электробаромембранный аппарат рулонного типа

Формула изобретения

Электробаромембранный аппарат рулонного типа, включающий корпус, перфорированную трубку, обернутые вокруг нее многослойные листы прикатодных и прианодных мембран, и монополярные электроды, выполненные из графитовой ткани, устройство для подвода электрического тока, отличающийся тем, что подвод раствора под давлением предусмотрен через перфорированную трубку в межмембранное пространство камеры разделения, отвод ретентата выполнен дифференцированным для прикатодного и прианодного ретентата, а монополярные электроды расположены внутри камеры разделения и одновременно служат турбулизаторами раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа и может быть использовано для осуществления процессов мембранной технологии: электромикрофильтрации, электроультрафильтрации и электроосмофильтрации.

Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат рулонного типа, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. «Баромембранные процессы. Теория и расчет» - М.: Химия, 1986 г., с 47. Аппарат рулонного типа, предназначенный для разделения растворов под действием градиента давления, состоит из корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран. Недостатком данного аппарата является низкая эффективность разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при отделении электролитов от неэлектролитов.

Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в патенте на изобретение №RU 2268085 С2, Кл. В01D 61/42/. Прототип состоит из корпуса, перфорированной секционированной раствороотводящей трубки, прианодной и прикатодной мембраны, монополярных электродов и устройства подвода электрического тока. Недостатком аппарата является невозможность дифференцированного выделения ионов, в особенности при выделении ценных веществ из многокомпонентных растворов природных и сточных вод и т.д., а также большое сопротивление выделяемого газа на электродах процессу разделения.

Техническая задача изобретения - повышение качества и эффективности разделения растворов за счет изменения конструкции аппарата: подвод раствора под давлением предусмотрен через перфорированную трубку, отвод ретентата выполнен дифференцированным для прикатодного и прианодного ретентата, а монополярные электроды расположены внутри камеры разделения и одновременно служат турбулизаторами раствора.

На фиг.1 и 2 показан в разрезе электробаромембранный аппарат рулонного типа.

Аппарат состоит из корпуса 1, выполненного из диэлектрического материала; перфорированной трубки 2, служащей для подвода исходного раствора; обратноосмотической мембраны 3; монополярных электродов-турбулизаторов анода 4 и катода 5, выполненных из графитовой ткани; подложек мембран 6; устройства для подвода электрического тока 7; коллектора отвода прианодного ретентата 8; коллектора отвода прикатодного ретентата 9; коллектора отвода пермеата 10.

Электробаромембранный аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, поступает через перфорированную трубку в межмембранное пространство камеры разделения, в которой находится электрод-турбулизатор, служащий для подвода электрического тока и обеспечивающий необходимую скорость движения раствора. В этот же момент времени к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле.

В камере разделения растворенное вещество диссоциирует на ионы, и под действием электрического тока анионы стремятся к аноду через мембрану, а катионы - через мембрану к катоду. В это же время под действием давления пермеат (вода) протекает из камеры разделения через мембраны и выдавливает анионы, катионы из электробаромембранного элемента в коллектор отвода пермеата.

Прикатодный и прианодный ретентаты раздельно отводятся из электробаромембранного элемента в коллекторы отвода вместе с газом, образующимся в результате электролиза на электродах.

Кроме того, на предлагаемой конструкции электробаромембранного аппарата рулонного типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например обратный осмос, ультрафильтрацию и микрофильтрацию.