электробаромембранный аппарат рулонного типа

Формула изобретения

Баромембранный аппарат рулонного типа, включающий корпус, перфорированную раствороотводящую трубку с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран и размещенными между ними турбулизаторами раствора, отличающийся тем, что он снабжен монополярными электродами-подложками, выполненными из пористой графитовой ткани, служащей дренажом для отвода пермеата, устройством для подвода электрического тока, при этом раствороотводящая трубка является секционированной для отвода прикатодного и прианодного пермеата, а корпус аппарата выполнен из диэлектрического материала, причем мембраны размещены на электродах-подложках.

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, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. «Обратный осмос и ультрафильтрация». М.: Химия, 1978. Баромембранный аппарат, предназначенный для разделения растворов под действием градиента давления, состоит из корпуса, подложки, турбулизатора и мембран. Недостатком данного аппарата является низкая эффективность разделения.

Прототипом данной конструкции является баромембранный аппарат рулонного типа, конструкция которого приведена в работе Дытнерского Ю.И. «Баромембранные процессы. Теория и расчет». - М.: Химия, 1986 г. Аппарат рулонного типа состоит из корпуса, перфорированной раствороотводящей трубки с обернутыми вокруг нее несколькими многослойными листами мембран. Недостатком аппарата является низкая эффективность разделения растворов, в особенности при разделении многокомпонентных смесей электролитов, при дифференцированном выделение ионов, при отделении электролитов от неэлектролитов и при выделении ценных веществ из природных и сточных вод и т.д. В процессе, работающим под действием градиента давления, ионы через мембрану проходят практически в эквимолекулярных соотношениях. Это означает, что разделить качественно в таком аппарате, например, многокомпонентную смесь электролитов невозможно.

Техническая задача изобретения - повышение эффективности разделения растворов путем подвода электрического тока в камеру разделения растворов.

На фиг.1 и 2 изображена схема электробаромембранного элемента рулонного типа. Электробаромембранный аппарат рулонного типа состоит из корпуса 1, выполненного из деэлектрического материала; секционированной перфорированой трубки 2, служащей для отвода прианодного и прикатодного пермеата; обратноосмотической прианодной мембраны 3 и обратноосмотической прикатодной мембранны 4; монополярных электродов анода 5 и катода 6, выполненных из графитовой ткани, которая также является подложкой для мембран и дренажом для отвода прикатодного и прианодного пермеата; сетки-турбулизатора 7; устройства для подвода электрического тока 8.

Аппарат работает следующим образом. Исходный раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, поступает в межмембранное пространство камеры разделения, в которой находится сетка-турбулизатор, обеспечивающая необходимую скорость движения разделяемого раствора. В этот же момент времени к аппарату подводится внешнее постоянное электрическое поле. В камере разделения растворенное вещество распадается на ионы, и под действием электрического тока анионы стремятся к аноду через прианодную мембрану, а катионы - через прикатодную мембрану к катоду. В это же время под действием давления пермеат (вода) протекает через прикатодную и прианодную мембраны и выдавливает анионы, катионы и газ, образующиеся в результате электролиза на электродах, выполненных из графитовой ткани, через микропористый анод и катод по каналам в перфорированную секционированную трубку. Отвод пермеата из прикатодной и прианодной секции перфорированной трубки осуществляется самотеком по мере заполнения объема в секции.

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