DE1032221B

DE1032221B - Electrodialysis device with support elements for the membranes

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Publication number: DE1032221B
Application number: DEN6880A
Authority: DE
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1952-03-13
Filing date: 1953-03-13
Publication date: 1958-06-19
Also published as: NL79468C; FR1073704A; BE518381A; CH318177A; US2735812A; GB736888A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die für den Betrieb einer Elektrodialysevorrichtungerforderliche elektrische Energie nimmt unter sonst gleichen Umständen zu mit dem Abstand zwischen den Elektroden- und mit dem elektrischen. Widerstand der Membranen. Es muß also der Abstand zwischen den Membranen kleiim gehalten werden. Diese Abstände sollen unter Betriebsverhältnissen auf festgesetzten Werten bleiben, da sonst örtlich verschiedene Strom dichten auftreten können, welche den Fortgang der Dialyse stören. Insbesondere soll vermieden werden, daß die Membranen miteinander oder mit den Elektroden in Berührung kommen.The electrical energy required for the operation of an electrodialysis device takes under otherwise same circumstances to with the distance between the electrodes and with the electrical. resistance of the membranes. The distance between the membranes must therefore be kept small. These distances should remain at fixed values under operating conditions, otherwise locally different Current densities can occur, which disrupt the progress of dialysis. In particular, it should be avoided be that the membranes come into contact with one another or with the electrodes.

Membranen, die einen genügend niedrigen elektrischen Wiederstand haben, bestehen gewöhnlich aus dünnem und an und für sich nicht formbeständigem, mechanisch wenig starkem Material, wie regenerierter Cellulose.Diaphragms that have a sufficiently low electrical Have resistance, usually consist of thin and inherently not dimensionally stable, mechanically less strong material, such as regenerated cellulose.

Besonders in technischen Apparaten, bei denen mit Membranen mit großer Oberfläche gearbeitet wird und bei denen vorzugsweise die Abstände zwischen Elektroden und Membranen und zwischen den Membranen höchstens einige Millimeter betragen sollen, werden hohe Anforderungen an die Konstruktion derartiger Apparate gestallt, weil diese Membranen gewöhnlich elastisch und plastisch verformbar sind und daher durch bestimmte Stützorgane in ihrem Platz gehalten werden müssen. Die Stütze darf freilich den Widerstand der Elektrodialysezelle nicht auf unzulässige Weise erhöhen. Gleichfalls dürfen bei den vorkommenden Druckunterschieden und Temperaturen, auch bei langzeitiger Verwendung unter technischen Verhältnissen, keine merkbaren Formänderungen auftreten. Das Unterstützungsmaterial soll darüber hinaus chemisch beständig sein gegen die angewandten Spülflüssigkeiten, deren Zusammensetzung mit jener des Dialysats sich ändert. Bei Anwesenheit von Chlorionen oder Chlorverbindungen im Dialysat sollen chlorbeständige Stoffe gewählt werden, z. B. aus Polyvinylchlorid oder aus einem Mischpolymerisat von Vinyl- und Vinylidenchlorid.Especially in technical apparatus that work with membranes with a large surface and in which preferably the distances between electrodes and membranes and between the membranes should be at most a few millimeters, high demands are placed on the construction of such Apparatus designed because these membranes are usually elastically and plastically deformable and therefore must be held in place by certain supporting organs. The support may of course Do not increase the resistance of the electrodialysis cell in an impermissible way. Likewise with the occurring Differences in pressure and temperatures, even with long-term use under technical Conditions, no noticeable changes in shape occur. The support material should also be chemically resistant to the rinsing fluids used, their composition with that of the dialysate changes. If chlorine ions or chlorine compounds are present in the dialysate chlorine-resistant substances are selected, e.g. B. of polyvinyl chloride or a copolymer of Vinyl and vinylidene chloride.

Bei vielen Typen von Membranstützen wird an den Rändern der Stütze die Flüssigkeit in der Regel nur ungenügend ersetzt, wodurch örtlich erhöhte Konzentrationen der an den Elektroden gebildeten korrodierenden Stoffe, welche einen Angriff der Membranen verursachen, auftreten.With many types of membrane supports, the liquid is usually only at the edges of the support insufficiently replaced, resulting in locally increased concentrations of the corrosive formed on the electrodes Substances that cause an attack on the membranes occur.

