亲油性渗透汽化膜组件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种渗透汽化膜组件（1），特别是亲油性渗透汽化膜组件。亲油性渗透汽化膜组件具有不透液外壳（11），不透液外壳具有至少一进料口(12,37)，至少一渗余物出口(6a,13,13’)以及至少一负压或者真空渗透物出口(14,42)，其中膜袋堆栈(15)设置在外壳内部(18)，包括多个膜袋(20)以及彼此设在膜袋上的封头(65)，其中通过压力施加装置(32,33)将机械压力施加在堆栈方向的膜袋(20)，以实现膜袋（20）的彼此密封，以便通过膜袋(20)将外壳内部(18)分成膜袋(20)外侧的进料腔(26)和膜袋(20)内侧的渗透腔(27).本发明还涉及一种渗透汽化膜组件（1）的应用方法。其中由于膜袋(20)具有大致呈矩形的横截面，其膜表面具有成槽型的开口(22)，所以膜组件得到改进，其中彼此设置在膜袋堆栈(15)内的槽型开口(22)以及位于槽型开口内的封头(65)形成通向至少一渗透物出口(40)的至少一普通渗透物(14)通道。
【专利说明】亲油性渗透汽化膜组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及渗透汽化膜组件，特别是亲油性渗透汽化膜组件，其具有不透液外壳，不透液外壳具有至少一进料口，至少一渗余物出口以及至少一负压或真空渗透物出口，其中膜袋堆栈设置在外壳内部，且包括多个膜袋以及彼此设置在膜袋上的封头，其中通过压力施加装置将机械压力施加在堆栈方向的膜袋，以实现膜袋的相互密封，以便通过膜袋将外壳内部分成膜袋外侧的进料腔和膜袋内侧的渗透腔。本发明进一步涉及根据本发明的膜组件的用途。
【背景技术】
[0002]渗透汽化基于利用所述膜扩散的不同液组分的不同渗透性通过膜实现分离而清除液体混合物的一种方法。每次使用时，必须选择适当的膜，使得较低浓度液体组分(也称为次要组分)比过量的主要组分更快扩散。以分离包含，例如重量比为96%的乙醇和重量比为4%的水的乙醇燃料为例，即，不能通过其他分离工艺进一步分离的共沸混合物。为此，可以选择使用亲水膜，便于次要组分，即，水的进入，且易于排除乙醇。
[0003]相比压力驱动的过滤工艺，要考虑除了通过扩散的方式，不能渗透膜的液体。为了进行渗透汽化，渗透侧采用负压或者真空，而在进料侧产生的进料流与特殊压力无关。
[0004]进料流的液体组分通过膜扩散，来满足渗透侧的高负压或者真空，进而实现渗透汽化。结果，渗透物立即在膜渗透侧蒸发，然后移向渗透物出口。渗透侧的真空或者低气压与进料侧的正常液体压力之间的压差，同时渗余物侧的真空或者低气压与进料侧的正常液体压力之间的压差，驱动扩散工艺或者渗透汽化工艺。由于所述液体组分在渗透侧蒸发，使得其浓度在膜的进料侧是高的，而在膜的渗透侧是低的，所以可以从通过膜扩散的溶液组分的浓度来观察该工艺。最终的浓度梯度驱动渗透汽化工艺。因此，渗透汽化以由在膜的任一点的膜两侧之间的压差确定的速率而进行。
[0005]现有技术包括不同结构的渗透汽化膜组件。大部分组件基于平板式膜。例如，从Sulzer-Chemtech公司购买的包括开式渗透物腔的板式组件包括设置在进料板和组件端板之间的膜，以及设置在渗透侧且包括穿孔式金属板的渗透物通道隔圈。在这种情况下需要使用复合封头。
[0006]从CM-Celfa公司购买的包括封闭式渗透物腔以及与不渗透物板交错相间的膜板的板式组件也需要复合密封措施。
[0007]在另一替代结构中，平板式膜交互层围绕螺旋卷式组件中的中心多孔渗透管而卷绕，进料隔圈和渗透物隔圈的交互层设置在平板式膜交互层之间。引入进料流使其与渗透管平行。该结构不能充分用于渗透汽化工艺。
