Электродиализатор для опреснения слабосоленых вод

(51)6 02 1/469, 01 61/46 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(73) Товарищество с ограниченной ответственностью фирма Эйкос(54) ЭЛЕКТРОДИАЛИЗАТОР ДЛЯ ОПРЕСНЕНИЯ СЛАБОСОЛЕНЫХ ВОД(57) Для упрощения конструкции, а также повышения эффективности работы в электродиализаторе для опреснения слабосоленых вод, включающем электроды, между которыми размещен пакет ионоселективных мембран и прокладок, образующих рабочие, верхнюю и нижнюю приэлектродные камеры, прижимные плиты, патрубки ввода исходной воды, вывода рассола и дилюата из рабочих камер, а также патрубки ввода и вывода рассола в приэлектродные камеры, патрубки ввода рассола и дилюата из рабочих камер посредством регулятора соединены с патрубком ввода рассола в верхнюю приэлектродную камеру, а патрубок вывода рассола из верхней приэлектродной камеры соединен с патрубком ввода рассола в нижнюю приэлектродную камеру. 2213 Изобретение относится к электродиализной технике и может быть использовано для опреснения слабосоленых вод, а также для улучшения качества питьевой воды, пригодной для использования в медицинской и фармацевтической промышленности. Известна электродиализная установка циркуляционного типа, состоящая из электродиализатора с электродными камерами и циркуляционных емкостей, предназначенных для циркуляции растворов через диализатор и электродные камеры (Смагин В.Н. Обработка воды методом электролиза. М. Стройиздат, 1986, с. 112). Конструкция данной установки очень сложна и неэффективна в работе. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является электродиализная установка циркуляционного типа (а. с. СССР 568445, кл. В 01 13/02, 1974). Данная установка включает электродиализатор с электродными камерами, в которых размещен пакет ионоселективных мембран и прокладок, прижимные плиты, патрубки ввода исходной воды, вывода рассола и дилюата,патрубки ввода и вывода раствора и приэлектродные камеры, а также в установке предусмотрены две циркуляционные емкости, из которых часть циркулирующего рассола непрерывно отбирается на промывку электродных камер. Наличие двух циркуляционных емкостей существенно увеличивает металлоемкость и стоимость установки, а использование части рассола на промывку не позволяет эффективно промывать электродные камеры. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции электродиализатора, а именно отказ от обеих циркуляционных емкостей и, как следствие, значительное снижение металлоемкости конструкции и ее удешевление, а также повышение эффективности работы электродиализной установки за счет улучшения процесса промывки. Для этого в электродиализаторе, включающем электроды, между которыми размещен пакет ионоселективных мембран и прокладок, образующих рабочие камеры, верхнюю и нижнюю приэлектродные камеры, прижимные плиты, патрубки ввода исходной воды, вывода рассола и дилюата из рабочих камер, а также патрубки ввода и раствора в приэлектродные камеры и патрубки вывода раствора в приэлектродные камеры, согласно изобретению,патрубки вывода рассола и дилюата из рабочих камер посредством регулятора соединены с патрубком ввода рассола в верхнюю приэлектродную камеру, а патрубок вывода рассола из верхней приэлектродной камеры соединен с патрубком ввода рассола в нижнюю приэлектродную камеру. Данная конструкция позволяет при небольшом избыточном давлении исходной воды эффективно промывать приэлектродные камеры всем объемом рассола, не прибегая к циркуляционным емкостям. На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого электродиализатора. Электродиализатор содержит электроды 1 (-) и 2 2, прижимные плиты 3, 4, между которыми размещен пакет, состоящий из чередующихся катионо 5 и анионо -6 селективных мембран и прокладок 7,образующих рабочие камеры 8, нижнюю приэлектродную камеру 9, образованную прокладкой 7, между прижимной плитой 3 и мембраной 