Membranstützen für Dialyseapparate sind z. B. aus der USA.-Patentschrift 2 386 826 bekannt. Sie bestehen aus dicht an der Membranoberfläche.anliegenden, zusammen mit der Membran eingeklemmten Geweben. Solche Membranstützen behindern jedoch die besonders bei der Elektrodialyse erwünschte wirksame Spülung der Membranoberfläche, und sie können auch nicht die nachfolgend beschriebene, besonders in denMembrane supports for dialysis machines are z. Known from U.S. Pat. No. 2,386,826. You insist made of tissues that fit close to the membrane surface and are clamped together with the membrane. However, such membrane supports impede the effective effect which is particularly desired in electrodialysis Rinsing the membrane surface, and you can not do the one described below, especially in the

Elektrodialysevorrichtung
mit Stützorganen für die MembranenElectrodialysis machine
with supporting organs for the membranes

Anmelder:Applicant:

Nederlandse Centrale OrganisatieNederlandse Centrale Organizatie

voor Toegepast Natimrwetenschappelijkvoor Toegepast Natimrwetenschappelijk

Onderzoek, Den HaagOnderzoek, The Hague

Vertreter: Dipl.-Ing R. Amthor, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Eysseneckstr. 36Representative: Dipl.-Ing R. Amthor, patent attorney,
Frankfurt / M., Eysseneckstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 13. März 1952Claimed priority:
Netherlands 13 March 1952

Elektrodenräumen wünschenswerte Diaphragmenwirkung ausüben.Electrode spaces exert a desirable diaphragm effect.

Es ist z. B. aus der belgischen Patentschrift 495 100 bekannt, in den Elektrodenräumen und in der Mittelzelle kongruente Stützorgane anzubringen, zwischen welche die Membranen gespannt werden; auf diese Weise hat man eine Membran mit einer großen Oberfläche in eine große Anzahl kleiner Abteilungen verteilt, welche man nicht einzeln zu stützen braucht. Hierdurch wird aber die wirksame Oberfläche der Membran erheblich erniedrigt und zu gleicher Zeit der Widerstand, den die Flüssigkeit beim Durchfließen durch die verschiedenen Zellen erfährt, beträchtlich erhöht. Zu gleicher Zeit tritt hierbei in den toten Winkeln der Ränder der Stütze der obenerwähnte Randeffekt auf.It is Z. B. from Belgian patent specification 495 100 known to attach congruent supporting organs in the electrode spaces and in the central cell, between which the membranes are tensioned; in this way one has a membrane with a large surface area distributed in a large number of small departments, which do not need to be supported individually. As a result, however, the effective surface of the membrane is considerably reduced and at the same time the resistance that the liquid experiences as it flows through the various cells is considerable elevated. At the same time the above mentioned occurs in the dead corners of the edges of the support Edge effect on.

Auch, wenn man, wie angegeben, solche Stütze wellenförmig macht, in Kombination mit wellenförmigen Elektrodenoberflächen, bleibt die Wirkung grundsätzlich dieselbe. Nach der deutschen Patentschrift 17 433 sind in den den Dialyseraum umgebenden Rahmen zur Unterstützung^ der Membranen Spiralen ausgespannt. Solche Membranstützen sind also nicht selbsttragend; man könnte sich vielleicht ineinander verflochtene Spiralen als selbsttragende Membranstützen denken; solche Membranstützen würden jedoch keine Diaphragmenwirkung haben und'könnten auch nicht zur Beeinflussung der Flüssigkeits-strömung inEven if, as indicated, such a support is made wave-shaped, in combination with wave-shaped ones Electrode surfaces, the effect remains basically the same. According to the German patent specification 17 433 are in the frame surrounding the dialysis room to support ^ the membranes spirals relaxed. Such membrane supports are therefore not self-supporting; you could maybe get into each other think of intertwined spirals as self-supporting membrane supports; however, such membrane supports would have no diaphragm effect and could not influence the flow of liquid in

809 557/272809 557/272

an die Membran und den Schirm grenzen. Hierbei tritt nur eine beschränkte Mischung der Flüssigkeitsströme auf.border on the membrane and the screen. Only a limited mixing of the liquid flows occurs here on.

