SU1058573A1

SU1058573A1 - Electrodializor

Info

Publication number: SU1058573A1
Application number: SU823401441A
Authority: SU
Inventors: Николай Григорьевич Лебедь; Владимир Владиславович Коробко; Сергей Владимирович Шаповалов; Элизбар Михайлович Балавадзе
Original assignee: Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адм.С.О.Макарова
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-12-07

Abstract

) 1. ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР, содержа1ций электроды, между которыми помещены рамки, катионитовые, анион товые мембраны, образующие камеры с помещенными в них фиксаторами рассто ни , выполненными из изол ционного материала и размещенными параллельно друг другу в каждой камере и перпендикул рно друг другу в любых из двух соседних камер, отличающийс тем, что, с целью снижени энергозатрат, фиксаторы рассто ни выполнены в виде скрученных лент или в виде лент с чередующимис скрученными и пр молинейными участками. 2. Электродиализатор по п. 1. отличающийс тем, что два соседних фиксатора рассто ни :в ка одой камере имеют противоположное направление закрутки.) 1. ELECTRODIALIZER, containing electrodes, between which frames, cationite, anionic membranes are placed, which form chambers with spacers fixed in them, made of insulating material and placed parallel to each other in each chamber and perpendicular to each other in any of two adjacent chambers, characterized in that, in order to reduce power consumption, the distance stops are made in the form of twisted tapes or in the form of tapes with alternating twisted and straight sections. 2. The electrodialysis apparatus according to claim 1. characterized in that the two adjacent detents of the distance: in each chamber have the opposite direction of twist.

Description

Изобретение относитс КДеионизации или концентрированию жидкостей, а конкретно дл опреснени морских, солоноватых или пресных вод, очист . ки сточных вод и т.п.The invention relates to the decionization or concentration of liquids, and specifically for the desalination of sea, brackish or fresh water, purification. sewage sludge, etc.

Известен многокамерный электродиализатор , состо щий из двух электродов и расположенных ме;кду. ними в чередующемс пор дке анионитовых и катионитовых мембран, образующих камеры обессоливани и концентрировани . Фиксаторы рассто ни между мембранами выполнены из изол 1ционного материала и представл ют собой сетки из нитей пластмассы - полистерола ,полиэтилена,поливинилхлорида . Кроме разделени мембран фиксаторы-сетки организуют турбули .зацию потока, что интенсифицирует процесс переноса ионов к мембранам или увеличивает предельную плотность тока, повы1-лает эффективность электродиализа l .A multi-chamber electrodialyzer is known, consisting of two electrodes and located ie. in alternating order of anion exchangers and cation exchangers membranes forming desalination and concentration chambers. The clamps of the distance between the membranes are made of insulation material and are meshes of plastic filaments - polystyrene, polyethylene, polyvinyl chloride. In addition to the separation of the membranes, latches-grids organize turbulization of the flow, which intensifies the process of ion transfer to the membranes or increases the limiting current density, increases the efficiency of electrodialysis l.

Недостатком известного электродиализатора вл етс повышенный расход электроэнергии на процесс опреснени и перекачивани растворов .A disadvantage of the known electrodialyzer is the increased power consumption for the process of desalination and pumping of solutions.

Известен электродиализатор, включающий электроды, между которьлми помещены рамки, катионитовые, аниониторые мембраны, образуьадие камеры с помещенными в них фиксаторами рассто ни , выполненными из изол ционного материала и размещенные параллельно друг другу в каждой камере и перпендикул рно друг другу в любых из двух соседних камер 2j .A known electrodialyzer includes electrodes, between which frames are placed, cationite, anionic membranes, forming chambers with spacers placed in them made of insulating material and placed parallel to each other in each chamber and perpendicular to each other in any of two adjacent chambers 2j.

