CN104703674B - 气体分离膜组件 - Google Patents

气体分离膜组件 Download PDF

Info

Publication number
CN104703674B
CN104703674B CN201380052072.4A CN201380052072A CN104703674B CN 104703674 B CN104703674 B CN 104703674B CN 201380052072 A CN201380052072 A CN 201380052072A CN 104703674 B CN104703674 B CN 104703674B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hollow
tube sheet
gas
cloth
hollow fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380052072.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104703674A (zh
Inventor
山冈昭
山冈昭一
末广智幸
中村智英
谷原望
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2012177951A external-priority patent/JP6069944B2/ja
Priority claimed from JP2012208826A external-priority patent/JP6015285B2/ja
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Publication of CN104703674A publication Critical patent/CN104703674A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104703674B publication Critical patent/CN104703674B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/021—Manufacturing thereof
    • B01D63/0233—Manufacturing thereof forming the bundle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/021—Manufacturing thereof
    • B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
    • B01D63/0221—Encapsulating hollow fibres using a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/23—Specific membrane protectors, e.g. sleeves or screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/10—Cross-flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2319/00—Membrane assemblies within one housing
    • B01D2319/04—Elements in parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

提供了可以在气体分离中防止管板的变形如膨胀和收缩的气体分离膜组件。气体分离膜组件(100)包括其中捆扎多个中空纤维膜(114)的中空纤维束(115)、在其中放置中空纤维束的组件容器(110)、以及将多个中空纤维膜(114)固定在中空纤维束(115)的端部的管板(120)。这里，管板(120)的横截面包括在其中嵌入中空纤维膜(114)的中空纤维膜嵌入部(120A)和在其中不存在中空纤维膜(114)的位于外部的实心部(120B)。至少在中空纤维膜嵌入部(120A)内增强纤维布(125)卷绕在中空纤维膜(114)周围。

