DE1767591A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konzentrationsaenderung von Loesungen - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Konzentrationsänderung von Lösungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Änderung der Konzentration von Lösungen vermittels einer für eine Komponente der Lösung selektiv durchlässigen Membran. Bekannte Verfahren dieser Art sind ζ »Β. Osmose, Dialyse-, Osmionose, Thermoosmose, umgekehrte Osmose, Elektroosmose, Elektrodialyse, Transportabreicherung, Elektroabsorption u.a.m. Diese Verfahren sind bereits zur AbtBennung und Reinigung von Lösungen zum Einsatz gelangt, wie z.B. als künstliche Nieren, zur I'ruchtsaftkonzentration, der Pasteurisierung z.B. von Bier und dergl. Besondere Bedeutung kommt diesen Verfahren in Zukunft für die Meer- und Brachwasserentsalzung zu, wobei besonders die Elektrodialyse, die umgekehrte Osmose und die Transportabreicherung interessant sind, da sie im gegensatz zur thermischen Entsalzung keine Phasenänderung erfordern. Außerdem sind die in den verschiedenen Membranverfahren erforderlichen Antriebskräite unmittelbar mit dem Salzgehalt des Wassers in Beziehung zu setzen.

Für alle ailektrisch betriebenen Veriahren ist die auch als vereinfachte Dialyse bezeichnete Transportabreicherung grundlegend. Die Entmineralisierung erfolgt durch Ionenwanderung durch Ionenselektive Membranen, wobei die Ionen Übergangszahlen (t⁺ oder t") aufweisen, die sich von denen der Ionen in Lösung untenscheiden. Infolge des Unterschieds in den Übergangszahlen entstehen an den Membranflächen Konzentrationsgefälle.

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Die Membranen können sämtlich kationen- oder anionenselektiv sein oder abwechselnd angeordnet sein. Die Abreicherung erfolgt auf der Anodenseite der kationenselektiven Membran und die Anreicherung auf der Kathodenseite. ( Vgl. im Einzelnen USA Patent 2 923 67b). Michtselektive Membranen können vorgesehen sein, die lediglich dazu dienen, die Lösungen nach An- bzw. Abreicherung voneinander zu trennen.

Bei der Elektrodialyse wird elektrische Energie als Transportkraft für die Ionen eingesetzt. Kationische und anionische Membranen sind abwechselnd angeordnet. Die Kationen wandern durch die Kationenmembranen zur Kathode und die Anionen durch

^ die anionischen Membranen zur Anode, sodaß in abwechselnden Zellen angereicherte und abgereicherte Lösungen entstehen. Bei der umgekehrten Osmose wird der osiuotische Eluß durch Ausübung eines die osmotische Druckfiifferenz übersteigenden Drucks auf die konzentrierte Lösung umgekehrt. Bei den elektrischen Verfahren hängt die Elitmineralisierung von der Bildung von Konzentrationsgefällen an den Membran-Lösungsgrenzflächen ab, in denen die Ionen Übergangszahlen aufweisen, die sich von denen in der Lösung unterscheiden. In diesen Grenzschichten ist die Lösung im Wesentlichen statisch und ein Ionenübergang eriolgt nur durch elektrische Wanderung und Diffusion. Die Diffusion des Elektrolyten aus der Lösungsmasse durch die Grenzschicht zur Grenzfläche der Membranabreiche- rungsseite bewirkt die Entüiineraxisieiung, und die entsprechende Difxusion des Elektrolyts aus der Grenzfxäche der anreichernden Membranseite-Lösung zur Lösungsmasse bewirkt die Konzentration. Je aicker diese Schicht, desto langsamer die Dixiusion. Eine dicke Grenzschicht mit teilweise entmineralisiertem wasser (die sich an der Grenzfläche an der abreichernde Seite der Millkonzentration nähert) stellt auch einen hohen Widerstand für den Stromfluß dar und erfordert hohen Energieverbrauch. Versuche, durch Erhöhung des elektrischen Stroms die Ionen schneller durch die Membranen zu treiben, als die Diffusion erfolgt sind erfolglos geblieben, da die in der Grenzschicht

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anwesenden H- und OM-Ionen den zusätzlichen Strom führen, sodaß praktisch keine Verbesserung der i^ntmineralisierung bz,,·. Konzentration erreicht wird.

