RU2744408C1 - Flat chamber electrobaromembrane device - Google Patents
Flat chamber electrobaromembrane device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744408C1 RU2744408C1 RU2020122477A RU2020122477A RU2744408C1 RU 2744408 C1 RU2744408 C1 RU 2744408C1 RU 2020122477 A RU2020122477 A RU 2020122477A RU 2020122477 A RU2020122477 A RU 2020122477A RU 2744408 C1 RU2744408 C1 RU 2744408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- small
- chambers
- dielectric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами электромикрофильтрации, электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электроосмофильтрации и может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой, автомобилестроительной промышленности, аграрном секторе и т. п.The invention relates to the field of separation, concentration and purification of solutions by the methods of electromicrofiltration, electro-ultrafiltration, electron-filtration, electro-osmofiltration and can be used in the chemical, machine-building, food, car-building industries, the agricultural sector, etc.
Аналогом данной конструкции является баромембранный аппарат, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. «Обратный осмос и ультрафильтрация». М.: Химия, 1978 стр. 111, 197-200. Он представляет собой однокамерный аппарат, состоящий из пористого анода и катода, прианодной и прикатодной мембран. Недостатками являются: малая площадь разделения при высоких энергозатратах на процесс разделения. Эти недостатки частично устранены в прототипе.An analogue of this design is the baromembrane apparatus shown in the work of Dytnersky Yu.I. "Reverse osmosis and ultrafiltration". M .: Chemistry, 1978 p. 111, 197-200. It is a single-chamber apparatus consisting of a porous anode and a cathode, an anode and a cathode membranes. The disadvantages are: small separation area with high energy consumption for the separation process. These disadvantages are partially eliminated in the prototype.
Прототипом данной конструкции является электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа, конструкция которого приведена в патенте RU 2718402 C1, 02.04.2020 Бюл. № 10. Известный аппарат состоит из двух фланцев, каналов ввода и вывода разделяемого раствора и отвода пермеата, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, устройства для подвода постоянного электрического тока, диэлектрических камер корпуса, дренажных сеток, монополярно-пористых пластин электрода-катода и электрода-анода, пористых подложек из ватмана, прикатодных и прианодных мембран, соответственно до внешнего периметра, прокладок, по внутреннему периметру которых расположены центральные прямоугольные углубления величиной 0,5 мм от их толщины и одной третьей их части по ширине, причем в эти центральные прямоугольные углубления по всему внутреннему периметру прокладок вставлены концы сеток-турбулизаторов, представляющих собой набор переплетенных под углом 90° в одной плоскости нарезок катионообменных и анионообменных мембран, внутренние поверхности диэлектрических фланцев корпуса снабжены уложенными последовательно друг на друга дренажными сетками, монополярно-пористыми пластинами электродом-катодом, пористыми подложками из ватмана, прикатодными мембранами соответственно, на диэлектрических камерах корпуса имеются отверстия для подвода электрических проводов, залитые полимерным компаундом от отрицательной и положительной клемм устройства для подвода постоянного электрического тока, соединенные с дренажными сетками, на диэлектрических фланцах корпуса имеется отверстие для подвода электрического провода от отрицательной клеммы устройства для подвода постоянного электрического тока к дренажной сетке и канал для отвода прикатодного пермеата с диэлектрической сеткой по всей площади, расположенные в тех же местах, что и на диэлектрических камерах корпуса, на которых расположены каналы для отвода прикатодного и прианодного пермеата и отверстия для подвода электрических проводов в зависимости от схемы подключения электродов «минус» или «плюс», диэлектрические камеры корпуса выполнены с полостью в виде малой камеры разделения в форме прямоугольного параллелепипеда, толщина которого равна толщине диэлектрической камеры корпуса от одной ее стороны с уплотнительной поверхностью по другую, под малые прикатодные и прианодные мембраны на уплотнительной поверхности диэлектрических камер корпуса имеется углубление величиной 1 мм, для установки малой прокладки прямоугольной формы, уплотняющей периметр малой прикатодной и прианодной мембран