NL8500017A - Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns. - Google Patents

Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns. Download PDF

Info

Publication number
NL8500017A
NL8500017A NL8500017A NL8500017A NL8500017A NL 8500017 A NL8500017 A NL 8500017A NL 8500017 A NL8500017 A NL 8500017A NL 8500017 A NL8500017 A NL 8500017A NL 8500017 A NL8500017 A NL 8500017A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
energy
cells
consumption
cell
water
Prior art date
Application number
NL8500017A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Henricus Gerhardus Jozef Bergm
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henricus Gerhardus Jozef Bergm filed Critical Henricus Gerhardus Jozef Bergm
Priority to NL8500017A priority Critical patent/NL8500017A/en
Publication of NL8500017A publication Critical patent/NL8500017A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/445Ion-selective electrodialysis with bipolar membranes; Water splitting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/52Accessories; Auxiliary operation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/227Dialytic cells or batteries; Reverse electrodialysis cells or batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/36Energy sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

Method carries out electrodialysis in one or more cells each contg. at least one ion-selective membrane using energy supplied by applying an electric potential across the cell. Energy is generated by reverse dialysis in one or more cells each contg. at least one ion-selective membrane, this energy being supplied to the cell(s). The energy cell(s) may be supplied with acid and alkali, e.g. HCl and NaOH, to opposite sides of a bi-polar membrane whereby H2O is formed by combination of the respective H+ and OH- ions. The cell(s) may be used to de-salinate water.

Description

* * '" » H AL/EW/1 Bergman* * '"» H AL / EW / 1 Bergman

Werkwijze voor electrodialyseren en electrodialyse-inrichtingMethod for electrodialysis and electrodialysis device

De uitvinding betreft een werkwijze voor electrodialyseren, waarbij door middel van een dialytisch proces energie in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan voorziene energiecel wordt opgewekt, en 5 waarbij de opgewekte energie wordt afgenomen.The invention relates to a method for electrodialysis, in which energy is generated by means of a dialytic process in at least one energy cell provided with at least one ionically permeable membrane, and in which the generated energy is taken off.

Deze werkwijze is bekend uit EP 0 013 113. Bij die bekende werkwijze wordt vanaf de energiecel via electroden electrische energie afgevoerd.This method is known from EP 0 013 113. In this known method electrical energy is removed from the energy cell via electrodes.

De uitvinding verschaft een werkwijze die wat de 10 energievoorziening betreft vereenvoudigd is, doordat door middel van een omgekeerd dialytisch proces energie in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan voorziene energiecel wordt opgewekt, die in de ver-bruikscel voor een dialytisch proces wordt verbruikt.The invention provides a method which is simplified as far as the energy supply is concerned, in that energy is generated by means of a reverse dialytic process in at least one energy cell provided with at least one ionically permeable membrane which is converted into the consumption cell for a dialytic process. used up.

15 Bij voorkeur zijn het omgekeerd dialytisch proces en dialytisch proces in eindloze serie aan elkaar gekoppeld.Preferably the reverse dialytic process and dialytic process are linked together in endless series.

Daar bij deze voorkeurswerkwijze geen electronenstromen meer aanwezig zijn, maar wel ionenstromen, wordt dan van iodialyse gesproken.Since in this preferred method no more electron currents are present, but ion currents are present, iodialysis is then referred to.

20 De uitvinding betreft en verschaft tevens een elec- trodialyse-inrichting die speciaal voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding geschikt is.The invention also relates to and provides an electrodialysis device which is specially suitable for carrying out the method according to the invention.

Verdere kenmerken en voordelen worden beschreven aan de hand van een tekening, waarin tonen: 25 figuur 1 een schema van een werkwijze voor electro dialyseren volgens de uitvinding; figuur 2 een schema van een voorkeurswerkwijze voor | electrodialyseren volgens de uitvinding; , figuur 3 een schema van een andere voorkeurswerkwijze 30 volgens de uitvinding.Further features and advantages are described with reference to a drawing, in which: figure 1 shows a diagram of an electro-dialyzing method according to the invention; figure 2 shows a diagram of a preferred method for | electrodialysing according to the invention; figure 3 shows a diagram of another preferred method 30 according to the invention.

figuur 4 een electrodialyse-inrichting volgens de uitvinding.figure 4 shows an electrodialysis device according to the invention.