[0008]最终，基于包括边缘彼此焊接在一起堆栈在中心多孔渗透管处的圆形膜袋的膜袋堆栈，本 申请人:研发出一种渗透汽化膜组件。为此，每个圆形横截面的膜袋具有中心圆形开口，中心圆形开口的半径与渗透管的直径相同。每个膜袋包括两个彼此叠加在一起的膜表面，膜袋通过膜袋内的渗透物隔圈保持开放，以便当给渗透管内为负压时膜袋不会破裂。此夕卜，各膜袋渗透管在其接触线处密封，这样，渗透物袋外侧形成膜组件内的进料腔，其中进料腔从膜袋内侧的渗透物腔以及渗透管进行密封。
【发明内容】
[0009]相比上述，本发明的目的是提供一种渗透汽化膜组件，其可实现更加改进的分离效果，特别是增加渗透物的量，同时始终保持良好的选择性。
[0010]该目的通过渗透汽化膜组件来实现，特别是亲油性渗透汽化膜组件来实现，亲油性渗透汽化膜组件具有不透液外壳，不透液外壳具有至少一进料口，至少一渗余物出口以及至少一负压或者真空渗透物出口，其中膜袋堆栈设置在外壳内部，包括多个膜袋以及彼此设在膜袋上的封头，其中通过压力施加装置将机械压力施加在堆栈方向的膜袋，以实现膜袋的彼此密封，以便通过膜袋将外壳内部分成膜袋外侧的进料腔和膜袋内侧的渗透物腔，其中由于膜袋具有大致呈矩形的横截面，其膜表面具有成槽型的开口，所以膜组件得到改进，其中彼此设置在膜袋堆栈内的槽型开口以及位于槽型开口内的封头形成通向至少一渗透物出口的至少一普通渗透物通道。
[0011]本发明的基本特征是本 申请人:改型后的膜组件包括大致呈圆形的膜袋的膜袋堆栈，具有用于中心渗透管的圆形中心开口，通过使膜的渗透侧与进料侧之间的压差更大而改变膜组件的几何性，进而改进膜组件。在使用平板式膜的传统膜组件中，由于渗透侧与进料侧之间的压差在整个平板式膜中是相同的，所以不会出现这种问题。本 申请人:开发的膜组件的圆形膜袋中，由于就两者的选择性和渗透率而言，其分离效果相当于或者甚至超过比传统现有技术的组件的分离效果，所以不确定是否会出现这个问题。然而，我们意外发现通过改变几何性可以使膜的渗透率大大增加。
[0012]这基于位于圆形膜袋的径向外点的渗透物必须流向中心，S卩，渗透管，作为气体的事实。从膜袋的任一点向内流动的渗透物就是这样的。朝向中心渗透管，渗透物的体积逐渐减小，即，随着渗透物向中心移动，其被压缩。进行所述压缩的同时会增加阻力，损失压力。结果是朝向中心的膜袋的外部产生更大压差，以便外部施加在膜渗透侧的负压小于中心负压。从而，在膜袋外部驱动膜内液体次要组分的扩散的力不及内部强，其中内部的膜渗透侧与进料侧的压差大于外部的压差。这会导致膜外部内，即，占用较大面积的部分膜袋内渗透汽化工艺的失效。压力损失曲线在膜袋内部尤其陡峭，而其向外则变得平坦。因此，大部分膜表面缺乏效率。
[0013]考虑到这些情况，由于膜袋厚度，即，膜袋的膜之间的距离，通过渗透隔圈在径向保持基本恒定，所以其是次要的。主要由于周向的膜袋的尺寸大小的变化使得压力损耗逐渐增加，这可以通过厚度相同的同轴圆环来说明，膜袋表面积随着半径变小而线性减少。
[0014]如果选择大致呈矩形横截面的膜袋或者槽型开口，膜袋内的渗透物的流动结构会发生变化。渗透物现在沿着直线轨迹达到中心槽体，这几乎不会减少横截面，而不是从外部径向流向中心进而减少横截面。会聚流线使得类似压力损失仅出现在槽的端部附近。然而，流线不会聚或者仅稍微沿着槽体长度会聚，由此，从内侧向外的压力损失在膜袋内显著减少。结果，类似低值负压施加在膜袋的表面积的主要部位，以便这些部分内的膜的渗透侧和进料侧之间产生大压差，从而确保高效的渗透汽化。这样，可获得的渗透汽化速率，即，渗透物量，可增加几倍，而不会对次要组分和主要组分分离的选择性产生负面影响。[0015]优选地，槽型开口设置在膜袋的两条对称轴中的长轴上。这种测量用于使膜袋非会聚渗透物流存在的部分最大化，以及使渗透物流线会聚的部分最小化。这提高了渗透汽化分离的效率。
