СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
METHOD OF SEPARATING SUBSTANCES FROM ELECTROLYTES

Изобретение относится к способам выделения веществ из растворов электролитов с последующим их разрядом на электродах, и может быть использовано для выделения веществ или для повышения концентраций веществ в растворе.
Известно устройство для электролиза водных растворов электролитов, включающий один или несколько электродных блоков, выполненных в виде металлических коробок, в которых размещены электроды, фильтрующие диафрагмы или ионообменные мембраны и токоподвод к электроду [Авторское свидетельство SU 984232 А1], однако данное устройство требует значительных затрат энергии на выделение веществ из слабых растворов электролитов или значительные затраты времени на выделение ионов из раствора с меньшей разностью потенциалов. А так же невозможность повышения концентрации веществ в предэлектродной камере за счет диффузии ионов из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией.
Наиболее близким к предлагаемому способу т.е. прототипом является способ опреснения воды, в котором к способу деминерализации воды путем разделения разнозаряженных ионов диссоциированных солей электростатическими силами и силами Лоренца, возникающими при движении ионов через силовые линии постоянного магнитного поля, при этом одновременно с воздействием постоянных электростатического и магнитного полей на поток опресняемой воды воздействуют высокочастотным электромагнитным полем [Патент РФ RU 2094385 C1].
Недостатками данного способа являются большие затраты энергии на создание постоянных электрических и магнитных полей, а так же высокочастотного электромагнитного поля.
Изобретение решает задачу выделения ионов веществ, уменьшения затрат энергии, ускорение процесса разделения и уменьшения размеров оборудования.
Сущность изобретения заключается в том, что способ выделения веществ из электролитов, включающий трубу прямоугольного сечения, выполненную из диэлектрического материала с раздвоением на конце, с расположенными вдоль наружных боковых сторон металлическими пластинами и двух емкостей с расположенными в них электродами, и соединенными между собой проводником тока, согласно изобретению разделение в электролизере происходит за счет разности электрических потенциалов металлических пластин изолированных от раствора электролита, а разряд ионов происходит на электродах в емкостях, где жидкости изолированы друг от друга.
На фиг.1 представлен вид электролизера сверху, на фиг.2 - поперечный разрез трубы прямоугольного сечения.
Электролизер к способу представляет собой трубу прямоугольного сечения 3 (фиг.2) выполненную из диэлектрического материала, например, стекла вдоль боковых стен которой с наружной стороны расположены металлические пластины 4, в конце труба раздваивается, металлические пластины с поворотом прилегают к трубе на расстояние от поворота не менее двух расстояний между пластинами до раздвоения. Далее трубы соединяются с двумя емкостями 5 (фиг.1), так же выполненных из диэлектрического материала, в которые помещены электроды 6, соединенными между собой проводником тока.
1
2
Электролизер к способу работает следующим образом. Раствор электролита поступает в трубу прямоугольного сечения 3, где под действием разности потенциалов φ и φ создаваемых пластинами 4 ионы начинают разделяться, и в месте раздвоения трубы катионы и анионы расходятся в разные трубы. В местах, где заканчиваются пластины 4, ионы уносятся потоком жидкости в емкости 5, где разряжаются на электродах 6.
Ключевые параметры конструкции электролизера (фиг.1)
2
2
1
L=D·Vэл/(v·(φ-φ)),
1
2
где L - длина трубы прямоугольного сечения до раздвоения, Vэл - скорость потока электролита, v - абсолютная подвижность ионов выделяемого вещества, φ и φ - электрические потенциалы на пластинах.
Таким образом конструкция электролизера к способу выделения веществ из электролитов обеспечивает непрерывное выделение веществ, изолирует выделенные вещества друг от друга, уменьшает затраты электроэнергии, обеспечивает высокую производительность при относительно малых размерах.