Bij een werkwijze voor electrodialyseren volgens de uitvinding (figuur 1) wordt aan een electrodialyse-inrichting 35 1 omvattende verbruikscellen 2, energiecellen 3, electroden 4 85 0 0 0 17 -2- <* · w resp. 5, en een electrisch koppeldeel 15 - een verbruikscel 2 en energiecel 3 zijn door stippellijnen begrensd -, bij de pijl 6 zuur, bijvoorbeeld HC1 in water, bij de pijl 7 base, bijvoorbeeld NaOH in water en bij de pijl 8 zilt water, voor-5 namelijk NaCl in water, toegevoerd. Een energiecel 2 is op zichzelf bekende wijze voorzien van een bipolair membraan 9, dat vanaf de HCl-zijde slechts H+-ionen en vanaf NaOH-zijde slechts OH~-ionen doorlaat, waardoor H2O bij het bipolair membraan gevormd wordt en een electrisch spanningsverschil 10 tussen het zure resp. basisch compartiment 10 resp. 11 wordt opgewekt. Indien twee energiecellen 3 achter elkaar zijn geplaatst wordt door een met zilt water gevoed tussen-compartiment 14 een electrische verbinding tussen de energiecellen gewaarborgd, daar een Na+-selectief permeabel membraan 15 16 en een Cl""-selectief permeabel membraan 17 Na+- en Cl"-stromen tot in het tussencompartiment 14 onderhouden, waardoor het uit het tussencompartiment 14 afgevoerde water zouter dan het toegevoerde zilte water is. Bij de pijlen 12 resp. 13 wordt het verdunde zuur resp. de verdunde base af-20 gevoerd.In a method for electrodialysis according to the invention (figure 1), an electrodialysis device 35 1 comprising consumption cells 2, energy cells 3, electrodes 4 85 0 0 0 17 -2- <* · w resp. 5, and an electrical coupling part 15 - a consumption cell 2 and energy cell 3 are bounded by dotted lines -, at the arrow 6 acid, for example HCl in water, at the arrow 7 base, for example NaOH in water and at the arrow 8, water for -5 namely NaCl in water, fed. In an known manner, an energy cell 2 is provided with a bipolar membrane 9, which transmits only H + ions from the HCl side and only OH-ions from the NaOH side, so that H2O is formed at the bipolar membrane and an electrical voltage difference 10 between the acidic resp. basic compartment 10 resp. 11 is generated. If two energy cells 3 are placed one behind the other, an electrical connection between the energy cells is ensured by means of a salt water-fed intermediate compartment 14, since a Na + -selective permeable membrane 16 and a Cl "" -selectively permeable membrane 17 Na + - and Cl Maintain flows into the intermediate compartment 14, whereby the water discharged from the intermediate compartment 14 is saltier than the supplied saline water. At the arrows 12 and 13, respectively, the dilute acid or the dilute base is discharged.

Een verbruikscel 2 heeft een met zilt water gevoed middencompartiment 18 en vormt bij serieschakeling met een energiecel 3 of een andere verbruikscel 2 eveneens tussen-compartimenten 14 die op dezelfde wijze als beschreven, een 25 electrische verbinding vormen, en waarvan het afgevoerde water zouter is dan het toegevoerde zilte water. Het middencompartiment 18 wordt gevoed met zilt water en staat in verbinding met de tussencompartimenten 14 via een Na+-selectief permeabel membraan 16 en een Cl~-selectief permeabel membraan 30 17/ waardoor de Na+-, resp. Cl~-ionen uit het middencompartiment 18 worden geleid en het water ontzilt wordt. Derhalve wordt bij de pijl 19 zoet water verkregen en bij de pijl 20 zouter water dan het zilte water afgevoerd.A consumption cell 2 has a saline water-fed middle compartment 18 and, in series connection with an energy cell 3 or another consumption cell 2, also forms intermediate compartments 14 which, in the same manner as described, form an electrical connection, and the drained water of which is saltier than the supplied salty water. The middle compartment 18 is fed with saline water and communicates with the intermediate compartments 14 via a Na + selective permeable membrane 16 and a C1 - selective permeable membrane 30, whereby the Na + -, respectively. C1-ions from the middle compartment 18 are led and the water is desalinated. Therefore, fresh water is obtained at arrow 19 and salt water at arrow 20 is drained away than the salty water.

De electroden 4, 5 zijn via met zilt water gevoede 35 eindcompartimenten 21 resp. 22 geleidend met de electro- dialyse-inrichting 1 en via het electrische koppeldeel 15 omvattende een electrische leiding, een weerstand 24 en een electrische inrichting 25, onderling gekoppeld. Al naar gelang bedrijfsomstandigheden - sterkte van zuur en base, 8500017 -3- ziltgehalte van het water, doorstroomsnelheden - kan hetzij over de weerstand 24, een ten opzichte van de electrode 4, positieve spanning worden afgenomen, hetzij voor het meer ontzilten van het water met behulp van de electrische in-5 richting 25 een ten opzichte van de electrode 4 negatieve spanning worden aangelegd.The electrodes 4, 5 are via end compartments 21 and 21, respectively, fed with salt water. 22 conducting with the electrolysis device 1 and via the electrical coupling part 15 comprising an electric lead, a resistor 24 and an electric device 25 mutually coupled. Depending on operating conditions - strength of acid and base, 8500017 -3 - brine content of the water, flow rates - either over the resistor 24, a positive voltage with respect to the electrode 4, can be taken off, or for more desalination of the water apply a negative voltage with respect to the electrode 4 by means of the electrical device 25.

Bij voorkeur worden bij de werkwijze volgens de uitvinding zowel de verbruikscellen 2 als de energiecellen 3 zo klein mogelijk in de richting van de electrische stroom ge-10 kozen voor het zo klein mogelijk maken van de electrische weerstand.Preferably, in the method according to the invention, both the consumption cells 2 and the energy cells 3 are chosen as small as possible in the direction of the electric current in order to minimize the electrical resistance.

Bij voorkeur worden de spanningsverschillen over één IPreferably, the voltage differences over one I.

verbruikscel 2 klein gehouden voor het klein houden van electrische lekstromen via aan- en afvoerleidingen van vloeistof.consumption cell 2 kept small for keeping electrical leakage currents small via supply and discharge lines of liquid.

15 Bij bestaande electordialysewerkwijzen beperken de lekstromen het aantal in serie schakelbare energiecellen 3. Daar een energiecel 3 een electrische spanning die voldoende groot is voor het doen functioneren van een aantal verbruikscellen 2 in de grootte van orde van 5 levert, worden bij voorkeur | 20 telkens groepen van één omgekeerd dialytisch proces en van j een aantal dialytische processen in de grootte van orde van i vijf achter elkaar in serie geschakeld. Derhalve worden bij ;In existing electoral dialysis methods, the leakage currents limit the number of series-connectable energy cells 3. Since an energy cell 3 supplies an electrical voltage sufficiently large for the operation of a number of consumption cells 2 in the order of magnitude of 5, it is preferred that | 20 groups of one reverse dialytic process and of a number of dialytic processes of the order of five in series are connected in series. Therefore, at;

voorkeur energiecellen en verbruikscellen afwisselend in Jpreferred energy cells and consumption cells alternate in J

serie geschakeld in een bepaalde numerieke verhouding.series connected in a certain numerical ratio.

25 Hierdoor kan een lang circuit gevormd worden.This allows a long circuit to be formed.

Bij voorkeur worden energiecellen 26 en verbruiks- j ! cellen 27 in een eindloze serie achter elkaar geplaatst (figuur 2). Bij deze voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de electroden uit figuur 1 : 30 die onderhevig zijn aan corrosie, achterwege blijven en wordt een werkwijze voor electrodialyseren, in het bijzonder voor het ontzilten van water, verkregen. De electrodialyse-inrichting 28 volgens de uitvinding is voorzien van reservoirs 29, 30 en 31 voor NaOH opgelost in water, voor HC1 op-35 gelost in water, resp. voor zilt water.Preferably, energy cells 26 and consumables are used. cells 27 in an endless series placed one behind the other (figure 2). In this preferred embodiment of the method according to the invention, the electrodes of Figure 1:30 which are subject to corrosion can be omitted and a method for electrodialysis, in particular for desalination of water, is obtained. The electrodialysis device 28 according to the invention is provided with reservoirs 29, 30 and 31 for NaOH dissolved in water, for HCl dissolved in water, respectively. for salt water.

Zoals aangegeven met de pijlen 32, 33 resp. 34’worden de NaOH-oplossing en de HCl-oplossing toegevoerd aan in een eindloze serie geschakelde energie- en verbruikscellen 26 resp. 27 die overeenkomstig met de energie- en verbruiks- 8500017 -4- cellen 3 resp. 4 uit figuur 1 werken, maar zodanig van vorm zijn, dat zij in een eindloze serie, bijvoorbeeld een cilinder, geplaatst kunnen worden.As indicated by the arrows 32, 33 resp. 34, the NaOH solution and the HCl solution are supplied to energy and consumption cells 26 and 6 connected in an endless series. 27 corresponding to the energy and consumption 8500017 -4 cells 3 resp. 4 from figure 1, but are of such a shape that they can be placed in an endless series, for instance a cylinder.