[0016]在另一有利的改型中，至少一渗透物通道通向渗透管，渗透管位于膜袋堆栈一侧，具有一个或者多个渗透物出口。在这种情况下，不会对膜袋堆栈内的渗透物通道直接抽成真空，但是要对渗透管一侧或者两侧的渗透管抽成真空，这简化了膜组件的整体设计。这样，膜袋堆栈内的渗透物通道的槽型横截面变成管型横截面，这更加适于施加负压。
[0017]将多个槽型渗透物通道彼此挨着设置成一排，而非一个槽型渗透物通道。尤其是在膜组件的一个实施例中，其中压力施加装置包括多个横拉杆，横拉杆设置在膜袋的对称轴时，其从膜袋堆栈的一侧延伸向另一侧延伸，以确保压力尽可能均匀，例如，通过使用压力板。在这种情况下，渗透物通道的槽体和横拉杆在所述的对称轴上交替相间。
[0018]优选地，多孔渗透物隔圈设置在膜袋内，和/或多孔进料隔圈设置在膜袋堆栈内的膜袋之间。施加负压时，多孔渗透物隔圈可防止膜袋破裂，进而确定膜袋内的渗透物腔恒定不变。渗透物隔圈为多孔式，具有足够强度来保持膜袋的形状，甚至当施加负压时。进料隔圈用于稳定膜袋，特别是就膜组件内的进料流而言。结果，既可保持膜袋堆栈的恒定几何性，还可确保连续膜袋互不接触，以便用于渗透汽化的表面积尽可能大。
[0019]有利的是，多个渗透物隔圈成层设置在膜袋内，所述的渗透物隔圈的细度随着其多孔性从内侧向外增加。例如，一层粗渗透物隔圈，即，由彼此交叉设置的聚合物细线制成，根据膜袋的厚度可以设置在中心，而所述的聚合物细线厚度向外侧逐渐减小，在适当情况下，细纤维网设置在最外层，其具有一定的小空间灵活性，特别是与膜袋的膜渗透侧接触的相对小的表面，以便于实际用于膜渗透侧的渗透汽化的流动面积尽可能大。
[0020]为进一步稳定膜袋堆栈和渗透物通道，可以将另外一个或者多个金属压力板设置在膜和膜袋之间的渗透物隔圈之间。所述金属压力板通过设置在膜袋之间的封头吸收施加在膜上的压缩负荷，从而形成所述封头的接界。结果，进料腔和渗透物腔可以更加紧密地相互密封在一起。
[0021]此外，穿孔式支撑管设置至少一渗透物通道内以稳定所述渗透物通道，其中支撑管的横截面与渗透物通道的横截面大致相同。此类支撑管可防止封头或者部分膜袋由于施加在膜堆栈内侧的负压而被向内拔出而破坏外壳内进料腔和渗透物腔之间的密封断裂。在这种情况下，料液可自由地进入渗透物通道。支撑管能够可靠地防止此类现象。
[0022]在根据本发明的另一个改型中，外壳内部通过设置在各膜袋之间的挡板分为多个区间或者隔间，其中各所述挡板包括开口，用于进料流从一个隔间流向下一个隔间，交替设置所述开口以获得通过隔间的曲径进料流。如果进料流设置为曲流，所述进料流会相继通过连续隔间内的多个膜袋，以便通过所述进料流使得有效膜表面成倍增加。这会更进一步提高液体混合物的渗透汽化分离的效率。
[0023]优选地，在另一个改型中，隔间的高度和每个隔间的膜袋数量在从进料口到渗余物出口的方向至少部分减少。结果使得用于从进料口到渗余物出口之间的外壳内的进料流的横截面持续减少，进而产生较高流速。这也意味着，最初，在进料口附近，浓缩料液保持在较大数量的膜袋内，形成一个大的膜面，较长时间后，使得一开始就可以从液体混合物中分离较大数量的次要组分。在下列隔间内，由于隔间的高度减低，流速增加，由每个隔间的可用膜袋数量较少，所以可用的膜表面更小，以便在该区域可防止浓缩时增加液体混合物的主要组分的渗透汽化。本发明还包括每个隔间内膜袋数量的其他分配方式，例如，每个隔间的膜袋数量在向渗余物出口方向由减少变为增加。这种变化可根据需要而调整。
[0024]在根据本发明的膜组件中，外壳优选设置在压力容器内。
[0025]此外，本发明的目的可以通过使用上述用于液体混合物，特别是有机溶剂混合物或者溶解在其中的有机物质的渗透汽化分离的膜组件而实现。
[0026]根据本发明的膜组件上下文中提到的特征、优点和特性也适用于，但不限于，根据本发明的所述膜组件的用途。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]结合权利要求与附图，通过对本发明实施例的描述，本发明的其它特征是显而易见的。本发明实施例可以包括单个特征也可以包括多个特征的组合。
[0028]下面参考附图，通过示例性实施例对本发明进行详细描述，无需限制其一般创意，其中读者可参考附图了解本文中未详细描述的本发明的所有具体细节。附图如下:
[0029]图1示出了根据现有技术的板式组件的示意图，
[0030]图2示出了根据现有技术的另一板式组件的示意图，
[0031]图3示出了根据现有技术的螺旋卷式组件的示意图，
[0032]图4示出了公知的膜袋组件的示意剖视图，
[0033]图5示出了公知的圆形膜袋的示意图，
[0034]图6a)，6b)示出了膜袋内流线的示意图，
[0035]图7示出了根据本发明的膜组件的压力容器的透视图，
[0036]图8示出了根据本发明的膜组件的示意正视图，
[0037]图9示出了根据本发明的膜组件的立视图，
[0038]图10示出了根据本发明的膜组件的侧剖视图，
[0039]图11示出了根据本发明的膜组件的横截面的详细示意图，
[0040]图12示出了封头的示意图，和
[0041]图13示出了金属压力板的示意图。
[0042]在这些附图中，相同或类似元件和/或部件使用相同参考标号表示，就不再重复描述它们。
【具体实施方式】
[0043]图1以分解形式示出，从Sulzer-Chemtech公司购买的包括开式渗透物腔的板式组件100的示意透视图。包括连续封头107的进料板106，膜108和具有邻接渗透物通道隔圈110的穿孔式金属板109密封在上板104和下板105之间。为此,上板104和下板105彼此紧密拧在一起，设置在上板和下板之间的多层被压在连续封头107，从而将它们彼此密
封在一起。
[0044]上板104设有含次要组分的液体混合物的进料101的进口，以及相对侧的渗余物102的出口。此外，附图也示出了在下侧不同方向的渗透物通过渗透物通道103和渗透物隔圈110。此时，连续封头107必须具有复合设计以确保进料腔从渗透物腔可靠密封。[0045]图2以分解形式示出了，从CM-Celfa公司购买的包括封闭式渗透物腔的板式组件200的示意图。板式组件200包括由盖板204，交替膜板205和中间板207以及终端板209构成的堆栈或者塔，盖板204，交替膜板205和中间板207以及终端板209在途中显示为相互之间保持一定的距离以便说明其功能原则，但是实际上彼此密封设置在板式组件200内。板204，205和207均设置有用于进料通道201，渗余物通道211和板角落的渗透物通道212的开口以及用于进料201，渗余物202和渗透物203流通的开口。
[0046]各模板205均具有长菱形膜206，长菱形膜与渗透物通道212的开口相连接。各膜206与围绕其的中间板207 —起，将两个连续中间板207之间的空间分为一个进料腔和一个渗透物腔。在从进料通道201到相对渗余物通道211的横向方向，料液流经每个腔。在渗透物腔内，渗透物从整个膜表面扩散到两个渗透物通道212。液体流设置为黑色箭头，而气态流，即，渗透物，设置为白色箭头。
[0047]图3示出了根据交替设计理念的膜组件的示意图，特别是中心设有穿孔式管304的螺旋卷式组件300。所述管由两个板式膜305包围，两个板式膜305以螺旋卷式设置，渗透物隔圈306和进料隔圈307分别交替设置在两个板式膜305之间。在该螺旋卷式组件300内，将进料301引进穿孔式管304方向的螺旋膜部分，其中在另一侧进料用作渗余物302。渗透物从膜305之间的填充有渗透物隔圈306的空隙进入多孔管304，然后从多孔管中流出用作渗余物302。
