Электродиализная установка

Электродиализная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено15,12,75 (21) 2303379/23 — 26 с присоелинением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 051077, Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 24.10,77 (51) М. Кл.

В 01 D 13/02

Гасударственный нсмнтет

Совета Мнннстрсв СССР вс делам насбретеннй н атнрытнй (53) УДК 621.359. .7 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. И. Батюков, М. М. Башкиров, В. И. Дощлыгин, Б. С. Наумов и Б. С. Троянкер (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение отнссится к области деионизации и концентрирования растворов, а именно к конструкции электродиализной установки циркуляционного типа для опреснения соленых вод.

Известна электродиализная установка циркуляционного типа, содержащая электрОдиализатОР, емкости, циркуляционные насосы и запорные устройства, образующие контуры дилюата, рассола и промывки электродных камер (1j

Недостатком данной установки является переток рассола в дилюат.

Известна также электбодиаЛиçная установка циркуляционного типа, состоящая из трубопровода подачи воды, электродиализатора, емкостей для дилюата, рассола и промывочной жидкости для электродных камер, нассссв со сливными импеллерами, образующих контуры дилюата рассола и промывки электродных камер (2j

Недостатком этой установки является переток рассола в дилюат через трубопровод заполнения, выз— ванный увеличением объема рассола, вследствие электроосматического переноса растворителя через ионообменные мембраны электродиалиэатора, что приводит к снижению производительности электродиалиэной установки.

Целью изобретения является предотвращение перетока рассола в дилюат.

С этой целью установка снабжеН на распределительной емкостью установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхней части с емкостью промывочной жидкости для электродных камер, в

)5 средней части — с емкостью дилюата и емкостью рассола, а в нижней части — со сливом.

Распределительная емкость в верхней части снабжена рубашкой

20 и имеет переменное сечение, уменьшающееся от днища.

На чертеже приведена схема электродиализной установки циркуляционного типа.

25 Электродиалиэная установка состоит из электродиалиэатора 1, бака дилюата 2, бака 3 рассола, бака 4 промывки электродных камер с атмосферными клапанами 5 — 7, 30 сООтветственнО; лабиринтного насо575111

40 са 8 дилюата, насоса 9 рассола, насоса 10 промывки электродных камер, снабженных слинными импеллерамч 11-13, соответственно; четырехходоного крана 14, дроссельной шайбы 15, запорного клапана 16, распределительной камеры 17; датчика 18 верхнего уровня, размещенного ннутри бака 4 н стакане 19,, датчиков 20 н 21 солесодержания, циркуляционных контуров 22-30у трубопровода 31 слива дилюата, труЬопронода 32 слина рассола и трубопровода 33 промывки электродных камер; трубопровода 34 заполнения; трубопровода 35 подачи води н баки дилюата, трубопровода 36 подачи рассола и трубопровода 37 промывки электродных камер; слинных трубопронодон 38-40.

Бак промынки электродных камер 4 снабжен перелинным устройством 41, сливной штуцер 42 которого сообщается при помощи трубопровода 40 с трубопронодом слива промывки электродных камер. Стакан 19 выполнен с отверстием 43, расположенным ниже верхнего края перелинного устройстна 41, а также дросселирующйм отнерстием 44, сообщающим ннутреннюю полос ь стакана при помощи трубопровода 45 с нижней частью перелинного устройства.

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

Распределительная камера 17. снабжена штуцером 48 входа воды, штуцером 49 для подачи воды н бак промывки электродных камер 4, штуцерами 50 и 51 для подачи воды н баки дилюата 2 и рассола 3, дросселирующим отверстием 52, рубашкой 53 с воздушкой 54, а также слинным штуцером 55 и слинным штуцером 56, снабженным дросселирующим устройстном 57. Штуцера 49-51 пропущены ннутр1 распределительной камеры, причем штуцера, 50 и 51 доходят до ее с..бедней части, а штуцер 49 до ее нерхней части.

Бак 2 дилюата, трубопровод 22, насос 8, трубопронод 23, дилюатный тракт электродиализатора 1 и трубопровод 24, а также бак 3 рассола, трубопровод 25, насос 9, трубопрон -ц 26, рассольный тракт электродиализатора 1 и трубопронод 27 образуют дна идентичных циркуляционных контура дилюата и рассола.

При изменении полярности электродиализатора и одновременном переключении четырехходоного крана 14 назначение циркуляционных контурон, трубопроводов 35 подачи воды и рассола 36, а также слинных трубопронодон 31 и 32 меняется. Дилюатный контур и тру опроноды 35 и 31 станонятся рассольными, а контур рассола и трубопроводы 36 и 32 — дилюатными.

Бак 4, трубопронад 28, насос 10, трубопронод 29, тракт промынки электродных камер электродиалиэа тора 1 и трубопровод 30 образуют циркуляционный контур промывки электродных камер °

Опреснитель работает следующим образом. Исходная вода через дроссельную шайбу 15, запорный клапан 16, трубопровод 34 заполнения и штуцер 48 лоступает н распределительную камеру 17. Однонременио с открытием запорного клапана 16 происходит пуск циркуляционных насосов 8-10.

Исходная. вода заполняет распределительную камеру 17 до верхнего края штуцероэ 50 и 51, после чего исходная вода через укаэанные штуцера и трубопроводы 35 и ° 36 поступает на заполнение баков дилюата 2 и рассола 3.

Одновременно исходная вода через сливной штуцер 56, снабженный дросселирующим устройством 57, трубопровод 39 и штуцер 47 насоса 10 поступает н зону нсасынания импеллера 13, который подает воду через трубонронод 29, электродиализатор 1 и трубопровод 30 н бак 4 промывки электродных камер.

Влагодаря дросселирующему устройстну 57, скорость заполнения бака 4 значительно ниже, чем бакон 2 и 3.

Поступающая н баки 2 и 3 исходная вода циркулирует по циркуляционным контурам дилюата и рассола. После заполнения баков дилюата и рассола атмосферные клапана 5 и 6 закрываются, поступление воды и баки 2 и 3 прекращается, и уровень воды н распределительной камере 17 повышается ныше верхнего края штуцера 49, после чего исходная вода через штуцер 49 и трубопровод 37 поступает на заполнение бака 4 промынки электродных камер. Одновременно часть исходного растнора поступает через дроссельное отверстие 52 н рубашку 53, далее через сливной штуцер 55 н трубопронод 38 — н трубопровод 39 и затем н бак 4 вместе с водой, слинаемой из сливного штуцера 56.

Наличие гидрозатнора 46 предотнращает слиэ растворов из штуцерон 55 и 56 н трубопровод 33.

Поступающая н бак 4 исходная вода циркулирует по циркуляционному контуру промывки электродных

575111

40 камер и после достижения уровня воды в баке 4 отверстия 43:, стакан 19 заполняется. Это приводит к срабатыванию датчика 18 верхнего уровня, по сигналу которого закрывается эапорный клапан 16 и подается напряжение на электродиалиэатор 1.

После закрытия запорного клапана 16 исходная вода из распределительной камеры 17 сливается через штуцер 56, трубопровод 39 и шту цер 47 в зону всасывания импелле ра 13 и затем через трубопровод 29, электродиалиэатор 1 и трубопровод 30 подается в бак 4. При этом поступление 1,воздуха в распределительную камеру 17 происходит через воздушку 54 н дросселирующее от1верстие 52. Поступающая в бак 4 вода сливается через отверстие 43, дросселирующее отверстие 44 в стакане 19 и трубопровод 45 в нижнюю часть иереливного устройства 41 и затем через штуцер 42, трубопровод 40 и трубопровод 33 удаляется из опреснителя.

Через установленное время,,определяемое размерами: камеры 19 и сечением дросселирующего отверстия 44, вода из стакана 19 сливается, подается сигнал об отсутствии верхнего уровня, что свидетельствует о .закрытии запорного клапана 16.