соответственно, в месте установки дренажной сетки с двух противоположных ее концов по плоской поверхности установлены последовательно монополярно-пористые пластины электрод-катод и малый электрод-катод, монополярно-пористые пластины электрод-анод и малый электрод-анод соответственно, пористая подложка из ватмана и малая пористая прикатодная подложка из ватмана, пористая подложка из ватмана и малая пористая прианодная подложка из ватмана соответственно, прикатодная мембрана и малая прикатодная мембрана, прианодная мембрана и малая прианодная мембрана соответственно, диэлектрические камеры корпуса имеют переточные каналы соединяющие камеры разделения и малые камеры разделения соответственно, в прокладках выполнены вертикальные цилиндрические отверстия, а в диэлектрических камерах корпуса выполнены горизонтальные цилиндрические отверстия, переточный канал соединен с вертикальным цилиндрическим отверстием в прокладке и с горизонтальным цилиндрическим отверстием в диэлектрических камерах корпуса, между которыми размещены прокладки с отверстиями под переточной канал, на диэлектрических камерах корпуса имеются установленные на задней и передней стенке камерный штуцер ввода исходного раствора и вывода ретентата, которые размещены на расстоянии 30 и 90 мм соответственно от основания аппарата по центральной вертикальной оси, малая камера разделения имеет высоту, равную высоте прикатодной, прианодной мембран, а шириной равной ширине малой прикатодной, прианодной мембран.The prototype of this design is a flat-chamber electrobaromembrane apparatus, the design of which is shown in patent RU 2718402 C1, 04/02/2020 Bull. No. 10. The known apparatus consists of two flanges, channels for input and output of the solution to be separated and the discharge of permeate, fittings for input and output of the solution to be separated, fittings for withdrawing the near-cathode and near-anode permeate, a device for supplying direct electric current, dielectric chambers of the body, drainage grids, monopolar -porous plates of the cathode-electrode and anode-electrode, porous substrates from Whatman paper, near-cathode and anode membranes, respectively, to the outer perimeter, gaskets, along the inner perimeter of which central rectangular depressions 0.5 mm in size from their thickness and one third of their width, and in these central rectangular grooves along the entire inner perimeter of the gaskets, the ends of the turbulence meshes are inserted, which are a set of cation-exchange and anion-exchange membranes intertwined at an angle of 90 ° in one plane, the inner surfaces of the dielectric flanges of the housing are equipped with stacked sequentially on each other a circle with drainage nets, monopolar-porous plates with an electrode-cathode, porous substrates made of Whatman paper, cathode membranes, respectively; the dielectric chambers of the body have holes for supplying electrical wires, filled with a polymer compound from the negative and positive terminals of devices for supplying direct electric current, connected to drainage nets, on the dielectric flanges of the case there is a hole for supplying an electric wire from the negative terminal of the device for supplying direct electric current to the drainage grid and a channel for draining the permeate near the cathode with a dielectric mesh over the entire area, located in the same places as on the dielectric chambers of the case, on which there are channels for the removal of the near-cathode and near-anode permeate and openings for the supply of electrical wires, depending on the connection diagram of the electrodes "minus" or "plus", the dielectric chambers of the body are made with a cavity in the form of small chambers there are divisions in the form of a rectangular parallelepiped, the thickness of which is equal to the thickness of the dielectric chamber of the body from one side of it with a sealing surface on the other, under the small near-cathode and anode membranes on the sealing surface of the dielectric chambers of the body there is a
Недостатками являются: высокое гидравлическое сопротивление в каналах для отвода прикатодного, прианодного пермеата, низкая унификация узлов и элементов аппарата, сложность изготовления и замены элементов аппарата.The disadvantages are: high hydraulic resistance in the channels for removing the near-cathode, near-anode permeate, low unification of the units and elements of the apparatus, the complexity of manufacturing and replacing the elements of the apparatus.
Технический результат выражается снижением гидравлического сопротивления в каналах для отвода прикатодного, прианодного пермеата соответственно, повышение унификации узлов и элементов аппарата, уменьшение степени сложности изготовления и замены элементов аппарата за счет того, что аппарат состоит из двух фланцев, каналов ввода и вывода разделяемого раствора и отвода пермеата, штуцеров ввода и вывода разделяемого раствора, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, устройства для подвода постоянного электрического тока, диэлектрических камер корпуса, дренажных сеток, монополярно-пористых пластин электрода-катода и электрода-анода, пористых подложек из ватмана, прикатодных и прианодных мембран, соответственно до внешнего периметра, прокладок, по внутреннему периметру которых расположены центральные прямоугольные углубления величиной 0,5 мм от их толщины и одной третьей их части по ширине, причем в эти центральные прямоугольные углубления по всему внутреннему периметру прокладок вставлены концы сеток-турбулизаторов, представляющих собой набор переплетенных под углом девяносто градусов в одной плоскости нарезок катионообменных и анионообменных мембран, внутренние поверхности диэлектрических фланцев корпуса снабжены уложенными последовательно друг на друга дренажными сетками, монополярно-пористыми пластинами электродом-катодом, пористыми подложками из ватмана, прикатодными мембранами соответственно, на диэлектрических камерах корпуса имеются отверстия для подвода электрических проводов, залитые полимерным компаундом от отрицательной и положительной клемм устройства для подвода постоянного электрического тока, соединенные с дренажными сетками, на диэлектрических фланцах корпуса имеется отверстие для подвода электрического провода от отрицательной клеммы устройства для подвода постоянного электрического тока к дренажной сетке и канал для отвода прикатодного пермеата с диэлектрической сеткой по всей площади, расположенные в тех же местах, что и на диэлектрических камерах корпуса, на которых расположены каналы для отвода прикатодного и прианодного пермеата и отверстия для подвода электрических проводов в зависимости от схемы подключения электродов «минус» или «плюс», диэлектрические камеры корпуса выполнены с полостью в виде малой камеры разделения в форме прямоугольного параллелепипеда, толщина которого равна толщине диэлектрической камеры корпуса от одной ее стороны с уплотнительной поверхностью по другую, под малые прикатодные и прианодные мембраны на уплотнительной поверхности диэлектрических камер корпуса имеется углубление величиной 1 мм, для установки малой прокладки прямоугольной формы, уплотняющей периметр малой прикатодной и прианодной мембран соответственно, в месте установки дренажной сетки с двух противоположных ее концов по плоской поверхности установлены последовательно монополярно-пористые пластины электрод-катод и малый электрод-катод, монополярно-пористые пластины электрод-анод и малый электрод-анод соответственно, пористая подложка из ватмана и малая пористая прикатодная подложка из ватмана, пористая подложка из ватмана и малая пористая прианодная подложка из ватмана соответственно, прикатодная мембрана и малая прикатодная мембрана, прианодная мембрана и малая прианодная мембрана соответственно, диэлектрические камеры корпуса имеют переточные каналы соединяющие камеры разделения и малые камеры разделения соответственно, в прокладках выполнены вертикальные цилиндрические отверстия, а в диэлектрических камерах корпуса выполнены горизонтальные цилиндрические отверстия, переточный канал соединен с вертикальным цилиндрическим отверстием в прокладке и с горизонтальным цилиндрическим отверстием в диэлектрических камерах корпуса, между которыми размещены прокладки с отверстиями под переточной канал, на диэлектрических камерах корпуса имеются установленные на задней и передней стенке камерный штуцер ввода исходного раствора и вывода ретентата, которые размещены на расстоянии 30 и 90 мм соответственно от основания аппарата по центральной вертикальной оси, малая камера разделения имеет высоту, равную высоте прикатодной, прианодной мембран, а шириной равной ширине малой прикатодной, прианодной мембран, отличающийся тем, что все узлы сетки-турбулизатора 20, в местах касания катионообменных и анионообменных мембран, имеют скрутки на угол сто восемьдесят