Statt des perforierten wellenförmigen- Schirmes 5 kann man auch ein welliges Gewebe aus thermoplastischem Material, das durch Erhitzen in wellenförmigen Lehren mit dem gewünschten Profil versehen ist, verwenden. Die Diaphragmawirkung ist dann noch besser. Zur Beibehaltung guten Durchganges des elek-Instead of the perforated wave-shaped screen 5, you can also use a wave-like fabric made of thermoplastic material, which by heating in wave-shaped Gauges is provided with the desired profile, use. The diaphragm effect is then still better. To maintain good passage of the electrical

den gesonderten Zellen oder Flüssigkeitsräumen verwendet werden.used in the separate cells or fluid spaces will.

Es ist auch schon die Verwendung einer koaxialen Aufstellung von zylindrischen Elektroden und Membranen bekannt, wobei die Membranen von einem zylinderförmigen Gewebe aus Polyvinylchlorid oder aus einem Mischpolymeren aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid vorzugsweise unterstützt werden. Bei langzeitiger Verwendung oder bei beträchtlichenIt is also the use of a coaxial arrangement of cylindrical electrodes and membranes known, the membranes of a cylindrical fabric made of polyvinyl chloride or from a mixed polymer of vinylidene chloride and vinyl chloride are preferably supported. at long-term use or considerable

Druckuntersohieden in den verschiedenen Räumen wie io irischen Stromes soll vorzugsweise die Gesamtoberauch bei Temperaturerhöhung werden diese Stütz- fläche der Löcher wenigstens 45% der totalen Oberorgane jedoch genauso wie die Membranen plastisch fläche der wellenförmigen Membranstütze betragen, verformt, wodurch die Membranen doch auf die Dauer Einem Angriff von Chlor auf die AnodenmembranDifferences in pressure in the various rooms, such as the Irish stream, should preferably affect the overall surface When the temperature rises, this supporting surface of the holes becomes at least 45% of the total upper organs however, just like the membranes, the surface of the wave-shaped membrane support is plastic, deformed, which in the long term causes the membranes to attack the anode membrane by chlorine

entweder miteinander oder mit den Elektroden in Be- kann sogar bei der Elektrodialyse von Seewasser rübruug kommen können. Es zeigt sich in der Praxis, 15 praktisch begegnet werden, indem man zwischen daß die Ermittlung eines Unterstützungsmaterials, Anode und Anodenmembran zwei wellenförmige das diese Nachteile nicht zeigt, schwierig ist. Schirme anbringt, die durch ein flach ausgebildeteseither with each other or with the electrodes in contact can even be used in the electrodialysis of seawater rübruug can come. It shows in practice that 15 can be practically countered by going between that the identification of a support material, anode and anode membrane two undulating that does not show these disadvantages is difficult. Mounts screens that are supported by a flat design

Es erwies sich als möglich, die korrodierende Wir- Gewebe, das ein Ineinanderschieben der Schirme verkung der Anodenspülflüssigkeit bei der Elektrodialyse hindert, getrennt sind. Hierbei kann noch ein Abstand von chloridhaltigen Flüssigkeiten beträchtlich zu ver- 20 zwischen Elektrode und Membran von 2,5 mm erringern, z. B. durch Belüften oder durch Sulfitzusatz, reicht werden.It was shown to be possible to corrode the we- tivities that obstructed the telescoping of the screens the anode rinsing fluid prevents electrodialysis from being separated. A distance can be added here of chloride-containing liquids to be reduced considerably by 2.5 mm between the electrode and the membrane, z. B. by ventilation or by adding sulfite, are enough.