Description

气体分离膜组件
技术领域
本发明涉及使用中空纤维膜实现气体分离的气体分离膜组件，更具体涉及在其中可以在气体分离中防止管板的变形如膨胀和收缩的气体分离膜组件。
背景技术
通常，已知使用具有选择渗透性的分离膜实现气体分离(例如，氧分离、氮分离、氢分离、水蒸气分离、二氧化碳分离和有机蒸气分离)的分离膜组件如板型和框型、管型、中空纤维膜型等。其中，不仅归因于每单位体积的最大膜面积的优点而且还归因于高耐压性和优异的自支持，中空纤维膜型的气体分离膜组件是工业上有益的并且广泛使用。
中空纤维膜型的气体分离膜组件通常包括由多个具有选择渗透性的中空纤维膜组成的中空纤维束和用于收容纤维束的管状容器，并且被配置成使得中空纤维束固定在由树脂制成的硬化板(管板)的一端或两端。
专利文献1描述了使用气体分离膜组件的用于有机蒸气分离的方法，所述方法包括加热并蒸发含有有机化合物的水溶液以提供含有有机化合物的蒸气(有机蒸气)和水蒸气的有机蒸气混合物，之后使有机蒸气混合物在例如70℃以上的温度下通过分离膜，并且使水蒸气选择性地渗透并分离，从而得到具有高纯度的有机化合物。
现有技术参考文献
专利文献1：JP-A-S63(1988)-267415
发明内容
本发明要解决的问题
在如上所述的有机蒸气分离中，管板可能会以膨胀或收缩的方式明显变形，以损害气体分离膜组件的密封，从而阻止有利的气体分离继续进行。这个问题不仅会在有机蒸气分离中出现，而且还会在涉及管板的变形的其他类型的气体分离中出现。例如，当管板吸收烃、二氧化碳或水时，管板可能会由于塑化或膨胀而变形。
已经考虑此类问题做出了本发明，并且其目的是提供在其中可以在气体分离中防止管板的变形如膨胀和收缩的气体分离膜组件。
解决问题的手段
为了达到该目的，根据一个方面，本发明提供：
1.一种气体分离膜组件，所述气体分离膜组件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
在其中放置所述中空纤维束的组件容器；以及
将所述多个中空纤维膜固定在所述中空纤维束的端部的管板，
其中所述管板的横截面(指的是沿着与管板的厚度方向垂直的方向的横截面)包括在其中嵌入所述中空纤维膜的中空纤维膜嵌入部和在其中未嵌入中空纤维膜的实心部，所述实心部位于所述中空纤维膜嵌入部的外部，并且
至少在所述中空纤维膜嵌入部内用增强纤维布卷绕所述多个中空纤维膜中的至少一些。
2.根据1所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布是无机纤维纺织布。
3.根据2所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布是玻璃纤维布。
4.根据1至3中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布以螺旋形放置(当在沿着与管板的厚度方向垂直的方向的横截面上观察时)。
5.根据1至3中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布以(一个或多个)圆形放置。
6.根据1至5中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述管板设置在所述中空纤维束的两个端部，并且在每个所述管板内用所述增强纤维布卷绕所述多个中空纤维膜中的至少一些。
7.根据1至6中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述中空纤维膜是用于有机蒸气分离的气体分离膜。
8.根据1至7中任一项所述的气体分离膜组件，所述气体分离膜组件还包括芯管，所述芯管是用于将吹扫气体供给至所述组件中的中空构件并且基本上位于所述中空纤维束的中心。
本发明的益处
根据本发明，可以提供在其中可以在气体分离中防止管板的变形如膨胀和收缩的气体分离膜组件。
附图简述
图1是示意性地示出根据第I部分中本发明的实施方案的气体分离膜组件的构造的截面图。