5, верхнюю приэлектродную камеру 10, образованную между прижимной плитой 4 и мембраной. Патрубок ввода исходной воды 11 в рабочую камеру 8, прилегающую к нижней приэлектродной камере 10, патрубки вывода дилюата 12 или рассола из каждой рабочей камеры 8 и патрубки вывода рассола 13, патрубок ввода рассола 14 в верхнюю приэлектродную камеру 10, патрубок вывода рассола 15 из верхней приэлектродной камеры 10, патрубок ввода рассола 16 в нижнюю приэлектродную камеру 9, патрубки вывода рассола 17 из нижней приэлектродной камеры 9,трубопроводы вывода рассола 18 и трубопроводы вывода дилюата 19, регуляторы, например, трехходовые краны 20 и 21, установленные на трубопроводах 19, 18 соответственно. Электродиализатор работает следующим образом. Исходная минерализованная вода через патрубок 11 поступает в электродиализатор и движется по тракту обессоливания через рабочие камеры 8. При подаче напряжения на электроды 1 (-) и 2 и при воздействии на поток исходной воды электрического поля постоянного тока происходит миграция ионов растворенных в воде солей через мембраны 5 и 6. При этом через патрубки 12 (названные выше патрубками вывода дилюата) по трубопроводу вывода 18 вытекает рассол, который поступает через патрубок 14 в верхнюю приэлектродную камеру 10 и выходит через патрубок 15, далее рассол поступает в нижнюю приэлектродную камеру 9 через патрубок 16 и выводится через патрубок 17, при этом через патрубки 13 (названные выше патрубками вывода рассола) по трубопроводу вывода 19 выводится дилюат. При перемене полярности на электродах 1 и 2(-) происходит миграция ионов через мембраны 5 и 6. При этом рассол через патрубки 13 выводится по трубопроводу 19, а затем поступает в верхнюю приэлектродную камеру 10 через патрубок 14, а выходит через патрубок 15. Далее рассол поступает в нижнюю приэлектродную камеру 9 через патрубок 16 и выходит через патрубок 17. Дилюат из рабочих камер по патрубкам 12 по трубопроводу 18 выводится из аппарата. Подача рассола в камеры регулируется асинхронно работающими регуляторами 20 и 21. Поскольку в промышленных аппаратах объем приэлектродной камеры, как правило, равен объему одной рабочей камеры (камеры между двумя мембранами), а количество мембран насчитывает несколько сотен, то объем приэлектродной камеры по отношению к объему всех камер электродиализатора варьируется от десятых долей процента до нескольких процентов. Таким образом, скорости потоков 2213 рассола в приэлектродных камерах в десятки раз выше, чем в рабочих камерах, а высокие скорости способствуют, во-первых, быстрому охлаждению электродов, во-вторых, эффективному удалению продуктов реакции, имеющих кислую и щелочную реакции из приэлектродных камер. Промывка обеих приэлектродных камер одним потоком, помимо указанных преимуществ, приводит к тому, что кислые и щелочные продукты камер нейтрализуются и на сброс поступает раствор, близкий к нейтральному. Предлагаемый эпектродиализатор устойчиво работает при обессоливании пресных и слабосоленых вод, позволяя получать воду высокого качества,пригодную для питьевых и фармацевтических целей. ных вод, включающий электроды, между которыми размещен пакет ионоселективных мембран и прокладок, образующих рабочие, верхнюю и нижнюю приэлектродные камеры, прижимные плиты, патрубки ввода исходной воды, вывода рассола и дилюата из рабочих камер, а также патрубки ввода рассола в приэлектродные камеры и вывода рассола из приэлектродных камер, отличающийся тем, что патрубки вывода рассола и дилюата из рабочих камер посредством регулятора соединены с патрубком ввода рассола в верхнюю приэлектродную камеру, а патрубок вывода рассола из верхней приэлектродной камеры - с патрубком ввода рассола в нижнюю приэлектродную камеру. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электродиализатор для опреснения слабосоле Верстка Казпатент, исполнитель А.В. Колупаева Корректор А.Б. Вышкварко 3