DE2054079A1 - Vorrichtung zur Durchfuhrung von Elektrodialyse - Google Patents

Description

um« z«id»n.· 3' November 1970

Vorrichtung zur Durchführung von Elektrodialyse

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von Elektrodialyse, die zwischen zwei Elektroden eine Reihe von ein Verdünnungsmittel enthaltenden Kairmern und ein Konzentrat enthaltenden Kammern aufweist, welche durch Membranen voneinander getrennt sin

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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind Zellen, wel-

die
ehe das Verdünnungsmictel und die das Konzentrat enthaltenden Kammern bilden, sowie die Zufuhr- und Abführleitungen zu und von diesen Kammern in einem Pressenrahmen untergebracht, und zwar werden die Zellen durch den durch den Pressenrahmen ausgeübten Druck abgedichtet, wodurch die Zufuhr- und Abführleitungen ausgebildet werden, die aus Öffnungen in den Membranen und gestapelten Teilen bestehen. Die Entmineralisierung erfolgt mit leichtem Druckgefälle über den Membranen, um eine Wasserförderung Über sie zu verhindern. Alle Kammern sind jeweils mit einem Abstandhalter bzw. Trennstück ausgefüllt, welcher bzw. welohes den Fluidumstrom an den Membranen vorbei bestimmt und die Membranen auf Afc3tand voneinander hält. Diese letztgenannte Maßnahme dient zur Verhinderung einer gegenseitigen Berührung zwischen den Membranen, die zu einem elektrischen Kurzschluß und zur Beschädigung der Membranen führen würde. Eine andere Ursache

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für eine Beschädigung der Membranen kann unter anderem ein zu langsamer Druckanstieg in einer der Fluldumkammern sein, wenn die Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird oder der Fluidumstrom durch die das Verdünnungsmittel oder die das Konzentrat enthaltenden Kammern plötzlich unterbrochen wird. Zur Verhinderung derartiger Beschädigungen wird das Druckgefälle über die Membranen mittels eines Differenzdruckmessers kontrolliert, wobei außerdem Vorkehrungen getroffen sind, um diesen Unterschied innerhalb zulässiger Grenzen zu halten, was nicht immer eine einfache Aufgabe darstellt. Die bekannte Vorrichtung erfordert außerdem eine umfangreiche Verrohrung und besitzt infolgedessen einen großen Förder-Leistungsbedarf.

Aufgabe der Erfindung ist mithin in erster Linie die Vermeidung der vorgenannten Nachteile. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung eingangs definierter Art erfinduiigsgeraäJ3 geld'äx, daß die Kammern des einen Typs durch hängende Rahmen gebildet sind, die ausschließlich"an ihren Oberteilen über Dichtungen gegeneinander verspannt'sind und an ihren innerhalb der Dichtungen befindlichen Oberteilen mit in die bzw. aus den getrennten Kammern zwischen den Membranen heraus führenden Zufuhr- und Auslaßkanälen versehen sind und daß die Kammern des anderen Typs ausschließlich durch den freien Raum um die Unterteile der Rahmen herum gebildet sind.

Die Einsparungen an Verrohrung werden dadurch erreicht, daß die unteren Teile des Rahmens umgebende freie Raum die eine Art von Kammern der Vorrichtung bildet. Folglich sind diese Kammern automatisch parallel angeordnet, wobei das in diesem freien Raum befindliche Verdünnungsmittel bzw. Konzentrat um die Kammern des anderen Typs herunströmt. Aus diesem Grund wird der Widerstand niedrig, so äaß eine reduzierte Förderenergie ausreicht. Wenn als dieser freie Raum beispielsweise eine offene Wanne bzw. Mulde gewühlt und die Vorrichtung beispielsweise quer la den Fluidum-

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strom eingesetzt wird, so ist die Fluidumstromführung durch diese Kammern sehr einfach. Trenn- bzw. Abstandstücke für diese Kammern können gewünschtenfalls in Fortfall kommen; zumindest haben sie eine wesentlich weniger kritische Aufgabe, da der vom freien Raum her auf die Membranen einwirkende Druck praktisch der statische Druck ist. Die Differenzdruckmesser können daher durch gewöhnliche Druckmesser bzw. Manometer ersetzt werden.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung verwendbaren Zellen-Rahmens,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer um den Zellen-Rahmen gemäß Fig. 1 herum angeordneten Dichtung,

Fig. 3 einen in vergrößerter, M^M<:-^-v~ ; '· -Itenen Schnitt längs der Linie III-III ir ^i.e. 'k ■::■■;. rν. \ insn Zellen-Stapel und

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Jede Zelle der Vorrichtung weist gemäß Fig. 1 einen Rahmen 1 mit einer Fluidum-Kammer 2 auf, welche durch eine einen ausreichenden Fiuidumstrom durch die Kammer 2 gewährleistende Leitung in zwei Hälften unterteilt ist. Gegebenenfalls kann auch noch eine nicht dargestellte Trennv.'f.u'iü vorgesehen sein. Ein Zufuhrkanal 5 kommuniziert

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über eine öffnung 6 (Fig.5) mit der linken Hälfte der Kammer 2, während ein Abfuhr- bzw. Auslaßkanal 7 (Fig.3) mit der rechten Hälfte der Kammer 2 kommuniziert.'Eine um den Rahmen 1 heruragepaßte Dichtung IO verspannt Membranen 17 gegen den Rahmen 1 und Dichtungen 2 dienen alß Abstandhalter für die Rahmen 1 der einzelnen Zellen voneinander. Auf diese Weise wird zwischen den Kammern 2 der einzelnen Zellen jeweils ein Zwischenraum 11 festgelegt, durch welchen ein Fluidum in Querrichtung zu strömen vermag, wie dies in Fig. 4 näher veranschaulicht ist. Die Kammern 2 einschließlich ihrer Dichtungen 10 sind in den die Form einer Zinne besitzenden Boden einer Wanne 12 eingesetzt. Am vorderen und hinteren Ende 1j3 der Wanne 12 ist je eine Spanneinrichtung 14 montiert, welche die gestapelten Rahmen 1 mit zwischen ihnen befindlichen Dichtungen 3 unter Abdichtung zusammenpreßt. Ein äußerer Anschluß 15 ist dem Kanal 5 und ein äußerer Anschluß 16 ist mit dem Kanal 7 verbunden, so daß ein Konzentrat über den Anschluß 15 in die Kammern 2 und ein Verdünnungsmittel in die Wanne 12 eingeführt werden kann oder umgekehrt. In den Kammern 2 der beiden äußersten Zellen sind die nicht dargestellten Elektroden montiert.

Die Zellen werden vorzugsweise mit einem unter Atmosphärendruck liegenden Druck$>etrieben, indem das die Zellen durchströmende Fluidum durch eine Pumpe angesaugt wird, anstatt es, wie üblich, durch die Zellen hindurchzudrücken.

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Vorrichtung zur Durchführung von Elektrodialyse mit ein Verdünnungsmittel bzw. ein Konzentrat enthaltenden Kammern, wobei die eine Karamerart durch einen freien Fluidumraum gebildet wird und die anderen Kammern durch in diesen Raun hineinhängende Membranbeutel gebildet werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Vorrichtung zur Durchführung von Elektrodialyse, bei welcher zwischen zwei Elektroden einander abwechselnd ein Verdünnungsmittel bzw. ein Konzentrat enthaltende Kammern angeordnet sind, die durch Membranen voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) des einen Typs durch hängende Rahmen (1) gebildet'sind, die ausschließlich an ihren Oberteilen über Dichtungen (2) gegeneinander verspannt sind und an ihren innerhalb der Dichtungen befindlichen Oberteilen mit in die bzw. aus den getrennten Kammern zwischen den Membranen heraus führenden Zufuhr- und Auslaßkanälen versehen sind und daß die Kammern des anderen Typs ausschließlich durch den freien Raum (11) um die Unterteile der Rahmen herum gebildet sind.'

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen aus einem ringförmig verlaufenden, mit öffnungen versehenen Abschnitt, der eng um den Oberteil eines Rahmens herumgepaßt ist« und einem U- förraigen Abschnitt bestehen, weloher die Seitenkanten , und die Unterseite des Unterteils des Rahmens umgreift.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich· net, daß Im Rahmen zur Halterung der Membranen Abstand- bzw. Trennstüoke vorgesehen sind*

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