Електродіалізатор

Изобретение относится к устрой з 5 ствам для разделения растворов электролитов методом элсктродиализа и может быть использовано в химической промьаштенности* Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии за счет интенсификации массопереноса и уменьшение осадкообразования на мембранах. Для этого в электродиалпзаторе, вкгтючагащем электроды, размещенные между ними иоиоселективные мембраны и рамкк, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулизаторы, в последних размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потоку жидкости, концы кото- а рого соединены с источником постоян- я. ного тока. 2 ил., 2 табл. b 5 3 5 * 2 о Фиг J 15074U Изобретение относится к устройствам для разделения растворов электролитов методом электродиализа и может быть использовано в химической промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии. Цель изобретения - снижение р а с • хода электроэнергии за счет уменьшения осадкообразования на мембранах $0 и интенсификации массопереноса. На фиг,1 схематически изображен электродиализатор; на фиг.2 - схема лабиринтно-сетчатого и сепараторатурбулизатора. 15 Электродиализатор включает э л е к троды 1 и 2, ионоселективные мембраны 3 и 4, которые образуют рабочие камеры, и размещенные в них лабиринтно-сетчатые сепараторы-турбулизато- 20 ры 5, образующие каналы для протока обрабатываемой жидкости, коллектор 6 подачи исходной жидкости и коллектор 7 обработанной жидкости. На фиг.2 изображен лабиринтно-сет- 25 чатый сепаратор-турбулизатор, в к о т о ром лабиринты образуют поперечные п е регородки 8. В сепаратор-турбулизатор внедрен тонкий изолированный проводник 9, подключенный к автономному 30 источнику постоянного тока. Этот проводник является поперечной составляющей сепаратора-турбулизатора. Растворы подают в рабочие камеры электродиализатора, образованные ио™ ^5 носелективными мембранами 3 и 4, по коллектору 6 и удаляют из камер п о средством коллектора 7 ( ф к г . 1 ) . При наложении на электроды потенциала происходит направленное движение с о - 40 держащихся в протекающем через камеры растворе катионов и анионов и их миграция через ионоселективные мембраны. При этом в пограничных с мембранами слоях раствора, в которых по- 45 ток раствора носит ламинарный х а р а к т е р , возникает явление концентрационной поляркзацин. Яри протекании раствора по рабочим камерам пограничный слой потока раствора разрушается 50 прямолинейными выступами 8 (фиг.2) сепаратора-турбулизатора и поперечной составляющей 9 последнего, т . е в и з о лированным проводником э расположенным поперек потока раствора. При подаче электрического тока (с напряжением большим или равным 30 В) на изолированный проводник 2 возникает электромагнитное поле, которое за счет г е н е рации вихрей способствует поперечному перемешиванию жидкости в межмембранксм пространстве. В силу этого уменьшается концентрационная поляризация в примембранном слое и тем самым снижа11 ется возможность образования отложе " кий на мембранах, что ведет к повышению эффективности работы электродиал и з а т о р а . Более интенсивный массоперенос обеспечивает снижение э н е р г о затрат. Таким образом, в электродиализаторе, состоящем из электродов, ионоселективных мембран и сепараторовтурбулизаторов с лабиринтным р а с п р е делением потоков внутри камер, п о с ледние выполняют лабиринтно-сетчатыми, а в них поперек потока рабочей жидкости располагают тонкий изолированный проводник и на него подают постоянный электрический ток от автономного источника, достаточный для создания микровихрей (30 В ) , Создаваемое этим проводником электромагнитное поле воздействует на движущиеся в электрическом поле ионы и в о з буждает вихри, способствующие поперечному перемешиванию раствора в п о т о к е . Оси движения возбужденных вих~. рей направлены вдоль*осей каналов, образованных лабиринтно-сетчатыми сепараторами-турбулизаторами. Вихрев-ле перемешивание растворов способствует интенсификации массопереноса, • уменьшению образования отложений за счет уменьшения концентрационной п о ляри-зации, В т а б л . 1 и 2 приведены результаты испытаний работы предлагаемого и и з вестных электродиализаторов при опреснении природной воды с объемным расходом исходной воды 12,5 м 3 / ч . Т а б л и ц а 1 Устройство Известное Предлагаемое (U = 30 Б) Объемный выход опресненной воды, м 3 /ч Удельный расход электроэнергиИр кВт ч/м3 исх 4,0 0,6 10,0 .• 0,4 Таким образом, использование предлагаемого электродиализатора позволяет при опреснении природных вод увеличить выход опресненной воды в 6 5 15074 14 2,5 раза и уменьшить расход электро2,1 раза и уменьшить расход электроэнергии в 1,5 раза, энергии в 1,8 раза. Т а б л и ц а 2 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство Предлагаемое Известное (работает в режиме полярности 1 ч через каждые 2 ч ) Объемный выход опресненной э воды, м /ч Удельный расход электроэнергии, 3 кВт ч/м исх. 10,0 0,4 4,7 0,7 Таким образом, использование предлагаемого электродиализатора позволяет при опреснении природных вод увеличить выход опресненной воды в Злектродиалиэатор, включающий электроды, размещенные между ними ионоселективные мембраны и рамки, образующие рабочие камеры, в которых установлены сепараторы-турбулиэаторы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет интенсификации процесса массопереноса и уменьшения осадкообразования на мембранах, в сепараторах --турбулизаторах размещен изолированный проводник электрического тока, установленный поперек потоку жидкости, концы которого соединены с источником постоянного тока. фиг.1 Составитель О.Зобнин Редактор Л.Веселовская ТехредМ.Ходанич Корректор М.Васильева Заказ 5484/10 Тираж 600 Подписное Б И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101