DE1442355B2 - Abstandhalter fuer membranen mehrzelliger elektrodialysatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter für Membranen mehrzelliger Elektrodialysatoren in Filterpressenbauart, der aus einem Gewebe aus Fäden chemisch widerstandsfähigen hochpolymeren Materials besteht.

Damit Elektrodialyseverfahren mit einem hohen Stromwirkungsgrad in einem Elektrodialysator durchgeführt werden können, muß der Abstand zwischen den Membranen zum einen konstant und zum andern in jedem Abteil klein gehalten werden, und außerdem muß der Lösungsstrom gleichmäßig gehalten werden. Da die dabei verwendeten Membranen gewöhnlich biegsam sind, ist es schwierig, eine Berührung benachbarter Membranen zu verhindern und den Abstand zwischen den Membranen in jedem Abteil ständig konstant zu halten.

Aus der USA.-Patentschrift 2 735 812 ist beispielsweise ein poröser, gewellter und elektrisch isolierender Abstandhalter bekannt, der jedoch den Nachteil hat, daß er den wirksamen Bereich des Dialysators vermindert, wodurch keine hohe Stromdichte erreicht werden kann. Außerdem kann die Membran leicht beschädigt werden, und da die Herstellung einer präzisen Dicke außerordentlich schwierig ist, können daraus keine mehrzelligen Dialysatoren hergestellt werden.

Aus der deutschen Patentschrift 1 032 221 ist es bekannt, in Elektrodialysevorrichtungen ein Stützelement in Form eines Schirmes zu verwenden, der aus einer gewellten perforierten Polyvinylchloridplatte besteht. Auch mit diesem Abstandhalter ist es nicht möglich, einen präzisen Abstand zwischen einer Membran und einer benachbarten Elektrode aufrechtzuerhalten. Aus der holländischen Patentschrift 91 090 ist schließlich ein Abstandhalter aus einem gazeartigen Material bekannt, der nicht kompressibel ist und der außerdem den Nachteil hat, daß der daraus hergestellte Dialysator mit einem schlechten Wirkungsgrad arbeitet.

Allgemein handelt es sich bei den bisher bekannten Abstandhaltern um z. B. flächenhafte Gitter oder perforierte Platten aus einem festen Material. Bei diesen Abstandhaltern ist es in der Praxis schwierig, ausreichend kleine Maschen herzustellen, so daß sich nichts zwischen den Membranen im Mittelteil jeder Öffnung befindet und nicht die Gefahr besteht, daß die Membranen einander berühren. Bei den bisher bekannten Abstandhaltern aus festem Material besteht außerdem die Gefahr, daß die Kante des festen Abstandhalters die Membran beschädigt.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es nun, einen Abstandhalter anzugeben, der die oben geschilderten Nachteile nicht aufweist und mit dessen Hilfe es möglich ist, zwischen einer Membran und einer benachbarten Elektrode oder zwischen zwei Membranen einen präzisen Abstand herzustellen und beizubehalten, ohne dadurch die Membranen zu beschädigen.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß man dieses Ziel dadurch erreichen kann, daß man als Abstandhalter ein Gewebe aus Polymerisatfäden verwendet, das in ganz bestimmter Weise hergestellt ist.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Abstandhalter für Membranen mehrzelliger Elcktrodialysatoren in Filterpressenbauart, der aus einem Gewebe aus Fäden chemisch widerstandsfähigen hochpolymeren Materials besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kette wie bei einem Drehergewebe verschlungen und verflochten ist, während der Schuß geradlinig und quer zur Kettenrichtung verläuft.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen. Abstandhalters in seinen Einzelheiten ist aus der Zeichnung zu entnehmen.

Fig. 1 stellt einen Querschnitt in Richtung des durch den Dialysator durchfließenden Stromes dar; F i g. 2 stellt einen Querschnitt in Richtung der Strömung des Lösungsmittels senkrecht zur Richtung des elektrischen Stromes dar.

Aus den F i g. 1 und 2 geht hervor, daß die Schußfäden zwischen der Oberseite und der Unterseite hin und her verlaufen, während die Kettfäden wie bei einem Drehergewebe miteinander verschlungen sind, so daß sie ausreichend dick werden. Durch diesen Aufbau ist der erfindungsgemäße Abstandhalter sehr voluminös und braucht in Richtung des elektrischen Stromes und in Richtung des Stromes der Lösung viel Platz. Wenn die Dicke des Abstandhalters größer als die des Rahmens ist, wird, wenn auf beide Seiten des Abstandhalters ein Druck ausgeübt wird, dessen Dicke entsprechend dem ausgeübten Druck vermindert, wobei gleichzeitig dem Preßdruck ein Widerstand entgegengesetzt wird. Bei Wegnahme dieses Druckes nimmt der Abstandhalter wieder seine ursprüngliche Form an.

Beim Zusammenbau des erfindungsgemäßen Abstandhalters, des Rahmens und der Membranen zu einem Elektrodialysator wird daher der Abstandhalter zusammengedrückt, bis seine Dicke der Dicke des Rahmens entspricht, worauf der voluminöse Abstandhalter mit gleichmäßiger Kraft auf die Membranen drückt. Dadurch wird die Berührung der einander benachbarten Membranen verhindert und ein konstanter Abstand zwischen den Membranen eingehalten.

Da der erfindungsgemäße Abstandhalter voluminös und in Richtung des Stromes der Lösung porös ist, wird eine gleichmäßige Strömung in jeder Richtung erzielt, wodurch die örtliche Verringerung oder Zunahme der Konzentration bei geringem Druckverlust und eine Beschädigung der Membranen vermieden wird.

Als Fadenmaterial zur Herstellung des erfindungsgemäßen Abstandhalters werden übliche Fäden aus chemisch widerstandsfähigen hochpolymeren Materialien, z. B. aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyäthylen, Polykondensaten von Terephthalsäure und Äthylenglykol, verwendet. Die Stärke der dabei verwendeten Fäden beträgt üblicherweise 100 bis 1000 Denier.

Gegenüber dem aus der deutschen Patentschrift 1032 221 bekannten Abstandhalter, der — wie bereits oben ausgeführt — zur Einhaltung eines konstanten Abstandes zwischen den Membranen auf Grund seines starren Aufbaus nicht geeignet ist, weist der erfindungsgemäße Abstandhalter wesentliche Vorteile auf. Da er aus einem voluminösen Gewebe aus Kunststoff einzelfäden mit einem ganz bestimmten Aufbau besteht, ist seine Dicke durch Anwendung von Druck veränderlich, so daß die gesamte Oberfläche der Membranen fest in einem Stapel gehalten wird. Außerdem führt der erfindungsgemäße Abstandhalter im Gegensatz zu den bisher bekannten Abstandhaltern bei der Anwendung in Lösung auf Grund seines voluminösen Aufbaus zu keinem Anstieg des elektrischen Widerstandes der Dialysatorzellc. Da der erfindungsgemäße Abstandhalter außerdem nicht aus festen Platten besteht, ist eine einheitliche Verteilung der Elektrizität über den gesamten

Raum möglich, und der Widerstand gegenüber der Strömung ist gering, so daß sich die Lösungen in sämtlichen Richtungen gleichmäßig verteilen können. Da der erfindungsgemäße Abstandhalter aus Einzelfäden besteht, im Gegensatz zu den aus festen Platten bestehenden bekannten Abstandhaltern, können die Membranen nicht beschädigt werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Abstandhalters ist darin zu sehen, daß er auf Grund seines voluminösen Aufbaus eine sehr geringe Zwischenmembrandistanz sowie einen vollkommenen Diaphragmaeffekt ermöglicht. Mit dem erfindungsgemäßen Abstandhalter ist es der Anmelderin erstmals gelungen, die Berührung zwischen den benachbarten Membranen in einem Elektrodialysator und auch sonstige üblicherweise dabei auftretende Nachteile zu vermeiden, ohne die gleichmäßige Strömung in den Abteilen des Dialysators dadurch zu beeinträchtigen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Membranen mehrzelliger in Filterpressenbauart, be-

   Abstandhalter für
   Elektrodialysatoren

   stehend aus einem Gewebe aus Fäden chemisch widerstandsfähigenhochpolymerenMaterials, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette wie bei einem Drehergewebe verschlungen und verflochten ist, während der Schuß geradlinig und quer zur Kettenrichtung verläuft.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen