SU1018678A1 - Электродиализатор противоточного типа - Google Patents

Description

J

эо Изобретение относитс  к обс удованию дл  переработки водных растворов электролитов методом электродиализа и может быть использовано, например , дл  концентрировани  отработанных регенерационных растворов натрий-катионитовых фильтров в водойодготовке , морской воды, а также дл  очистки сточных вод. Известны электродиализные аппара ты дл  обессоливани  и концентрировани  водных растворов с односторонним подводом и отводом обессоливаемой воды и концентрата С11. Недостатком таких аппаратов  вл етс  то, что при увеличении толщивы пакета мембран и прокладок значительно повышаетс  неравномерность распределени  потоков обрабатываемых растворов между камерами. Вследствие разных скоростей протекани  воды в камерах нарушаютс  услови  их работы в камерах с меньшим расходом воды по вл ютс  застойные зоны, ухудшаетс теплоотвод, постепенно накапливаютс  осадки. В результате такие аппараты не позвол ют получить высокую степен концентрировани  сблей при приемлемо производительности. Известен также электродиализатор противоточного типа, включающий 9лек роды, между которь&да размещены ион ообменные мембраны и прокладки, в про тивоположных сторонах которых етлполнены отверсти , образующие в сборе каналы дл  подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата СзЗНедостатком этого электродиализатора  вл етс  то, что при концентрировании солей в таких annapaTcix наблюдаетс  разогрев и прожог прокла док и мембран со стороны электродных блоков вокруг распределительных и сборных коллекторов концентрата. Это приводит к выходу из стро  электродиализных аппаратов. Причиной разогрева и прожога мембран и прокладок в указанных местах  вл етс  то, что при повыиении концентра хии солей увеличиваютс  тока через распределительные и соборные коллекторы, а следовательно,   количество t6плav вгтеп емого при его прохождении.- Ускорение отвода избыточного тепла в . данном случае возможно в основном Только путем увеличени  скорости про- качки воды, что не всегда возиюжно и целесообразно. Кроме того, вследствие утечек тока снижаетс  дол  полезного исполь зовани  тока, протекающего через электродиализный аппарат. Цепью изобретени   вл етс  повышение надежности работы электродиалн затора и эффег тивности процесса элек родиализа. Поставленна  цель достигаетс  тем, что электродиализатор противоточного типа, включающий электроды, между которыми размен ны ионообменные мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверсти , образующие в сборе каналы дл  подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, снабжен пластинами из диэлектрического материала, размещенными в отверсти х одной из мембран. На фиг. 1 показан электродиализатор , общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - мембрана; на фиг. 5 - прокладка; на фиг. б мембрана ) на фиг. 7 - пластина. Электродиализный аппарат состоит из электродных блоков 1 с электродшли 2, пакета мембран и прокладок 3, штуцеров дл  подвода и вывода обессоливаемой воды и концентрата 4. Прокладки 5 и мембраны б имеют отверсти  7, при совмещении которых образуютс  распределительные и сборные коллекторы 8. Коллекторы 8 в центре сборки пакета перекрыты пластинагда 9 из неэлектропроводвого материала . Дл  этого в мембране 10, расположенной в центре пакета 3, выполнены соответствующие отверсти  11, в которые вставлены пластины 9. Толщина пластины 9 выбираетс  таким образом, чтобы при размещении ее в отверстии 11 она не выступала над поверхностью мембраны 10. Величина отверсти  11 в мембране 10 больше, чем величина отверсти  7 в прокладках 5 и мембранах 6, а форма его выбираетс  таким образом, чтобы пластина 9 не смещалась в коллекторе. 8 при случайных колебани х давлени  водаг в нем. ст жка пакета осуществл етс  шпильками 12. С другой стороны можно выполнить одну из прокладок цельной и тогда не будет необходимости в установке пластин в отверсти х мембран, так как перекрытие коллекторов будет осуществл тьс  за счет целостности прокладки . Включение предлагаемого электродиализного аппарата в схему концентрирЪвани  и обессоливани  водных растворов не отличаетс  от включени  известного электродиализного аппарата противотезчного типа. В известном электродиализнс 1 аппарате ток, протекающий через него, в основном расходуетс  на перенос солей через мембраны , непроизводительный перенос ионов Н и ОН, нагрев раствора и утечки через коллекторы. При подаче напр жени  на электроды э предлагаемом электродиализном аппарате утечки тока через коллекторы значительно ниже, в известном электродиализном аппарате, так как коллектс ы перекрыты пластинами из неэлектропро- водного атериала.г Перекрытие коллекторов пластинами из неэлектропрово ногс} материала не измен ет кинетику , и механизм процесса переноса солей через мембраны. Масса переносимых солей и ионов Н и О1Я за единицу времени ft нагрнёв вода в камерах при одном.и тем же напр жении, подаваемом на электрсда предлагаемого и известг ного элект1родиа1юзного аппарата, одни и те же. Однако тааход по току солей в предлагаемом аппарате выце, чем в известном, так как в нем з ач тельно меньше непроизводительные потери тока через коллекто| 1. Снижение утечек тока коллекторы позвол ет также избежать лока ьаого нагрева стенок коллекторов и выхода пакета прокладок и мембран из стро . Сравнительшге испытани  предлага емого и известного электродиализных аппаратов проводились с использовали ем водопроводной воды, имеющей соста мг-экв/л: Жо - 7,2.; а 4,6; ,6, СГ- 2,7; SO - 5,0; водных растворов сульфата натгри  в этой воде концентрацией 21,4г/л и 50 г/л. Электродиализные аппараты имели 5 рабочих  чеек, рабоча  поверхность одной  чейки 600 см, рассто ние между мембранаки. 1,5 мм, расход вода| через аппарат - 150 л/ч, диаметр распределительных и сборных коллекторов - 15 мм. Эффективность работы электродиализных аппаратов оценивалась путем расчета выхода по току на основании данных изменени  состава воды при прохождении ее через аппараты и силы тока, протекающего в цеп х аппаратов, величин утечек тока, определ емых по разности величин силы тока, протекающего через аппарат без перекрь ти  коллекторов и с перекрыти .ем их пластинами. Дополнительно в o6o|tx случа х измер лось падение напр жени  в отвод щих коллекторах. Результаты приведены в таблице.

Продолжение таблицы

I Как видно из таблицы, перекрытие распределительных и сборных коллекторов пластинами из неэлектропроводно-, го материала повышает электрическое сопротивление коллекторов,, позвол ет значительно Снизить непроизводительные утечки тока, что повышает выход .по току на 4-20%. Кроме того, повышаетс  надежность работы распределительных и сборных коллекторов концентрата , раствор меньше нагреваетс .

7

, 5

W,

фиг.6

ФтЛ

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ПРОТИВОТОЧНОГО ТИПА, включающий электроды, ’ между которыми размещены ионообменный мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходного раствора и вывода .диализата/ и концентрата, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности работы электродиализатора и эффективности процесса электродиализа, он снабжен пластинами иэ диэлектрического материала, размещенными в отверстиях одной из мембран.

   f