градусов, соседние диэлектрические камеры корпуса 16 и фланцы 9 с камерами корпуса 16 соединены между собой по гладкой уплотнительной поверхности, штуцера, каналы для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14 и 33, 15 соответственно расположены на диэлектрических камерах 16, фланцах корпуса аппарата 9 и направлены в противоположные стороны относительно друг друга.The technical result is expressed by a decrease in the hydraulic resistance in the channels for the removal of the near-cathode, near-anode permeate, respectively, an increase in the unification of units and elements of the apparatus, a decrease in the degree of complexity of manufacturing and replacing the elements of the apparatus due to the fact that the apparatus consists of two flanges, channels for inlet and outlet of the solution to be separated and the outlet permeate, fittings for inlet and outlet of the solution to be separated, fittings for withdrawing near-cathode and near-anode permeate, devices for supplying direct electric current, dielectric chambers of the body, drainage grids, monopolar-porous plates of electrode-cathode and electrode-anode, porous substrates from Whatman, near-cathode and anode membranes, respectively, to the outer perimeter, gaskets, along the inner perimeter of which there are central rectangular depressions 0.5 mm in size from their thickness and one third of their width, and in these central rectangular depressions along the entire inner perimeter of the The ends of the turbulence meshes are inserted, which are a set of cation-exchange and anion-exchange membranes intertwined at an angle of ninety degrees in one plane, the inner surfaces of the dielectric flanges of the housing are equipped with drainage meshes stacked in series on top of each other, monopolar-porous plates with an electrode-cathode, porous substrates made of watman , near the cathode membranes, respectively, on the dielectric chambers of the body there are holes for supplying electrical wires, filled with a polymer compound from the negative and positive terminals of the device for supplying direct electric current, connected to drainage grids, on the dielectric flanges of the body there is an opening for supplying an electrical wire from the negative terminal of the device for supplying direct electric current to the drainage grid and a channel for draining the near-cathode permeate with a dielectric grid over the entire area, located in the same places as on the dielectric casing chambers, on which there are channels for draining the near-cathode and near-anode permeate and holes for supplying electric wires, depending on the connection diagram of the electrodes "minus" or "plus", the dielectric chambers of the body are made with a cavity in the form of a small separation chamber in the form of a rectangular parallelepiped, the thickness of which is equal to the thickness of the dielectric chamber of the housing from one side with a sealing surface on the other, under the small near-cathode and near-anode membranes on the sealing surface of the dielectric chambers of the housing there is a
На фиг. 1 изображен электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа, продольный разрез; фиг. 2 - вид слева; фиг. 3 - вид сверху; фиг. 4 - вид А (2:1), схема разделения в межмембранном канале основной (большой) камеры разделения на фиг. 1; фиг. 5 - вид Б (2:1), схема разделения в межмембранном канале вспомогательной (малой) камеры разделения на фиг. 1; фиг. 6 - вид В увеличенный повернутый, пространственная модель межмембранного канала на фиг. 4; фиг. 7 - разрез Г-Г вспомогательной (малой) камеры разделения на фиг. 2; фиг. 8 - разрез Д-Д основной (большой) камеры разделения на фиг. 2.FIG. 1 shows a flat-chamber electrobaromembrane apparatus, longitudinal section; fig. 2 - left side view; fig. 3 - top view; fig. 4 - view A (2: 1), a separation scheme in the intermembrane channel of the main (large) separation chamber in FIG. one; fig. 5 - view B (2: 1), the separation scheme in the intermembrane channel of the auxiliary (small) separation chamber in FIG. one; fig. 6 is an enlarged rotated view B, a spatial model of the intermembrane channel in FIG. four; fig. 7 - section Г-Г of the auxiliary (small) separation chamber in FIG. 2; fig. 8 - section D-D of the main (large) separation chamber in FIG. 2.
Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа состоит из двух фланцев 9, каналов ввода, вывода разделяемого раствора 24, 6 и отвода прикатодного, прианодного пермеата 33, 15, штуцеров ввода, вывода разделяемого раствора 23, 5, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14, устройства для подвода постоянного электрического тока 8, диэлектрических камер корпуса 16, двусторонних отверстий для подвода электрических проводов 11, прикатодных, прианодных дренажных сеток 28, 37, монополярно-пористых пластин электрода-катода, электрода-анода 27, 38, малых монополярно-пористых пластин электрод-катод, электрод-анод 29, 36, прикатодной, прианодной пористых подложек из ватмана 26, 39, малой прикатодной, прианодной пористых подложек из ватмана 30, 35 прикатодных, прианодных мембран 25, 40, малой прикатодной, прианодной мембран 31, 34, металлических пластин 1, болтов 2, шайб 3 и гаек 4, переточных каналов 13 и 19, соединяющих основные (большие) камеры разделения 21 и вспомогательные (малые) камеры разделения 22 соответственно, полимерной композиции 7, камерных штуцеров ввода разделяемого раствора и вывода ретентата 41, 42, полимерного компаунда 10, прокладок 12, прокладок 18 с отверстиями под переточной канал 13, малых прокладок 17 прямоугольной формы, уплотняющих периметр малой прикатодной и прианодной мембран 31, 34 соответственно, горизонтальных и вертикальных цилиндрических отверстий 43, 44, сетки-турбулизатора 20, все узлы которой, в местах касания катионообменных и анионообменных мембран, имеют скрутки на угол сто восемьдесят градусов.The flat-chamber electrobaromembrane apparatus consists of two
Диэлектрические камеры и фланцы корпуса 16, 9, штуцеры ввода, вывода разделяемого раствора 23, 5, штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14, камерные штуцеры ввода разделяемого раствора и вывода ретентата 41,42 могут быть изготовлены из капролона.Dielectric chambers and flanges of the
Монополярно-пористые и малые монополярно-пористые пластины электрод-катод 27, 29, монополярно-пористые и малые монополярно-пористые пластины электрод-анод 38, 36 соответственно могут быть изготовлены из 20-45 процентного пористого проката типа Х18Н15-ПМ, Х18Н15-МП, Н-МП, ЛНПИТ, ЛПН-ПМ.Monopolar-porous and small monopolar-porous electrode-
Сетки-турбулизаторы 20, представляющие собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран марок МК-40, МА-40, МК-40Л, МА-41И, МА-ИЛ, МБ-1, МБ-2, все узлы которых, в местах касания катионообменных и анионообменных мембран, имеют скрутки на угол сто восемьдесят градусов.Grids-
Полимерный компаунд и композиция 10, 7 соответственно, изготавливаются из диэлектрических герметизирующих эпоксидных смол, пластмассы или клея холодная сварка.Polymer compound and
Прикатодные, прианодные дренажные сетки 28, 37 могут быть изготовлены из материала Х18Н9Т, Х18Н10Т, 20Х23Н18, 10Х17Н13М2Т, 08Х18Т1.The near-cathode and
Прокладка 12, прокладка 18 с отверстиями под переточной канал 13 и малая прокладка 17 могут быть выполнены из паронита или прокладочной резины.The
Металлические пластины 1 могут быть изготовлены из стали 3, стали 15, стали 25, стали 30, стали 45.
В качестве прикатодных, прианодных мембран 25, 40 и малых прикатодных, прианодных мембран 31, 34 соответственно, могут применяться изготовленные в виде ленты, полотна мембраны следующих типов МГА-95, МГА-95П-Н, МГА-95П-Т, МГА-100П, ОПМ-К, ESPA, ESNA, УАМ-150П, УПМ-П, УПМ-ПП, УПМ-50, УПМ-50М, УФМ-100, УФМ-50, УФМ-П, УФМ-ПТ, ОПМН-К, ОПМН (ОФМН)-П, МФФК-0, МФФК-3, ММК, ММПА+, МПС, МФФК-Г, ММФ4, ММТ.As the near-cathode, near-
Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.
