DE1442356B2 - - Google Patents

Description

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Bei Versuchen, eine Elektrolytlösung zu entsalzen Fig. 1 veranschaulicht den Durchfluß von Lösungen

oder zu konzentrieren oder mehr als zwei Stoffe ab- durch den erfindungsgemäßen Elektrodialysator.
zutrennen, wurden bisher Elektrodialysatoren ver- F i g. 2 ist ein Schnitt eines Stapels oder Schachtes,

wendet, welche aus selektiv anionendurchlässigen der eine Anzahl von Konzentrationskammern und Harzmembranen und selektiv kationendurchlässigen 5 Verdünnungskammern aufweist, von denen jede zwi-Harzmembranen bestehen, wobei diese Membranen sehen einem Paar selektivionendurchlässiger Harzderart angeordnet sind, daß Konzentrationskammern membranen und Dichtungen begrenzt ist, wobei ein und Verdünnungskammern in abwechselnder Anord- Abstandsstück zwischen zwei Befestigungsrahmen nung gebildet werden. Bei derartigen Elektrodialy- vorgesehen ist.

satoren, welche aus einer Anzahl von Abteilen zwi- io F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer sehen einem einzigen Elektrodenpaar bestehen, ge- Gruppe, die aus einem Stapel besteht, welcher durch staltet sich eine gleichmäßige Verteilung der Elektro- zwei Befestigungsrahmen und zwei Beschickungsrahlytlösung innerhalb der Abteile schwierig. Ein wei- men gehalten wird. Der erfindungsgemäße Elektroterer, diesen Vorrichtungen anhaftender Nachteil be- dialysator weist mindestens einen Stapel auf, der steht darin, daß viel Arbeit erforderlich ist, um die 15 durch zwei Befestigungsrahmen gehalten wird, woganze Apparatur zusammenzusetzen oder auseinan- bei mindestens zwei Beschickungsrahmen zwischen derzubauen, wobei man sich dieser Mühe auch dann einem Elektrodenpaar vorgesehen sind,
unterziehen muß, wenn nur ein Abteil defekt ist. In F i g. 1 besteht eine Kathodenkammer 17 aus

Andererseits fallen mit der Anzahl der Abteile zwi- einer Kathode 1, einem Kathodenbehälter 3, der aus sehen den Elektrodenpaaren die Anlagekosten sowie 20 einem isolierenden Material besteht oder damit verdie Kosten für den elektrischen Strom, welcher für kleidet ist, sowie einer selektiv ionendurchlässigen die an den Elektroden stattfindende Elektrolyse be- Membran 7, die vor dem Behälter 3 angeordnet ist. nötigt wird. Durch die Bezugszahl 18 wird eine Anodenkammer

Diese Schwierigkeiten werden durch den erfin- gekennzeichnet, welche aus einer Anode 2, einem dungsgemäßen Elektrodialysator überwunden. Die- 25 Anodenbehälter 4, der aus einem isolierenden Mateser Elektrodialysator, der aus Kathode mit Kathoden- rial besteht oder mit diesem ausgekleidet ist, und kammer, Anode mit Anodenkammer, wenigstens einer selektiv ionendurchlässigen Harzmembran 8 zwei Beschickungsrahmen und wenigstens einem von besteht. Durch die Bezugszahlen 5 werden Lösungszwei Befestigungsrahmen gehaltenen Stapel aus Dia- beschickungsrahmen gekennzeichnet, die zwischen lysekammern besteht, wobei die Dialysekammern 30 der Anoden- und der Kathodenkammer angeordnet durch abwechselnde Anordnung von kationselektiven sind. Es ist wenigstens ein durch zwei Befestigungs-Membranen, Dichtungen mit Wegen für die Flüssig- rahmen 6 kombinierter Stapel oder Schacht zwischen keit und anionenselektiven Membranen gebildet wer- den Beschickungsrahmen 5 vorgesehen,
den, so daß auf eine Konzentrationskammer jeweils Die Bezugszahlen 15 und 16 zeigen den Lösungseine Verdünnungskammer folgt, und wobei die Zu- 35 verlauf in der Kathoden- und Anodenkammer, durch fuhr bzw. Abfuhr von Flüssigkeiten durch Kanäle, welchen während der Elektrolyse durch Elektrodendie durch Löcher am Rand des Umfangs der Mem- reaktion erzeugte Substanzen, wie beispielsweise Nabranen, Dichtungen und Rahmen gebildet werden, triumhydroxyd od. dgl., ausgespült werden,
erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrun- Ein im mittleren Teil der F i g. 1 gezeigter Stapel

gen der Beschickungsrahmen und die Bohrungen der 40 oder Schacht besteht aus einer Anzahl von Verdün-Befestigungsrahmen sowie die Löcher in Membranen nungszellen 10 sowie Konzentrierungszellen 9, die und Dichtungen fluchten, wobei vom Rand des Be- durch selektiv kationendurchlässige Membranen und schickungsrahmens senkrecht zu den Bohrungen wei- selektive anionendurchlässige Harzmembranen 8 sotere Bohrungen vorgesehen sind, die sich mit den wie zwei Befestigungsrahmen 6 fachartig unterteilt Bohrungen vereinigen und die Form des Buch- 45 sind. Eine oder mehrere Leitungen 13 verbinden die stabens T bilden, wobei die Bohrungen mit von außen Verdünnungszellen 10, wobei eine Verdünnungsherangeführten Flüssigkeitsleitungen verbunden oder lösung der Verdünnungszelle 10 durch die Leitung verschlossen sein können und der zweite Teil der 13 normalerweise von dem Boden des Elektrodialy-Bohrungen verschlossen oder mit den entsprechen- sators zugeführt und durch eine Vielzahl von Leiden Öffnungen eines benachbarten Stapels verbun- 50 tungenl4 abgeführt wird, welche die Verdünnungsden sein kann. ■ -·■ ·. zellen 10 an dem oberen Teil des Elektrodialysators

In der britischen Patentschrift 813 607 wird eine verbinden.

Methode zur Unterteilung eines Membranstapels in In ähnlicher Weise wird eine Konzentrierungs-

verschiedene kleine integrale Anordnungen mittels lösung in jede Konzentrierungszelle 9 durch eine oder Zwischenplatten, welche zwischen einem Elektroden- 55 mehrere Leitungen 12, welche die Konzcntrierungspaar angeordnet sind, beschrieben. Dabei ist es je- zelle 9 normalerweise an dem oberen Teil des Elekdoch erforderlich, Flüssigkeitszufuhr- oder -abfuhr- trodialysators verbinden, eingeführt und anschließend rohre, welche mit den entsprechenden Zwischenplat- durch eine oder mehrere Leitungen 11, welche jede ten verbunden sind, anzuschließen bzw. abzumontie- Konzentrierungszelle 9 an dem Boden des Elektroren, wenn der Stapel zusammengefügt wird oder aus- 60 dialysators verbinden, abgeführt. Die vorliegende Ercinandergenommen wird. Beim Dauerbetrieb der Vor- findung läßt sich natürlich auch dann durchführen, richtung sind aber längere unwirtschaftliche Betriebs- wenn die Fließrichtung der Lösung und/oder die pausen bei der Ausführung der anfallenden Rcpara- Reihenfolge der Anordnung der Konzentrierungsturcn unerwünscht. und Verdünnungskammern entgegengesetzt von

Die vorliegende Erfindung hat sich die Lösung 65 F i g. 1 ist.
dieses Problems zum Ziel gesetzt. F i g. 2 ist eine Schnittansicht des Stapels, wobei

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen die Einzelheiten der Stapelkonstruktion gezeigt näher erläutert. werden.

In einem mechanisch festen, als Befestigungsrahmen bezeichneten Rahmen 6 ist die gleiche Anzahl von Löchern an den Stellen eingebohrt, die den Löchern für Leitungen entsprechen, weiche an den Stellen gebohrt sind, welche den Löchern für Leitungen der Membranen und Dichtungen entsprechen.