Bei der umgekehrten Osmose wird eine Grenzschicht mit erhöhter Konzentration gebildet, die cixe Antriebskraft bestimiiit, d.h. eine dicke Grenzschicht verhindert die !Rückdiffusion von der Membrangrenzilache in die Lösungsmasse, wodurch sihh die är~ forderlicne Äntrieüskraxt erhöht. (Vgl. Salt Concentration at !hase Boundaries in Desalination Processes, Office of Saline Water Research and Development Progress Report Nr. 95)· Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Dicke der Grenzschicht durch ötromverteiler in den Z eilen oder durch Durchfluß mit hoher Geschwindigkeit parallel zur juembranflache zu verringern; die erreichte Verminderung der Grenzschicht ist jedoch gering und die eriorderxichen Pumpleistungen sind zu hoch und erfordern unwirtschaftliche Abdichtmaßnahmen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, die Dicke der bei der Konxentratiofisänderung von Lösungen vermittels Durchgang durch eine selektiv durchlässige ^mbran an der Grenzfläche von l&embran und Lösung auftretenden Grenzschicht herabzusetzen. Gelost wird die Aulgabe dadurch, daß die Losung zuvor durch eine für die Losung^komponenten nicht selektive, durchlässige, auf wenigstens einer Seite der selektiven Membran parallel zu dieser angeordnete Membran geführt wird.

Ionendurchlässige iilme sind bereits zur Abtrennung von Transportabreicherungszellen bekannt (Vgl. Office of Saline Water Research and Development Progress Report No. 80: Demineralization by Transport Depletion). Aufgaue aer File ist es, den hydraulischen üluß zu verhindern, sie dienen also nur zur Trennung. Ferner ist die Verwendung einer porösen Asbestmembran zur Abtrennung einer elektroIytischen Zelle bekannt. (Vgl. USA Patent 5 01? 333), die zwei. Aufgaben hat. Einmal dient sie zur Bildung einer mittleren Kc.mmer, aus der teilweise konzentrierte Lösung abgezogen wird, und sodann verhindert sie die Rückwanderung negativer OH-Ionen in aer mittleren Kammer zur Anode, um die Umsetzung zu wasser und Sauerstoff und damit eine Korrosion zu vermeiden. Das vorliegende Problem ist nicht

erkannt oder behandelt.

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Ferner sei noch auf das USA Patent 3 309 301 verwiesen. Auch hier wird das vorliegende Jrroblem nifcht behandelt. In den Zeichnungen zeigen:

Die Figur 1 schematisch die erfindungsgemäß erzielte Verringerung der Dicke der ^renzshhicht}

die Figur 2 schematisch eine ^Anordnung und den Durchfluß einer Transportabreicherungszelle;

die Figuren 3 und 4 weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung, wobei eine poröse Membran für jede selektive Membran vorgesehen

die Figur 5 eine rohrförmige Anordnung einer Transport-

abreicherungsanäage in Aufsicht;

die Figur 6 die Anordnung der Figur 5 ic Seitenansicht; die Figur 7 eine Elektrodialyseanordnung;

die Figur 8 schematisch die bei Verwendung in der umgekehrten Osmose erzielte Verringerung der Grenzschicht; die Figur 9 eine Zellenanordnung zur umgekehrten Osmose;

die Figur 10 schematisch die Versuchsanordnung des Beispiels der unten aufgeführten Tabelle.

Die Figur 1 zeigt im Vergleich die nach dem Stand der Technik und erfindungsgemäß im elektrisch betreibenen Membranverfahren erhaltenen Konzentrationsgefälle. Bei dem z.B. mit einer kationenselfektiven Membran 1 arbeitenden bekannten Verfahren entstehen die Konznetrationsgefalle G^ und G£ auf der abreichernden bzw. anreichernden Seite der Membran. Nähert sich die Konzentration an der Grenzfläche der abreichernden Membranseite/Lösung dem durch C . dargestellten Wert 0» so entsteht eine entsprechende Höchstkonzentration 0 an der Grenzfläche der anreichernden Membranseit/lösung. Die Konzentrationsgefälle entstehen in der durch die Grenzlinien B^, und die Membran 1 festgelegten Grenzschicht. Bei bekannten Verfahren wird die Dicke der Grenzschichten D,. durch die Turbulenz des parallele zur Membran 1 gerichteten Lösungsstroms bestimmt. Die Figur 1 zeigt die Höchstwerte der Konzentrationsgefalle (cotangens Θ), die durch die Ausgangskonzentration des Elektrolyten (C ) und die Dicke der Grenzschicht D^ bestimmt werden. Durch Verringerung der Dicke