[0048]图4是由本 申请人:已经改型的包括膜袋409堆栈的膜组件400的示意剖视图。所述组件包括容器404或者设有用于进料401的进料口 406的外壳，进料401通过容器404由交互设置在容器404的不同壁上的挡板408设置为曲流，且从渗余物出口 407流出用作渗余物402。膜袋409的堆栈设置在容器404内，膜袋409围绕中心渗透管405设置，且通过0型密封圈朝向进料401密封。
[0049]图4所示的渗透汽化组件400的膜袋409具有大致呈圆形的周向，包括有渗透管405的中心开口 405成环形。在每种情况下，进料401沿着各膜袋409的外表面流动，使其通过容器405形成曲流。相比进料401的主要组分，次要组分通过膜袋409的膜可以更大程度地扩散，达到其蒸发的膜内侧，然后流向渗透管405，在渗透管405的端部被吸收为气态渗透物403。
[0050]图5示出了根据图4的渗透汽化组件的膜袋409的示意顶视图。图5所示为部分圆形膜袋409，但是也有两条平行直边线。含渗透管的中心开口成环形。箭头具有实线，表示进料流420从一侧流向膜袋409，流经所述膜袋，然后继续用作渗透物流421。
[0051]箭头具有点划线，表示在膜袋409内蒸发的渗余物的流向，即，渗透物流422。可以很清楚的看到渗透物流422从各方向流向中心。
[0052]图6a)和6b)是说明根据本发明的膜组件20内流动条件的示意图，膜组件具有矩形横截面和槽型开口 22，图5也示出了传统圆形膜袋409。而流线向中心渗透管405会聚的渗透物流402可在图6b)所示的圆形膜袋409中观察到，图6a)所示的渗透物流25的流线相互平行。所述流线继续相互平行直到它们几乎达到膜袋20的侧表面。仅在侧表面附近会形成一些会聚流线(未示出)。然而，这种现象仅影响膜袋20周向的一小部分。
[0053]相反，图6b)示出的圆形膜袋409的渗余物流422的所有流线会聚。不像图6a)所示的平行流线，减少的流动面积会增加流动阻力，进而增加膜袋409内从内向外的压力损失，结果减少了用于通过膜扩散进料所含液体混合物的次要组分的驱动力。根据图6a)所示的具有平行流线的矩形膜袋20，流动面积不会减少，从而减少流动阻力。结果，朝向外侧的压力损失远小于矩形膜袋20内的压力损失，以便在矩形膜袋20外部内的膜渗透侧和进料侧之间产生大压差，其中压差会驱动通过膜扩散进料的次要组分。通过将膜袋的矩形几何性与设置在膜袋20内槽体的几何性而获得这种效果。
[0054]图7示出了根据本发明的渗透汽化膜组件I的示意图，其中，组件尤其适用于有机液体混合物的渗透汽化，例如，以便分离出较高分子洗涤液中的苯，或者净化燃料乙醇。
[0055]膜组件I包括由前板3和后板4密封的圆柱形压力容器2，前板和后板拧紧到压力容器2的环形端法兰。前板3包括中心设置在底部附近的进料连接件5以及设置在顶部附近的两个渗余物连接件6，6’，渗透物连接件7设置在两个渗余物连接件6，6’之间的中心位置。根据图7的透视图，由于后板4内的类似渗透物连接件不能在透视图中看到，所以未将其示出。
[0056]图8示出了根据图7的无前板3的膜组件I的前视图。内容器11包括在下侧的进料口 12和渗余物出口 13，13’，上侧的渗透物出口 14设置在圆柱形压力容器2内。这表明进料流从底部流向顶部，从进料口 12流向渗透物出口 14。包括多个膜袋20的膜袋堆栈15设置在内容器11内，此外，其中挡板16将内容器11的内部空间18分为多个隔间17a-17f，隔间高度沿着进料从底部流向顶部的方向逐渐减低。但是，最后两个隔间17e和17f的大小相同。
[0057]图9示出了部分膜组件I的部分立视图。圆柱形容器2通过前板3密封，前板3拧紧到圆柱形压力容器2的法兰。该立视图示出了内容器11，内容器11包括膜袋堆栈15，挡板16和一些隔间。内部空间通向渗余物通道6a,渗余物通道6a通向渗余物连接件6’。含渗透物连接件7的渗透管位于膜袋堆栈15之上。
[0058]从图9也可以看到，各挡板16设有开口 16a，开口 16a用于进料从一个隔间流向下一个隔间。此外，也可以看到膜袋20如何将膜袋20外的进料腔26与膜袋20内的渗透物腔27分离。
[0059]图10示出了根据本发明的膜组件I的整体内容器11的示意剖面图。内容器11包括通过多个横拉杆33相互连接在一起的端板30和侧板或者侧壁(未示出)以及顶板31和下压力板32。为此，各横拉杆33通过其上侧的螺母34和其相对端的张紧螺母36固定，且将压力施加在与0型密封圈35连接的压力板32上。拧紧螺丝螺母34，可增加通过横拉杆33施加在压力板32上的压力。如果将横拉杆33调节到均匀预紧力，则可将均匀压力施加在膜袋堆栈15上。另一 0型密封圈35将顶板31从压力容器2外部密封。
[0060]图10示出了在压力板32中，进料通道37显示在左手边，料液10通过进料通道37进入第一隔间17a且沿膜袋20外侧从左边像右流动。也可以看到膜袋20的连续边封头
21。图10示出了一旦进料流已从左往右流过第一隔间17a，它就会达到第一挡板16内的开孔16a，通过开孔16a进入第二隔间17b，然后从右往左流经第二隔间17b。然后，进料流达到下一个挡板16的下一个开口，通过该开口进入下一个隔间17c。这样，挡板16和所述挡板16内的开口 16a的交互设置使进料通过膜组件I形成进料曲流，以便进料沿膜袋20的流动时间为几倍，从而一些机会将溶解在进料中的次要组分排出为渗透物。
[0061]在膜袋堆栈15中，槽型渗透物通道40位于横拉杆33之间，其中渗透物通道通过膜袋20内的连续槽型开口 22形成。每个所述通道由图10所示的示例性实施例中的多孔支撑管43支撑。当给渗透物出口 42施加负压时，各支撑管43可防止渗透物通道40破裂。所述通道40和多孔管支撑管43通向渗透管41，渗透管41通向两侧的渗透物开口 42。
[0062]图10的右手部分的圈和字母“X”表示图11中详细示出的用于说明膜袋堆栈15的详细结构的膜袋堆栈15的截面。
[0063]参照该图，每个膜袋20包括可焊接的连续边封头21，其中形成膜袋20的各膜相互紧密连接在一起。膜袋的各膜向内侧首先分叉，然后平行延伸，最后形成实际的膜袋20。由于施加负压时，膜袋20会破裂，所以将渗透物隔圈52-55设置在膜袋20内。大渗透物隔圈55设置在中心，由两侧的较细渗透物隔圈54包围。较细渗透物隔圈54由通过其外侧的超细渗透物隔圈53包围。此外，超细渗透物隔圈可由网52包围。例如，渗透物隔圈53，54和55可以，例如，包括多层合成细线，合成细线彼此交叉设置，其细度向外侧逐渐增加，而网成不规则结构。
[0064]此外，金属压力板60设置在图11示出的膜袋20的膜内侧，其中板可以更加稳定膜袋20。尤其是，它们用作设置在连续膜袋20之间的槽型封头65的接界，以便将膜袋20内以及渗透物通道40内的渗透物腔27与膜袋20外的进料腔26相分离。金属压力板60与槽型封头65仅槽型渗透物通道40附近的膜袋20内或者周围。
[0065]图12a)和12b)示出了槽型封头65的示意图。图12a)示出了渗透物通道40方向的顶视图。这样看来，槽型封头65包括由孔型排列的密封材料67制成，例如，弹性材料，如橡胶。板式框架66设有用于横拉杆33的开口 68和用于渗透物通道40的开口 69。此类槽型封头65插入渗透物通道40和横拉杆33位置处的连续膜袋20之间。
[0066]图12b)示出了沿图12a)切线A_A的槽型封头65的进一步放大的剖面图。在该剖面图中，槽型封头65具有用于渗透物通道40的中心开口 69。所述开口由其上下侧面的框架66限定，在所述位置框架66具有相关开口 69。框架66包括其两侧的密封材料67，密封材料成一条缝连接框架66。
