Электродиализатор для обессоливания воды

Электродиализатор для обессоливания воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

САНИ

Союз Советских

Социалистических

Респубиик

< >92914

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.11.80 (21) 3008660/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 01 D 13/02

С 02 Г /46

Гасударственные квмитет

СССР (53) УДК 663.63 (088.8 ) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28.05.82 пю девам кэобретеннк к еткрмтий (72) Авторы изобретения

В. П. Рыбкин и А. Ш. Шаяхмето (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ДЛЯ ОБЕССОЛИВАНИЯ

ВОДЫ

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и может быть использовано для деминерализации природных вод методом электродиализа в различных отраслях промышленности, например атомной, электронной, медицинской, фармацевтической, химической, пищевой.

Известно устройство для получения обессоленной воды, содержащее параллельно расположенные плоские профилированные чередующейся полярности, мембраны соприкасаюшиеся вершинами профиля (1) .

Недостаток указанного устройства заключается в том, что пакет мембран имеет большое гидравлическое сопротивление и рабочее напряжение, что вызывает большие энергозатраты, необходимые для создания оптимальной плотности тока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электродиализатор для обессоливания воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в. форме труб, внутри которых коаксиально размещены электроды, выполненные в виде прутков, и оси трубчатых мембран образуют правильные шестиугольники, прилегающие друг к другу.

Под действием постоянного электрического тока, подводимого к электродам, происходит электромиграция ионов солей из обрабатываемой воды через мембраны в электродные камеры, непрерывно промываемые исходной водой (2).

Недостаток указанного диализатора заключается в низком качестве обессоленной воды.

Цель изобретения — повышение степени

1О обессоливания воды.

Указанная цель достигается тем, что электродиализатор для получения обессоленной воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в форме трубок, внутри которых коаксиально размещены электроды, выполненные в виде прутков, а оси трубчатых мембран расположены в вершинах правильных шестиугольников, прилегающих друг к другу, снабжен стержнями из диэлектрического материала, расположенными в центрах шестиугольников, поверхность мембран выполнена зубчатой и вершины зубьев каждой мембраны соприкасаются с зубьями соседних мембран и со стержнями.

Стержни, расположенные в центрах шестиугольников, в вершинах которых находятвыхода деминерализованной воды 13, рассола из анодных камер 14 и рассола из катодных камер 15. Катоды 17 в виде прутков диаметром 3 — 5 мм изготавливаются из титана или нержавеющей стали, аноды 18 в виде прутков диаметром, 1 — 1,5 мм — из платинированного титана.

Электродиализатор для получения обессоленной воды работает следуюшим образом.

Исходная водопроводная вода поступает через коллектор 10, находящийся в нижней крышке, затем через распределительные отверстия 6 в нижней торцовой части пластмассовых стержней 4 воды равномерно распределяется в узких каналах, образованных в каждом случае катионитовой 2, анионитовой 3 мембранами и пластмассовым стержнем 4. 3а время прохождения обессоливаемой воды до верхних собирающих отверстий

6 анионы солей под действием постоянного электрического тока мигрируют через анионитовые трубчатые мембраны 3 внутрь трубок, выполняющих роль рассольно-электродных камер 19, а катионы — соответственно через катионитовые трубчатые мембраны 2 в рассольно-электродные камеры 20, откуда через коллекторы 14 и 15, находящиеся внутри верхней крышки, рассол сбрасывается.

Деминерализованная вода собирается в коллекторе 13 верхней крышки, откуда подается потребителю.

Для получения деминерализованной воды с удельным сопротивлением 1 — 2 МОм на известных ионообменных установках необходимо исходную водопроводную воду подвергнуть обработке на механическом фильтре, катионитовом фильтре, йегазаторе и (с помощью насоса) на анионитовом фильтре.

Стоимость 1 мэ деминерализованной воды такого качества составляет 0,7 — 0,8 руб.

Чтобы получить деминерализованную воду такого же качества (1 — 2 МОм) с помощью предлагаемого электродиализатора, необходимо обработать исходную воду на механическом фильтре и на предложенном элект родиализаторе, т. е. отпадает необходимость в катионитовом фильтре, дегазаторе, анионитовом фильтре, перекачке насосом, а также в реагентном хозяйстве для регенерации ионообменных фильтров.