图2是示出管板内的增强纤维布的示例性排布的截面图，其中图2(a)示出了以螺旋形卷绕的增强纤维布并且图2(b)示出了以圆形卷绕的增强纤维布。
图3是示意性地示出在厚度方向上的管板的截面图。
图4是示出管板内增强纤维布的另一种示例性排布的截面图。
图5是示出管板内增强纤维布的另外其他示例性排布的截面图。
图6是说明增强纤维布的一些卷绕方法的截面图。
图7是示出以螺旋形卷绕的增强纤维布的另一个实例的截面图。
图8是根据第II部分中本发明的实施方案的气体分离膜组件的截面图(以侧视图代替截面图示出内部中空纤维元件)。
图9是用于解释图8中所示的组件的构造的示意性截面图。
图10是示出第II部分中的中空纤维元件(尤其是元件外壳)的构造的外视图。
图11是第II部分中元件外壳的截面图。
图12是示出第II部分中半对开管(half-split pipe)的图。
图13是示出制造第II部分中的中空纤维元件的示例性方法的图。
本发明的实施方案
下文将在第I和第II部分中描述根据本发明的气体分离膜组件的优选实施方案。稍后在第II部分中描述与第II部分中公开的本发明相关的背景技术、问题等。根据需要，可以适当地将在一个部分中的一些技术内容与另一个部分中描述的一些技术内容组合。
[第I部分：在其中可以防止管板变形的气体分离膜组件]
在下文中将参照附图描述本发明的实施方案。尽管由在其中使吹扫气体流动的类型的组件做出以下描述，本发明不限于此。此外，尽管以下描述关注于有机蒸气分离的实例，不言而喻，本发明适用于用于其他气体分离类型的气体分离膜组件。
[气体分离膜组件的构造]
图1中所示的气体分离膜组件(在下文中简称为组件)100包括由多个中空纤维膜114组成的中空纤维束115、收容中空纤维束115的组件容器110、以及设置在中空纤维束115两个端部的管板120-1和120-2(在下文中，在一些情况下统称为管板120)。通过举例，气体分离膜组件100是在其中将混合气体供给至中空纤维膜114中的孔供给类型。
可以通过使用常规上已知的具有选择渗透性的膜来提供中空纤维膜114。中空纤维膜可以具有均匀的结构或不均匀的结构，如复合膜和非对称膜。对于气体分离来说，例如，归因于高选择性和高气体渗透性，由芳族聚酰亚胺制成的非对称膜是适合的。可以优选使用具有20至200μm的厚度和50至1000μm的外径的膜。中空纤维膜114的材料的实例可以是聚合物材料，并且尤其是聚酰亚胺、聚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚或聚碳酸酯。
在本文中使用的术语“有机蒸气分离”意指这样的方法，其包括：用通过加热含有在室温下液态的有机化合物的液体混合物提供的处于蒸气状态的混合气体(有机蒸气混合物)供给气体分离膜组件；在有机蒸气混合物流与中空纤维膜接触期间将有机蒸气混合物分离为已经渗透中空纤维膜的渗透蒸气和未渗透中空纤维膜的非渗透蒸气；以及通过渗透气体排出口收集渗透蒸气并且通过非渗透气体排出口收集非渗透蒸气。因为中空纤维膜具有选择渗透性，渗透蒸气富含以高速率渗透中空纤维膜的组分(在下文中，在一些情况下被称为高渗透组分)，然而非渗透蒸气较少富含高渗透组分。因此，将有机蒸气混合物分离为富含高渗透组分的渗透蒸气和较少富含高渗透组分的非渗透蒸气。
有机蒸气分离的实例是通过使用由聚酰亚胺制成的中空纤维膜的含水乙醇的脱水。因为水蒸气以较高的速率渗透由聚酰亚胺制成的中空纤维膜，水蒸气充当高渗透组分。乙醇被分离为主要含有水蒸气的渗透蒸气和主要含有乙醇蒸气的非渗透蒸气，并且之后将它们收集。作为结果，得到脱水乙醇。
例如，可以通过捆扎大约100至1,000,000个中空纤维膜114提供中空纤维束115。对中空纤维束115的形状没有特别地限定，但是，通过举例，在组件容器的制造的容易程度和耐压性方面，圆柱形是优选的。尽管图1示出了在其中中空纤维膜基本平行对齐的排布，可以使用在其中中空纤维膜交叉的另一种排布。
中空纤维束115被用于调节吹扫气体的流动(稍后详细描述)，从而吹扫气体以与混合气体的供给方向相反的方向流动的膜构件131部分地覆盖。膜构件131由不具有透气性的材料制成。在渗透气体出口110c附近，中空纤维束115未被膜构件131覆盖，因此中空纤维膜114打开。