[0067]图13示出了透视图与图12a)的槽型封头65的透视图相同的相应金属压力板60。根据图13，金属压力板60是由非压缩材料，例如，金属或者塑料，制成的平板体，金属压力板周向设置的横拉杆33的开口 31和渗透物通道40的开口 62与图12a)中设置的所示的槽型封头65的开口 68和69相对应。金属压力板60设置在膜袋20内，用于槽型封头65的接界，以便张紧横拉杆33时吸收施加的压缩负荷。
[0068]上述特征，所有只从附图中得出的特征以及结合其它特征公开的单个特征能够单独地或组合地看作是本发明的重点。本发明的实施例既可以包括单个特征也可以包括多个特征的组合。
[0069]参考标号列表
[0070]I 膜组件
[0071]2 圆柱形压力容器
[0072]3 前板
[0073]4 后板
[0074]5 进料连接件
[0075]6，6’渗余物连接件[0076]6a渗余物通道
[0077]7渗透物连接件
[0078]11内容器
[0079]12进料口
[0080]13，13’ 渗余物出口
[0081]14渗透物出口
[0082]15膜袋堆栈
[0083]16挡板
[0084]16a 开口
[0085]17a_17f 隔间
[0086]18内部空间
[0087]20膜袋
[0088]21边封头
[0089]22渗透物通道的槽型开口
·[0090]23进料流
[0091]24渗余物流
[0092]25渗透物流
[0093]26进料腔
[0094]27渗透物腔
[0095]30端板
[0096]31顶板
[0097]32压力板
[0098]33横拉杆
[0099]34螺母
[0100]35，35’ 0 型密封圈
[0101]36张紧螺母
[0102]37进料通道
[0103]40渗透物通道
[0104]41渗透管
[0105]42渗透物出口
[0106]43渗透物通道多孔支撑管
[0107]51进料隔圈
[0108]52网
[0109]53超薄渗透物隔圈
[0110]54细渗透物隔圈
[0111]55粗渗透物隔圈
[0112]60金属压力板
[0113]61横拉杆的开口
[0114]62渗透物通道的开口[0115]65槽型封头
[0116]66框架
[0117]67密封材料
[0118]68横拉杆的开口
[0119]69渗透物通道的开口
[0120]100板式组件
[0121]101进料
[0122]102渗余物
[0123]103渗透物
[0124]104上板
[0125]105下板
[0126]106进料板
[0127]107封头
[0128]108膜
[0129]109穿孔式金属板
[0130]110渗透物通道的隔圈
[0131]200板式组件
[0132]201进料
[0133]202渗余物
[0134]203渗透物
[0135]204盖板
[0136]205膜板
[0137]206膜
[0138]207中间板
[0139]208剖面
[0140]209端板
[0141]210进料通道
[0142]211渗余物通道
[0143]212渗透物通道
[0144]300螺旋卷式组件
[0145]301进料
[0146]302渗余物
[0147]303渗透物
[0148]304穿孔式管
[0149]305膜
[0150]306渗透物隔圈
[0151]307进料隔圈
[0152]400膜组件
[0153]401进料[0154]402渗余物
[0155]403渗透物
[0156]404容器
[0157]405渗透管
[0158]406进料口
[0159]407渗余物出口
[0160]408挡板
[0161]409膜袋
[0162]4100型密封圈
[0163]420进料流
[0164]421渗余物流
[0165]422渗透物流`
【权利要求】