В случае незакрытия запорного клапана 16 исходная вода продолжает поступать в бак 4, уровень воды в нем повышается, атмосферный клапан 7 закрывается, и поступающая вода удаляется из опреснителя череэ переливное устройство 41 и трубопровод 40 и 33. Датчик 18 верхнего уровня в этом случае окаэыва- i ется погруженным в воду и после истечения установленного времени опреснитель отключается и подается сигнал о его неисправности °

После заполнения опреснителя исходной водой, закрытия запорного клапана 16 и подачи напряжения на злектродиализатор 1 начинается процесс опреснения. Исходная вода в контурах дилюата, рассола и промывки электродных камер многократно рециркулирует через электродиалиэатор, в результате чего солесодержание исходной воды в контуре дилюата уменьшается, а в контуре рассола возрастает.

Уменьшение солесодержания воды в контуре дилюата сопровождается электроосмотическим переносом воды через ионообменные мембраны электродиализатора. Это приводит к уменьшению уровня воды в .баке 2 дилюата и увеличению объема рассола в баке, 3. При этом рассол из

1О

30 бака 3 поступает через трубопровод 36 и штуцер 51 в распределительную камеру 17. Кэ распредели тельной камеры рассол через штуцер 56, трубопровод 39 и штуцер.47 поступает в зону всасывания импел» лера 13, который подает поступающий рассол в циркуляционный контур промывки электродных камер.

Поступающий в бак 4 раствор слива« ется через отверстия 43 и 44 в ста кане 19, трубопровод 45, штуцер 42 и трубопроводы 40 и 33.

Ввиду малой скорости электроосмотического перейоса воды через мембраны и, следовательно, низкой скорости поступления растворов в распределительную камеру 17 и стакан 19, сечение дросселирующего устройства 57 в сливном штуцере 56 и дросселирующего отверстия 44 в стакане 19 обеспечивает свободный слив поступающих растворов без повышения уровня в распределительной камере 17 и стакане 19. Это исключает переток рассола через штуцер 50 в бак 2 дилюата, а также появление в ходе процесса опреснения сигнала датчика 18 о наличии верхнего уровня при исправной работе запорного клапана 16.

Рецнркуляция потоков в контурах дилюата, рассола н промывки электродных камер продолжается до снижения солесодержания дилюата до заданной величины, после чего по . сигналу датчика ЯО солесодержания снимается напряжение с электродиалиэатора 1 останавливаются насосы 8-10 и начинается слив растворов нэ опреснителя.

В момент отключения насосов объем рассола в баке 3 может увеличитьсяф так как из-за различия характеристик насосов 8 и 9, при работе опреснителя, может иметь место перепад давления между днлюатными н рассольными камерами в сторону меньшего давления. При отключении насосов перепад давления исчезает, мембраны возвращаются в первоначальное положение и в результате этого могут выдавить часть рассола из электродиалиэатора 1 в бак 3. Поступающий в бак 3 рассол перебрасывается через трубопровод 36 и штуцер 51 в распределительную камеру 17, объем которой

Выбран с таким расчетом, чтобы весь поступающий в этом случае рассол поМещался в распределительной камере ближе верхних концов штуцеров 50 и 51.

Это исключает переброс рассола в бак дилюата и ухудшение качества опресненной воды.

575111

Формула изобретения

1. Электродиализная установка циркуляционного типа, состоящая из трубопровода подачи воды, лектродиализатора, емкостей для дилюата, рассола и промывочной жидкости для электродных камер, насосов со сливными импеллерами, образующих контуры дилюата, phcсола и промывки электродных камер, отличающаясятем, что с целью предотвращения переток: рассола в дилюат, установка снабПресною Ыо Рассол

Составитель Б. С. Наумов

Техред З.фанта Корректор П. Макаревич

Редактор Л. Курасова

Заказ 3910/4 Тираж 947 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемая конструкция электродиализной установки позволяет увеличить производительность при опреснении океанской воды на 20-25%. жена распределительной емкостью, установленной на трубопроводе подачи воды, соединенной в верхней части.с емкостью промывочной жидкости для электроцных камер, в средней части — с емкостью дилюата и рассола, а в нижней — со сливом.

2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем,,что распределительная емкость в верхней части снабжена рубашкой и имеет переменное сечение, уменьшающееся от днища.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство

Р 422178, кл. В 01 D 13/02, 18.11.71.

2. Авторское свидетельство

Р 469280, кл. В 01 3 13/02, Ю 29.11.71.