Zwischen dem Befestigungsrahmen 6 ist eine Vielzahl von selektiv kationendurchlässigen Harzmembranen 7, selektiv anionendurchlässigen Harzmembranen 8, Dichtungen 22 und Abstandsstücken 19 angeordnet und fest durch die zwei Befestigungsrahmen, welche beispielsweise durch Bolzen, Nuten oder Spannschrauben zusammengehalten werden, zusammengehalten. Diese Teile bilden eine Einheit, welche leicht in den Elektrodialysator ein- bzw. aus diesem ausgebaut werden kann, so daß der auf diese Weise hergestellte Stapel zwischen zwei Beschickungsrahmen 5 angeordnet ist (wobei in F i g. 2 nur einer dieser Beschickungsrahmen dargestellt ist).

In den Beschickungsrahmen ist die gleiche Anzahl Löcher 20 an den Stellen eingebohrt, die den Löchern für die Leitungen der Membranen und der Dichtungen entsprechen. Zusätzlich zu den Bohrungen 20 sind Löcher 21 in der zu den Bohrungen senkrechten Richtung durchgebohrt, so daß sie sich as mit den Bohrungen 20 vereinigen und die Form des Buchstabens T bilden. Durch die Bohrungen 21 werden die Konzentrierungslösung und die Verdünnungslösung der äußeren Verrohrung zugeführt oder von dieser abgeleitet. Zwischen einem Anoden- und Kathodenpaar sind ein oder mehrere Stapel und · Beschickungsrahmen angeordnet.

Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, kann für jeden Stapel die Lösung durch die Bohrungen 21 der auf beiden Seiten des Stapels angeordneten Beschickungsrahmen zugeführt oder von diesen abgeleitet werden, wobei das eine Ende der Bohrungen 20 der Beschickungsrahmen geschlossen ist. Es können auch, falls mehr als zwei Stapel miteinander verbunden sind, die Lösungen zu den Stapeln von einem gemeinsamen Beschickungsrahmen durch verlängerte Leitungen zugeführt oder abgeleitet v/erden, die durch Verbinden der Bohrung 20 und Schließen der Bohrung 21 so gebildet sind, als ob die Stapel aus einem großen Stapel hergestellt wären.

In der F i g. 3 kennzeichnet das Bezugszeichen 5 die Beschickungsrahmen, während durch das Bezugszeichen 6 die Befestigungsrahmen deutlich gemacht werden. Die Bezugszeichen 25 und 26 kennzeichnen Rohre zum Beschicken und Abführen der Spüllösung in bzw. aus den Beschickungsrahmen.

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

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

Auf diese Weise gestaltet sich der Betrieb des erfindungsgemäßen Dialysators sehr einfach, und zwar auch dann, wenn eine große Anzahl von Kammern vorgesehen ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrodialysator, der aus Kathode mit Kathodenkammer, Anode mit Anodenkammer, wenigstens zwei Beschickungsrahmen und wenigstens einem von zwei Befestigungsrahmen gehaltenen Stapel aus Dialysekammern besteht, wobei die Dialysekammern durch abwechselnde Anordnung von kationenselektiven Membranen, Dichtungen mit Wegen für die Flüssigkeit und anionenselektiven Membranen gebildet werden, so daß auf eine Konzentrationskammer jeweils eine Verdünnungskammer folgt, und wobei die Zufuhr bzw. Abfuhr von Flüssigkeiten durch Kanäle, die durch Löcher am Rand des Umfangs der Membranen, Dichtungen und Rahmen gebildet werden, erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (20) der Beschickungsrahmen (5) und die Bohrungen der Befestigungsrahmen (6) sowie die Löcher in Membranen und Dichtungen fluchten, wobei vom Rand des Beschickungsrahmens senkrecht zu den Bohrungen (20) weitere Bohrungen (21) vorgesehen sind, die sich mit den Bohrungen (21) vereinigen und die Form des Buchstabens T bilden, wobei die Bohrungen (21) mit von außen herangeführten Flüssigkeitsleitungen verbunden oder verschlossen sein können und der zweite Teil der Bohrungen (20) verschlossen oder mit den entsprechenden öffnungen eines benachbarten Stapels verbunden sein kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen