RU2553859C1

RU2553859C1 - Spiral-wound electric baromembrane device

Info

Publication number: RU2553859C1
Application number: RU2014109534/05A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Ковалев; Сергей Иванович Лазарев
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-06-20

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: device contains collectors draining cathode and anode permeate, which are formed by space between semi-cylinders of the device body, body of the device and polymer perforated partition with perforated staggered holes in three rows along the whole length. From the side of butt end surfaces of the device body semi-cylinders at end covers there are threaded openings with unions screwed into them to drain permeate and retentate. Space between the device body, cathode and anode membranes and perforated tube is formed by the collector for passing of initial solution, wherein turbulising grids are installed with braided metal tubes. Intermembrane channel is formed by two pairs of cathode and anode membranes, substrates of membranes and drain meshes of cathode and anode successively laid at two sides from the turbulising grid, all of them are glued with butt end surfaces and turbulising grids with braided metal tubes and wrapped around the perforated tube, at that drain meshes of cathode and anode are placed between substrates of membranes and cathode and anode membranes laid on them and glued at perforation point to the perforated tube.EFFECT: improved quality of solutions separation at improved cooling of permeate and monopolar electrodes.5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации.The invention relates to constructions of membrane apparatuses of a roll type and can be used to carry out processes of membrane technology: electro ultrafiltration, electrofiltration, electrofiltration and electroosmofiltration.

Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в работе Дытнерского Ю.И. «Баромембранные процессы. Теория и расчет». - М.: Химия. 1986 г., с 47. Аппарат рулонного типа, предназначенный для разделения растворов под действием градиента давления, состоит из корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран. Недостатком аппарата является низкая эффективность разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при отделении электролитов от неэлектролитов. Этот недостаток частично устранен в прототипе.An analog of this design is the roll-type baromembrane apparatus, the design of which is given in the work of Yu. I. Dytnersky “Baromembrane processes. Theory and calculation. " - M .: Chemistry. 1986, p. 47. The roll-type apparatus designed to separate solutions under the influence of a pressure gradient consists of a body, a perforated solution tube with several multilayer membrane sheets wrapped around it. The disadvantage of this apparatus is the low efficiency of the separation of solutions, especially when separating multicomponent mixtures of electrolytes, when separating electrolytes from non-electrolytes. This disadvantage is partially eliminated in the prototype.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в патенте №RU 2487746 С1, 20.07.2013, МПК B01D 61/42. Прототип состоит из корпуса аппарата, выполненного из диэлектрического материала, перфорированной трубки, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, коллекторов отвода ретентата, полимерных перфорированных перегородок с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, на которые последовательно уложены дренажные сетки - катод и анод, подложки мембран, прикатодные и прианодные мембраны, приклеенные к внутренней части полуцилиндров корпуса аппарата, коллекторов отвода прикатодного и прианодного пермеата, образованных пространством между полуцилиндрами корпуса аппарата, корпусом аппарата и полимерными перфорированными перегородками, расположенных под углами (π/4) и (3π/4) и (-π/4) и (-3π/4) соответственно от горизонтальной оси в месте крепления к корпусу аппарата, с одной стороны торцевой поверхности полуцилиндров корпуса аппарата имеются отверстия с резьбой, в которую вкручены штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата, а с другой стороны торцевой поверхности полуцилиндра корпуса аппарата имеется отверстие с резьбой, в которую вкручен штуцер для отвода ретентата, дренажные сетки - катод и анод являются монополярными электродами из графитовой ткани - катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус», и соединены через отверстие полимерной перфорированной перегородки электрическим проводом, который соединен с устройством для подвода электрического тока через отверстия в полуцилиндрах корпуса аппарата, в которых расположены герметизирующие заливки. Недостатком аппарата является малая площадь разделения растворов в единице объема аппарата, малая охлаждающая способность пермеата и монополярных электродов катода и анода в результате подвода внешнего постоянного электрического поля, низкая эффективность разделения растворов, в особенности при выделении ценных веществ из многокомпонентных растворов природных и сточных вод.The prototype of this design is a roll-type electrobaromembrane apparatus, the design of which is given in patent No. RU 2487746 C1, 07/20/2013, IPC B01D 61/42. The prototype consists of an apparatus body made of a dielectric material, a perforated tube, used to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, retentate drain manifolds, polymer perforated partitions with three rows of perforated holes in a checkerboard pattern throughout the length over which drainage grids are sequentially laid — cathode and anode, membrane substrates, cathode and anode membranes glued to the inside of the half cylinder in the device’s body, cathode and anode permeate drain manifolds formed by the space between the half-cylinders of the device’s body, the device’s body and polymer perforated partitions located at angles (π / 4) and (3π / 4) and (-π / 4) and (-3π / 4) respectively, from the horizontal axis in the place of attachment to the apparatus body, on one side of the end surface of the semicylinders of the apparatus body there are holes with a thread into which the fittings are screwed to divert the cathode and anode permeate, and on the other hand the end surface There is a threaded hole in the half-cylinder of the apparatus body, into which the fitting for retentate removal is screwed in, drainage grids - the cathode and anode are monopolar electrodes made of graphite fabric - the cathode and anode or anode and cathode, depending on the connection scheme “plus” or “minus” , and are connected through an opening of a polymer perforated partition with an electric wire, which is connected to a device for supplying electric current through holes in the half-cylinders of the apparatus body, in which there are sealing gaps ki. The disadvantage of the apparatus is the small area of separation of solutions in a unit volume of the apparatus, the low cooling capacity of permeate and monopolar electrodes of the cathode and anode as a result of applying an external constant electric field, low efficiency of separation of solutions, especially when releasing valuable substances from multicomponent solutions of natural and waste waters.

Технический результат выражается увеличением площади и повышением качества разделения растворов при повышении охлаждения пермеата и монополярных электродов - анода и катода, за счет изменения конструкции аппарата: перфорированная трубка, служащая для подвода исходного раствора разделена на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, коллекторы отвода ретентата образованы пространством между полимерными перфорированными перегородками с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, на которые последовательно уложены с одной стороны дренажные сетки - катод и анод, подложки мембран, прикатодные и прианодные мембраны, приклеенные к внутренней части полуцилиндра корпуса аппарата, расположенными под углом π/4, 3π/4 и (-π/4), (-3π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных и прианодных мембран и подложек мембран с другой стороны дренажных сеток - катод и анод к корпусу аппарата, коллекторы отвода прикатодного пермеата образованы пространством между полуцилиндрами корпуса аппарата, корпусом аппарата и полимерной перфорированной перегородкой с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, расположенные под углами π/4 и (-3π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных мембран и подложек мембран к корпусу аппарата, коллекторы отвода прианодного пермеата образованы пространством между полуцилиндрами корпуса аппарата, корпусом аппарата и полимерной перфорированной перегородкой с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, расположенные под углами 3π/4 и (-π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прианодных мембран и подложек мембран к корпусу аппарата, с одной стороны торцевой поверхности полуцилиндра корпуса аппарата на торцевой крышке имеются отверстия с резьбой, в которую вкручены штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата, а с другой стороны торцевой поверхности полуцилиндра корпуса аппарата на торцевой крышке имеется отверстие с резьбой, в которую вкручен штуцер для отвода ретентата, торцевые крышки являются целыми для корпуса аппарата и полуцилиндров корпуса аппарата и уплотняют посадочные поверхности через торцевые прокладки, при помощи болтов и шайб, а пространство, образованное между корпусом аппарата, прикатодными и прианодными мембранами и перфорированной трубкой, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, создает коллектор для протекания исходного раствора, в котором расположены сетки-турбулизаторы, в которые вплетены металлические трубки, переплетенные каждая между собой по всей длине и ширине, а дуга плетения сетки-турбулизатора, соединяющая межузлия переплетения, перекинута через одну пару металлических трубок так, что сами металлические трубки не касаются поверхностей прикатодных, прианодных мембран, при этом на торцевых поверхностях корпуса аппарата с одной и другой стороны расположены торцевые крышки, в которых имеются отверстия с резьбой, в которую вкручены штуцера для вывода и ввода ретентата и исходного раствора соответственно и штуцера ввода и вывода охлаждающей воды соответственно, которые расположены под углами π/2 и (-π/2) и (-π/2) и π/2 от горизонтальной оси и находятся на расстоянии 0,12 м и 0,06 м соответственно от края корпуса аппарата, а межмембранный канал, в котором расположена сетка-турбулизатор, образован последовательно уложенными с двух сторон от сетки-турбулизатора, прикатодной, прианодной мембран, подложек мембран, дренажных сеток - катода и анода и подложек мембран, прикатодной, прианодной мембран, которые все вместе проклеены с торцевых поверхностей и с сетками-турбулизаторами, в которые вплетены металлические трубки, обернуты вокруг перфорированной трубки, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, при этом дренажные сетки - катод и анод расположены между подложками мембран и уложенными на них прикатодными и прианодными мембранами, приклеенными в месте перфорации к перфорированной трубке, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, дренажные каналы прикатодного и прианодного пермеата соответственно образованы пространством между подложками мембран, в которых находится дренажная сетка - катод и анод, являющаяся монополярными электродами из графитовой ткани - катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус», и соединены через отверстие полимерной перфорированной перегородки с перфорацией в три ряда отверстиями в шахматном порядке по всей длине, электрическим проводом, проходящим через коллекторы отвода прикатодного и прианодного пермеата, который соединен с устройством для подвода электрического тока через отверстия в полуцилиндрах корпуса аппарата, в которых расположена герметизирующая заливка, противоположные концы металлических трубок закреплены жестко кольцевыми уплотнителями в фиксаторах цилиндрической формы по спирали при расстоянии между соседними металлическими трубками в 0,01 м, в фиксаторах цилиндрической формы имеется отверстие, совпадающее с посадочной поверхностью перфорированной трубки, служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, а в местах выступов уплотнительной поверхности фиксаторов цилиндрической формы расположены прокладки в местах стыковки с корпусом аппарата, торцевыми крышками и перфорированной трубкой, служащей для подвода исходного раствора разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, причем место расположения фиксаторов цилиндрической формы на данной перфорированной трубке служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой, с одной стороны по длине ее составляет 0,15 м, а с другой стороны - 0,05 м, а между фиксаторами цилиндрической формы и торцевыми крышками соответственно имеются канал-распределитель и канал-собиратель охлаждающей воды, на фиксаторах цилиндрической формы имеется резьба, в которую вкручены также штуцера вывода и ввода ретентата и исходного раствора соответственно.The technical result is expressed by increasing the area and improving the quality of the separation of solutions with increasing cooling of the permeate and monopolar electrodes - the anode and cathode, by changing the design of the apparatus: the perforated tube serving to supply the initial solution is divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, drain manifolds the retentate is formed by the space between the polymer perforated partitions with perforation in three rows of holes in a checkerboard pattern along the entire length, on which drainage grids are sequentially laid on one side — the cathode and anode, membrane substrates, cathode and anode membranes glued to the inside of the half-cylinder of the apparatus’s body, located at an angle π / 4, 3π / 4 and (-π / 4), (- 3π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of the cathode and anode membranes and membrane substrates on the other side of the drainage nets — the cathode and anode to the casing of the apparatus, collectors of the removal of the cathode permeate are formed by the space between the half-cylinders of the casing of the apparatus, the casing of the apparatus, and the polymer a perforated septum with perforation in three rows with staggered holes along the entire length, located at angles π / 4 and (-3π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of the cathode membranes and membrane substrates to the apparatus body, the anode permeate drain manifolds are formed by the space between half-cylinders of the apparatus body, the apparatus body and the polymer perforated partition with perforation in three rows of holes in a checkerboard pattern along the entire length, located at angles of 3π / 4 and (-π / 4) from the horizontal axis in the mount of anode membranes and membrane substrates to the casing of the apparatus, on one side of the end surface of the half-cylinder of the casing of the apparatus on the end cover there are holes with a thread into which the fittings are screwed to divert the cathode and anode permeate, and on the other side of the end surface of the half-cylinder of the casing of the apparatus there is an end cap the hole with a thread into which the fitting for retentate removal is screwed in, the end caps are intact for the apparatus body and half-cylinders of the apparatus body and seal the seating surfaces Through end gaskets, using bolts and washers, and the space formed between the casing of the apparatus, the cathode and anode membranes and the perforated tube used to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition creates a collector for the flow of the initial solution , in which there are mesh-turbulators, in which metal tubes are interwoven, each interlaced along the entire length and width, and an arc of weaving of the mesh-turbulator, connecting the interweaving of the weave is thrown through one pair of metal tubes so that the metal tubes themselves do not touch the surfaces of the cathode, anode membranes, while on the end surfaces of the apparatus body there are end caps on one or the other side, in which there are holes with a thread into which the fittings are screwed for the withdrawal and introduction of the retentate and the initial solution, respectively, and the inlet and outlet of the cooling water, respectively, which are located at angles π / 2 and (-π / 2) and (-π / 2) and π / 2 from the horizontal axis and finding at a distance of 0.12 m and 0.06 m, respectively, from the edge of the apparatus body, and the intermembrane channel in which the turbulent grid is located is formed by successively laid on both sides of the turbulizer grid, near-cathode, anode anode membranes, membrane substrates, drainage nets - the cathode and the anode and the substrate membranes, the cathode, anode anode membranes, which are glued together from the end surfaces and with mesh-turbulators, in which metal tubes are woven, are wrapped around a perforated tube, which serves to supply the original solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, while drainage nets - the cathode and anode are located between the membrane substrates and the cathode and anode membranes laid on them, glued at the perforation to the perforated tube, which serves to supply the initial solution and is divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, the drainage channels of the cathode and anode permeate are respectively formed by the space between the membrane substrates, of which there is a drainage grid — a cathode and anode, which is monopolar electrodes made of graphite fabric — a cathode and anode or anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram, and connected through an opening of a polymer perforated partition with perforation in three rows of holes in a staggered manner along the entire length, by an electric wire passing through the collectors of the outlet of the near-cathode and anode permeate, which is connected to the device for supplying electric current through the holes in the half-cylinders of the housing and the apparatus in which the sealing filling is located, the opposite ends of the metal tubes are fixed rigidly by ring seals in the cylindrical retainers in a spiral at a distance of 0.01 m between adjacent metal tubes, there is a hole in the cylindrical clamps that coincides with the seating surface of the perforated tube serving for supplying the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, and in the places of the protrusions of the sealing In addition to cylindrical-shaped clamps, gaskets are located at the joints with the apparatus body, end caps and perforated tube, which serves to supply the initial solution divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, and the location of the cylindrical clamps on this perforated tube serves to supply the initial a solution divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, on the one hand it is 0.15 m in length, and on the other hand, 0.05 m, and between the clamps of a cylindrical shape and the end caps, respectively, there is a distributor channel and a collector channel of cooling water, on the clamps of a cylindrical shape there is a thread into which retention and inlet connection fittings and the initial solution are screwed, respectively.

На фиг.1 показан в разрезе электробаромембранный аппарат рулонного типа; фиг.2 - вид слева; фиг.3 - вид справа; фиг.4 - сечение А-А на фиг.1; фиг.5 - вид Б, увеличенный на фиг.4, схема разделения.Figure 1 shows a sectional view of a roll-type electrobaromembrane apparatus; figure 2 is a left view; figure 3 is a right view; figure 4 - section aa in figure 1; 5 is a view B, enlarged in figure 4, the separation scheme.

Электробаромембранный аппарат рулонного типа состоит из перфорированной трубки 2, служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, коллекторы отвода ретентата 10 образованы пространством между полимерными перфорированными перегородками 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, на которые последовательно уложены с одной стороны дренажные сетки - катод 7 и анод 5, подложки мембран 4, прикатодные и прианодные мембраны 26 и 6, приклеенные к внутренней части полуцилиндра корпуса аппарата 20, расположенными под углом π/4, 3π/4 и (-π/4), (-3π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных и прианодных мембран 26 и 6 и подложек мембран 4 с другой стороны дренажных сеток - катод 7 и анод 5 к корпусу аппарата 1, коллектора отвода прикатодного пермеата 24, образованного пространством между полуцилиндром корпуса аппарата 20, корпусом аппарата 1 и полимерной перфорированной перегородкой 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, расположенной под углом π/4 и (-3π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных мембран 26 и подложек мембран 4 к корпусу аппарата 1, коллектора отвода прианодного пермеата 25, образованного пространством между полуцилиндром корпуса аппарата 20, корпусом аппарата 1 и полимерной перфорированной перегородкой 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, расположенной под углом 3π/4 и (-π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прианодных мембран 6 и подложек мембран 4 к корпусу аппарата 1, с одной стороны торцевой поверхности полуцилиндра корпуса аппарата 20 на торцевой крышке 29 имеются отверстия с резьбой, в которую вкручены штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 18 и 17, а с другой стороны торцевой поверхности полуцилиндра корпуса аппарата 20 на торцевой крышке 35 имеется отверстие с резьбой 27, в которую вкручен штуцер для отвода ретентата 13, торцевые крышки 29 и 35 являются целыми для корпуса аппарата 1 и полуцилиндров корпуса аппарата 20 и уплотняют посадочные поверхности через торцевые прокладки 32 и 33, при помощи болтов 30 и шайб 31, а пространство, образованное между корпусом аппарата 1, прикатодными и прианодными мембранами 26 и 6 и перфорированной трубкой 2, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, создает коллектор для протекания исходного раствора 28, в котором расположены сетки-турбулизаторы 8, в которые вплетены металлические трубки 40, переплетенные каждая между собой по всей длине и ширине, а дуга плетения сетки-турбулизатора 8, соединяющая межузлия переплетения, перекинута через одну пару металлических трубок 40 так, что сами металлические трубки 40 не касаются поверхностей прикатодных, прианодных мембран 26 и 6, при этом на торцевых поверхностях корпуса аппарата 1 с одной и другой стороны расположены торцевые крышки 29 и 35, в которых имеются отверстия с резьбой 22, 23 и 42, 44, в которую вкручены штуцера для вывода и ввода ретентата и исходного раствора 12, 3 соответственно и штуцера ввода и вывода охлаждающей воды 41, 43 соответственно, которые расположены под углом π/2, (-π/2) и (-π/2), π/2 от горизонтальной оси и находятся на расстоянии 0,12 м и 0,06 м соответственно от края корпуса аппарата 1, а межмембранный канал 34, в котором расположена сетка-турбулизатор 9, образован последовательно уложенными с двух сторон от сетки-турбулизатора 9, прикатодной, прианодной мембран 26 и 6, подложек мембран 4, дренажных сеток - катода 7 и анода 5 и подложек мембран 4, прикатодной, прианодной мембран 26 и 6, которые все вместе проклеены с торцевых поверхностей и с сетками-турбулизаторами 8, в которые вплетены металлические трубки 40, обернуты вокруг перфорированной трубки 2, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, при этом дренажные сетки - катод 7 и анод 5 расположены между подложками мембран 4 и уложенными на них прикатодными и прианодными мембранами 26 и 6, соответственно, приклеенными в месте перфорации к перфорированной трубке 2, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, дренажные каналы прикатодного и прианодного пермеата соответственно образованы пространством между подложками мембран 4, в которых находится дренажная сетка - катод 7 и анод 5, являющаяся монополярными электродами из графитовой ткани - катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус», и соединены через отверстия 19 полимерной перфорированной перегородки 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, электрическим проводом 11, проходящим через коллекторы отвода прикатодного и прианодного пермеата 24 и 25, который соединен с устройством для подвода электрического тока 14 через отверстия в полуцилиндрах корпуса аппарата 20, в которых расположена герметизирующая заливка 16, противоположные концы металлических трубок 40 закреплены жестко кольцевыми уплотнителями 39 в фиксаторах цилиндрической формы 37 по спирали при расстоянии между соседними металлическими трубками 40 в 0,01 м, в фиксаторах цилиндрической формы 37 имеется отверстие, совпадающее с посадочной поверхностью перфорированной трубки 2, служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, а в местах выступов уплотнительной поверхности фиксаторов цилиндрической формы 37 расположены прокладки 38 и 36 в местах стыковки с корпусом аппарата 1, торцевыми крышками 29 и 35 и перфорированной трубкой 2, служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, место расположения фиксаторов цилиндрической формы 37 на данной перфорированной трубке 2, служащей для подвода исходного раствора, разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, с одной стороны по длине ее составляет 0,15 м, а с другой стороны 0,05 м, а между фиксаторами цилиндрической формы 37 и торцевыми крышками 29 и 35 соответственно имеются канал-распределитель 45 и канал-собиратель 46 охлаждающей воды, на фиксаторах цилиндрической формы 37 имеется резьба, в которую вкручены также штуцера вывода и ввода ретентата и исходного раствора 12 и 3 соответственно.The roll-type electro-barometric membrane apparatus consists of a perforated tube 2, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, the retentate drain manifolds 10 are formed by the space between the polymer perforated partitions 15 with three rows of holes 19 stitched in a checkerboard pattern along the entire length on which drainage nets are sequentially laid on one side — cathode 7 and anode 5, membrane substrates 4, cathode and anode membranes 26 and 6, adj. ejected to the inner part of the half-cylinder of the apparatus body 20, located at an angle π / 4, 3π / 4 and (-π / 4), (-3π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of the cathode and anode membranes 26 and 6 and membrane substrates 4 on the other hand, drainage grids — cathode 7 and anode 5 — to the apparatus 1 body, cathode permeate drain manifold 24 formed by the space between the half-cylinder of the apparatus 20, the apparatus 1 and the polymer perforated partition 15 with three rows of perforated holes 19 staggered throughout angled length m π / 4 and (-3π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of the cathode membranes 26 and membrane substrates 4 to the body of the apparatus 1, the collector of the outlet of the anode permeate 25 formed by the space between the half-cylinder of the apparatus 20, the housing of the apparatus 1 and the polymer perforated partition 15 with perforation in three rows of holes 19 in a checkerboard pattern along the entire length, located at an angle of 3π / 4 and (-π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of anode membranes 6 and membrane substrates 4 to the apparatus body 1, on one end half surface the cylinder of the apparatus 20 on the end cap 29 has holes with a thread into which the fittings for the cathode and anode permeate 18 and 17 are screwed in, and on the other side of the end surface of the half cylinder of the apparatus 20 on the end cap 35 there is an opening with a thread 27 retentate outlet fitting 13, end caps 29 and 35 are integral to the apparatus body 1 and half-cylinders of the apparatus body 20 and seal the seating surfaces through end gaskets 32 and 33 using bolts 30 and washers 31, and the space forms between the casing of the apparatus 1, the cathode and anode membranes 26 and 6 and the perforated tube 2, which serves to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, creates a collector for the flow of the initial solution 28, in which the grids turbulizers 8, in which metal tubes 40 are interwoven, each interlaced along the entire length and width, and the weaving arc of the mesh-turbulator 8 connecting the interweaving of the weave is thrown through one metal pair tubes 40 so that the metal tubes 40 themselves do not touch the surfaces of the near-cathode, anode membranes 26 and 6, while the end caps 29 and 35, in which there are holes with threads 22, 23, are located on the end surfaces of the apparatus 1 and 42, 44, into which the fittings for withdrawing and introducing the retentate and the initial solution 12, 3, respectively, and the fitting for introducing and withdrawing the cooling water 41, 43, respectively, which are located at an angle π / 2, (-π / 2) and (- π / 2), π / 2 from the horizontal axis and are at a distance of 0.12 m and 0.06 m respectively directly from the edge of the apparatus 1, and the intermembrane channel 34, in which the grid-turbulator 9 is located, is formed by successively stacked on both sides of the grid-turbulator 9, the cathode, anode membranes 26 and 6, the membrane substrates 4, and the drainage grids — the cathode 7 and the anode 5 and the substrate membranes 4, the cathode, anode anode membranes 26 and 6, which are all glued together from the end surfaces and with mesh-turbulators 8 into which metal tubes 40 are woven, are wrapped around a perforated tube 2, which serves to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, while the drainage nets — cathode 7 and anode 5 — are located between the membrane substrates 4 and the cathode and anode membranes 26 and 6 laid on them, respectively, glued to the perforated tube 2 at the perforation site serving to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, the drainage channels of the cathode and anode permeate are respectively formed by the space between the base the membranes 4, in which there is a drainage grid - cathode 7 and anode 5, which is monopolar electrodes made of graphite fabric - the cathode and anode or anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram, and connected through holes 19 of the polymer perforated septum 15 with perforation in three rows of holes 19 in a checkerboard pattern along the entire length, an electric wire 11 passing through the collectors of the cathode and anode permeate 24 and 25, which is connected to the device for supplying electric current 14 through the holes in the half-cylinders of the apparatus 20, in which the sealing filling 16 is located, the opposite ends of the metal tubes 40 are fixed rigidly by ring seals 39 in the retainers of a cylindrical shape 37 in a spiral with a distance between adjacent metal tubes 40 of 0.01 m, in the clamps of a cylindrical shape 37 there is a hole coinciding with the seating surface of the perforated tube 2, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition oh 21, and in the places of the protrusions of the sealing surface of the cylindrical retainers 37, gaskets 38 and 36 are located at the joints with the apparatus body 1, end caps 29 and 35 and perforated tube 2, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume throughout the length of the vertical partition 21, the location of the clamps of a cylindrical shape 37 on this perforated tube 2, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical the partition 21, on the one hand it is 0.15 m long, and 0.05 m on the other hand, and between the cylindrical retainers 37 and the end caps 29 and 35, respectively, there is a distribution channel 45 and a collecting channel 46 for cooling water, on the cylindrical retainers 37 there is a thread in which the fittings for withdrawing and introducing the retentate and the initial solution 12 and 3, respectively, are screwed.

Корпус аппарата 1, перфорированная трубка 2, полуцилиндры корпуса аппарата 20, полимерные перфорированные перегородки 15, вертикальная перегородка 21, штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 18 и 17, штуцера для вывода и ввода ретентата и исходного раствора 12, 3, штуцера для отвода ретентата 13, штуцера ввода и вывода охлаждающей воды 41, 43 могут быть изготовлены из капролона, текстолита ПТК.The apparatus body 1, the perforated tube 2, the half-cylinders of the apparatus body 20, the polymer perforated partitions 15, the vertical partition 21, the nipple for drainage of the near-cathode and anode permeate 18 and 17, the nipple for withdrawal and input of the retentate and the initial solution 12, 3, the nipple for drainage of the retentate 13, the cooling water inlet and outlet fittings 41, 43 can be made of caprolon, PTK PCB.

Подложка мембран 4 изготовлена из листа ватмана.The membrane substrate 4 is made of a sheet of whatman paper.

Дренажные сетки - катод 7 и анод 5 являются монополярными электродами катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус», и могут быть выполнены из графитовой ткани типа «Вискум».Drainage grids - cathode 7 and anode 5 are monopolar electrodes by the cathode and anode or anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram, and can be made of graphite fabric of the “Viskum” type.

Прикатодная и прианодная мембраны 26 и 6 могут быть изготовлены в виде ленты из мембран типа МГА-95, МГА-70П, МГА-80П, МГА-90П, МГА-95П-Н, МГА-95П-Т, МГА-100П, ОПМ-К, ESPA, УАМ-150П, УАМ-300П, УАМ-500П, УАМ-1000П, УПМ-200, УПМ-П, УПМ-ПП, УФМ-100, УФМ-П, УФМ-ПТ, ОПМН-К, ОПМН (ОФМН)-П, МФФК-0, МФФК-3.The near-cathode and anode anode membranes 26 and 6 can be made in the form of a tape from membranes of the type MGA-95, MGA-70P, MGA-80P, MGA-90P, MGA-95P-N, MGA-95P-T, MGA-100P, OPM- K, ESPA, UAM-150P, UAM-300P, UAM-500P, UAM-1000P, UPM-200, UPM-P, UPM-PP, UFM-100, UFM-P, UFM-PT, OPMN-K, OPMN ( OFMN) -P, MFK-0, MFK-3.

Сетки-турбулизаторы 8 и 9 могут быть изготовлены из пластмассы или углепластика, обеспечивают необходимую скорость движения и турбулизацию раствора.Grids-turbulizers 8 and 9 can be made of plastic or carbon fiber, provide the necessary speed and turbulization of the solution.

Фиксаторы цилиндрической формы 37 могут быть изготовлены из материалов Х18Н9Т, Х18Н10Т.The cylindrical clamps 37 can be made of materials X18H9T, X18H10T.

Металлические трубки 40 могут быть изготовлены из материалов Х18Н9Т, Х18Н10Т.Metal tubes 40 can be made of materials X18H9T, X18H10T.

Кольцевые уплотнители 39 могут быть изготовлены из резины, пластмассы.O-rings 39 can be made of rubber, plastic.

Герметизирующая заливка 16 может быть изготовлена из диэлектрических герметизирующих эпоксидных смол или клея холодная сварка.Sealing fill 16 may be made of dielectric sealing epoxy resins or cold welded adhesives.

В качестве охлаждающей воды может использоваться водопроводная вода с температурой от 5 до 15°С.As cooling water can be used tap water with a temperature of from 5 to 15 ° C.

Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.

Исходный раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, одновременно подается в перфорированную трубку 2, фиг.1, 2, разделенную на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21 и штуцер для ввода исходного раствора 3, фиг.3, образующие два контура разделения растворов.The initial solution under pressure exceeding the osmotic pressure of the substances dissolved in it is simultaneously fed into the perforated tube 2, Figs. 1, 2, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21 and a fitting for introducing the stock solution 3, Fig. 3, forming two circuits of separation of solutions.

Для первого контура разделения, исходный раствор через перфорированную трубку 2, разделенную на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, фиг.1, 4, попадает в межмембранный канал 34, в котором расположена сетка-турбулизатор 9, образованный последовательно уложенными с двух сторон от сетки-турбулизатора 9 прикатодными, прианодными мембранами 26, 6, подложками мембран 4, дренажными сетками - катодом 7 и анодом 5 и подложками мембран 4, прикатодными, прианодными мембранами 26, 6, которые все вместе проклеены с торцевых поверхностей.For the first separation loop, the initial solution through a perforated tube 2, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, Figs. 1, 4, enters the intermembrane channel 34, in which there is a mesh-turbulator 9, formed sequentially laid with two of the sides of the grid-turbulator 9 by cathode, anode membranes 26, 6, membrane substrates 4, drainage nets - cathode 7 and anode 5 and membrane substrates 4, cathode, anode membranes 26, 6, which are all glued together from the end tops.

Для второго контура разделения, исходный раствор через штуцер для ввода исходного раствора 3 попадает в пространство, образованное между корпусом аппарата 1, фиг.1, 4, прикатодными и прианодными мембранами 26 и 6 и перфорированной трубкой 2, служащей для подвода исходного раствора и разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, создающее коллектор для протекания исходного раствора 28, в котором расположены сетки-турбулизаторы 8, в которые вплетены металлические трубки 40, переплетенные каждая между собой по всей длине и ширине, а дуга плетения сетки-турбулизатора 8, соединяющая межузлия переплетения, перекинута через одну пару металлических трубок 40 так, что сами металлические трубки 40 не касаются поверхностей прикатодных, прианодных мембран 26 и 6.For the second separation circuit, the initial solution through the nozzle for introducing the initial solution 3 enters the space formed between the body of the apparatus 1, Figs. 1, 4, cathode and anode membranes 26 and 6 and a perforated tube 2, which serves to supply the initial solution and is divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, creating a collector for the flow of the initial solution 28, in which there are mesh-turbulators 8, in which metal tubes 40 are interwoven, each interlaced the entire length and width, and the weaving arc of the mesh-turbulator 8, connecting the interweave of the weave, is thrown through one pair of metal tubes 40 so that the metal tubes 40 themselves do not touch the surfaces of the cathode, anode membranes 26 and 6.

В этот же момент времени к дренажным сеткам - катоду 7 и аноду 5, фиг.4, включением устройства для подвода электрического тока 14 через электрические провода 11, которые проходят через отверстие 19 полимерной перфорированной перегородки 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине и через коллекторы отвода прикатодного и прианодного пермеата 24, 25 и отверстия в полуцилиндрах корпуса аппарата 20, в которых расположены герметизирующие заливки 16, к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с заданной плотностью тока.At the same time, to the drainage grids - cathode 7 and anode 5, Fig. 4, by turning on the device for supplying electric current 14 through electric wires 11 that pass through the hole 19 of the polymer perforated partition 15 with three-hole perforations with holes 19 in a checkerboard pattern along the entire length and through the collectors of the outlet of the near-cathode and anode permeate 24, 25 and the holes in the half-cylinders of the apparatus body 20, in which the sealing fillings 16 are located, an external constant electric field with a given otnostitsja current.

Раствор в первом контуре разделения, двигаясь, турбулизируется с помощью сетки-турбулизатора 9, фиг.1, 4, и поступает к прикатодным и прианодным мембранам 26 и 6, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус» дренажной сетки - катода 7 и анода 5. Раствор во втором контуре разделения, двигаясь, турбулизируется при помощи сеток-турбулизаторов 8, фиг.1, 4, 5, в которые вплетены металлические трубки 40, переплетенные каждая между собой по всей длине и ширине, а дуга плетения сетки-турбулизатора 8, соединяющая межузлия переплетения, перекинута через одну пару металлических трубок 40 так, что сами металлические трубки 40 не касаются поверхностей прикатодных, прианодных мембран 26, 6, и поступает к прикатодным и прианодным мембранам 26 и 6 в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус» дренажной сетки - катода 7 и анода 5.The solution in the first separation circuit, moving, is turbulized using the turbulent grid 9, Figs. 1, 4, and enters the near-cathode and anode membranes 26 and 6, depending on the plus or minus connection diagram of the drainage grid — cathode 7 and the anode 5. The solution in the second separation circuit, moving, is turbulized with the help of turbulent grids 8, Figs. 1, 4, 5, into which metal tubes 40 are woven, each interlaced along the entire length and width, and the netting arc is turbulizer 8, connecting the interstitial weave, thrown through one pair of metal tubes 40 so that the metal tubes 40 themselves do not touch the surfaces of the cathode, anode membranes 26, 6, and enters the cathode and anode membranes 26 and 6 depending on the connection circuit “plus” or “minus” of the drainage grid - cathode 7 and anode 5.

В межмембранном канале 34, фиг.5, катионы и анионы, проникающие через прикатодные и прианодные мембраны 26 и 6, подложки мембран 4, попадают с одной стороны в дренажные каналы прикатодного и прианодного пермеата соответственно, образованные пространством между подложками мембран 4, в которых находится дренажная сетка - катод 7 и анод 5, являющиеся монополярными электродами из графитовой ткани - катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус». А из коллектора для протекания исходного раствора 28, фиг.5, катионы и анионы, проникающие через прикатодные и прианодные мембраны 26 и 6, подложки мембран 4, попадают с другой стороны в эти же дренажные каналы прикатодного и прианодного пермеата соответственно. Далее прикатодный и прианодный пермеат, фиг.4 попадает самотеком в коллекторы отвода прикатодного пермеата 24 и прианодного пермеата 25, образованные пространством между полуцилиндром корпуса аппарата 20, корпусом аппарата 1 и полимерной перфорированной перегородкой 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, расположенной под углом π/4 и (-3π/4) и 3π/4 и (-π/4) соответственно, от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных, прианодных мембран 26, 6 и подложек мембран 4 к корпусу аппарата 1, затем прикатодный и прианодный пермеат и выделившиеся в результате электрохимических реакций газы, фиг.1, отводятся через отверстия с резьбой в торцевой крышке 29, в которую вкручены штуцера для отвода прикатодного и прианодного пермеата 18 и 17 в виде оснований и кислот.In the intermembrane channel 34, FIG. 5, cations and anions penetrating the cathode and anode membranes 26 and 6, the membrane substrates 4, enter on the one hand into the drainage channels of the cathode and anode permeate, respectively, formed by the space between the membrane substrates 4, in which drainage grid — cathode 7 and anode 5, which are monopolar electrodes made of graphite fabric — the cathode and anode or the anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram. And from the collector for the flow of the initial solution 28, Fig. 5, cations and anions penetrating through the cathode and anode membranes 26 and 6, the membrane substrates 4, on the other hand, enter the same drainage channels of the cathode and anode permeate, respectively. Next, the cathode and anode permeate, Fig. 4, flows by gravity into the collectors of the outlet of the cathode permeate 24 and anode permeate 25, formed by the space between the half-cylinder of the apparatus 20, the apparatus 1 and the polymer perforated partition 15 with three rows of perforated holes 19 staggered throughout the length located at an angle π / 4 and (-3π / 4) and 3π / 4 and (-π / 4), respectively, from the horizontal axis at the attachment point of the cathode, anode membranes 26, 6 and membrane substrates 4 to the apparatus body 1, then cathode and pri odny permeate and the separated as a result of electrochemical reactions gases 1 are discharged through the threaded holes in the end cap 29, which are screwed fitting for removal of permeate pre-anode and cathode 18 and 17 in the form of the bases and acids.

Одновременно с подачей исходного раствора, фиг.1, через отверстие с резьбой 42 и штуцер ввода охлаждающей воды 41, расположенный на торцевой крышке 29, подается охлаждающая вода в канал-распределитель 45 охлаждающей воды, где рассредоточивается по всем металлическим трубкам 40 и протекает в канал-собиратель 46 охлаждающей воды, а затем через отверстие с резьбой 44 и штуцер вывода охлаждающей воды 43, расположенный на торцевой крышке 35, отводится из аппарата.Simultaneously with the supply of the initial solution, Fig. 1, through the threaded hole 42 and the cooling water inlet fitting 41 located on the end cap 29, cooling water is supplied to the cooling water distribution channel 45, where it is dispersed over all metal tubes 40 and flows into the channel collector 46 cooling water, and then through the threaded hole 44 and the cooling water outlet fitting 43 located on the end cap 35, is discharged from the apparatus.

Исходный раствор, протекая по межмембранному каналу 34, фиг.1, 4, очищается от катионов и анионов и попадает в коллекторы отвода ретентата 10, образованные пространством между полимерными перфорированными перегородками 15 с перфорацией в три ряда отверстиями 19 в шахматном порядке по всей длине, на которые последовательно уложены с одной стороны дренажные сетки - катод 7 и анод 5, подложки мембран 4, прикатодные и прианодные мембраны 26 и 6, приклеенные к внутренней части полуцилиндра корпуса аппарата 20, расположенными под углом π/4, 3π/4 и (-π/4), (-3π/4) от горизонтальной оси в месте крепления прикатодных и прианодных мембран 26 и 6 и подложек мембран 4 с другой стороны дренажных сеток - катода 7 и анода 5 к корпусу аппарата 1 и выводится через отверстие с резьбой 27 на торцевой крышке 35, в которую вкручен штуцер для отвода ретентата 13. А исходный раствор, подаваемый через отверстия с резьбой 23 в торцевой крышке 35 и фиксаторе цилиндрической формы 37, в которую вкручен штуцер для ввода исходного раствора 3, очищается от катионов и анионов в коллекторе для протекания исходного раствора 28, фиг.1, 4, и выводится через отверстия с резьбой 22 в фиксаторе цилиндрической формы 37 и торцевой крышке 29, в которую вкручен штуцер для вывода ретентата 12.The initial solution, flowing through the intermembrane channel 34, Figs. 1, 4, is cleaned of cations and anions and enters the retentate drain manifolds 10, formed by the space between the polymer perforated partitions 15 with three rows of holes perforated 19 in a checkerboard pattern along the entire length, on which drainage grids are sequentially laid on one side — cathode 7 and anode 5, membrane substrates 4, cathode and anode membranes 26 and 6 glued to the inside of the half-cylinder of the apparatus 20 located at an angle π / 4, 3π / 4 and (-π / 4), (-3π / 4) about t of the horizontal axis at the attachment point of the near-cathode and anode membranes 26 and 6 and the membrane substrates 4 on the other side of the drainage nets — the cathode 7 and the anode 5 — to the apparatus body 1 and is discharged through an opening with a thread 27 on the end cover 35 into which the fitting for the outlet is screwed retentate 13. And the initial solution, fed through holes with a thread 23 in the end cap 35 and the retainer of the cylindrical shape 37, into which the fitting for introducing the initial solution 3 is screwed, is cleaned of cations and anions in the collector for the initial solution 28 to flow, FIG. 1, 4, and vyvo GSI through threaded holes 22 in the retainer 37 and forms a cylindrical end cap 29, which is threaded nipple 12 for outputting the retentate.

Исходный раствор, протекая по всему межмембранному каналу 34 и коллектору для протекания исходного раствора 28, фиг.1, 4, последовательно очищается от катионов и анионов.The initial solution, flowing along the entire intermembrane channel 34 and the collector for the flow of the initial solution 28, Figs. 1, 4, is sequentially purified from cations and anions.

Под увеличением площади и повышением качества разделения растворов при повышении охлаждения пермеата и монополярных электродов - катода и анода понимается возможность при данном конструктивном исполнении электробаромембранного аппарата рулонного типа, фиг.1, совместить электробаромембранное разделение с процессом охлаждения пермеата и дренажных сеток являющихся монополярными электродами.By increasing the area and improving the quality of the separation of solutions with increasing cooling of the permeate and monopolar electrodes - the cathode and anode, we mean the possibility with this design of the roll-type electrobaromembrane apparatus, Fig. 1, to combine the electrobaromembrane separation with the cooling process of the permeate and drainage nets, which are monopolar electrodes.

Площадь мембран в единице объема представленного аппарата по сравнению с конструкцией аппарата-прототипа рассчитывается по формуле:The membrane area in the unit volume of the presented apparatus in comparison with the design of the prototype apparatus is calculated by the formula:

S_{ед. аппарата}=k·l·b,S _{units apparatus} = k · l · b,

где l - длина мембраны;where l is the length of the membrane;

b - ширина мембраны;b is the width of the membrane;

k - количество лент мембран с размерами (l·b), уложенных от коллекторов отвода ретентата до перфорированной трубки разделенной на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой;k is the number of membrane tapes with dimensions (l · b) laid from the retentate drain manifolds to the perforated tube divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition;

Таблица 1Table 1 Площадь мембран в единице объема аппаратаMembrane area per unit volume of the apparatus АппаратApparatus l, мl, m kk b, мb, m S, м² S, m ² ПрототипPrototype 1,51,5 4four 0,40.4 2,42,4 Представленный в описании и на фиг.1Presented in the description and figure 1 1,51,5 88 0,40.4 4,84.8

Увеличение площади в 2 раза в единице объема представленного электробаромембранного аппарата рулонного типа, фиг.1, по сравнению с аппаратом-прототипом позволит повысить качество разделения растворов.An increase in the area by a factor of 2 in a unit volume of the roll-type electro-baromembrane apparatus shown, FIG. 1, in comparison with the prototype apparatus will improve the quality of solution separation.

Дренажные сетки - катод 7 и анод 5, фиг.4, являются монополярными электродами из графитовой ткани - катодом и анодом или анодом и катодом, в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус», реализуют возможную функцию периодической переполюсовки электродов, которая позволяет разрушать наслоения разделяемых веществ на поверхности прикатодных и прианодных мембран 26 и 6.Drainage grids - cathode 7 and anode 5, Fig. 4, are monopolar electrodes made of graphite fabric - cathode and anode or anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram, they realize a possible function of periodic electrode reversal, which allows to destroy the layering of shared substances on the surface of the cathode and anode membranes 26 and 6.

Необходимость охлаждения пермеата и дренажных сеток - катода 7 и анода 5, фиг.1, 4, заключается в том, что исходный раствор, нагретый или нагревающийся в результате наложения на систему мембрана-раствор электрического тока, прокачиваемый над поверхностью прикатодных, прианодных мембран 26, 6 и прошедший через их поры в виде прикатодного и прианодного пермеата с температурой от 25 до 40°С, проходящий самотеком в коллекторах отвода прикатодного и прианодного пермеата 24 и 25, может охлаждаться через теплопередающую стенку металлических трубок 40 и фиксаторов цилиндрической формы 37 при помощи охлаждающей воды с температурой от 5 до 15°С. Так как прикатодный и прианодный пермеат, проникающий сквозь поры прикатодных и прианодных мембран 26 и 6, со стороны коллектора для протекания исходного раствора 28, фиг.1, 4, становится более охлажденным и, смешиваясь с прикатодным и прианодным пермеатом, проникающим через поры прикатодных и прианодных мембран 26 и 6 со стороны межмембранного канала 34, охлаждает также дренажные сетки - катод 7 и анод 5.The need to cool the permeate and drainage grids - cathode 7 and anode 5, Figs. 1, 4, is that the initial solution, heated or heated as a result of applying an electric current to the membrane-solution system, pumped over the surface of the cathode, anode membranes 26, 6 and passing through their pores in the form of a cathode and anode permeate with a temperature of 25 to 40 ° C, passing by gravity in the collectors of the cathode and anode permeate 24 and 25, can be cooled through the heat transfer wall of metal tubes 40 and f ksatorov cylindrical shape 37 using cooling water having a temperature of 5 to 15 ° C. Since the near-cathode and anode permeate penetrating through the pores of the near-cathode and anode membranes 26 and 6, from the side of the collector for the flow of the initial solution 28, Figs. 1, 4 become more cooled and mixing with the near-cathode and anode permeate penetrating through the pores of the cathode and the anode membranes 26 and 6 from the side of the intermembrane channel 34, also cools the drainage grid - cathode 7 and anode 5.

Прокладки 36, фиг.1, уплотняющие соединяемые поверхности фиксаторов цилиндрической формы 37, торцевых крышек 29, 35 и перфорированную трубку 2, разделенную на две секции одинакового объема по всей длине вертикальной перегородкой 21, предотвращают от смешивания потоки охлаждающей воды и исходного раствора для второго контура разделения.Gaskets 36, FIG. 1, sealing the joined surfaces of the cylindrical retainers 37, end caps 29, 35 and the perforated tube 2, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition 21, prevent the flow of cooling water and the initial solution for the second circuit from mixing separation.

Кольцевые уплотнители 39, фиг.1, в местах стыковки с фиксаторами цилиндрической формы 37 предотвращают от смешивания потоки охлаждающей воды и исходного раствора для второго контура разделения.O-rings 39, FIG. 1, at the junctions with cylindrical retainers 37 prevent the flow of cooling water and the stock solution for the second separation loop from mixing.

Назначением расположения сеткок-турбулизаторов 8, в которые вплетены металлические трубки 40, переплетенные каждая между собой по всей длине и ширине, а дуга плетения сетки-турбулизатора 8, соединяющая межузлия переплетения перекинута через одну пару металлических трубок 40 так, что сами металлические трубки 40 не касаются поверхностей прикатодных, прианодных мембран 26 и 6, является предотвращение касания дренажными сетками - катодом 7 и анодом 5, являющимися монополярными электродами металлических трубок 40 при локальном прогорании прикатодных и прианодных мембран 26 и 6 и подложек мембран 4 и предотвращение экранирования (часть мембраны, закрытая металлической трубкой) металлической трубкой 40 по всей ее длине части прикатодной и прианодной мембраны 26 и 6.The purpose of the arrangement of the grid-turbulators 8, into which metal tubes 40 are interwoven, each interlaced along the entire length and width, and the weaving arc of the grid-turbulator 8 connecting the interweaving interweave is thrown through one pair of metal tubes 40 so that the metal tubes 40 themselves are not touch the surfaces of the near-cathode, anode membranes 26 and 6, is to prevent the contact with drainage grids - the cathode 7 and the anode 5, which are monopolar electrodes of the metal tubes 40 during local burning GOVERNMENTAL membrane and the anode 26 and the substrate 6 and the membrane 4 and preventing the shielding (part of the membrane, a closed metal tube) of the metal tube 40 along its entire length and the cathode side of the membrane 26 and the anode 6.

Под местом крепления прикатодных и прианодных мембран 26 и 6 и подложек мембран 4 к корпусу аппарата 1, фиг.1, понимается приклейка данных поверхностей по ширине мембран к корпусу аппарата 1.Under the place of attachment of the near-cathode and anode membranes 26 and 6 and the membrane substrates 4 to the housing of the apparatus 1, Fig. 1, is meant the gluing of these surfaces along the width of the membranes to the housing of the apparatus 1.

Назначением крепления противоположных концов металлических трубок 40, фиг.1, кольцевыми уплотнителями 39 в фиксаторах цилиндрической формы 37 по спирали понимается способность расположения отверстий под эти металлические трубки 40 при посадке с натягом в фиксаторах цилиндрической формы 37, для предотвращения смешивания охлаждающей воды и исходного раствора второго контура разделения и способствует более равномерному охлаждению исходного раствора второго контура разделения через теплопередающую стенку металлических трубок 40.The purpose of fastening the opposite ends of the metal tubes 40, 1, with O-rings 39 in the retainers of a cylindrical shape 37 in a spiral is understood to mean the ability to arrange holes for these metal tubes 40 when tightened in the retainers of a cylindrical shape 37, to prevent mixing of cooling water and the initial solution of the second the separation circuit and contributes to a more uniform cooling of the initial solution of the second separation circuit through the heat transfer wall of the metal tubes 40.

На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата рулонного типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например ультрафильтрацию, нанофильтрацию, микрофильтрацию и обратный осмос.Baromembrane processes, for example ultrafiltration, nanofiltration, microfiltration and reverse osmosis, can be carried out on the developed design of a roll-type electrobaromembrane apparatus without applying an electric field.

Claims

Roll-type electro-barometric membrane apparatus, consisting of an apparatus casing made of dielectric material, a perforated tube serving to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, retentate drain manifolds, polymer perforated partitions with three rows of perforations with holes in staggered along the entire length, on which drainage grids are sequentially laid - cathode and anode, membrane substrates, cathode and anode membranes, prik flowing to the inside of the half-cylinders of the apparatus body, collectors of the cathode and anode permeate, formed by the space between the half-cylinders of the apparatus body, the apparatus body and polymer perforated partitions located at angles (π / 4) and (3π / 4) and (-π / 4) and (-3π / 4), respectively, from the horizontal axis in the place of attachment to the device’s body, on one side of the end surface of the half-cylinders of the device’s body there are holes with a thread into which the nipples are screwed to divert the cathode and anode anode eata, and on the other side of the end surface of the half-cylinder of the apparatus case there is a threaded hole into which the fitting for retentate removal is screwed in, drainage grids - the cathode and anode are monopolar electrodes of graphite fabric - the cathode and anode or anode and cathode, depending on the connection diagram “Plus” or “minus”, and are connected through the hole of the polymer perforated septum with an electric wire, which is connected to a device for supplying electric current through the holes in the half-cylinders of the apparatus body, in of which there are sealing fillings, characterized in that the cathode permeate drain manifolds are formed by the space between the half-cylinders of the apparatus body, the apparatus body and the perforated polymer partition with three rows of perforated holes in a checkerboard pattern along the entire length, located at angles π / 4 and (-3π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of the cathode membranes and membrane substrates to the apparatus body, the collectors of the anode permeate outlet are formed by the space between the half-cylinders of the apparatus one, with the device’s body and a polymer perforated partition with three rows of perforations with staggered holes along the entire length, located at angles of 3π / 4 and (-π / 4) from the horizontal axis at the attachment point of anode membranes and membrane substrates to the device’s body, with on one side of the end surface of the half-cylinder of the apparatus body on the end cover there are holes with a thread into which the fittings for the removal of the near-cathode and anode permeate are screwed, and on the other side of the end surface of the half-cylinder of the apparatus body on the end The throat cover has a threaded hole into which the fitting for retentate removal is screwed in, the end caps are intact for the apparatus body and half-cylinders of the apparatus body and seal the seating surfaces through end gaskets with bolts and washers, the space formed between the apparatus body, cathode and anode membranes and a perforated tube that serves to supply the initial solution and divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, creates a collector for leakage one solution in which there are turbulent grids, into which metal tubes are interwoven, each interlaced along the entire length and width, and the weaving grid of the turbulator grid connecting the interweaving webs is thrown through one pair of metal tubes so that the metal tubes themselves are not touch the surfaces of the near-cathode, anode membranes, while on the end surfaces of the device’s casing there are end caps on one and the other side, in which there are holes with a thread into which the fitting is screwed for the withdrawal and introduction of the retentate and the initial solution, respectively, and the fitting for the inlet and outlet of cooling water, respectively, which are located at angles π / 2 and (-π / 2) and (-π / 2) and π / 2 from the horizontal axis and are at a distance of 0.12 m and 0.06 m, respectively, from the edge of the apparatus body, and the intermembrane channel in which the turbulator network is located is formed by successively laid cathode, anode membranes, membrane substrates, drainage nets on both sides of the turbulator network - cathode and anode, membrane substrates, cathode the anode membrane, which are all glued together from the end surfaces and with turbulent grids in which metal tubes are woven, are wrapped around a perforated tube that serves to supply the initial solution and is divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, with drainage mesh - the cathode and anode are located between the membrane substrates and the cathode and anode membranes laid on them, glued at the perforation to the perforated tube, which serves to supply the original of the solution and divided into two sections of the same volume along the vertical partition along the entire length, the drainage channels of the cathode and anode permeate, respectively, are formed by the space between the membrane substrates, in which there is a drainage network - the cathode and anode, which are monopolar electrodes of graphite fabric - the cathode and anode or anode and cathode, depending on the plus or minus connection diagram, the opposite ends of the metal tubes are fixed rigidly by ring seals in the clamps cylindrically in a spiral shape at a distance between adjacent metal tubes of 0.01 m, in the clamps of a cylindrical shape there is a hole that coincides with the seating surface of the perforated tube, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, and in places of protrusions the sealing surface of the cylindrical retainers are located gaskets in the places of docking with the apparatus body, end caps and perforated tube, which serves to supply the original solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, the location of the cylindrical retainers on this perforated tube, which serves to supply the initial solution, divided into two sections of the same volume along the entire length of the vertical partition, on one side of the length is 0.15 m, and on the other hand, 0.05 m, and between the cylindrical retainers and the end caps, respectively, there is a distribution channel and a cooling water collector channel, on the clips cylindrical in shape there is a thread in which the fittings for the outlet and inlet of the retentate and the initial solution are screwed, respectively.