Исходный раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер ввода разделяемого раствора 23, расположенный на фланце 9, фиг. 1, 2, 3, подается, минуя полимерную композицию 7 по каналу ввода разделяемого раствора 24, фиг. 1 в первую основную (большую) камеру разделения 21, образованную прикатодной мембраной 25, прокладкой 12 по внутреннему периметру которой расположены центральные прямоугольные углубления величиной 0,5 мм от их толщины и одной третьей их части по ширине, причем в эти центральные прямоугольные углубления по всему внутреннему периметру прокладки 12 вставлены концы сетки-турбулизатора 20 представляющей собой переплетенные под углом девяносто градусов в одной плоскости набор из нарезок катионообменных и анионообменных мембран соответственно, и прианодной мембраной 40, образуя, таким образом, межмембранный канал в тех местах, где расположена сетка-турбулизатор 20.The initial solution under a pressure exceeding the osmotic pressure of the substances dissolved in it through the inlet of the solution to be separated 23 located on the
В этот же момент времени к диэлектрическим камерам корпуса 16 и фланцам 9, фиг. 1, 2 включением устройства для подвода постоянного электрического тока 8 через электрические провода 11 проходящих в отверстиях, которые залиты полимерным компаундом 10 и соединенных с прикатодными и прианодными дренажными сетками 28, 37, к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле с заданной плотностью тока.At the same time, to the dielectric chambers of the
Раствор, двигаясь, перемешивается при помощи сетки-турбулизатора 20, фиг. 1, 4, 6, 8, и поступает к прикатодной и прианодной мембранам 25, 40 соответственно, фиг. 1, 4, 5, в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс».The solution, while moving, is mixed by means of a grid-
Из образовавшейся между прикатодными, прианодными мембранами 25, 40 расположенными на фланце 9 и диэлектрической камере корпуса 16 и прокладкой 12 основной (большой) камеры разделения 21, фиг. 1, катионы и анионы, проникающие через прикатодную и прианодную мембраны 25, 40, прикатодные и прианодные пористые подложки из ватмана 26, 39, монополярно-пористые пластины электрод-катод и электрод-анод 27, 36, прикатодные, прианодные дренажные сетки 28, 37, уложенные последовательно друг на друге, проходят в пространстве между фланцем 9 и монополярно-пористой пластиной электрод-анод 36 в пространстве прианодной дренажной сетки 37 и диэлектрической камерой корпуса 16 и монополярно-пористой пластиной электрод-катод 27 в пространстве прикатодной дренажной сетки 28 соответственно, и по каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 33, 15 отводятся через штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14 в виде оснований, кислот и газа в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс».From the main (large)
Оставшиеся в основной (большой) камере разделения 21 анионы и катионы, движущиеся в ядре потока сетки-турбулизатора 20, фиг.1, 4, 8, поступают по вертикальным цилиндрическим отверстиям 44, в прокладках 12 по переточному каналу 13, в следующую (вторую) основную (большую) камеру разделения 21, образованную соединенными между собой диэлектрическими камерами корпуса 16, фиг. 1, 2 и прианодными и прикатодными мембранами 25, 40 соответственно в виде кислот, оснований и газа в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс».The anions and cations remaining in the main (large)
Раствор переходит из первой основной (большой) камеры разделения 21 во вторую основную (большую) камеру разделения 21 и далее по всем основным (большим) камерам разделения 21 по вертикальным цилиндрическим отверстиям 44 в прокладках 12 по переточным каналам 13 диэлектрических камер корпуса 16, всего аппарата фиг. 1, 2, где происходит аналогичное разделение, катионы и анионы отводятся с пермеатом через прикатодные и прианодные мембраны 25, 40 и по каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 33, 15, отводятся через штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14 в виде оснований и кислот в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс», а ретентат выводится минуя полимерную композицию 7, по каналу вывода разделяемого раствора 6.The solution passes from the first main (large)
Одновременно с подачей исходного раствора под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер ввода разделяемого раствора 23 расположенного на фланце 9, фиг. 1, 2, 3, также подается исходный раствор под давлением, превышающем осмотическое давление растворенных в нем веществ, через камерный штуцер ввода разделяемого раствора 41 установленный на передней стенке первой диэлектрической камеры корпуса 16 и поступает во вспомогательную (малую) камеру разделения 22, фиг. 1, 2, 5, 7, где катионы проникают через малые прикатодные мембраны 31, малые прикатодные пористые подложки из ватмана 30, малые монополярно-пористые пластины электрод-катод 29, а анионы проникают через малые прианодные мембраны 34, малые прианодные пористые подложки из ватмана 35, малые монополярно-пористые пластины электрод-анод 36 соответственно в пространстве прикатодных и прианодных дренажных сеток 28, 37 и отводятся самотеком в виде оснований, кислот и газа по каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 33, 15 соответственно, предварительно объединяясь с потоками оснований, кислот и газа, образованных при разделении в основных (больших) камерах разделения 21 в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс».Simultaneously with the supply of the initial solution under a pressure exceeding the osmotic pressure of the substances dissolved in it, through the inlet nozzle of the solution to be separated 23 located on the
Оставшиеся во вспомогательной (малой) камере разделения 22 анионы и катионы, движущиеся в ядре потока, фиг. 1, 2, 7, поступают по горизонтальным цилиндрическим отверстиям 43 по переточному каналу 19 в диэлектрических камерах корпуса 16, через отверстия в прокладках 18, в следующую (вторую) вспомогательную (малую) камеру разделения 22.The anions and cations remaining in the auxiliary (small)
Раствор переходит из первой вспомогательной (малой) камеры разделения 22 во вторую вспомогательную (малую) камеру разделения 22 и далее по всем вспомогательным (малым) камерам разделения 22 по горизонтальным цилиндрическим отверстиям 43, по переточным каналам 19 диэлектрических камер корпуса 16 всего аппарата фиг. 1, 2, где происходит аналогичное разделение, катионы и анионы отводятся с пермеатом через малые прикатодные и прианодные мембраны 31, 34 и по каналам для отвода прикатодного и прианодного пермеата 33, 15 отводятся через штуцеры для отвода прикатодного и прианодного пермеата 32, 14 в виде оснований и кислот в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс», а ретентат выводится через камерный штуцер вывода ретентата 42.The solution passes from the first auxiliary (small)
Исходный раствор, протекая по всем основным (большим) камерам разделения 21 последовательно от одного фланца 9 до второго фланца 9, фиг. 1, 2 очищается от катионов и анионов в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс», причем в прикатодном и прианодном пермеате содержатся различные растворенные газы, выделившиеся на монополярно-пористых пластинах электроде-катоде и электроде-аноде 27, 38 соответственно в результате электрохимических реакций.The initial solution, flowing through all the main (large)
Исходный раствор, протекая по всем вспомогательным (малым) камерам разделения 22 последовательно от камерного штуцера ввода разделяемого раствора 41 до камерного штуцера вывода ретентата 42, фиг. 2, 3, очищается от катионов и анионов в зависимости от схемы подключения «минус» или «плюс», причем прикатодный и прианодный пермеат, полученный таким образом, объединяется с прикатодным и прианодным пермеатом, полученных из основных (больших) камер разделения 21, где содержатся различные растворенные газы, выделившиеся на монополярно-пористых пластинах электрод-катод и электрод-анод 27, 38 и малых монополярно-пористых пластинах электрод-катод и электрод-анод 29, 36 соответственно в результате электрохимических реакций.The initial solution, flowing through all the auxiliary (small)
Снижение гидравлического сопротивления в каналах для отвода прикатодного, прианодного пермеата достигается за счет того, что каналы для отвода прикатодного, прианодного пермеата расположены горизонтально и выведены в разные стороны, таким образом пермеат сливается с одной дренажной сетки в один канал, при этом отсутствует эффект застойных зон при слиянии двух потоков и изменения направления течения пермеата, фиг. 1.Reducing the hydraulic resistance in the channels for the drainage of the near-cathode, near-anode permeate is achieved due to the fact that the channels for the withdrawal of the near-cathode, near-anode permeate are located horizontally and are brought out in different directions, thus the permeate merges from one drainage grid into one channel, while there is no effect of stagnant zones when the two streams merge and the direction of the flow of the permeate changes, FIG. one.
Повышение унификации узлов и элементов аппарата, уменьшение степени сложности изготовления и замены элементов аппарата достигается за счет того, что диэлектрические камеры корпуса выполнены одинаковыми, фиг. 1, 2, при этом нет необходимости перенастраивать оборудование для изготовления диэлектрических камер корпуса.An increase in the unification of units and elements of the apparatus, a decrease in the degree of complexity of manufacturing and replacement of elements of the apparatus is achieved due to the fact that the dielectric chambers of the body are made the same, Fig. 1, 2, while there is no need to reconfigure the equipment for the manufacture of dielectric chambers of the housing.
На разработанной конструкции электробаромембранного аппарата плоскокамерного типа без наложения электрического поля можно проводить баромембранные процессы, например, обратный осмос, нанофильтрацию, ультрафильтрацию и микрофильтрацию.The developed design of a flat-chamber electrobaromembrane apparatus without the imposition of an electric field can be used to carry out baromembrane processes, for example, reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration and microfiltration.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020122477A RU2744408C1 (en) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | Flat chamber electrobaromembrane device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020122477A RU2744408C1 (en) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | Flat chamber electrobaromembrane device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2744408C1 true RU2744408C1 (en) | 2021-03-09 |
Family
ID=74857515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020122477A RU2744408C1 (en) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | Flat chamber electrobaromembrane device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2744408C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791794C1 (en) * | 2023-01-25 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electro-baromembrane apparatus of flat-chamber type |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4432858A (en) * | 1981-08-04 | 1984-02-21 | Helmut Schmitt | Monopolar filter-press type electrolyzer |
| RU2528263C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУВПО ТГТУ | Flat-chamber type electric-bar membrane apparatus |
| RU2532813C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ | Electrical baromembrane unit with flat filter elements |
| RU2622659C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Flat-chamber electrobaromembrane equipment |
| CA3034104A1 (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Swan Analytische Instrumente Ag | Device and method for the electrodeionization of a liquid |
-
2020
- 2020-07-07 RU RU2020122477A patent/RU2744408C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4432858A (en) * | 1981-08-04 | 1984-02-21 | Helmut Schmitt | Monopolar filter-press type electrolyzer |
| RU2528263C1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУВПО ТГТУ | Flat-chamber type electric-bar membrane apparatus |
| RU2532813C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ | Electrical baromembrane unit with flat filter elements |
| RU2622659C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-06-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВО ТГТУ | Flat-chamber electrobaromembrane equipment |
| CA3034104A1 (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | Swan Analytische Instrumente Ag | Device and method for the electrodeionization of a liquid |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791794C1 (en) * | 2023-01-25 | 2023-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Electro-baromembrane apparatus of flat-chamber type |
| RU2821449C1 (en) * | 2024-01-25 | 2024-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Flat-chamber electrobaromembrane apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6193869B1 (en) | Modular apparatus for the demineralization of liquids | |
| EP0856351B1 (en) | Electrodialysis apparatus | |
| US9169138B2 (en) | Apparatus for compression of a stack and for a water treatment system | |
| RU2403957C1 (en) | Flat-chamber electric baromembrane apparatus | |
| GB2047743A (en) | Electrode package for electrochemical cell | |
| US8444833B2 (en) | Device for electrochemical water preparation | |
| RU2447930C1 (en) | Electrobaromembrane flat-chamber apparatus | |
| CN105992635B (en) | Disposable membrane stack overlapping piece | |
| RU2622659C1 (en) | Flat-chamber electrobaromembrane equipment | |
| RU2528263C1 (en) | Flat-chamber type electric-bar membrane apparatus | |
| RU2744408C1 (en) | Flat chamber electrobaromembrane device | |
| US5637204A (en) | End casing for an electrodialyzer electrodialyzer equipped with such a casing and use of the said electrodialyzer | |
| RU2771722C1 (en) | Electrobaromembrane apparatus of flat-chamber type | |
| RU2689617C1 (en) | Flat-chamber type electrobaromembrane apparatus | |
| RU2658410C1 (en) | Electro-membrane apparatus of planar chamber type | |
| RU2821449C1 (en) | Flat-chamber electrobaromembrane apparatus | |
| JP6830905B2 (en) | Structure that normalizes multiple plane flow distributions in electrochemical separation systems | |
| RU2820720C1 (en) | Flat-chamber electric baromembrane apparatus | |
| RU2806446C1 (en) | Electro-baromembrane apparatus of flat-chamber type | |
| RU2791794C1 (en) | Electro-baromembrane apparatus of flat-chamber type | |
| RU2718402C1 (en) | Flat-chamber type electrobarromembrane apparatus | |
| US20180036685A1 (en) | Method for Fouling Reduction in Membrane Based Fluid-Flow Processes, and Device Capable of Performing Such Method | |
| CN204093319U (en) | Electrodialysis spacer | |
| RU2689615C1 (en) | Tubular electrically-barometric unit | |
| CN105502597A (en) | Electrically-driven membrane desalting unit and water treatment method using same |