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der Grenzschicht könnten also die Konzentrationsgefälle G^ und G.. zwischen C und C . erhöht und damit größere Stromdichten eingesetzt werden.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Membran 10 der Fgur 1 in einer Zellenandrdnung eingesetzt werden, in der jede selektive Membran 10 zwischen zwei dicht benachbarten, porösen Membranen, z.B. aus Filzmatten aus faserigem Material wie Papier, Polyäthylen, Polypropylen, Dynel, Acrilan, Nylon u. dergl. angeordnet ist. Die Membranen 11 können auch aus porösen Kunststoffilmen, ofienzelligem Polyurethanschaum, perforiertem Film, der einen niedrigen elektrischen Widerstand besitzt, z.B. Zellulosefilm, Pergament u. dergl. bestehen, wobei die Wahl des betreibenden Materials nicht kritisch ist, sofern es unter einem hydraulischen Druckgefälle von 5 cm ca. einen Lösungsdurchsatz von etwa 10 — 650 ml/Min/inch gestattet. Bei Verwendung, für Verfahren mit elektrischer Antriebskraft, z.B. Transportabreicherung, Elektrodialyse, Elektroabsorption u. dergl. muß außerdem sein elektrischer widerstand niedrig sein. Der Abstand zwischen der porösen Membran 11 und der nächsten Membran 10 soll zur Verringerung der Grenzschichtdicke so klein wie möglich, gleichseitig aber groß genug sein, um einen vertretbaren Lösungsdurchsatz ohne übermäßigen druckabfall zu gestatten, und liegt im Allgemeinen zweckmäßigerweise zwischen 0,0254 und 1,27 mm.

Wird mit einer Stromdichte gearbeitet, die bei der bekannten Transportabreicherung das Konzentrationshöchstgefälle bewirkt, so entstehen die G,, und G₂ entsprechenden Kursen G^ und G^,, die jedoch infolge der erzielten Grenzschichtdickenverringerung nicht zur Mindestkonzentration C . sondern zu einer mittleren Konzentration G₁ an der Grenzfläche führen. Erst bei Zunahme der Stromdichte sinkt der Grenzfiächenwert auf C λ, und es entstehen die erhöhten Konzentrationsgefälle Gn und G^, deren Neigung C - C ..

^D2 oder cotangensyist. Eine steilere Neigung bewirkt schnellere Ionendiixusion und erhöhten Produktdurchsetz.

Die gleichen Phänomene sind bei elektrisch angetriebenen Membranverfahren zu beobachten.

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Erfindungsgemäß kann mit kationenselektiven oder anionenselektiven Membranen oder beiden gearbeitet werden und die Vorrichtungen können beliebige beometrische Ausgestaltung aufweisen, z.B. rechteckig, zylindrisch, spiralförmig, plattenförmig gestaltet sein, eine oder mehrere elektroden Aufweisen und beliebigen Durch!lußanordnungen aufweisen.

Nach einer Ausgestaltung einer Transportabreicherungsanäage gemäß der Figur 2 sind die Kathode und Anode 20 bzw. 21 und die die zwischen ihnen zellenförmig angeordneten Selektivmembranen 22, prösen Membranen 23 mit dem Abstandsmaterial 24 und der unteren und oberen Abdichtung 25 bzw. 26 vorgesehen. Das Abstandsinaterial kann aus netz- oder siebartigem Material

^ mit mehreren Abstützpunkten für die Membranen 22, 23 mit der einen Lösungsdurchsatz parallel zu den Membranen gestattenden erforderlichen Dicke bestehen. Die Abdichtungen können aus Abdichtringen, Haftmaterial u. dergl. in beliebiger Ausgestaltung bestehen. Zwischen jedem Paar Antriebselektroden sind mehrere Membranen vorgesehen. Ein siebartiges Material (nicht gezeigt) kann in den Räumen 2^ zwischen den Membrananordnungen zu deren Abstüzung und als Abstandshalter vorgesehen sein, vgl. die USA Patente 2 758 053, 2 735 812 und 2 ^48 668. Werden die Elektroden mit Strom beaufschlagt, so fließt die Lösung über Leitungen 31 und die Beschickungszelle 2ö durch die porösen Membranen 23· Die entmineralisierte Lösung kann dann

k von der -^nodenseiteM aller kationenselektiven Membranen über die Leitungen 29 und die konzentrierte Lösung von den Kathodenseiten aller Membranen über die Leitung 30 abgezogen werden. Weitere Ausgestaltungen des Transportabreicherungsverfahrens sind in den Figuren 3 und 6 dargestellt, -uie Figur 3 zeigt eine Zellenanordnung mit nur einer porösen Membran zwischen je zwei kationenselektiven Membranen. Mit 40 und 41 sind die Anode und Kathode bezeichnet, zwischen denen die selektiven Membranen 42 angeordnet sind. Die porösen Membranen 43 sind, von den selisktiven Membranen uurch Abstandshalter ausdcm oben beschriebenen Material 4b getrennt. Die Speiselösung wird auf die ^uodenseite der porösen Membran gegeben und die entmineralisierte Produkt-