组件容器110具有大体上的管形，并且在该实例中，具有在一个端面处形成的混合气体入口110a和在另一个端面处形成的用于引入吹扫气体的吹扫气体入口110d。要指出的是，在本文中使用的术语“管形”不限于圆柱形，而是指代横截面上为矩形、多边形、椭圆形等的中空构件。例如，组件容器110可以包括管状构件和安装在其两个端部的盖构件。
组件容器110的内部空间被两个管板120-1和120-2分为三个空间111、112和113。空间111形成于管板120-1的上游，并且混合气体通过混合气体入口110a流入空间111。空间112形成于管板120-1和120-2之间，并且已经渗透中空纤维膜114等的渗透气体流入空间112。空间113形成于管板120-2的下游，并且非渗透气体流入空间113。
为了使已经流入空间112中的渗透气体流出，在组件容器110的外周壁部上形成渗透气体出口110c。为了使已经供给至空间113中的非渗透气体流出，还在组件容器110外周壁部上形成非渗透气体出口110b。
芯管171沿着中空纤维束115的中心设置。芯管171是一端关闭另一端打开的构件，并且以开口部位于下游(较接近管板120-2)的方式定向。芯管171经由管板120-2延伸，并且芯管171的端部嵌入上游管板120-1中。芯管171在两个管板120-1和120-2之间的位置具有孔171a。吹扫气体经由芯管171的开口部(吹扫气体入口110d)供给。之后将气体经由孔171a输送至空间112中以促进渗透气体的排放。
管板120可以由常规上已知的材料制成，并且其实例包括热塑性树脂如聚乙烯和聚丙烯；以及热固性树脂如环氧树脂和氨基甲酸酯树脂。管板120充当用于固定(系紧)中空纤维膜114的构件。管板120的外周面可以粘附至组件容器的内周面。
如在图2(a)和图2(b)中所示，管板120包括在其中存在中空纤维膜114的中空纤维膜嵌入部120A和位于外部的在其中不存在中空纤维膜114的实心部120B。中空纤维嵌入部120A被配置成使树脂填充中空纤维膜114之间的空间，然而实心部120B基本上仅由树脂形成。
如在图2(a)和图2(b)中所示，在本实施方案中，将增强纤维布125至少放置在一个或两个管板120的中空纤维嵌入部120A中。增强纤维布125可以以如在图2(a)中所示的螺旋形卷绕，或者可以以如在图2(b)中所示的圆形横截面卷绕。还优选的是，增强纤维布125延伸得更长以使其终点可以达到实心部120B。
尽管图2以平滑曲线示出了增强纤维布125，本发明不限于此，并且增强纤维布125可以以在横截面上具有小的波纹(在径向方向上的凹凸形状)的基本上螺旋形或圆形卷绕。当以如在图2(b)中所示的圆形设置增强纤维布125时，可以基本上同心地放置多个增强纤维布125。尽管未在图2(a)中示出芯管171，可以从芯管171或芯管171附近开始将增强纤维布125以螺旋形卷绕。
稍后参照其他附图描述增强纤维布125的其他排布。
用于增强纤维布125的材料可以是如纤维玻璃布的材料；金属纤维布如金属网筛；碳纤维；氧化铝纤维；芳纶纤维；硼纤维；以及基纶(zylon)纤维。优选使用具有低于管板的材料的热膨胀系数的热膨胀系数的材料。增强纤维布125可以是纤维布，如纺织布型和无纺布型。
尽管其取决于所使用的纤维的类型、纺织密度或纤维展开程度，增强纤维布125的厚度可以为，例如10μm至2000μm。如果增强纤维布125具有小于10μm的厚度，可能不会提供足够的增强效果。另一方面，如果增强纤维布125具有大于2000μm的厚度，增强纤维布125占管板120的横截面积的面积增加，这可能会导致中空纤维膜的填充量降低。
根据所使用的纤维的类型、纺织密度或纤维展开程度，增强纤维布125可以具有，例如10g/m2至1500g/m2的基本重量。增强纤维布125具有，例如10MPa以上的拉伸强度。增强纤维布125的拉伸弹性模量的下限可以优选为1GPa，并且更优选5GPa。上限可以优选为500GPa，并且更优选200GPa。如果拉伸弹性模量太低，可能不会提供足够的增强效果。
本实施方案中的增强纤维布125的实例是玻璃纤维布(由Tokyo Glass Kikai(TGK)制造，具有250μm的厚度、211g/m2的基本重量、131MPa的拉伸强度和6.3GPa的拉伸弹性模量)。
可以在用热固性树脂如环氧树脂浸渍之后将增强纤维布125卷绕。增强纤维布125可以具有约等于管板120的厚度L120或等于厚度L120的约50％至90％的宽度尺寸L125(在管板的厚度方向上的尺寸，参见图3)。