Trotzdem ist es nötig, daß sich keime toten Winkel Man kann in dem obenerwähnten einfachen wellen-Nevertheless, it is necessary that there are no blind spots.

oder Räume, in denen korrodierende Stoffe sich an- förmigen Profil noch Auskehlungen anbringen, so häufen können, bilden. Auch der Säure- bzw. Alkali- daß die Membran nicht durch bestimmte untergehalt der Spülflüssigkeiten ist an bestimmte Maxi- 25 brochene Linien (Wellenberge), sondern durch ein bemalgrenzen gebunden. stimmtes Muster gestützt wird. Die wirksame Mem-or rooms in which corrosive materials can still make grooves in the shape of a profile, see above can accumulate, form. Also the acid or alkali that the membrane is not by certain under-content the rinsing fluids is on certain maxi-25 broken lines (wave crests), but by a painted border bound. correct pattern is supported. The effective mem-

Naehstehend wird eine Konstruktion für eine branoberfläche wird dadurch weiter vergrößert. Elektrodialysezelle angegeben, bei der die Abstände Bei der Verwendung derartig ausgebildeter SchirmeA construction for a branch surface is thereby further enlarged. Electrodialysis cell specified, in which the distances When using shields designed in this way

zwischen den Elektroden und den nicht formbestän- werden kleine Maßabweichungen der Membran gleichdigen Membranen und zwischen den Membranen nur _3O mäßig von dem Schirm aufgenommen, so daß sich klein sind und mit denen eine gute Durchmischung in keine Falten bilden können. Die Stützorgane in den den Zellen erreicht wird. Stützorgane zur Aufrecht- Räumen zwischen den Membranen sollen nicht als erhaltung des genauen Abstandes zwischen einer Diaphragma wirken, und eine gute Durchmischung der Membran und der nächstliegenden Elektrode bzw. Flüssigkeit ermöglichen. Deshalb werden die wellenzwischen zwei Membranen bestehen aus an sich be- ₃₅ förmigen Schirme derart angeordnet, daß die Wellenkannten Schirmen aus elektrisch nichtleitendem Mate- richtung nicht parallel zu der Flüssigkeitsströmungbetween the electrodes and the non-dimensionally stable, small dimensional deviations of the membrane of the _same shape and between the membranes are only moderately absorbed by the screen, so that they are small and with which a good intermixing in no folds can form. The supporting organs in which the cells are reached. Support organs for upright spaces between the membranes should not act as a maintenance of the exact distance between a diaphragm, and allow a good mixing of the membrane and the closest electrode or liquid. Therefore, the wave between two membranes consist of itself loading ₃₅ shaped screens and arranged such that the shaft Did screens of electrically non-Mate direction not parallel to the fluid flow

— durch den Platz der Zu- und Abflußöffnung bestimmt — verläuft, so daß die Flüssigkeit von der durch die Perforationsöffnungen erzwungenen Strö-40 mung gründlich gemischt wird.- determined by the place of the inlet and outlet opening - runs, so that the liquid from the Strö-40 forced through the perforation openings mixture is mixed thoroughly.

Bei einer mehrzelligen Elektrodialysevorrichtung, in der zwischen zwei Elektroden eine große Zahl abwechselnd positiv und negativ selektiver Membranen angebracht ist, werden die wellenförmigen Schirme als Diaphragma wirken können. Sie sind daher im be- 45 vorteilhaft derart in den Elektrodenräumen angeordkannter Weise wellenförmig ausgebildet und mit einer net. daß die Längsrichtung der Welle mit der Strögroßen Zahl von Löchern, l>esonders an den Knick- mungsrichtung übereinstimmt, während im den zwipunkten, versehen, so daß die Ionenbewegung nicht schenfegenden Dialyseräumen und Spülräumen die gehindert wird, jedoch eine Mischung der Flüssig- Längsrichtung der Wellen Winkel von 60 bzw. 120° keitsströme in Berührung mit der Elektrode bzw. mit 50 mit der Strömumgsrichtung bildet, der Membran in hohem Maße verhindert wird. Die In der Zeichnung sind einige AusführungsbeispieleIn the case of a multi-cell electrodialysis device, in which between two electrodes a large number of alternately positive and negative selective membranes is attached, the wave-shaped shields will be able to act as a diaphragm. They are therefore advantageously arranged in this way in the electrode spaces Way undulating and with a net. that the longitudinal direction of the wave corresponds to the flow magnitudes Number of holes, especially in the direction of the buckling, while in the two-point, provided so that the ion movement does not sweep the dialysis rooms and rinsing rooms is prevented, but a mixture of the liquid longitudinal direction of the waves angles of 60 and 120 ° forms currents in contact with the electrode or with 50 with the direction of flow, the membrane is prevented to a great extent. In the drawing are some exemplary embodiments