Таким образом, потребность в производственных площадях сокращается в 6 — 7 раз по сравнению с площадями, занятыми используемыми в настоящее время ионообменными установками аналогичного назначения. Отпадает также необходимость в катионитовой и анионитовой ионообменных смолах, соляной кислоте и щелочи для их регенерации. Обработка воды на механическом фильтре, загруженном дробленным антрацитом, не требует расхода кислот, щелочей, электроэнергии.

929148

3 ся трубчатые профилированные мембраны, ликвидируют застойные явления процессов электромиграции ионов в центрах шестиугольников. Выполнение мембран профилированными увеличивает их поверхность за счет того, что, во-первых, увеличивается об- 5 щая площадь мембран и, во-вторых, вся она является рабочей, так как исчезает необходимость опор из . перфорированных труб, на которые надеваются мембраны.

Это интенсифицирует процесс обессоливания, способствует отсутствию застойных зон и повышению качества фильтрата.

Расположение мембран соприкасающи мися вершинами профилей друг с другом и со стержнями обеспечивает постоянное и невысокое электрическое сопротивление аппарата независимо от степени обессоливания исходной водопроводной воды. Гидравлическое сопротивление предлагаемой конструкции также минимальное, так как просвет в наиболее широкой части зон обессоливания достигает 5 — 6 мм. го

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, разрез, на фиг. 2— то же, вид сверху.

Электродиализатор для получения обессоленной воды содержит корпус 1 в виде трубы из любого диэлектрического не загрязняющего обессоленную воду материала, внутри которой вплотную друг к другу в виде гексаэдра по вершинам правильного шестиугольника (в сечении) расположены катионитовые 2 и анионитовые 3 мембраны трубчатого типа с зубчатым профилем (диаметр трубы 12 — 18 мм, высота профиля

2 — 3 мм, шаг 5 — 6 мм). В центре каждого шестиугольника вплотную к мембранам помещен пластмассовый стержень 4, имеющий по торцам вдоль оси пазы 5 глубиной

10 — 15 мм, диаметром отверстия 6 — 9 мм, m которых идут: по шесть боковых отверстий 6 диаметром 2 мм, служащих для ввода снизу исходной воды и вывода сверху деминерализованной. Верхняя 7 и нижняя 8 4о крышки из любого диэлектрического материала, не загрязняющего деионизованную воду с прокладками 9 из вакуумной резины, стягиваются для уплотнения всей системы с помощью электродов, выполненных в виде прутков и проходящих по оси каждой трубчатой мембраны 2 и 3. Крышки снабжены коллекторами 10 — 12 одновременно на них установлены коллекторы для ввода исходной воды, вывода деминерализованной 13 и рассола 14 и 15. Для этого в обеих крышках so напротив каждой трубчатой мембраны и пластмассового стержня высверлены на соответствующую глубину отверстия 16 диаметром 8 — 12 мм. С помощью поперечно просверленных в крышках отверстиа образуются шесть отделенных коллекторов; в нижней крышке — для ввода исходной воды 10, воды в анодные камеры 11 и в катодные камеры 12; в верхней крышке — для

9291

1

Формула изобретения

16 1Е 1о

Фиг.1

Электродиализатор для обессоливания воды, содержащий корпус, ионообменные мембраны в форме труб, внутри которых коаксиально размещены электроды, выполненные в виде прутков, и оси трубчатых мембран образуют правильные шестиугольники, прилегающие друг к другу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени обессоливания, он снабжен стержнями из диэлект48

6 рического материала, расположенными в центрах шестиугольников, поверхность мембран выполнена зубчатой и вершины зубьев каждой мембраны соприкасаются с зубьями соседних мембран и со стержнями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 216622, кл. В О1 D l3/02, 1967;

2. Авторское свидетельство СССР № 661892, кл. С 02 F 1/46, 1975.

929148

Составитель В. Банников

Редактор В. Иванова Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 3061/7 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

1 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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