Электродиализатор

(51)7 01 61/44, 02 1/469 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Товарищество с ограниченной ответственностью фирма Эйкос(57) Изобретение относится к техническим средствам процесса обессоливания воды электродиализом в электродиализаторах с ионообменными мембранами. Снижение непроизводительных потерь электроэнергии в электродиализаторе достигается тем, что электродиализатор включает электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата, при этом, согласно изобретению, в отверстия мембран, образующих в сборе каналы для вывода концентрата и диализата, вставлены кольцевые выступы, сформированные вокруг соответствующих отверстий прокладок, причем кольцевые выступы прокладок на 10-30 выше толщины сухих мембран. 11713 Изобретение относится к техническим средствам процесса обессоливания воды электродиализом в электродиализаторах с ионообменными мембранами. Известен электродиализатор, включающий электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и сепараторные прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия,образующие в сборе каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата (Гребенюк В.Д. Электродиализ. Киев Техника, 1976, с. 100-101). Недостатком известного электродиализатора является то, что при концентрировании солей в таких аппаратах наблюдается разогрев и прожег прокладок и мембран со стороны электродных блоков вокруг распределительных и сборных коллекторов концентрата. Это приводит к выходу из строя электродиализных аппаратов. Причиной разогрева и прожога мембран и прокладок в указанных местах является то, что при повышении концентрации солей увеличиваются утечки тока через распределительные и сборные коллекторы, а следовательно, и количество тепла, выделяемого при его прохождении. Ускорение отвода избыточного тепла в данном случае возможно в основном только путем увеличения скорости прокачки воды, что не всегда возможно и целесообразно. Кроме того, вследствие утечек тока снижается доля полезного использования тока, протекающего через электродиализный аппарат. Известен электродиализатор, в котором сепараторная прокладка имеет каналы для протекания раствора и отверстия для ввода раствора и вывода диализата и концентрата (предварительный патент РК 5215, кл. В 0113/02, 1997. При этом прокладка по периметру окаймлены выступом - буртиком. Прокладка с буртиком частично уменьшает непроизводительные потери из-за паразитных токов,однако не позволяет устранить потери из-за паразитных токов по контуру электрод - мембрана - коллектор - электрод. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электродиализатор (а.с. СССР 1018678,кл. В 0113/02, 1983), включающий электроды,между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. При этом электродиализатор снабжен закупоривающими пластинами из диэлектрического материала, размещенными в отверстиях одной из мембран. Известный аппарат позволяет сократить утечки тока, однако технически нереально полностью изолировать коллекторы пластинами, во-первых, из-за набухаемости мембран и их разной толщины с толщиной пластин, а во-вторых, из-за просачивания воды между пластинами и мембранами. Полностью разомкнуть контур паразитной цепи электродмембрана-коллектор-электрод не удается. Кроме 2 того, из-за перекрытия каналов возникают конструкторские проблемы с выводом диализата и концентрата. Аппарат становится нетехнологичным Задачей изобретения является снижение непроизводительных потерь электроэнергии в электродиализаторе. Это достигается тем, что предлагаемый электродиализатор так же, как известный, включает электроды, между которыми размещены ионообменные мембраны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата. Согласно изобретению, в предлагаемом электродиализаторе в отверстия мембран, образующих в сборе каналы для вывода концентрата и диализата,вставлены кольцевые выступы, сформованные вокруг соответствующих отверстий прокладок. Изобретение поясняется чертежом, где схематично показана пара прокладка-мембрана. В мембране 1 выполнены отверстия 2 для трактов вывода диализата и концентрата. Этими отверстиями мембрана надевается на кольцевые выступы 3, сформованные вокруг соответствующих отверстий прокладок 4. Кольцевые выступы 3 прерывают контур паразитного тока электрод - мембрана - коллектор электрод и в то же время полностью сохраняют классическую схему аппарата. Кольцевые выступы на прокладках выполняют с высотой на 10-30 больше толщины сухих мембран, поскольку при контакте с водой толщина набухающей мембраны увеличивается. В зависимости от типа мембран толщина их при набухании может увеличиваться на 50-70 . Однако при сборке электродиализного пакета мембраны зажимаются между прокладками и толщина набухшей мембраны в пакете в среднем лишь на 10-30 больше е толщины в сухом виде. Применение предлагаемого электродиализатора в схемах концентрирования и обессоливания водных растворов не отличается от применения известного электродиализатора противоточного типа. В известном электродиализаторе ток, протекающий через него, в основном расходуется на перенос солей через мембраны, непроизводительный перенос ионов Н и ОН-, нагрев раствора и утечки через коллекторы. При подаче напряжения на электроды в предлагаемом электродиализаторе утечки тока через коллекторы значительно ниже, чем в известном, так как коллекторы по току многократно перекрыты кольцевыми выступами диэлектрических прокладок в отверстиях мембран. Разрыв контура паразитной электрической цепи не изменяет кинетику и механизм процесса переноса солей через мембраны. Масса переносимых солей и ионов Н и ОН- за единицу времени и нагрев воды в камерах при одном и том же напряжении, подаваемом на электроды предлагаемого и известного электродиализаторов, одни и те же. Однако удельный расход электроэнергии на 11713 единицу объема обессоленного раствора в предлагаемом электродиализаторе значительно меньше,так как в нем значительно меньше непроизводительные потери тока через коллекторы. Снижение утечек тока через коллекторы позволяет также избежать локального нагрева стенок коллекторов и выхода пакета мембран и прокладок из строя. В то же время конструкция аппарата имеет классическую простую и технологичную конфигурацию. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ браны и прокладки, в противоположных сторонах которых выполнены отверстия, образующие в сборе каналы для подачи исходной воды и вывода диализата и концентрата, отличающийся тем, что в отверстия мембран, образующих в сборе каналы для вывода концентрата и диализата, вставлены кольцевые выступы, сформированные вокруг соответствующих отверстий прокладок. 2. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые выступы прокладок на 10-30 выше толщины сухих мембран. 1. Электродиализатор, включающий электроды,между которыми размещены ионообменные мем Верстка КИПЭ,исполнитель Халтурина В.А., корректор Горпиненко Т.И. 3