Het verdunde HCl-zuur wordt afgevoerd zoals aange-5 geven is met de pijl 35 en de verdunde NaOH-base wordt afgevoerd zoals aangegeven is met de pijl 36. Het zoutere water dan het aangevoerde zilte water wordt afgevoerd zoals aangegeven is met pijlen 37 en hoofdpijl 38. Zoet water wordt verkregen en afgevoerd bij pijl 39.The dilute HCl acid is discharged as indicated by arrow 35 and the diluted NaOH base is discharged as indicated by arrow 36. The saltier water than the supplied saline water is discharged as indicated by arrows 37 and main arrow 38. Fresh water is obtained and discharged at arrow 39.

10 Bij een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werk wijze volgens de uitvinding (figuur 3) wordt in mengkamers 40, 41 een HCl-oplossing, resp. een NaOH-oplossing op constante concentratie gehouden door middel van regelbare pompen 42 resp. 43 die met met geconcentreerd HC1 en NaOH gevoede 15 reservoirs 44 resp. 45 zijn gekoppeld. De mengkamers 40 en 41 zijn gekoppeld aan zowel de ingangszijde - via pompen 46 resp. 47 - als de uitgangszijde met een van energiecellen voorzien energiedeel 48 van de electrodialyse-inrichting 28, waarvan een van verbruikscellen voorzien verbruiksdeel 49 20 wordt gevoed met zilt water bij pijl 50 met behulp van een pomp 51. Bij pijl 52 wordt zilt water aan het energiedeel 48 toegevoerd en bij pijlen 53, 54 resp. 55 wordt zout water afgevoerd, zout water afgevoerd,resp. zoet water verkregen. De mengkamers 40, 41 zijn voorts via pompen 56 resp. 57 gekop-25 peld met een van energiecellen voorziene energie-inrichting voor het verkrijgen van electrische energie uit het minder geconcentreerde zuur en de minder geconcentreerde base. Bij pijlen 60, 61 wordt zilt water aangevoerd, resp. zouter water afgevoerd. Bij klemmen 58 wordt een electrische spanning af-30 genomen.In another preferred embodiment of the method according to the invention (figure 3), an HCl solution, resp. a NaOH solution kept at constant concentration by means of controllable pumps 42 resp. 43 containing 44 reservoirs fed with concentrated HCl and NaOH. 45 are linked. The mixing chambers 40 and 41 are coupled on both the inlet side - via pumps 46 and 45, respectively. 47 - as the output side with an energy cell provided with energy cell 48 of the electrodialysis device 28, of which one consumable cell with consumable 49 is fed with saline water at arrow 50 with the aid of a pump 51. At arrow 52 saline water is fed to the energy part 48 is supplied and at arrows 53, 54 resp. 55, salt water is discharged, salt water is discharged, resp. fresh water obtained. The mixing chambers 40, 41 are furthermore via pumps 56 resp. 57 coupled with an energy cell powered energy device for obtaining electrical energy from the less concentrated acid and the less concentrated base. Salty water is supplied at arrows 60, 61, respectively. salt water drained. An electrical voltage is taken at terminals 58.

Opgemerkt wordt, dat met de in figuur 3 schematisch aangegeven werkwijze zowel electrische energie als zoet water in een gebied met schaarste aan beide - bijvoorbeeld de woestijn - kan worden verkregen uit geconcentreerd zuur en base 35 en zilt water, maar ook bijvoorbeeld uit een geconcentreerde en een minder geconcentreerde zoutoplossing waarmee ook een electrodialysespanning kan worden verkregen. Voorts wordt opgemerkt, dat de debieten van de pompen 42, 43, 46, 47 en 51 nauwkeurig onderling gekoppeld zijn voo.r het verkrijgen van 8500017It is noted that with the method schematically shown in Figure 3, both electrical energy and fresh water in an area with scarcity of both - for example the desert - can be obtained from concentrated acid and base 35 and saline water, but also, for example, from a concentrated and a less concentrated salt solution with which an electrodialysis voltage can also be obtained. It is further noted that the flow rates of the pumps 42, 43, 46, 47 and 51 are accurately coupled together to obtain 8500017

» V»V

-5- een bepaalde hoeveelheid zoet water per tijdseenheid en een bijbehorende hoeveelheid electrisch vermogen.-5- a certain amount of fresh water per unit time and an associated amount of electrical power.

In een electrodialyse-inrichting 62 volgens de uitvinding (figuur 4) wordt aan de bovenzijde via een bovenaan-5 sluiting zilt water via openingen 80 in energiecellen 64 en verbruikscellen 65 gebracht. Via een zij-aansluiting 66 wordt zich in het buitencompartiment 67 bevindend zuur, bijvoorbeeld HC1, op concentratie gehouden met behulp van geconcentreerd zuur. Via een middenaansluiting 68 wordt in het bin-10 nencompartiment 69 een base, bijvoorbeeld NaOH, op concentratie gehouden door middel van geconcentreerde base. De energie- en verbruikscellen 64 resp. 65 werken op dezelfde wijze als hierboven is beschreven, en zijn voorzien van bipolaire en ionenselectief permeabele membranen 70, 71 resp. 72 bij-15 voorbeeld voor het vormen van H2O, bijvoorbeeld het doorlaten van de Cl“-ionen, resp. Na+-ionen. De cirkeldeelvormige wanden 79 zijn ondoorlatend voor de aanwezige vloeistoffen en ionen. Via openingen 73, 74 worden resp. het zoete water en zoutere water dan het aangevoerde zilte water in een van een 20 afvoer 76 voorzien zoet-waterreservoir 75, resp. in een van een afvoer 78 voorzien zout-waterreservoir 77 geleid.In an electrodialysis device 62 according to the invention (figure 4), saline water is introduced at the top via a top closure through openings 80 into energy cells 64 and consumption cells 65. Acid, for example HCl, contained in the outer compartment 67 is kept concentrated via a side connection 66 by means of concentrated acid. A base, for example NaOH, is kept in concentration in the inner compartment 69 via a central connection 68 by means of concentrated base. The energy and consumption cells 64 resp. 65 operate in the same manner as described above, and are provided with bipolar and ion selectively permeable membranes 70, 71, respectively. 72, for example, for the formation of H 2 O, for example the passage of the C 1 ions, respectively. Na + ions. The circular partitions 79 are impermeable to the liquids and ions present. Via openings 73, 74 resp. the fresh water and salt water than the supplied saline water in a fresh water reservoir 75 provided with a drain 76, respectively. into a salt water reservoir 77 provided with a drain 78.

Door middel van de afvoersnelheden van het zoete en zoute water via de afvoeren 76 resp. 78 en door middel van de zuur- en baseconcentratie in het buiten- resp. binnencompar- j 25 timent wordt de ontziltingssnelheid van het zilte water en zodoende de hoeveelheid geproduceerd zoet water met een be- j paalde maximale ziltconcentratie geregeld. jBy means of the discharge velocities of the fresh and salt water via the discharges 76 resp. 78 and by means of the acid and base concentration in the outside and. within the room, the desalination rate of the saline water and thus the amount of fresh water produced is controlled with a certain maximum saline concentration. j

Opgemerkt wordt nog, dat in de bovenbeschreven uitvoeringsvormen van de uitvinding ook energiecellen kunnen 30 worden toegepast, welke energiecellen zonder zuur en base en bipolair membraan werken, maar bijvoorbeeld met een sterk geconcentreerde en een minder geconcentreerde zoutoplossing en anion- en kationselectief permeabele membranen, waardoor een afnemend concentratieverschil tussen de zoutoplossingen 35 en een electrische spanning ontstaat. De sterk geconcentreerde zoutoplossing wordt bijvoorbeeld verkregen via een met behulp van zonnewarmte ingedikte, van de electrodialyse-inrichting volgens de uitvinding afkomstige zoutoplossing.It should also be noted that in the above-described embodiments of the invention energy cells can also be used, which energy cells operate without acid and base and bipolar membrane, but for instance with a highly concentrated and a less concentrated salt solution and anion and cation-selectively permeable membranes, as a result of which a decreasing concentration difference between the salt solutions 35 and an electric voltage is created. The highly concentrated salt solution is obtained, for example, via a salt solution from the electrodialysis device according to the invention, thickened with solar heat.

85000178500017

Claims (9)

1. Werkwijze voor electrodialyseren in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 71, 72) voorziene verbruikscel (2, 27, 65) door toevoeging van energie, met het kenmerk dat door middel van een omge-5 keerd dialytisch proces energie in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (9, 70) voorziene energiecel (3, 26, 64) wordt opgewekt, die in de verbruikscel (2, 27, 65) voor een dialytisch proces wordt verbruikt. T0 2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat in de energiecel (3, 26, 64) energie wordt opgewekt door middel van een reactie tussen zuur en base met behulp van een bipolair membraan (9, 70), waarbij H2O wordt gevormd uit H+-en OH-ionen van het zuur resp. van de base.Method for electrodialysis in at least one consumption cell (2, 27, 65) provided with at least one ionically selective permeable membrane (16, 17, 71, 72) by adding energy, characterized in that by means of an Inverted dialytic process energy is generated in at least one energy cell (3, 26, 64) provided with at least one ion-selective permeable membrane (9, 70), which is consumed in the consumption cell (2, 27, 65) for a dialytic process. T0 2. Method according to claim 1, characterized in that energy is generated in the energy cell (3, 26, 64) by means of an acid-base reaction using a bipolar membrane (9, 70), where H2O is formed from H + and OH ions of the acid resp. of the base. 1. Werkwijze voor electrodialyseren in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 71, 72) voorziene verbruikscel (2, 27, 65) door toevoeging van energie, met het kenmerk dat door middel van een omge-5 keerd dialytisch proces energie in ten minste één van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (9, 70) voorziene energiecel (3, 26, 64) wordt opgewekt, die in de verbruikscel (2, 27, 65) voor een omgekeerd dialytisch proces wordt verbruikt.Method for electrodialysis in at least one consumption cell (2, 27, 65) provided with at least one ionically selective permeable membrane (16, 17, 71, 72) by adding energy, characterized in that by means of an reverse dialytic process energy is generated in at least one energy cell (3, 26, 64) provided with at least one ion-selective permeable membrane (9, 70), which is consumed in the consumption cell (2, 27, 65) for a reverse dialytic process . 2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat in de energiecel (3, 26, 64) energie wordt opgewekt door middel -van een reactie tussen zuur en base met behulp van een bipolair membraan (9, 70), waarbij H2O wordt gevormd uit H+-en OH-ionen van het zuur resp. van de base.Method according to claim 1, characterized in that energy is generated in the energy cell (3, 26, 64) by means of an acid-base reaction using a bipolar membrane (9, 70), wherein H 2 O is formed from H + and OH ions of the acid resp. of the base. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat bij het dialytisch proces in de verbruikscel water wordt ontzilt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that water is desalinated in the dialytic process in the consumption cell. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk dat bij het dialytisch proces in de verbruikscel water wordt ontzilt.Method according to claim 1 or 2, characterized in that water is desalinated in the dialytic process in the consumption cell. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk dat het dialytisch proces en het omgekeerd dialytisch 20 proces in serie aan elkaar zijn gekoppeld. 5o Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk dat het dialytisch proces en het omgekeerd dialytisch proces in een eindloze serie aan elkaar zijn gekoppeld.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the dialytic process and the reverse dialytic process are coupled in series. Method according to claim 4, characterized in that the dialytic process and the reverse dialytic process are linked together in an endless series. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk dat het dialytisch proces en het omgekeerd dialytisch 20 proces in serie aan elkaar zijn gekoppeld.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the dialytic process and the reverse dialytic process are coupled in series. 5. Werkwijze volgens conclusie 4 met het kenmerk dat het dialytisch proces en het omgekeerd dialytisch proces in een eindloze serie aan elkaar zijn gekoppeld.Method according to claim 4, characterized in that the dialytic process and the reverse dialytic process are linked together in an endless series. 6. Electrodialyse-inrichting (1, 28, 62) voor het 25 uitvoeren van de werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, omvattende ten minste één van een ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 71, 72) voorziene verbruikscel(2, 27, 65), gekenmerkt door ten minste één van een ionenselectief permeabel membraan (9, 70) voorziene energiecel (3, 26, 30 64) .6. Electrodialysis device (1, 28, 62) for carrying out the method according to any one of the preceding claims, comprising at least one consumption cell (2, 27) provided with an ion-selective permeable membrane (16, 17, 71, 72) , 65), characterized by at least one energy cell (3,26,30,64) provided with an ion-selectively permeable membrane (9, 70). 6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5 met het kenmerk 25 dat telkens groepen van één omgekeerd dialytisch proces en een aantal dialytische processen in de grootte van orde van 5 achter elkaar in serie zijn gekoppeld.6. A method according to claim 4 or 5, characterized in that groups of one reverse dialytic process and a number of dialytic processes in the order of magnitude of 5 are successively coupled in series. 7. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk dat de energiecel (3, 26, 64) is voorzien van een 85 0 0 0 1 7 ~££WJ~ri Si-rib _3 ziltgehalte van het water, doorstroomsnelheden - kan hetzij over de weerstand 24, een ten opzichte van de electrode 4, positieve spanning worden afgenomen, hetzij voor het meer ontzilten van het water met behulp van de electrische in-5 richting 25 een ten opzichte van de electrode 4 negatieve spanning worden aangelegd. ; Bij voorkeur worden bij de werkwij ze volgens de uitvinding zowel de verbruikscellen 2 als de energiecellen 3 zo klein mogelijk in de richting van de electrische stroom ge-10 kozen voor het zo klein mogelijk maken van de electrische weerstand. Bij bestaande electrodialysewerkwijzen beperken de lekstromen het aantal in serie schakelbare electrodialyse-cellen 2. 3ij voorkeur worden de spanningsverschillen over 15 het circuit klein gehouden voor het klein houden van electrische lekstromen via aan- en afvoerleidingen van vloeistof. Derhalve worden bij voorkeur energiecellen en verbruikscellen afwisselend in serie geschakeld in een bepaalde numerieke verhouding. Hierdoor kan een lang circuit gevormd worden.Electrodialysis device according to claim 6, characterized in that the energy cell (3, 26, 64) is provided with a 85 0 0 0 1 7 ~ ££ WJ ~ ri Si-rib _3 brine content of the water, flow rates - can be either a voltage which is positive with respect to the electrode 4 is decreased across the resistor 24, or a voltage negative with respect to the electrode 4 is applied to desalinate the water more by means of the electrical device 25. ; Preferably, in the method according to the invention, both the consumption cells 2 and the energy cells 3 are chosen as small as possible in the direction of the electric current in order to minimize the electrical resistance. In existing electrodialysis methods, the leakage currents limit the number of electrodialysis cells 2 which can be connected in series. Preferably, the voltage differences across the circuit are kept small in order to keep electrical leakage currents small via supply and discharge lines of liquid. Therefore, preferably energy cells and consumption cells are alternately connected in series in a certain numerical ratio. This allows a long circuit to be formed. 20 Bij voorkeur worden energiecellen 26 en verbruiks cellen 27 in een eindloze serie achter elkaar geplaatst (figuur 2). Bij deze voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de electroden uit figuur 1 die onderhevig zijn aan corrosie, achterwege blijven en wordt 25 een werkwijze voor electrodialyseren, in het bijzonder voor het ontzilten van water, verkregen. De electrodialyse-inrichting 28 volgens de uitvinding is voorzien van reservoirs 29, 30 en 31 voor NaOH opgelost in water, voor HCl opgelost in water, resp. voor zilt water.Preferably, energy cells 26 and consumption cells 27 are placed one behind the other in an endless series (figure 2). In this preferred embodiment of the method according to the invention, the electrodes of Figure 1 which are subject to corrosion can be omitted and a method for electrodialysis, in particular for desalination of water, is obtained. The electrodialysis device 28 according to the invention is provided with reservoirs 29, 30 and 31 for NaOH dissolved in water, for HCl dissolved in water, respectively. for salt water. 30 Zoals aangegeven met de pijlen 32, 33 resp. 34 worden de NaOH-oplossing en de HCl-oplossing toegevoerd aan in een eindloze serie geschakelde energie- en verbruikscellen 26 j resp. 27 die overeenkomstig met de energie- en verbruiks- j i i 8500017 «· AW-f7/f^ , -ηύ/ bipolair membraan (9, 70).As indicated by arrows 32, 33 and. 34, the NaOH solution and the HCl solution are fed to energy and consumption cells 26j resp. In an endless series. 27 corresponding to the energy and consumption j i i 8500017 «· AW-f7 / f ^, -ηύ / bipolar membrane (9, 70). 7. Electrodialyse-inrichting (1, 28, 62) voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één van de voorgaande con- 30 clusies, omvattende ten minste één van een ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 71, 72) voorziene verbruikscel(2, 27, 65), gekenmerkt door ten minste één van een ionenselectief permeabel membraan (9, 70) voorziene energiecel (3, 26, 64) .Electrodialysis device (1, 28, 62) for carrying out the method according to any one of the preceding claims, comprising at least one consumption cell (2 provided with an ion-selective permeable membrane (16, 17, 71, 72) , 27, 65), characterized by at least one energy cell (3, 26, 64) provided with an ionically selective permeable membrane (9, 70). 8. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 6 of 7 met het kenmerk dat de verbruikscel (2, 21, 65)-is voorzien van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 5 71, 72) voor het ontzilten van water.Electrodialysis device according to claim 6 or 7, characterized in that the consumption cell (2, 21, 65) is provided with at least one ion-selective permeable membrane (16, 17, 5 71, 72) for desalinating water. 8. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk da’t de energiecel (3, 26, 64 ) is voorzien van een 8* MO 17 -7- bipolair membraan (9, 70).Electrodialysis device according to claim 7, characterized in that the energy cell (3, 26, 64) is provided with an 8 * MO 17-7 bipolar membrane (9, 70). 9. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 7 of 8 met het kenmerk dat de verbruïkscel (2, 21, 65) is voorzien van ten minste één ionenselectief permeabel membraan (16, 17, 5 71, 72) voor het ontzilten van water.Electrodialysis device according to claim 7 or 8, characterized in that the consumption cell (2, 21, 65) is provided with at least one ion-selective permeable membrane (16, 17, 5 71, 72) for desalinating water. 10. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 7,8 of 9 met het kenmerk dat telkens groepen van één energiecel en een aantal verbruikscellen in de grootte van orde van 5 achter elkaar in serie zijn geschakeld. 10 * 11. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 10 met het kenmerk dat de serie energiecellen (26, 64) en verbruikscellen (2, 27, 65) eindloos is.Electrodialysis device according to claim 7,8 or 9, characterized in that groups of one energy cell and a number of consumption cells of the order of 5 are connected in series in series. Electrodialysis device according to claim 10, characterized in that the series of energy cells (26, 64) and consumption cells (2, 27, 65) is endless. 12. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 10 of 11 met het kenmerk dat de energiecellen en verbruikscellen 15 (2, 21, 65) telkens groepen van één energiecel en een aantal verbruikscellen in de grootte van orde van 5 achter elkaar zijn geschakeld. e « « · j i i ! i 8500017 4 c * -sB*·Electrodialysis device according to claim 10 or 11, characterized in that the energy cells and consumption cells 15 (2, 21, 65) are each connected in groups of one energy cell and a number of consumption cells in the order of order of 5. e «« · j i i! i 8500017 4 c * -sB * 9. Electrodialyse-inrichting volgens conclusie 8 met het kenmerk dat de serie energiecellen (26, 64) en verbruiks-cellen (2, 27, 65) eindloos is. • · · · 85 0 0 0 1 7Electrodialysis device according to claim 8, characterized in that the series of energy cells (26, 64) and consumption cells (2, 27, 65) is endless. • · · · 85 0 0 0 1 7
NL8500017A 1985-01-04 1985-01-04 Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns. NL8500017A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8500017A NL8500017A (en) 1985-01-04 1985-01-04 Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8500017 1985-01-04
NL8500017A NL8500017A (en) 1985-01-04 1985-01-04 Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8500017A true NL8500017A (en) 1986-08-01