1.一种渗透汽化膜组件，特别是亲油性渗透汽化膜组件(I)，其具有不透液外壳(11)，不透液外壳(11)具有至少一进料口(12，37)，至少一渗余物出口(6a，13，13’)以及至少一为或者可能为负压或者真空渗透物出口(14，42)，其中膜袋堆栈(15)设置在外壳内部(18)，且包括多个膜袋(20)以及相互设置在膜袋上的封头(65)，其中通过压力施加装置(32，33)将机械压力施加或者可能施加在堆栈方向的膜袋(20)，以实现膜袋(20)的相互密封，以便外壳内部(18 )通过膜袋(20 )分为膜袋(20 )外侧的进料腔和膜袋(20 )内侧的渗透物腔(27)，特征在于膜袋(20)具有大致呈矩形的横截面，其膜表面具有多个槽型开口(22)，其中槽型开口(22)相互设置在膜袋堆栈(15)内，位于槽型开口(22)内的封头(65)形成通向至少一渗透物出口(14)的至少一普通渗透物通道(40)。
2.根据权利要求1所述的膜组件(1)，特征在于所述槽型开口(22)设置在所述膜袋(20 )两条对称轴中的长轴上。
3.根据权利要求1或2所述的膜组件(1)，特征在于所述至少一渗透物通道(40)通向渗透管(41)，渗透管(41)位于所述膜袋堆栈(15)—侧，且具有一个或者多个渗透物口(14，12)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的模组件(1)，特征在于多孔渗透物隔圈(52-55)设置在所述膜袋中(20)，和/或多孔进料隔圈(51)设置在所述膜袋堆栈(15)内的膜袋(20)之间。
5.根据权利要求4所述的膜组件(I)，特征在于所述多个渗透物隔圈(52-55)成层设置在所述膜袋(20)内，所述渗透物隔圈的细度随着它们的多孔性从内向外增加。
6.根据权利要求4或5所述的膜组件(I)，其特征在于，一个或者多个金属压力板(60)设置在所述膜和渗透物隔圈(52-55 )之间的所述膜袋(20 )内。
7.根据权利要求1-6任一项所述的膜组件(I)，其特征在于，穿孔式支撑管(43)设置在所述至少一渗透物通道(40)内以稳定所述渗透物通道(40)，其中支撑管的横截面与所述渗透物通道(43)的横截面大致相同。
8.根据权利要求1-7任一项所述的膜组件(1)，特征在于所述外壳内部(18)由设置在单个膜袋(20 )之间的挡板(16 )分为多个隔间(17a-17f )，其中，每个所述挡板(16 )包括开口(16a)用于进料流(23)从一个隔间(17a_17f)流向下一个隔间(17a_17f)，其中所述开口交互设置以通过所述区间(17a-17f )获得曲径进料流(23)。
9.根据权利要求8所述的膜组件(I)，特征在于所述隔间(17a-17f )的高度以及每个隔间(Ila-1lO的膜袋(20)数量在从进料口( 12)到渗余物出口(23，13’)的方向至少部分减少。
10.根据权利要求1-9任一项所述的膜组件(I)，特征在于所述外壳(11)设置在压力容器(2)内。
11.根据权利要求1-10任一项所述的膜组件(I)用于液体混合物的渗透汽化分离，特别是有机溶剂混合物以及溶解在其中的有机物质的渗透汽化分离。
【文档编号】B01D61/36GK103796743SQ201280036170
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年7月16日 优先权日:2011年7月22日
【发明者】海科·诺兹克, 托尔斯滕·布林克曼, 索斯滕·沃尔夫, 乌尔丽克·维斯姆, 贾恩·温德, 帕特里克·斯切夫曼, 延斯-乌维·睿派克, 海克·马图斯克维斯克 申请人:亥姆霍兹中心盖斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司, 特殊聚合物及分子物生产制备协会