Berührungsstellen mit der Membran bilden keine lau- der Stützorgane nach der Erfindung dargestellt. Es gen, ununterbrochenen Linien in der Strömungsrich- zeigt
tung der Flüssigkeit, so daß auch die Einwirkung der Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines wellen-Points of contact with the membrane do not form any lukewarm supporting organs according to the invention. There are unbroken lines in the direction of flow
direction of the liquid, so that the action of Fig. 1 is the perspective view of a wave

Schirme auf die Membran im Betrieb verringert wird. 55 förmig gebogenen Schirmes 1, der mit Perforationen 2 Shields on the membrane is reduced during operation. 55 shaped curved screen 1 with perforations 2

Gute Resultate wurden schon erhalten, wenn man versehen ist und der mit den Wellentälern 3 an der zwischen Elektrode und Membran einen einzigen Elektrode liegt, während die Wellengipfel 4 die Memwellenförmig ausgehildeten Schirm aus Polyvinyl- bran unterstützen,Good results have already been obtained if one is provided and the one with the wave troughs 3 on the between the electrode and the membrane there is a single electrode, while the wave peaks 4 form the membrane support formed umbrella made of polyvinyl bran,

chlorid anbringt, am dem die Membran anliegt und der Fig. 2, durch ein flaches Gewebe 7 getrennt, einchloride attaches to which the membrane rests and FIG. 2, separated by a flat fabric 7, a

seinerseits wieder von der Elektrode gestützt wird. 60 Stützorgan aus zwei Schirmen 5, 6 nach Fig. 1, Eine Vermischung der Flüssigkeitsströme auf beiden Fig. 3 einen Schirm, bei dem auf den Knickstellenis in turn supported by the electrode. 60 supporting organ made up of two screens 5, 6 according to FIG. 1, A mixing of the liquid flows on both Fig. 3 an umbrella in which on the kinks

Seiten des Schirmes kann vorkommen, wenn die noch kugelförmige Ausbuchtungen angebracht sind, Löcher einen Durchmesser von der Größenordnung Fig. 4 schematisch einen Drei-Zellen-Apparat mitSides of the screen can occur when the spherical bulges are attached, Holes with a diameter of the order of magnitude. FIG. 4 schematically shows a three-cell apparatus

der halben Wellenlänge haben. Die Wellenricihtumg Spülräumen, von denen jeder mit einem Schirm nach soll vorzugsweise etwa parallel zu der Flussigkeits- 65 Fig. 1 versehen ist: die Elektroden sind mit 8 und 13, strömungsrichtuiig im Elektrodenraum sein; in diesem die dagegen ruhenden Schirme mit 9 und 12 und die Raum .strömt dann die Spülflüssigkeit in voneinander Membranen mit 10 und 11 bezeichnet, getrennten parallelen Kanälen, die ausschließlich Fig. 5 eine Vorrichtung nach Fig. 4, bei der zwi-half the wavelength. The Wellenricihtumg wash-up rooms, each of which with an umbrella according to should preferably be provided approximately parallel to the liquid 65 Fig. 1: the electrodes are 8 and 13, be in the correct direction of flow in the electrode space; in this the against it resting screens with 9 and 12 and the The rinsing liquid then flows into the space in membranes denoted by 10 and 11, separate parallel channels, which exclusively FIG. 5 shows a device according to FIG. 4, in which between

durch die Perforationsöffnungen verbunden sind und sehen den Membranen 10 und 11 ein wellenförmiges, die entweder an die Elektrode und den Schirm oder 70 perforiertes Material als Stützorgan 14 angebracht ist,are connected by the perforation openings and see the membranes 10 and 11 a wave-shaped, which is attached either to the electrode and the screen or 70 perforated material as a support member 14,

rial, die mit Löchern versehen und wellenförmig ausgebildet sind, so daß diese die nächstliegende Elektrode bzw. die nächstliegende Membran an über die ganze Oberfläche verteilten Punkten l>erühren.rial, which are provided with holes and wave-shaped are, so that these are the closest electrode or the closest membrane to over the entire surface of distributed points.