Недостаток этого электродиал затора заключаетс в том, что в нем осутствуют конструктивные элементы, предназначенные дл перемешивани потока обрабатываемой жидкости, в результате чего д повышени предельной плотности тока приходитс увеличивать скорость течени растворов . Это приводит к росту энергозатрат . Кроме того, данный электродиализатор характеризуетс низкой технологичностью при сборке.The disadvantage of this electrodial mash is that it lacks structural elements for mixing the flow of the treated liquid, as a result of which, to increase the limiting current density, it is necessary to increase the flow rate of the solutions. This leads to increased energy costs. In addition, this electrodialyzer is characterized by low manufacturability during assembly.

Целью изобретени вл етс снижение энергозатрат.Поставленна цель достигаетс тем, что в электродиализаторе, содержащем электроды, между которыми помещены рамки, катионитовые, анионитовые мембраны, образующие камеры, с noMaweHHbHviH в них фиксаторами рассто ни , выполненными из изол ционного материала и -размещенными параллельно др/г другу в калшой камере и перпендикул рно друг другу в любых . из двух соседних камер, фиксаторы рассто ни выполнены в виде скрученных лент или в виде лент с чередующимис скрученными и пр молинейными участками.The aim of the invention is to reduce energy consumption. The goal is achieved in that in an electrodialyzer containing electrodes, between which frames are placed, cation, anion exchange membranes, which form chambers, with noMaweHHbHviH in them distance clamps, made of insulating material and -different parallel / g to each other in the normal chamber and perpendicular to each other in any. from two adjacent chambers, the distance stops are made in the form of twisted tapes or in the form of tapes with alternating twisted and straight sections.

При этом два соседних фиксатора рассто ни в каждой камере имеют противоположное направление закрут-v ки.In this case, two adjacent detents in each chamber have the opposite direction of twist-v ki.

На фиг. 1 представлено простран5 ственное изображение расчлененного электродиализатора; на фиг. 2 - фиксатор в в:вде скрученных лент; на фиг. 3 - то же, в виде чередующихс скрученных и линейных участков; наFIG. Figure 1 shows a spatial image of a dismembered electrodialyzer; in fig. 2 - retainer in: in twisted tapes; in fig. 3 - the same, in the form of alternating twisted and linear sections; on

0 фиг. 4 - электродиализатор, поперечный разрез; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4.0 fig. 4 - electrodialyzer, cross section; in fig. 5 shows section A-A in FIG. four.

Электродиализатор состоит из двух электродных камер: катодной ка5 меры 1 и анодной камеры 2, между которыми зажат пакет чередующихс катионитовых и анионитовых мембран 3 и 4. Мембраны разделены фиксаторами 5, представл ющими собой ркрученные ленты, размещенные паралллельно одна другой в каждой камере и взаимно перпендикул рных в любых из двух соседних камер. Таким образом, одни фиксаторы заключены в камеры обессоливани , а другие (перпендикул рныеThe electrodialyzer consists of two electrode chambers: a cathode chamber 5 and an anode chamber 2, between which a packet of alternating cation and anion exchangers 3 and 4 is clamped. The membranes are separated by clamps 5, which are twisted tapes arranged parallel to each other in each chamber and mutually perpendicular pnyh in any of the two adjacent chambers. Thus, some clamps are enclosed in desalination chambers, and others (perpendicular

) - в камеры концентрировани .) - to concentration chambers.

Поток жидкости через камеры контцентрировани осуществл етс при помощи подвод щего и отвод щего коллекторов б и 7. Раствор поступает в ка0 перу обессоливани через нижний коллектор 8 и отводитс через верхний коллектор 9. Штуцеры 10 и 11 служат дл питани анодной камеры, штуцеры 12 и 13 - дл питани катодной каме5 ры, штуцеры 14-17 - дл питани коллекторов. Со стороны анода 18 с токоотводом 19 крепитс анионитова .The fluid flow through the concentrating chambers is carried out using supply and discharge headers b and 7. The solution enters the desalting chamber through the lower manifold 8 and is discharged through the upper collector 9. The fittings 10 and 11 serve to power the anode chamber, fittings 12 and 13 - for feeding the cathode chamber, fittings 14-17 - for feeding the collectors. On the side of the anode 18 with the down-conductor 19, the anionite is attached.

мембрана, а со стороны катода 20 сmembrane, and from the cathode side 20 s

токоотводом 21 - катибнитова мембрана,by a current lead 21 - catibnite membrane,

0 В электродные камеры ввод тс сетки 22, выполненные из органического стекла и предотвращающие прогиб. Исходный раствор поступает в электродиализатор через штуцер 14 и0 Grid 22, made of organic glass and preventing deflection, are introduced into the electrode chambers. The original solution enters the electrodialysis through fitting 14 and

5 отводитс через штуцер 15. При циркул ции раствора через камеры обессоливани ионы солей, содержащихс в растворе, под действием электрического пол .мигрируют через катионитовые и анионитовые мембраны 3 и 4 в ка мере концентрировани . При обтекании жидкостью фиксаторов, выполненных В виде скрученных лент (фиг. 2), в потоке генерируютс вихри, оси движени которых направлены по потоку.5 is discharged through fitting 15. When the solution is circulated through the desalination chambers, the salt ions contained in the solution, under the action of an electric field, will migrate through the cation and anion exchange membranes 3 and 4 in the measure of concentration. In the case of fluid flow around retainers made in the form of twisted ribbons (Fig. 2), vortices are generated in the flow, the axes of which are directed downstream.

5 Эти вихри обеспечивают перемешивание, раствора, что позвол ет увеличить предельную плотность электрического тока .5 These vortices provide mixing of the solution, which allows increasing the limiting density of the electric current.

Устойчивость вихревых течений по0 выситс , если любые два соседниеThe stability of eddy currents is higher if any two adjacent

фиксаторы выполнить в виде лент, закрученных в разные стороны.clamps to perform in the form of tapes, twisted in different directions.

Снижен1-ге энергозатрат на прокачивание растворов достигаетс чередова5 нием пр мых и закрученных участковReduced energy consumption for pumping solutions is achieved by alternating straight and twisted sections.

(фиг. 3). Вихревые течени , сохран сь на пр молинейных участках фиксаторов , обеспечивают интенсивное перемешивание при малом гидравлическом сопротивлении.(Fig. 3). The eddy currents, preserved in the straight-line sections of the fixings, provide intensive mixing with a small hydraulic resistance.

Съем соли с единицы площади мем .браны увеличиваетс в 1,3-2,3 раза по сравнению с прототипом, что обуславливает различную концентрацию диализата на выходе из сравнив а eiiux аппаратов.The removal of salt per unit area of membrane increases 1.3-2.3 times as compared with the prototype, which causes a different concentration of dialysate at the outlet of the compared eiiux devices.

Целесообразно оценивать экономичность электродиализаторов по затратам знергии на удаление 1 кг соли. В предлагаемом аппарате затраты знергии на перенос 1 кг соли составл ют 1,2 кВт.ч/кг против 1,6 3 ,2 кВт-.ч/кг у прототипа.It is advisable to evaluate the profitability of electrodialyzers at the cost of energy to remove 1 kg of salt. In the proposed apparatus, the cost of energy for transferring 1 kg of salt is 1.2 kWh / kg versus 1.6 3, 2 kW-h / kg for the prototype.

Использование предлагаемого изобретени позвапйт повысить интенсивность и экономичность процесса электродиализа , увеличит надежность рабо ты злектродиализатора. ПредлагаемойThe use of the proposed invention allows increasing the intensity and efficiency of the process of electrodialysis, will increase the reliability of the electrodialyzer. Proposed

многокамерный электродиализатор более технологичен при сборке и обслуживании , чем прототип. multi-chamber electrodialyzer is more technological during assembly and maintenance than the prototype.

А- АA- A

Фиг.55

Claims

(57.) 1. ELECTRODIALYSIS, containing electrodes, between which frames, cation exchange, anion exchange membranes are placed, forming chambers, with distance clamps placed in them, made of insulating material and placed parallel to each other in each chamber and perpendicular to each other in any of two adjacent chambers, characterized in that, in order to reduce energy consumption, the distance detectors are made in the form of twisted tapes or in the form of tapes with alternating twisted and straight sections.

2. Electrodialyzer according to π. 1. characterized in that the two adjacent distance clamps in the same direction of the camera have opposite directions