CN1006364B - 双头空心纤维渗透分离器 - Google Patents

Abstract

一种双头渗透分离器，渗液从纤维束的两端抽取，而只从渗透分离器的一端排出。

Description

本发明一般有关用选择性分离法分离流体，具体有关用空心纤维束作渗膜的类型的渗透分离器。

已知这种渗透分离器有双头（DE）纤维或单头（SE）纤维都可以，区别在于双头（DE）纤维在纤维束的两个端部处都开口，而单头（SE）纤维则在一端转回，在另一端通过一个管板开口。双头（DE）渗透分离器如布仑（Brun）等人的美国专利第3，953，334号中所揭示。这种分离器在分离器的两端，必须设有带槽道的端板，和排出一种渗液的复式歧管。典型单头（SE）渗透分离器以本发明的受授人的名义注册了PERMASER的商标。这种渗透分离器的一个优点，是有最少的外部附件，并且在端板上有最少的安装位置，这些都可以促使相关的管件和安装方面的成本下降。但是，所有的双头（SE）渗透分离器都有一个缺点，就是纤维内孔中的压降很大，结果通过量比没有压降的为低。

用一种双头渗透分离器可以提高生产率，这种分离器有一个长形套，端上有开孔，有一根多孔管，放在套内的空形纤维管状捆束中。在多孔管中有一根无孔管，在纤维束的一端放置一个双通道连接器。一条通道把一个开孔和多孔管连接。另一条通道把无孔管和纤维束端部的纤维开口端连接。

图1为一个渗透分离器第一实施方案的一个纵向剖视，分离器中采用了本发明的改进之处。

图1A为一个分解端视图，表示包埋在管板中的空心纤维的开口端。

图2为渗透分离器第二实施方案的一个俯视。部件拆卸剖视，揭开构造的细节。

图3为沿图2中3-3线的横向剖视。

图4为渗透分离器第三实施方案的俯视图。部件拆卸剖视，揭开构造的细节。

图5为用于分离气体的第四实施方案概略剖视。

图1所示的渗透分离器有一个选择性渗透空心纤维12的管形陈列或捆束10，由壳体14和端板16、18包围。端板16有一个第一开孔20，待处理的流体通过这开孔引入，有一个第二开孔22，排出处理后的流体。渗透通过端板18上的第三开孔24排出。端板16、18用拼合环26、28定位，其边缘用O形环和壳体14密封。

端板16的内侧有凹槽，容纳套管30的减少直径的端部，这端部中又容纳一个接管32，并用一个O形环密封。接管或双通道连接器32的结构细节，将在下文中结合图2及图3叙述。有一个盖板34和套管30相邻，有弹性环38固定在一个罩36内。盖板34有O形环和罩36及接管32密封。罩36用四块垫片39，在壳体14上作有间距的支承。在纤维束10的一端，有一个筛网40和一个多孔铝矾土块42，夹在盖板34和管板44之间。罩36粘结在管板44上。在纤维束10的另一端，有另外一个管板46，多孔矾土块48和靠在端板18上的筛网50。

管板44、46用环氧树脂粘合，支撑在空心纤维12的开口端上（见图1A）。管板44粘结在接管32上滑动的套管52上。接管32用一个O形环和套管52密封。管板46和套管54粘结，有一个粘合边56，用一个O形环和壳体14密封。在管板的相互间，有一段暴露的纤维束12，用VEXAR（注册商标）塑料网料制的内流网和外流网58、60罩住。

在网58中，有一个多孔第一管62和一个无孔第二管64。管62的一端插在管套52中。其端部贴靠接管32和套管54。管64倾斜放置，一端插在接管32中，另一端插在通过套管54的一条通道里。两端用O形环和接管及套管密封。

在把渗透分离器安装后作使用时，把诸如盐水的流体原料加压，通过第一开孔引入。原料通过接管32及第一管62的孔服，径向通过纤维束10流动。产品或渗液，也就是清水，在反渗透作用下进入空心纤维12，并通过纤维的开口端，进入多孔块42、48。经过多孔块42的渗液，从接管32，管64，及套管54中流过，达到第三开孔24。从多孔块48中流过的渗液，直接进入开孔口，废盐水从网60和罩36及壳体14之间的开敞空间中通过，达到第二开孔22。

在运转前和运转时，纤维可能因为里面的温度变化而发生收缩。罩36与壳体14之间，以及套管52与接管32之间可以相对运动，便可以适应1%以下的收缩率。

本发明可取得双头纤维的优点，而在有利地取得优点时，只需要用与典型单纤维结构所用的相同的内包空间，和相同的实用外开孔。双头纤维和单头纤维比较，沿纤维内孔有较低的压力降，因为原料压力一定时，可以提高横过纤维壁的驱动压力。这便可相当大增加渗液的通过量，从而有少量的有害的盐分，在渗液中稀释。这稀释的所以产生，是因为有害的盐分在纤维壁中通过的量几乎恒定，但渗液水可由于驱动压力增高而增多。

图1和图2中所示的实施方案之间的差别，是在图2中，省略了多孔块，并且相邻的部件经过修改或重新安排。凡与图1相同的部件，都使用相同的标志号。

如图2所示。筛网40贴靠纤维束10的一端，并用一个盖板68定位。盖板68的内表面上，有槽70（见图2及3），把渗液从纤维12的开口端，通过接管32，向管64排空。接管32是一个双通道连接器，在图1、2及4的实施方案中，用塑料切削或模铸制成。第一通道73偏心，包围并容纳管64。在图3所示的位置上，第二通道74为肾形，以提高开口20和多孔管之间的流量。

在渗透分离器的另一端，筛网50用有槽76的端板75定位，渗液通过这槽，从纤维12的开口端流进第三开孔80，第三开孔还接受来自管64的渗液。

图2所示的实施方案的主要优点，是在省略多孔块后，使标准长度的壳体14，有可能增大纤维12的暴露段的长度，从而把生产率进一步提高。

在图4示的实施方案中，一端上的部件与图2中的相同，另一端上的与图1中的相同。因此，在图4中使用了图1及图2中的相同标号。这实施方案被选择作估计用的原型。

图5所示，是用于分离气体的一个实施方案，例如从甲烷中分离二氧化碳和氢。可以把加压气体通过开孔22引入，围绕管板44的周围流过，并通过纤维束10流进多孔管62。管62通过连接头32向开孔20排空。在一端上，渗液从捆束10里的纤维的开口端，通过一个多孔块42，和连接器32，流进管64和开孔24。在另一端上，渗液通过多孔块48，直接流入开孔24。在这实施方案中，连接器32是焊接金属组件的一部分，组件中包括多孔管62和无孔管64。

Claims (7)

1、一个渗透分离器中有一个长壳套和一根被包围在空心纤维捆束的多孔的第一管，两端各有一个管板；其特征在于在该第一管中，设有一根无孔的第二管，捆束的一端上有一个接管，捆束的另一端上有一个在管板中的套管，所述纤维的开口端包埋在该管板中，所述壳套在一端有第一及第二开孔，另一端有第三开孔，在捆束的所述另一端的该纤维开口端，和所述第三开孔相通，所述接管是一个连接器，其第一通道与该第一开孔及该第一管相通，第二通道与捆束的该一端的该纤维的开口及该第二管接通，该第二管伸进该套管，并通过套管与该第三开孔相通，在捆束的所述另一端的该纤维的开口，还和所述第三开孔接通，在多孔第一管和该第二开孔之间，有一个通过该捆束的流径。

2、如权利要求1中之渗透分离器，特征为所述壳套为管形，并设有端板，所述第一及第二开孔在该一端的端板上，设第三开孔在该另端的端板上。

3、如权利要求2中之渗透分离器，特征为有一块多孔块，放在每一端板和相邻的管板之间。

4、如权利要求2中之渗透分离器，特征为每一管板设有一个筛网与之接触。

5、如权利要求2中之渗透分离器，特征为设有一个筛网，在该一端和管板接触，有一个多孔块在所述另一端和管板接触。

6、如权利要求2中之渗透分离器，特征为所述第一孔是待处理流体的进口，所述第二孔是处理后流体的出口，所述第三孔是渗液的一个出口。

7、如权利要求2中之渗透分离器，特征为所述第二孔是待处理流体的进口，所述第一孔是处理后流体的出口，所述第三孔是渗液的出口。

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