Um einen Angriff der an den Elektroden gebildeten Elektrolyseprodukten auf die Membranen zu verhindern, müssen die Schirme zwischen einer Membran und einer Elektrode derart ausgebildet sein, daß sieTo prevent the electrolysis products formed on the electrodes from attacking the membranes, the screens between a membrane and an electrode must be designed in such a way that they

Fig. 6 eine schematische Abbildung eines Mehrzellenapparates mit selektiven Membranen. Gegen Anode 15 und Kathode 16 liegen. Schirme 17,18, deren Welle parallel zu der Strömungsrichtung liegt. In den Dialysezellen zwischen den Membranen 19, 20 bzw. 21, 22 und 23, 24 liegen die Schirme mit der Welle mit einem Winkel von etwa 60° zur Strömungsrichtung der vertikal strömenden Flüssigkeit; in den Spülzellen zwischen Membranen 20, 21 bzw. zwischen 22 und 23 bildet die Welle einen Winkel von etwa 120° mit der Strömungsrichtung.6 shows a schematic illustration of a multi-cell apparatus with selective membranes. Against Anode 15 and cathode 16 are located. Umbrellas 17,18, their Wave is parallel to the direction of flow. In the Dialysis cells between the membranes 19, 20 or 21, 22 and 23, 24 are the screens with the shaft at an angle of about 60 ° to the direction of flow the vertically flowing liquid; in the rinsing cells between membranes 20, 21 and between 22 and 23, the shaft forms an angle of approximately 120 ° with the direction of flow.

Example I.

Nebeneinander wurden zwei Elektrodialysen ausgeführt, wobei in einem Falle eine Membranstütze von frei tragender Gaze, bestehend aus einem Mischpolymerisat von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, angewandt wurde, während im anderen Falle eine an der Elektrode ruhende Stütze von Polyvinylchlorid nach Fig. 1 angewandt wurde. Die Versuche wurden in einer zylindrischen Elektrodialysezelle mit einer Membranoberfläche von 2800 cm² und bei einer Stromstärke von 400 Amp., also mit einer Stromdichte von 143 mA/cm² ausgeführt. Der Abstand der Elektroden von den Membranen und der Membranen untereinander betrug 3 mm. Als Dialysat wurde konzentrierte Molke nachfolgender Zusammensetzung verwendet: 35% Trockenstoff, lO°/o Eiweiß, 8% Asche, davon 1,5% Cl', 17% Laktose.Two electrodialyses were carried out side by side, in one case using a membrane support made of cantilevered gauze consisting of a copolymer of vinylidene chloride and vinyl chloride, while in the other case a support made of polyvinyl chloride according to FIG. 1 resting on the electrode was used. The experiments were carried out in a cylindrical electrodialysis cell with a membrane surface of 2800 cm ² and a current of 400 amps, that is to say with a current density of 143 mA / cm ² . The distance between the electrodes and the membranes and between the membranes was 3 mm. The dialysate used was concentrated whey with the following composition: 35% dry matter, 10% protein, 8% ash, of which 1.5% Cl ', 17% lactose.

Die angewandten Spülflüssigkeiten waren: 0,15 n-Säure (hauptsächlich Schwefelsäure) und 0,2 n-Lauge. Diese Spülflüssigkeiten zirkulierten mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 1 pro Minute, während: das Dialysat mit 301 pro Minute zirkulierte. Der Gehalt an aktivem Chlor in der Anodenflüssigkeit wurde auf höchstens 50 mg pro Liter durch Belüften der Flüssigkeit im einer Chlordesorptionssäule mit 100 1 Luft pro Minute gehalten.The rinsing liquids used were: 0.15 n-acid (mainly sulfuric acid) and 0.2 n-alkali. These rinsing fluids circulated at one rate of about 20 liters per minute, while: the dialysate circulated at 301 per minute. The salary of active chlorine in the anolyte was reduced to a maximum of 50 mg per liter by aerating the liquid held in a chlorine desorption column with 100 liters of air per minute.

Nach 20 Betriebsstunden wurden die Anodenmembranen sowohl auf mechanische Festigkeit als auch auf chemischen Angriff geprüft.After 20 hours of operation, the anode membranes were tested for both mechanical strength and checked for chemical attack.

Die mechanische Festigkeit der Membran, welche in Verbindung mit dem wellenförmigen Schirm angewandt wurde, war nicht geändert, während die andere schon merkbar zurückgegangen, insbesondere dünner war.The mechanical strength of the membrane, which is used in conjunction with the undulating screen was, was not changed, while the other was already noticeably decreased, especially thinner was.

In welchem Maße ein chemischer Angriff auf die Membranen erfolgt war, wurde durch Färbung mit Turnbullsblau und Methylenblau festgestellt. Mit beiden Farbstoffen konnte die in Verbindung mit dem wellenförmigen Schirm verwendete Membran von einer nicht gebrauchten kaum unterschieden werden. Bei der anderen Membran war schon eine sehr deutliche Färbung, besonders mit Methylenblau, zu erkennen. The extent to which the membranes were chemically attacked was shown by staining with Turnbull blue and methylene blue were found. Both dyes could be used in conjunction with the The membrane used in the form of a wave-shaped screen can hardly be distinguished from an unused one. The other membrane was already very clearly colored, especially with methylene blue.

Example II

noch keine Verminderung der Qualität der Membran nachgewiesen werden.no reduction in the quality of the membrane can yet be detected.

Beispiel· IIIExample · III

In einem Apparat nach Fig. 6 wurde Brackwasser mit einem Gehalt von 1000 mg Cl~ pro Liter so lange der Elektrodialyse unterworfen, daß das ausfließende Wasser noch 300 mg Cl~ pro Liter enthielt. Die Gesamtzahl der Membran betrug zwölf. Die StützeIn an apparatus according to FIG. 6, brackish water with a content of 1000 mg Cl ~ per liter was used for this long subjected to electrodialysis so that the outflowing water still contained 300 mg Cl ~ per liter. The total number the diaphragm was twelve. The support

ίο zwischen diesen Membranen bestand aus wellenförmigen perforierten Polyvinylchloridplatten von einer Dicke von 0,3 mm mit einer Wellenlänge von 4 mm, einer Amplitude von 0,8 mm, einem LochduTchmesser von 2,5 mm und versehen mit 1000 Löchern pro dm² der flachen Platte. Der Abstand zwischen den Membranen betrug also 1,6 mm. Die Membranoberfläche eimer Membran betrug 800 cm² (20 X 40 cm). In den Elektrodenräumen wurden zwei durch ein. Gazegewebe getrennte wellenförmige perforierte Schirme ange-ίο between these membranes consisted of wave-shaped perforated polyvinyl chloride plates with a thickness of 0.3 mm with a wavelength of 4 mm, an amplitude of 0.8 mm, a hole diameter of 2.5 mm and provided with 1000 holes per dm ^{2 of} the flat plate . The distance between the membranes was therefore 1.6 mm. The membrane surface area of the membrane was 800 cm ² (20 × 40 cm). In the electrode chambers, two were through one. Gauze fabric separate wave-shaped perforated screens.

ao bracht. Der erste wellenförmige Schirm war an der Elektrode derart angebracht, daß die Längenrichtung der Welle mit der Strömumgs/richtung der Flüssigkeit zusammenfiel; beim zweiten wellenförmigen Schirm verlief die Längsrichtung der Welle senkrecht dazu.ao brings. The first wave-shaped screen was attached to the electrode so that the length direction of the wave with the direction of flow of the liquid collapsed; in the case of the second wave-shaped screen, the longitudinal direction of the wave was perpendicular to it.

Im den übrigen Räumen war pro Raum nur ein wellenförmiger Schirm angebracht, und zwar abwechselnd mit Winkeln von 60 und 120° zwischen Strömungsrichtung und Längsrichtung der Welle. Die Stromdichte betrug 2,5 mA/cm², die Süßwasserproduktion 10 l/Stunde. Nachdem 1000 1 Süßwasser erzeugt waren, war kein Rückgang in der Qualität der Membranen nachzuweisen.In the other rooms, only one wave-shaped screen was installed per room, alternating with angles of 60 and 120 ° between the direction of flow and the longitudinal direction of the wave. The current density was 2.5 mA / cm ² , the fresh water production 10 l / hour. After 1000 liters of fresh water were produced, no decrease in the quality of the membranes was detected.

