Электродиализатор

верстие в каждой прокладке соединено с началом прорези, а одно из выходных с ее концом, отличительная особенность которого состоит в том, что прорезь выполнена в виде концентрических дуг, соединенных между собой последовательно плавным переходом. причем длина участка перехода составляет 210 длины дуги.Отличие предлагаемого электродиализатора заключается в том, что прорезь вы полнена в виде концентрических дуг так, ЧТО С УВЕЛНЧЕННЕМ радуса ДУГИ ПЛОЩЗДЬсечения каждого последующего витка относительно к площади сечения предыдущего находится в пределах О 9 О 5.На фиг. 1 изображена схема электродиализатора на фиг. 2 - прокладка первого- варианта . электродиализатора на фиг. З разрез по А-А на фиг. 4 то же,для второго варианта на фиг. 5 разрез по Б-Б.Электродиализатор содержит прижимные плиты 1 и 2 с размещенными в них электродами 3. Между плитами размещен пакет рабочих камер (приэлектродных, буферных,обессоливания, концентрирования и т. д.),ограниченный ионитовыми мембранами 4 и стенками прорезей 5 в прокладках 6. Электродиализатор содержит каналы 712 и 13 18 для подачи и вывода рабочих растворов. Каналы образованы совмещением отверстий в мембранах 4, прокладках 6 и прижимных плитах 1 и 2. Каналы 7-12 расположены внутри пространства, занимаемого прорезью 5 в прокладках 6, а каналы 13-18 снаружи прорези по периферии мембран и прокладок, Внутренние и наружные каналы размещены симметрично относительно геометрического центра прокладок и совмещаются один с другим при повороте на угол, равный углу между двумя смежными отверстиями. Устройство также содержит направляющие стенки 19, отверстия 20. 21,22. ч Прорезь -5 в прокладках 6 выполнена в первом варианте электродиализатора в виде концентрических дуг, соединенных последовательно. Рабочий раствор подают через отверстие 22 и затем через канал, образованный прорезью 5, выводят через отверстие 20. При подаче раствора таким образом увеличивается интенсивность перемешивания за счет уменьшения радиуса прорези, что позволяет избежать возникновения явления концентрационной поляризации. Разделяющие стенки 19 в прокладках,выполненные в виде концентрических колец,точно совпадают одна с другой у двух смежных прокладок. что обеспечивает хорошее распределение потоков по длине лабиринтного канала Аи отсутствие дополнительного экранирования активной площади мембран.Во втором варианте электродиализатора особенностью предлагаемого устройства яв 424ляется выполнение прокладки сперемен ным сечением концентрических дуг, образую щих прорезь 5 (фиг 4).,Ширииа образо ванного ими канала- постепенно снижаетсяработе аппарата при повышенном входномдавлении (например при прокачивании вяз ких жидкостей) целесообразно подавать растворы из центра прокладки, чтобы снизитьего утечку по торцам мембранного паке та. В этом случае раствор подают черезполяризация уменьшается за счет увеличе ния скорости потока к концу пути лабиринта.Уменьшение сечения канала каждого после дующего витка лабиринтной прокладки определяется зависимостью2 К-51. где К - коэффициент сужения сечения ка нала (равен от 0,9 до 0,5)2 сечение второго витка и т. д.В обоих вариантах сечение прорези 5 обеспечивают направляющие стенки 19,имеющие форму кольца. В прокладках 6 отверстие 20 в центре прокладки соединено питающей щелью с прорезью 5. Остальные отверстия 21 сквозные, на периферии прокладкиотверстие 22 соединено с прорезью 5, а остальные отверстия сквозные.При сборке электродиализатора прокладки группы камер одного назначения укладываются таким образом, чтобы отверстия 20 и 22 совпали, аналогично собирают проклад ки других групп, разворачивая при этом на угол, равный углу между двумя смежными отверстиями. Например, промывку электродных камер осуществляют через каналы 7 и 23, диализата по каналам 9 и 15, а концентрата по каналам 11 и 17 и т. д.- Пакет мембран с прокладками сжимают с помощью прижимных плит 1 и 2 и стяж НЫХ 6 ОДТОВ, ПрОХОДЯЩНХ через ОТВЕРСТИЯУПРОСТНТЬ КОНСТРУКЦИЮ ЭЛСКТРОДИЗЛИЗЗТОрЗ за СЧЕТ СОЗДЗНИЯ МНОГОТРЗКТНЫХ СИСТЕМ ПРОкладкой одной конфигурации и тем самым снизить трудоемкость изготовления и сборки аппарата. При этом сохраняется-надежность аппарата за счет полного совпадения направляющих прорезей. Предлагаемое техническое решение позволяет снизить энергозатраты на процесс электродиализа за счет малого гидравлического сопротивления прокладки. исключить дополнительное экранирование активной поверхности мембран и поддерживать оптимальную плотность токапо всей длине канала. е у Каналы. соединяющие последовательно концентрические дуги, должны иметь с одной стороны минимальную длину, чтобы не было прогиба разделительных полос и обеспечивать небольшое гидравлическое сопротив 424ленив, т. е. переход должен быть плавным,с другой стороны. Форма канала. удовлетворяющая этим условиям, имеет вид двух касательных к двум соседним концентрнческим дугам. Длина такого участка при маломрадиусе составляет 0 длины дуги. с увеличением радиуса дуги это отношение уменьшается до 2. Такая конструкция прокладок способствует повышению надежности эксплуатации аппарата по сравнению с прототипом, в котором наблюдается смещение разделительных полос при повороте прокладки для создания другого тракта, так как прорезь, выполненная в виде спирали Архимеда, имеет переменный радиус и совпадает у двух соседних прокладок только в одном положении.Уменьшение площади поперечного сечения каждого последующего витка с увеличением радиуса дуг позволяет за счет увеличения линейной скорости движения жидкости скомпенсировать уменьшение концентрации раствора в тракте обессоливания по длине канала, т. е. снизить влияние концентрационной поляризации на последних витках лабиринта. При опреснении соленых вод концентрационная поляризация вызывает выпадение труднорастворимых соединений в камерах аппарата, т. е. предлагаемое техническое решение также способствует повышению эксплуатационной надежности аппарата. Уменьшение сечения с отношением более 0,9 дает практически незначительный эффект снижения концентрационной поляризации, а при отношении менее 0,5 наблюдается увеличение гидравлического сопротивления в связи с резким снижением сечения по длине прорези.По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция аппарата проста в изготовлении и эксплуатации, одной прокладкой создается более двух трактов, в предлагаемом электродиалнзаторе 6 трактов.При опреснснии раствора хлористого натрия 3 г/л преддтагаемый электродиализатор с 2 О-ю прокладками диаметром 5220 мм при токе 1,2 А имел электросопротивлеине 7 Ом, в то время как прототип с равными характеристиками обнхадает электросопротивлением ЮЛ Ом.Предлагаемый аппарат имеет гидравлическое сопротивление на 25-3596 меньше по сравнению с промышленными аппаратами лабиринтного типа.1. Электродиализатор. включающий эккектроды. между которыми размешены ионитовые мембраны и прокладки, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для подачи исходного раствора и вывода диализата и концентрата, в прокладках выполнена прорезь, начало и конец которой соединены с отверстиями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы электродиидпизатора и снижения энергозатрат на процесс, прорезь выполнена в виде концентрических дуг,последовательно соединенных между собой каналами, длина которых составляет 2- 10 длины дуги.2. Электродиализатор по п. 1, отличающийся тем, что отношение площади поперечного сечения каждого последующего витка к площади поперечного сечения прсдыдущего равно 0.5-О.9.