SU575111A1 - Электродиализна установка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области деиониэации и концентрировани  растворов, а именно к конструкции электродиализной установки циркул ционного типа дл  опреснени  соленых вод.

Известна электродиализна  установка циркул ционного типа, содержаща  электродиализатбр, емкости, циркул ционные насосы и запорные устройства, образующие контуры дилюата , рассола и промывки электродных камер 1 .

Недостатком данной установки  вл етс  переток рассола в ди.люат.

Известна также элeкт{5oдиaл зна  установка циркул ционного типа состо ща  из трубопровода подачи воды, электродиализатора, емкостей дл  дилюата, рассола и промывочной жидкости дл  электродных камер, насосОВ со сливными импеллерами , образующих контуры дилюата рассола и промывки электроднЕзК камер 2 .

Недостатком этой установки  вл етс  переток рассола в дилюат через трубопровод заполнени , вызванный увеличением объема рассола, вследствие электроосматического

переноса растворител  через ионообменные мембраны электродиалиэатора , что приводит к снижению производительности электродиалиэной установки.

Целью изобретени   вл етс  предотвращение перетока рассола в дилюат .

С этой целью установка снабжвна распределительной « костью установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхней части с емкостью промывочной жидкости дл  электродных камер, в

средней части - с емкостью дилюата и емкостью рассола, а в нижней части - со сливом.

Распределительна  емкость в верхней части снабжена рубашкой

и имеет переменное сечение, уменьшающеес  от днища.

На чертеже приведена схема электродиализной установки циркул ционного типа .

Электродиализна  установка состоит из электродиализатора 1, бака дилюата 2, бака 3 рассола, бака 4 промывки электродных камер с атмосферными клапанами 5-7,

соответственно; лабиринтного насоса 8 дилюата, насоса 9 рассола, насоса 10 проьщвки электродных камер, снабженных сливными импеллерами 11-13, соответственно; четырехходового крана 14, дроссельной шайбы 15, запорного клапана 16, распределительной камеры 17; датчика 18 верхнего уровн , размещенного вцутри бака 4 в стакане 19,, датчиков 20и 21 солесодержани , цикул ционных контуров 22-30; i трубопровода 31 слива дилюата, трубопровода 32 слива рассола и трубопровода 33 промывки электродных камер; трубопровода 34 заполнени ; трубопровода 35 подачи воды в баки дилюата, трубопровода 36 подачи рассола и трубопровода 37 промывки электродных камер; сливных трубопроводов 38-40.

Бак промывки электродных камер 4 снабжен переливным устройстве 41, сливной штуцер 42 которого сообщаетс  при помощи т.рубопровода 40 с трубопроводом слива промывки электродных камер. Стакан 19 выполнен с отверстием 43, расположенным -адиже верхнего кра  переливного устройства 41, а также дросселирующим отверстием 44, сообщающим внутренню ПОЛОС-ТБ стакана при помощи трубопровода 45 с нижней частью переливного устройства.

Насос 10 промывки электродных камер снабжен гидрозатвором 46 и дополнительным, штуцером 47.

Распределительна  камера 17. снабжена штуцером 48 входа воды, штуцером 49 дл  подачи воды в бак промывки электродных камер 4, штуцерами 50 и 51 дл  подачи воды в баки дилюата 2 и рассола 3, дросселирующим отверстием 52, рубашкой 53 с воздушкой 54, а также сливным штуцером 55 и сливным штуцером 56, снабженным дросселирующим устройством 57. Штуцера 49-51 пропущены внутри распределительной камеры, причем штуцера. 50 и 51 доход т до ее с:5едней части, а штуцер 49 - до ее верхней части.

Бак 2 дилюата, трубопровод 22, насос 8, трубопровод 23, дилюатный тракт электродиалиэатора 1 и трубопровод 24, а также бак 3 рассола, трубопровод 25, насос Э, трубопровгц 26, рассольный тракт электродиалиэатора 1 и трубопровод 27 образую два идентичных циркул ционных контура дилюата и рассола.

При изменении пол рности электродиалиэатора и одновременном переключении четырехходового крана 14 назначение циркул ционных контуров, трубопроводов 35 подачи воды и рассола 36, а также сливных трубопроводов 31 и 32 мен етс . Дилюатный

контур и трусопроводы 35 и 31 став тс  рассольными, а контур рассола и трубопроводы 36 и 32 - дилюатными .

Бак 4, трубопровод 28, насос 1 трубопровод 29, тракт промывки электродных камер электродиализатора 1 и трубопровод 30 образуют циркул ционный контур промывки электродных камер.

Опреснитель работает следуиицим образец. Исходна  вода через дроссельную щайбу 15, клапан 16, трубопровод 34 заполнени  и штуцер 4QПоступает: в.распределительную камеру 17. Одновременно с открытием запорного клапана 16 происходит пуск циркул ционных Hacoicoa .

Исходна  вода заполн ет распределительную камеру 17 до верхнего кра  штуцеров 50 и 51, после чего исходна  вода через указанные штуцера и трубопроводы 35 и36 поступает на заполнение баков дилюата 2 и рассола 3.

Одновременно исходна  вода через сливной штуцер 56, снабженный дросселирующим устройством 57, трубопровод 39 и штуцер 47 насоса 10 поступает в зону всасьшани  импеллера 13, который подает воду черезтрубопровод 29, электродиализатор 1 и трубопровод 30 в бак 4 промывки электродных камер. Благодар  дросселирующему устройству 57, скорость заполнени  бака 4 значительно ниже, чем баков 2 и 3.

Поступающа  в баки 2 и 3 исходна  вода циркулирует по циркул ционным контурам дилюата и рассола. После заполнени  баков дилюата и рассола атмосферные клапана 5 и 6 закрываютс , поступление воды в баки 2 и 3 прекращаетс , и уровень воды в распределительной камере 17 повышаетс  выше верхнего кра  штуцера 49, после чего исходна  вода через штуцер 49 и трубопровод 37 поступает на заполнение бака 4 промывки электродных камер. Одновременно часть исходного раствора поступает через дроссельное отверстие 52 в рубашку 53, далее через сливной штуцер 55 и трубопровод 38 - в трубопровод 39 и затем в бак 4 вместе с водой, сливаемой из сливного штуцера 56. Наличие гидрозатвора 46 предотвращает слир растворов из штуцеров 5 и 56 в трубопровод 33.

Поступающа  в бак 4 исходна  вода циркулирует по циркул ционному контуру промывки электродных

камер н после достижени  уровн  воды в баке 4 отверсти  43 | стакан 19 заполн етс . Это приво- дит к срабатыванию датчика 18 верхнего уровн , по сигналу которого закрываетс  запорный клапан 16 и подаетс  напр жение на электрода1алиэатор 1.

После закрыти  запорного клапана 16 исходна  вода из распределительной камеры 17 сливаетс  через штуцер 56, трубопровод 39 и шту|цер 47 в зону всасывани  импелле ра 13 и затем через трубопровод 29, электродиализатор 1 .и трубопровод 30 подаетс  в бак 4. При этом поступление i .воздуха в распределительную камеру 17 происходит через воздушку 54 и дросселирующее от1верстие 52. Поступающа  в бак 4 вода сливаетс  через отверстие 43, дросселирующее отверстие 44 в стакане 19 и трубопровод 45 в нижнюю часть переливного устройства 41 и затем через штуцер 42, трубопровод 40 и трубопровод 33 удал етс  из опреснител .

Через установленное врем ,рпредел емое размерами камеры 19 к сечением дросселирующего отверсти  44, вода из стакана 19 сливаетс , подаетс  сигнал об отсутствии Гвер.хнего уровн , что свидетельствует о : закрытии запорного клапана 16

В случае незакрыти  запорного клапана 16 исходна  вода продолжает поступать в бак 4, уровень воды в нем повькиаетс , атмосферный клапан 7 закрываетс , и поступающа  вода удал етс  из опреснител  через переливное устройство 41 и трубопровод 40 и 33. Датчик 18 верхнего уровн  в этом случае оказываетс  погруженным в воду и после истечени  установленного времени опреснитель отключаетс  и подаетс  сигнал о его неисправности.

После заполнени  опреснител  исходной водой, закрыти  запорного клапана 16 и подачи напр жени  на электродиализатор 1 начинаетс  процесс опреснени . Исходна  вода в контурах дилюата, рассола и промывки электродных камер многократно рециркулирует через электродиализатор , в результате чего солесодержание исходной воды в контуре дилюата уменьшаетс , а в контуре рассола возрастает.

Уменьшение солесодержани  водщ в контуре дилюата сопровождаетс  электроосмотическим переносог воды через ионообменные мембраны электродиализатора. Это приводит к уменьшению урови  воды в .баке 2 дилюата и увеличению объема рассола в баке 3. При этом рассол из

бака 3 поступает через трубопровод 36 и ttrryuep 51 в распределительную камеру 17. Из распредели- тельной камеры рассол через штуцер 56, трубопровод 39 и штуцер,47 поступает в зону всасывани  импеллера 13, который подает поступающий рассол в циркул ционный контур промывки электродных камер. Поступающий в бак 4 раствор сливаетс  через отверсти  43 и 44 в ста кане 19, iтрубопровод 45, штуцер 42 и трубопроводы 40 и 33.

Ввиду малой корости электроосмотического переноса воды через мембраны и, следовательно, низкой скорости поступлени  растворов в распределительную камеру .17 и ста- . как 19, сечение дросселирующего устройства 57 в сливном штуцере 56 и дросселирук цего отверсти  44 в стакане 19 обеспечивает свободный слив поступающих растворов без повышени  уровн  в распределительной камере 17 и стакане 19. Это исключает переток рассола через штуцер 50 в бак 2 дилюата, а также по вление в ходе процесса опреснени сигнала датчика 18 о наличии верхнего уровн  при исправной работе запорного клапана 16.

Рециркул ци  потоков в контура дилюата, рассола и промывки электродных камер продолжаетс  до снижени  солесодержани  дилюата до заданной величины, после чего по ; сигналу датчика 0 солесодержани  снимаетс , напр жение с электродиализатора 1, останавливаютс  насосы 8-10 и начинаетс  слив растворов из опреснител .

В момент отключени  насосов объем рассола в баке 3 может увеличитьс / так как из-за различи  характеристик насосов 8 и 9, при . работе опреснител , может иметь место перепад давлени  между дилюатными и рассольными камерами в сторону меньшего давлени . При отключении насосов перепад давлени  исчезает, мембраны возвращаютс  в первоначальное положение и в результате этого могут выдавить часть рассола из электродиализатора 1 в бак 3. Поступгиощий в бак 3 рассол перебрасываетс  через трубопровод 36 и штуцер 51 в распределительную камеру 17, объем котор выбран с таким расчетом, чтобы весь Ьоступающий в этом случае рассол помечалс  в распределительной камере иже верхних концов штуцеров 50 и 5 &ТО исключает переброс рассола ба дилюата и ухудшение качества опрененной воды.