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lösung 47 von der gegenüberliegenden, die konzentrierte Lösung von der gleichen Membranseite abgezogen. Durch Drosselung der Abzugsleitungen kann das Verhältnis der konzentrierten zur abgereicherten Lösung eingestellt werden. Der Durchsatz kann gleichgerichtet oder im Gegenstrom erfolgen. In der im übrigen gleichen Ausgestaltung der Figur 4 weist die poröse Membran 53 am Abzugsende der Zelle einen nichtporösen, elektrolytisch leitenden Teil 54- auf. Zwischen Anode 50 und Kathode 5I sind mehrere kationenselektive Membranen an₆eordnet. Die Bpeiselösung 55 wird auf die Kathodenseite der kationenselektiven Membranen gegeben und die konzentrierte Lösung 56 von der gleichen, die Produktlösung 57 von der ύ gegenüberliegenden Anodenseite abgezogen.

Der für das Produkt^urchlässige, aber für Ionen durchlässige Teil 54- der Membran 53 verhindert das Eindringen von konzentrierter Lösung gegen Ende des Demineralisationsvorgangs. JSine weitere Ausgestaltung des Transportabreicherungsverfahrens ist in den Figuren 5 land b aargestellt. Eine kationenselektive Membran bO und eine poröse Membran 61 sind spralförmig um die Kathode 70 gewunden und in der Zylia&eranoäe ?1 angeordnet, ähnlich der in den USA Patenten 2 74-1 595 und 3 291 148 beschriebenen Elektrodialyseanordnung. Die selektiven und porösen Membranen werden durch Abstandsmaterial 68 getrennt. Die Arbeitsweise wird durch die Figur 6 verdeutlicht.

Die Speiselösung wird in die Zone 63 eingeführt und Produkt 64 " durch Leitung 72 und konzentrierte Lösung 66 durch auf der gegenüberliegenden Seite befindliche Leitung 73" abgezogen. Abweichende Ausgestaltungen sJmd möglich, z.B. können für jede selektive Membran zwei posröse Membranen vorgesehen sein, oder es können sowohl anionen- als auch kationenselektive Membranen vorhanden sein, die Anlage als als Elektrodialysevora?4 richtung arbeiten. Der Lösungsdurchsatz kann ferner gleichgerichtet oder im Gegenstrom eriolgen. Die Vorrichtung kann horizontal oder vertikal angeordnet sein. Ferner kann wie in der Figur 4 ein Teil der porösen Membran nichtporös sein.

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BAD ORIGINAL

Anstelle der beschriebenen Ausgestaltung mit nui¹ kationenselektiven Membranen können auch zusätzlich oder allein anionenselektive Membranen vorgesehen sein. Die Figur 7 zeigt die Erfindung in einer Elektrodialyseanlage mit der Anode und Kathode 80, 81 und den zwischen angeordneten anionenselektiven Membranen 82 und kationenselektiven Membranen 83, sowie auf Jeder Membranseite einer porösen Membran 74·. Die Halterung der Membranen erfoxgt durch eine untere und eine obere abdichtung 75 bzw. 7b. Bei Beaufschlagung der Elektroden und Aufgabe der Lösung 79 durch die untere Abdichtung 76 erfolgt der Durchsatz und entmineralisierte Lösung 90 und konzentrierte Lösung 91 können duich die obere Abdichtung abgezogen werden.

Die Erfindung ist nicht auf elektrisch angetriebene Verfahren beschränkt. Die Figur 8 zeigt z.B. die Erfindung und die erzielte Verringerung der Grenzschicht in einem umgekehrten Osmoseverfahren. Die Membran 100 besteht hier z.B. aus Zelluloseazetat, die nichtselektive, poröse Membran ist mit 101 bezeichnet. Durch Ausübung eines den osmotischen Drucks übersteigenden Drucks auf eine Lösung mit der Konzentration C wird nach Durchgang durch die Membran 100 ein Produkt mit der sich 0 nähernden Konzentration C erzielt. Bei Fehlen einer porxösen Membran 101 bildet sich zwischen der Lösungsseite der Membran und der durüb. die gewöhnlichen hydrodynamischen Kräfte gebildeten Linie B,- ein Konzentrationsgefälle G₁-. Die Dicke der Grenzschicht ist hier D^, und bestimmt zusammen mit der auf die Lösung ausgeübten Antriebskraft die Konzentration C^, an der Grenzfläche. Die Neigung des Konzentrationsgefälles Gr hängt von der Diffusionsgeschwiiidigkeit der Ionen von der Membranfläche in die Lösungsmasse ab. Eine dicke Grenzschicht hat also einehohex Konzentrat ionxg*±i±±* an der Membranoberfläche zur Folge. Da von dieser die erforderliche Antxiebskrait abhängt, hat eine dicke Grenzschicht also einen hohen Energieverbrauch zur Folge.

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Wird dagegen erfindungsgemäß eine porxöse Membran 101 im Abstand Dr zur Membran 100 angeordnet und die Speiselösung durch die Membran 101 geführt und aus dem Raum zwischen -den Membranen 100 und 101 abgezogen, so wird das Konzentrationsgeiälle nach G^ verschoben und damit die bei B_n beginnende, dünnere Grenzschicht Br gebildet. Diese hat eine geringere Lösungskonzentration C_n an der Membranoberfläche zur Folge, mit dem Ergebnis, daß weniger Energie benötigt wird. Beim bekannten umgekehrten Osmoseverfahren ohne poröse Membran 101 muß die Antriebskraft den osmotischen Druck einer Lösung mit der Konzentration CL übersteigen, während erfindungsgemäß die Antriebskraft nur den geringeren osmotischen Druck der Lösungskonzentration Cp übersteigen muß.

Wie ersichtlich, hängt die Differenz zwischen C und G₀ von der Entfernung D₁- ab. Der Abstand V^ zwischen der selektiven Membran 100 und der porösen Membran 101 sollte so klein wie möglich sein, dofern die durch Membran 101 fließende Lösung noch einwandfrei abgezogen werden kann. Ia Allgemeinen sollte der Abstand Dazwischen 0,0254- und 1,27 mm liegen.

Ein arfinauiibS^emäß arbeitendes umgekehrtes Osmosesystem ist in der Figur 9 gezeigt. Die zu entmineralisierende Lösung 200 wird unter Druck in eine der bekannten Verfahren ähnliche Zelle gegeben, wobei die Lösung zur Oberfläche einer porösen Membran 201 fließt, die ,durch den netz- oder mascnenförmigen Abstandshalter im Abstand zur selektiven Seiten der Membran 203 gehalten wird. Die Membran 203 ist auf einem bekannten Meuibransupport 204- abgestützt. Am einen Ende des Abstandshalters 202 angebrachte Schlitze 20Ö sind mit den Abzugskanälen 206 verbunden. Die Speiselösung fließt durch die poröse Membran 201 zur Membran 203» und von dort durch den Raum zwischen Abstandhalter 202 und den Membranen 201 und 203 zur den Schlitzen 208 und in die Abzugskanäle 206. Diejjösung kann mit frischer Lösung über die Leitung 209 «rneut eingespeist werden, oder über ein -Uruckentlastungsventii 210 zum Abwasser Abgeben werden. Das entminerallsierte Wasser 211 fließt nach Durchgang durch Membran 203 durch den Support 204 und wird über die Kammer 207 abgezogen.

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Die Erfindung ist niciit für Membranverfahren, sondern iür die Konzentrationsänderung von allen erdenklichen Lösungen einsetzbar, wobei nur .bei Verfahren mit elektrischem Antrieb die Lösung elektrisch wanderungsfähig sein muß. Besonders günstig ist die Erfindung bei der Meer- und Brackwasserentsalzung. Der weiteren Erläuterung dient das folgende Beispiel. Die in der Figur 10 gezeigte Zelle enthielt die Antriebselektroden 300 und 501, die kationenselektiven Membranen 502, die poröse Membran 303 und den siebfdrmigen Abstandshalter 304, sowie die untere und obere Abdichtung 306, 308. Die Speiselösung wurde durch die untere Abdichtung 30b eingeführt und die konzentrierte

^ Lösung 307 aus der gleichen Zelle über die obere Abdichtung abgezogen. Die Spülung der Kathode 300 erfolgte mit auf pH 4 eingestelltem durch die untere Aodichtung eingeführtem und die obere Abdichtung abgezogenem Speisewasser 316· Ebenso erfolgte die Spülung der Anode mit dem auf pH 10 eingeteilten Speisewasser 313·

Die wirksame Transportfläche der Zelle betrug 38,7 ^cm · ^ßi-^e Dicke des Abstandshalters betrug 0,1397 mm; er bestand aus Plyäthylen. Die kationenselektive Membran war vom Typ MC 3142 (Ionac Chemical Co.), das poröse Material bestand aus Filterpapier No. 950 bzw. 914 (ebenfalls Ionac Chemical Co.). Als Speiselösung wurde eine 0,03 N KaCl lösung verwandt, wobei das Verhältnis von Speisewasserdurchsatz durch Drosselung der

ψ Abzugsleitung arpr^ für konzentrierte Lösung geregeltwurde.

Die Spüllösungen wurden durch die den Elektroden benachbarten Zellen geiührt, um eine Wanderung von H und OH Ionen durch die Enumembranen zu den Jiintmineralisierungszellen zu vermeiden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle festgehalten. Sie zeigt, daß mit einem einzigen Durchgang durch die 15»24 cm lange Zelle bei einem Durchsatz von Produktlösung von 6 ml/Min, eine sehr hohe Entmineralieierung (z.B. 0,309 N Nacl : 0,0049 M MaCl) erreicht würde. Bei dem sehr hohen Produktdurchsatz von 1? ml/Min. wurde ebenfalls eine gute Jüntmineralisierung erreicht (z.B. 0,031 N NaCl : 0,0131 H MaCl). Der hohe Coulomb- Wirkungsgrad (bis 0,7) ist» ebenfalls interessant, da bisher der erreichbare Höchstwert mit 0,61 angenommen wurde.

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	TABELLE	Konzentratdurchsatz	Stromdichte
Filter	Produktdurchsatz	ml/Min.	2 mn/ cm
	ml/Min.	484	7,9
E-D 950	6	53	363
E-D 950	5,5	348	15,6
E-D 950	20	283	18,4
E-D 950	27	82	8,4
E-D 950	5,7	82	9,7
E-D 950	b	59	20,6
E-D 914	17q

Foarts. der Tabelle (in gleicher Reihenfolge) Konzentration eq/1 Coulomb Wirkungsgrad⁰

Speiselosung	Produkt	Ne)	eq/Fara
0,0301	0,0085		0,7
0,0302	0,0133		0,68
0,0302	0,0177		0,67
0,0302	0,0211		0,56
0,0309	0,0072		0,67
0,0309	0,0049		0,67
0,0313	0,0131		0,61
	N
ulomb Wirkungsgrad = ( £ -		W

It

worin N,. « Wormalität der Speiselösung, eq/1

Ii » Normalität der Abzugslösung, eq/1

Q = entmineralisiertes Wasser,

£ * Faraday Konstante, Amp/Sek/eq

1 * Stromdichte, Amp.

t = Zeit, Sek.

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Der größere Erdoduktionsdurchsatz pro Membranfläche verringert die Membxanersatzkosten, ermöglicht kleiene Baugrößen und verringerten Aufwand. Durch Verringerung der Grenzschichtdicke
werden aie erwähnten Vorteile, und u.a. niedrigere Zellen-"widerstände in Elektrodialyseanlagen und damit geringere Energiekosten ermöglicht.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Änderung der Konzentration einer aus mehreren Kompo nenten "bestehenden Lösung, in dem ein komponententeil vermittels einer Antriebskraft durch eine für ihn selektiv durchlässige Membran geführt wird·, wobei in der Lösung, an der Grenzfläche won Membran und Losung eine Grenzschicht entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zuvor durch eine für die Lösüngskomponenten nicht selektive, durchlässige, auf · wenigstens einer Seite der selektiven Membran parallele zu dieser und in einem Abstand angeordnete Membran geführt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen 0,0254- und 1,2? mm beträgt.

J. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft eine elektrische Kraft ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebskraft eine Druckkraft ist.

5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine pröse Membran sowohl auf der Kathodenseite als auch der Anodenseite der selektiven Membr&n angeordnet ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (54) der porösen Membran (55) nicht porös ist.

7· Vorrichtung gemäß Anspruch 5» gekennzeichnet durch netz-l· oddr siebförmige Abstandshalter (24·) zwischen jeder porösen

und selektiven Membran. I

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