Example IV

In einem Apparat nach Fig. 6 wurde Seewasser mit einem Gehalt von 18 000mgCl~/l so lange elektrodialysiert, daß das ausfließende Wasser noch 300 mg Cl /1 enthielt. Die Gesamtzahl der Membranen betrug 60. Die Stütze zwischen diesen Membranen bestand aus welligen perforierten Polyvinylchlaridplatten von einer Dicke von 0,8 mm, mit einer Wellenlänge von 2 mm, einer Amplitude von 0,175 mm, einem Lochdiurchmesser von 2,2 mm und versehen mit 120O¹ Löchern pro dm² der flachen Platte.In an apparatus according to FIG. 6, seawater with a content of 18,000 mgCl ~ / l was electrodialyzed for so long that the outflowing water still contained 300 mg Cl / l. The total number of membranes was 60. The support between these membranes consisted of corrugated perforated polyvinyl chloride plates with a thickness of 0.8 mm, a wavelength of 2 mm, an amplitude of 0.175 mm, a hole diameter of 2.2 mm and provided with 120O ¹ holes per dm ^{2 of} the flat plate.

Der Abstand zwischen den Membranen betrug also 0,35 mm. Die einzelnen Membranen hatten eine Oberfläche von 800 cm² (20 X 40 cm). In den Elektrodenräumen wurden zwei wieder von einem flachen Gewebe getrennte wellenförmige Schirme angebracht, wie im Beispiel III beschrieben. In dien übrigen Räumen war pro Raum nur ein wellenförmiger Schirm angebracht, und. zwar abwechselnd mit Winkeln von 70 und 110° zwischen S tor ömumgs richtung und Längsrichtung der Welle. Die Stromdichte betrug 2,5 mA/cm², die Süßwasserproduktiom 1 l/Stunde. Nach lOOstündiger Produktion war ebenfalls kein Rückgang der Qualität der Membranen nachzuweisen.The distance between the membranes was therefore 0.35 mm. The individual membranes had a surface area of 800 cm ² (20 × 40 cm). Two wave-shaped screens, again separated by a flat fabric, were placed in the electrode spaces, as described in Example III. In the other rooms there was only one wave-shaped screen per room, and. alternately with angles of 70 and 110 ° between the S tor ömumgs direction and the longitudinal direction of the shaft. The current density was 2.5 mA / cm ² , the fresh water production 1 l / hour. After 100 hours of production, there was also no evidence of a decrease in the quality of the membranes.

Bei der Elektrodialyse von Seewasser in einem Apparat nach Fig. 6 mit Abständen zwischen den Membranen und Elektroden von etwa 3 mm und zwischen den Membranen untereinander von etwa 2 mm, in dem einerseits Membranstützen aus Gaze aus dem olxinerwähnten Mischpolymerisat und andererseits solche in den Elektrodenräumen nach Fig. 2 und in den anderen Zellen solche nach Fig. 1 und Seewasser als Spülflüssigkeit verwendet wurden, zeigte sich, daß die Anödenmembran im ersten Fall nach 7 bis 10 Betriebsstunden durch Angriff nicht mehr brauchbar war. Im zweiten Fall konnte nach 40 BetriebsstundenIn the electrodialysis of seawater in an apparatus according to FIG. 6 with distances between the Membranes and electrodes of about 3 mm and between the membranes one below the other of about 2 mm, in the one hand membrane supports made of gauze made of the olxine-mentioned copolymer and on the other hand those in the electrode spaces according to FIG. 2 and those in the other cells according to FIG. 1 and seawater were used as rinsing liquid, it was found that the anode membrane in the first case after 7 to 10 hours of operation was no longer usable by attack. In the second case it was possible after 40 hours of operation

Claims

Patent claims:

1. Electrodialysis device with non-dimensionally stable Diaphragms and self-supporting corrugated and cooked-through support plates made of electrically non-conductive material, characterized in that the supports are at the kinks Have holes.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that spherical on the kinks Bulges are attached (Fig. 3).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the supports between two membranes are angeocdfnet such that the direction of the kinks is not parallel to the direction of flow of the liquid determined by the position of the supply and discharge.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the support consists of two perfo-

waved, wavy plates between which a gauze or fabric is arranged.

Documents considered: German Patent No. 17 433; Belgian Patent No. 495,100; U.S. Patent Nos. 2,225,024, 2,386,826.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings