Спосіб електрохімічного концентрування розчинів

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб електрохімічного концентрування лужних розчинів, який здійснюють в приладі, що містить 2 електроди, розділені діафрагмою з інертного матеріалу, який відрізняється тим, що як діафрагму використовують катіонообмінну мембрану, а сконцентрований в катодній камері розчин лугу має концентрації в 5-40 раз вищі в порівнянні з вихідним розчином лугу, що подається в анодну камеру.

Текст

Реферат: Спосіб електрохімічного концентрування лужних розчинів здійснюють в приладі, що містить 2 електроди, розділені діафрагмою з інертного матеріалу. Як діафрагму використовують катіонообмінну мембрану, а сконцентрований в катодній камері розчин лугу має концентрації в 5-40 раз вищі в порівнянні з вихідним розчином лугу, що подається в анодну камеру. UA 104306 U (12) UA 104306 U UA 104306 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до методів знесолення води електрохімічним методом з отриманням хімічних реагентів, зокрема лугу, й може бути використана в різних галузях виробництв та енергетиці при знесоленні води та утилізації сольових розчинів. Відомі методи демінералізації води основані на електрохімічному розкладі солей в трикамерному електролізері, який містить катодну камеру, анодну камеру та розміщену між ними центральну камеру, відділену від катодної камери катіонною мембраною, а від анодної камери - аніонною. Воду пропускають через центральну комірку, де відбувається знесолення води. Якщо в попередньо пом'якшеній воді містяться солі натрію, то в катодній камері накопичується розчин лугу. При наявності сульфатів в анодній камері накопичується розчин сірчаної кислоти (Анализ условий получения H2SO4 и NaOH из растворов сульфата натрия методом электродиализа (Б. Пираска, Р. Далевски // Журнал прикладной химии - 2005, - Т. 28. Вып. 8. - С. 1311-1316). До недоліків методу слід віднести незначну концентрацію лугу та сірчаної кислоти, які не перевищують 10 %. За таких низьких концентрацій реагентам важко знайти застосування. Утилізація їх є складною проблемою. Найближчим за технічною суттю до корисної моделі є спосіб електролітичного концентрування лужних розчинів в приладі, що містить два електроди, розділені пористою діафрагмою з інертного матеріалу (Пат. України 30735, МПК C01D1/42; С25В1/16, опубл. 15.12.2000, бюл. № 7, 2000 p.). До недоліків цього методу слід віднести те, що процес, який реалізується в електролізері, забезпечує концентрування лугу лише до 35 % та передбачає відведення і утилізацію 3 залишкового лугу з концентраціями від 2 до 28 г/дм . В основу корисної моделі поставлена задача отримання 36-40 %-го розчину лугу при концентруванні лужних розчинів, що утворюються при демінералізації води електродіалізом. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання лугу шляхом його концентрування в катодній камері двокамерного електролізера, в якому як діафрагму використовують катіонообмінну мембрану, згідно з корисною моделлю, з лужних розчинів електродіалізного опріснення води отримують розчин лугу з концентрацією в 5-40 раз вище в порівнянні з вихідним розчином, що подається в анодну камеру. Суть способу полягає у тому, що при знесоленні пом'якшеної води електродіалізом в катодній області електролізера накопичується розчин лугу. При задовільних значеннях виходу лугу за струмом його концентрацію можна підняти до 4-10 %. Подальше концентрування супроводжується значними перевитратами енергії проходить дуже повільно. При повторному електролізі розчину лугу з концентрацією 4-10 % в двокамерному електролізері розчин лугу подають в катодну та анодну область. Під час електролізу концентрація лугу в катодній області знижується. Швидкість пропускання отриманого на першій стадії розчину лугу через анодну область така, щоб концентрація лугу знижувалась з 5-10 % на вході в камеру до 0,001-0,01 % на виході з анодної камери. В катодній камері процес ведуть до досягнення концентрації лугу 40 %. Спосіб реалізується наступним чином. Католіт, отриманий при знесоленні пом'якшеної води електродіалізом з концентрацією лугу 4-10 %, концентрують в двокамерному електролізері з катіонною мембраною МК-40. Розчин як в катодну, так і в анодну камеру. В катодній камері під час електролізу концентрація зростає, а в анодній - знижується. Швидкість пропускання розчину в анодній області така, щоб концентрація лугу знижувалась до 0,001-0,01 %. В катодній камері концентрація лугу зростає до 40 %. Процес можна вести як в безперервному, так і в періодичному режимі. Про ефективність процесу електрохімічного концентрування лугу можна робити висновок з наведеного прикладу. Приклад. Розчин лугу з концентрацією 4-10 %, отриманий при опрісненні пом'якшеної води електродіалізом, поміщали в обидві камери двокамерного електролізера. Електроліз проводили 3 при щільності струму 10-30 А/дм до досягнення концентрації лугу в катодній камері 40 %, постійно подаючи в анодну камеру розчин лугу концентрацією 3-4 %. Результати приведені в таблицях 1 і 2. 1 UA 104306 U Таблиця 1 Зміна лужності та виходу лугу за струмом в залежності від часу електролізу в двокамерному 2 електролізері з катіонообмінною мембраною МК-40 при густині струму 10 А/дм Час, год. 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00 28,00 30,00 Концентрація в катодній області Концентрація в анодній області 3 3 мг-екв/дм % мг-екв/дм % 1,00 4,00 1,00 4,00 2,15 8,60 0,95 3,80 3,18 12,72 0,82 3,28 4,06 16,24 0,94 3,76 4,83 19,32 0,83 3,32 5,55 22,20 0,80 3,20 6,24 24,96 0,85 3,40 6,9 27,60 0,91 3,64 7,54 30,16 0,92 3,66 8,12 32,48 0,88 3,54 8,65 34,60 0,88 3,52 9,15 36,60 0,91 3,64 9,57 38,28 0,80 3,18 9,94 39,76 0,81 3,24 10,27 41,08 0,90 3,62 10,58 42,32 0,90 3,60 В, % 0,00 75,47 68,73 56,60 49,86 48,52 45,82 44,47 41,78 39,08 35,04 32,35 28,30 22,91 21,56 20,21 Таблиця 2 Зміна лужності розчину та виходу лугу за струмом в залежності від часу електролізу в двокамерному електролізері (мембрана МК-40) 2 Час, год. 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50 8,00 j=20 А/дм Концентрація в катодній області 3 мг-екв/дм % 4,91 19,64 5,41 21,64 5,90 23,60 6,41 25,64 6,94 27,76 7,45 29,80 7,96 31,84 8,46 33,84 8,96 35,84 9,47 37,88 9,98 39,92 10,46 41,84 10,96 43,84 11,49 45,96 12,00 48,00 12,50 50,00 12,94 51,76 2 В. % 0,00 67,4 66,00 68,70 71,40 68,70 68,70 67,40 67,40 68,70 68,70 64,70 67,40 71,40 68,70 67,40 59,30 2 j=30 А/дм Концентрація в катодній області 3 мг-екв/дм % 4,91 19,64 5,41 21,65 5,87 23,48 6,46 25,84 7,09 28,36 7,47 29,88 7,98 31,92 8,47 33,88 8,98 35,92 9,46 37,84 9,96 39,82 10,44 41,76 10,94 43,78 11,47 45,88 11,99 47,96 12,48 49,92 12,92 51,68 В, % 0,00 45,20 41,20 51,00 52,60 39,10 45,80 44,00 45,80 43,10 44,50 43,60 45,40 47,20 46,70 44,00 39,50 UA 104306 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб електрохімічного концентрування лужних розчинів, який здійснюють в приладі, що містить 2 електроди, розділені діафрагмою з інертного матеріалу, який відрізняється тим, що як діафрагму використовують катіонообмінну мембрану, а сконцентрований в катодній камері розчин лугу має концентрації в 5-40 раз вищі в порівнянні з вихідним розчином лугу, що подається в анодну камеру. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: C01D 1/42, C25B 1/00, C02F 1/46

Мітки: концентрування, розчинів, електрохімічного, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-104306-sposib-elektrokhimichnogo-koncentruvannya-rozchiniv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб електрохімічного концентрування розчинів</a>

Подібні патенти