Family

ID=19845329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8500017A NL8500017A (en) 1985-01-04 1985-01-04 Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8500017A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0613199A1 (en) * 1993-02-22 1994-08-31 Hughes Aircraft Company Acid-base concentration cell for electric power generation
EP2417067A1 (en) * 2009-04-09 2012-02-15 Saltworks Technologies Inc. Method and system for desalinating saltwater using concentration difference energy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0613199A1 (en) * 1993-02-22 1994-08-31 Hughes Aircraft Company Acid-base concentration cell for electric power generation
EP2417067A1 (en) * 2009-04-09 2012-02-15 Saltworks Technologies Inc. Method and system for desalinating saltwater using concentration difference energy
EP2417067A4 (en) * 2009-04-09 2014-10-22 Saltworks Technologies Inc Method and system for desalinating saltwater using concentration difference energy
US9162906B2 (en) 2009-04-09 2015-10-20 Saltworks Technologies Inc. Method for desalinating saltwater using concentration gradient energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5295110B2 (en) Microscale capacitive deionizer
CA2645482C (en) Capacitive deionization using oscillatory fluid flow
EP2240261B1 (en) Electrodialysis process
US4115225A (en) Electrodialysis cell electrode reversal and anolyte recirculation system
US4352864A (en) Metal/acid ion permeable membrane fuel cell
WO2013037047A4 (en) Method, apparatus and system for desalinating saltwater
ATE535262T1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GENERATING WATER WITH NEGATIVE AND POSITIVE REDOX POTENTIAL (ORP)
JPH10128338A (en) Method and device for preventing scale from being deposited in electric regeneration type continuous desalting apparatus
RU2017144081A (en) WATER ELECTROLYSIS SYSTEM IN LARGE VOLUME AND METHOD OF ITS APPLICATION
CN106795015B (en) Method and apparatus for multivalent ion desalination
EP2951334A1 (en) Rechargeable electrochemical cells
US10604426B2 (en) High efficiency electrochemical desalination system that incorporates participating electrodes
KR20140032376A (en) Electrodialysis unit for water treatment
KR20140047018A (en) Electrodialysis unit for water treatment
SU1757725A1 (en) Method and membrane apparatus for reducing salt content of aqueous solutions
KR20140016890A (en) Electrodialysis unit for water treatment
WO2016201563A1 (en) Process and system for removing ammonium from wastewater
JP4710176B2 (en) Ultrapure water production equipment
NL8500017A (en) Electrodialysing e.g. to desalinate salt soln. - using cells contg. ion-selective permeable membranes supplies energy from cells contg. bipolar membranes between acid and alkaline solns.
Choi et al. An electrodialysis model for determination of the optimal current density
CN215233338U (en) Electrodialysis removes saline and alkaline device
CN112823050B (en) Electrodialysis method with high recovery rate
JP3601795B2 (en) Method for producing hypochlorous acid-based treatment liquid
KR20140019323A (en) Electrodialysis unit for water treatment
KR102019318B1 (en) Hybrid generating device and method for electricity and concentrated water and desalting

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed