen Harzmsnibranen Ts selektiv ailönendurchläasigen Harzmeiöbranen 3, Dichtungen 22 und Abstanössttttken 19 angeordnet und fest durch die zwei Befestigungsrahrasn., welche beispielsweise diaroh Bolzen, Nuten oder Spannaohrauben zusammengehalten werden, zusasaaiengehalten. Diese Teile bilden eine Einheit» welche leicht In den Blektrodialysator ein- bzw. aus diesem ausgebaut werden kann, so daß der auf diese Welse hergestellte Stapel zwischen zwei Besohicköngsrahtasn 5 angeordnet ist (wobei in Flg. nur einer dieser Beschiekimgsrahmsn dargestellt ist)»

In den Beschickungsrahnisii 1st die gleiche Änzehl Löcher 20 an den Stellen eingebohrt, die den Lochern für die Leitungen der Membranen und der Dichtungen entsprechen. Zusätzlich zu den. Löchern 20 sind Löcher 21 ta der zu den Löchern senkrechten Richtung durchgebohrt, so daß sie sich mit den Lochern 20 vereinigen und die Form des Buchstabens T bilden« Durch die Löcher 21 werden ate Konzentrierungslößung und die Verdünmsngsldsung der äußeren Yerrohrung zugeführt oder von dieser abgeleitet. Zwischen, einsm hn&&<gn~ xiaü Kathodenpaar sind ein oder mehrere Stapel und BssehieiLmigsrahman angeordnet»

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist* icsiin für jeß©n Stapel die Lösung

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duroh die Löcher 21 der auf beiden Seiton des Stapels angeordneten Beschickungsrahmen zugeführt oder von diesen abgeleitet werden, wobei das eine Ende der Löcher 20 der Beschlckungarahmen geschlossen ist« Es können auch, falls mehr als 2 Stapel miteinander verbunden sind, die Lösungen zu den Stapeln von einem gemeinsamen Besohickungsrahmen durch verlängerte Leitungen zugeführt oder abgeleitet werden, die duroh Verbinden des Loches 20 und Schließen dee Loohee 21 so gebildet sind, als ob die Stapel aus einem großen Stapel berge« teilt wären *

In der Figur 3 kennzeichnet das Bezugszeichen 5 die Beschickungsrahmen, während duroh das Bezugezeichen 6 die Befestigungsrahmen deutlieh gemacht werden* Die Bezugszeichen 25 und 26 kennzeichnen Rohre zu« Beschicken und Abführen der Spüllösung in bzw· aus den Beeohickungsrahi&en»

BrfindungsgeaäS ist es, falls eine mechanische Störung bei einer oder mehreren Membranen eines Stapels auftritt, nicht erforderlich, die ganzen Meabranstapel auseinanderzubauen. Vielmehr muß lediglich der entsprechende Stapel duroh einen neuen Stapel ersetzt werden. In diesem Falle werden die mit den äußeren Rohrleitungen verbundenen Beschiokungsrahmen In ihrer Lage belassen, wobei es nicht erforderlich ist, die Verbindung zwischen Beschickungsrahmen und den äußeren Rohrleitungen zu trennen und wiederherzustellen·

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Daher kann bei einer Vorrichtung« die aus einer Vielzahl von Stapeln besteht, beim Auftreten einer Störung bei einem Stapel durch sofortiges Auswechseln des entsprechenden Stapele der Betrieb sofort wieder aufgenommen werden» so daß kein Produktionsausfall auftritt»

Auf diese Welse gestaltet sioh der Betrieb des erfindungsgemäßen Dialysators sehr einfach, und zwar auch dann« wenn eine große Anzahl von Kammern vorgesehen 1st*

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Claims (2)

U42356 . 9 - Patentansprüche

1. Hlefctrodialyeator, gekennzeichnet durch mindesten* einen Stapel« dir dureil nrel Befeatigungarahmen gehaltin wird, und mindesten* «ei Besohickungarahewn zwischen der Anode und der Kathode, «ob#i Jeder Stapel eine Anzahl von anionendurohlttsslgen HarsMeabra· nen und kationendurohläsaigen Harzoembranen aufweist, die wechselweise unter Zwischenschaltung von Dichtungen unter Bildung einer AItMhI Υοα abwechselnd angeordneten Konsentration·· und Verdünnungskaaaern angeordnet eind> sowie zwei Befestigungarahmtn, wobei der Isnfang der Meebranen sowie der Rahmen ausgefluchtete Löoher aufweist» usi Zufuhr· und Abfluileitungen für die Zufuhr und das Ableiten von Verdünnungs· und Konzentrierungelöaungen zu den KauBaern und aus diesen su bilden« jede Dichtung Wege für die Lösung zwischen den Löchern und der innerhalb der Dichtung begrenzten Kammer aufweist, welche eine Verbindung nur zwischen Verdünnungßkammern und den Zufuhr- und Abflußleitungen für die Verdünnungalösung und nur zwischen einer Konzentrationskammer und den Zufuhr· und AbfluBleitungen für die KönzentrlerungslSsung bildet« wobei an den beiden Suderen Enden des Stapels zwei Befestigungerahmen angeordnet sind« welche die Membranen und die Dichtung vereinigen und an ihrem Umfang Löoher aufweisen« welche Fortsetzungen der Leitungen bilden« in Haohbarstellung zu dem Stapel Besohlckungsrahraen mit Leitungen

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angeordnet sind, welche eine Verbindung zwischen der Leitung für die Löeung dee Stapels und der äußeren Bohre für die Itt&nn-6«tt bilden, und das eine lüde der SeBchiokimgsx-ahawnXeiU^g cia» Loch bildet» welches mit dem Loch der Leitungen fluchtet, die durch den Stapel hindurchführen« während das andere Ende den Kanal zu den äußeren Rohren herstellt»

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