SU1664353A1

SU1664353A1 - Electrodialyzer

Info

Publication number: SU1664353A1
Application number: SU894662906A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Зубец; Владимир Алексеевич Шапошник; Борис Евгеньевич Милль; Ирина Павловна Стрыгина; Валентин Михайлович Собакин
Original assignee: Воронежский государственный университет им.Ленинского комсомола
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1991-07-23

Abstract

Изобретение относитс к электродиализной деминерализации воды. Изобретение позвол ет сокращать расход электроэнергии и увеличивать производительность электродиализатора, содержащего сепараторы в виде скрученных лент. Указанные сепараторы изготавливают из ионообменного материала и располагают в камерах параллельно, череду ленты из катионо - и анионообменного материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.This invention relates to the electrodialysis demineralization of water. The invention makes it possible to reduce energy consumption and increase the productivity of an electrodialysis apparatus containing separators in the form of twisted tapes. These separators are made of ion-exchange material and placed in chambers in parallel, a string of cation-and anion-exchange material. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к электродиализу , в частности к применению этого метода дл деминерализации водыThe invention relates to electrodialysis, in particular to the use of this method for the demineralization of water.

Цель изобретени - снижение энергозатрат и повышение производительностиThe purpose of the invention is to reduce energy consumption and increase productivity

На фиг.1 изображен расчлененный электродиализатор; на фиг.2 - скрученна лента-сепаратор.Figure 1 shows a dissected electrodialyzer; 2 shows a twisted separator belt.

Электродиализатор содержит катодную 1 и анодную 2 камеры, снабженные штуцерами 3 дл ввода промывочной жидкости и штуцерами 4 дл ее вывода, электроды 5 с токоподводами 6. Между электродными камерами наход тс катионитовые 7 и анио- нитовые 8 мембраны, рамки камер 9 обессоливани и камер 10 концентрировани , внутри которых помещены параллельно друг другу в один р д скрученные ленты-сепараторы, выполненные из анио- нообменной 11 и катионообменной 12 смолы . Устройство снабжено штуцерами и каналами дл ввода t3 и вывода 14 обессоливаемого раствора, а также штуцерами и каналами дл ввода 15 и вывода 16 концентрируемого раствора.The electrodialyzer contains cathode 1 and anodic 2 chambers, equipped with fittings 3 for introducing washing liquid and fittings 4 for its output, electrodes 5 with current leads 6. Between the electrode chambers are cationite 7 and anionic 8 membranes, frames of desalting chambers 9 and chambers 10 concentra- tions, inside of which coiled separator belts are made parallel to each other in one row, made of anion-exchange 11 and cation-exchange resin 12. The device is equipped with fittings and channels for inlet t3 and outlet 14 of the solution to be desalted, as well as inlets and channels for inlet 15 and outlet 16 of the solution to be concentrated.

Электродиализатор работает следующим образом.Electrodialyzer works as follows.

Через все камеры с помощью штуцеров и каналов пропускают растворы электролита На электроды подают посто нное электрическое напр жение При этом ионы из камер обессоливани переход т в камеры концентрировани . Винтообразна форма сепараторов обеспечивает перемешивание растворов, а высока электропроводность материала сепараторов обеспечивает низкое электрическое сопротивление электродиализатора . Развита поверхность ионообменного материала в камерах обессоливани позвол ет использовать высокую силу тока. Поочередное расположение кати- онитовых и анионитовых лент предотвращает локальные изменени величины рН раствора в камерах обессоливани Electrolyte solutions are passed through all chambers with the help of nozzles and channels. A constant electric voltage is applied to the electrodes. At the same time, ions from the desalting chambers are transferred to the concentration chambers. The helical shape of the separators provides for mixing of the solutions, and the high electrical conductivity of the material of the separators ensures low electrical resistance of the electrodialyzer. The developed surface of the ion-exchange material in the desalination chambers allows the use of high amperage. The alternate arrangement of cation and anion resins prevents local changes in the pH of the solution in the desalination chambers.

Использование изобретени позволит снижать энергозатраты на процесс электродиализа по крайней мере на 25 30% поскольку на такую величину инертные сепараторы повышают электрическое сопротивление аппарата. Если же удельна электропроводность раствора меньше, чем удельна электропроводность ионообменного материала лент-сепараторов (а это условие на практике почти всегдаThe use of the invention will allow to reduce the energy consumption for the process of electrodialysis by at least 25–30% since inert separators of such magnitude increase the electrical resistance of the apparatus by this amount. If the specific electrical conductivity of the solution is less than the specific electrical conductivity of the ion-exchange material of the separator belts (and this condition is in practice almost always

ОABOUT

оabout

N СОN CO

ел ыeat s

выполн етс , по крайней мере, в камерах обессопивани ), то использование таких сепараторов приводит к дополнительному снижению электрического сопротивлени аппарата и, следовательно, еще сокращает энергозатраты.is performed at least in the chambers of de-heating, then the use of such separators leads to an additional decrease in the electrical resistance of the apparatus and, therefore, further reduces energy consumption.

Поскольку сепараторы изготовлены из материала, сходного с материалом мембраны , и наход тс в контакте с последними, происход т увеличение реальной активной рабочей поверхности раздела ионит-рас- твор и снижение реальной плотности тока. Это позвол ет увеличивать силу тока и, следовательно , производительность электродиализатора без достижени предельных диффузионных условий. Простой расчет показывает , что при плотной укладке скручен- ных лент реальна поверхность ионообменного материала каждого знака зар да противоионов возрастает в 1,5-2,5 раза в зависимости от степени скрученности . На эту же величину возрастает и возможна производительность аппарата. Если же силу тока в предлагаемом аппарате оставл ть на первоначальном уровне, то производительность все равно несколькоSince the separators are made of a material similar to the membrane material and are in contact with the latter, an increase in the actual active working area of the ion-solution section and a decrease in the actual current density occur. This makes it possible to increase the current strength and, consequently, the productivity of the electrodialyzer without reaching the limiting diffusion conditions. A simple calculation shows that with dense packing of twisted ribbons, the real surface of the ion-exchange material of each sign of counterion charge increases 1.5-2.5 times, depending on the degree of twist. At the same value increases and the performance of the device. If, however, the current strength in the proposed apparatus is left at the original level, then the performance is still somewhat

5five

00

5five

возрастает за счет повышени выхода по току,- вызванного сокращением реальной плотности тока. В этом случае за счет более высокого выхода по току еще сниз тс и удельные затраты энергии.increases due to an increase in current efficiency, caused by a reduction in the actual current density. In this case, due to the higher current efficiency, the rate of energy is also reduced.

Другим преимуществом предлагаемого электродиализатора вл етьс возможность увеличени степени обессоливани вплоть до получени ультрачистой воды,Another advantage of the proposed electrodialyzer is the possibility of increasing the degree of desalting up to obtaining ultrapure water,

Claims

1. Electrodialyzer, including electrodes, between which frames, cation-exchange and anion-exchange membranes are placed, forming chambers with separators placed in them, made in the form of twisted tapes, characterized in that, in order to reduce energy consumption and increase productivity, the twisted tapes are made of ion-exchange material .

2. Electrodialyzer according to claim 1, about tl and h aa-ui and with the fact that the twisted tapes of cation exchanger and anion exchange resin are arranged alternately.

ABOUT

75

G57-b

Phie.1

H

Fie.2