[如何使用气体分离膜组件]
按以下方式使用如上配置的本实施方案的气体分离膜组件100。以下所示的使用并非以任何方式限制本发明。
在作为实例的有机蒸气分离中，首先将含有有机蒸气和水蒸气的有机蒸气混合物加热至例如70℃以上的温度，并且之后经由混合气体入口110a供给至组件的空间111中。例如，用于供给气体的压力是0.1至0.3MPaG。
之后将有机蒸气混合物供给至中空纤维膜114中，并且在流经中空纤维膜114的同时，一部分有机蒸气混合物渗透至中空纤维膜114的外部。使已经渗透中空纤维膜114的渗透气体流出至空间112，并且通过经由芯管171供给吹扫气体经由渗透气体排出口110c排出至外部。另一方面，未渗透中空纤维膜114的非渗透气体向下游流动至中空纤维膜114内部，之后经由下游开口端被引导至膜的外部，从而供给至空间113中。之后，非渗透气体经由非渗透气体出口110b排出至外部。因为中空纤维膜114具有选择渗透性，已经渗透膜的渗透气体富含充当高渗透组分的水蒸气。相比之下，在经由非渗透气体排出口排出的非渗透气体中，充当高渗透组分的水蒸气的浓度已经降低。
在作为实例的二氧化碳分离中，通过使用由聚酰亚胺制成的中空纤维膜处理具有4至8MPaG的压力和40至70℃的温度的天然气。因为二氧化碳渗透由聚酰亚胺制成的中空纤维膜的速率高于烃如甲烷的速率，可以将天然气分离为富含二氧化碳的渗透气体和富含烃如甲烷的非渗透气体，并且之后将它们收集。
[制造方法的实例]
本实施方案的气体分离膜组件基本上可以通过除了将增强纤维布卷绕的步骤之外与常规步骤相似的步骤制造。
为了以如在图2(a)中所示的螺旋形卷绕增强纤维布125，例如，随着将中空纤维膜114逐渐围绕芯管171放置，将增强纤维布125连续卷绕。
为了以如在图2(b)中所示的圆形卷绕增强纤维布125，例如，围绕芯管捆扎一定量的中空纤维膜114，并且之后围绕它们卷绕增强纤维布125。为了以同心形状形成多个增强纤维布，可以重复那些步骤。为了形成圆形，可以通过粘合剂等将增强纤维布125的端部彼此结合。备选地，当用环氧树脂等浸渍增强纤维布125时，可以通过自粘带等将端部彼此临时结合，并且在树脂固化之后，可以将自粘带剥离。为了形成圆形，可以将增强纤维布125的端部同与增强纤维布相似的纤维等缝合在一起。备选地，可以将与增强纤维布相似的纤维等围绕增强纤维布卷绕并打结。
用于形成管板120的常规步骤包括在固化之后剪切管板的一部分以打开中空纤维膜的步骤。在此步骤期间，可以将管板中增强纤维布125的一部分连同管板一起剪切。
根据如上配置的本实施方案中的气体分离膜组件100，因为在管板120内卷绕增强纤维布125，可以在有机蒸气分离期间防止管板的变形如膨胀和收缩，以避免损害气体分离膜组件的密封，从而实现优异的气体分离。
在管板内不包括这种增强纤维布的常规气体分离膜组件中，在有机蒸气分离期间管板可能会膨胀并变形为在轴向(厚度方向)上凸起的形状。
相比之下，根据本实施方案的构造，因为在管板120内卷绕增强纤维布125，可以防止变形如膨胀和收缩。作为结果，根据本实施方案的气体分离膜组件100，可以顺利地进行气体分离。
不仅对于由环氧树脂制成的管板，而且对于由不同材料如氨基甲酸酯制成的管板，也可以提供如上所述的卷绕的增强纤维布的功能和效果。换句话说，并非必须将管板限定为由本发明中的具体材料制成的管板。
(其他实施方案)
本发明不限于以上实施方案，可以存在各种修改。
如在图4中所示，可以卷绕增强纤维布125以在管板120的中空纤维嵌入部120A中形成单个圆。在这种情况下，可以在多个中空纤维膜上卷绕增强纤维布125仅一圈或多圈。
如在图5(a)中所示，不仅可以将增强纤维布125放置在中空纤维嵌入部120A中，而且还可以放置在实心部120B中。如在图5(b)和图5(c)中所示，可以将增强纤维布125放置在中空纤维嵌入部120A和实心部120B之间的边界部分上。增强纤维布125在横截面上可以是如在图5(c)中所示的波纹形的，并且波纹可以是规则或不规则地形成的。
在本文中使用的术语“至少在多个中空纤维膜上卷绕增强纤维布”并非必须意指将增强纤维布125在周向上卷绕超过360度以上。如由图6(a)至图6(d)所示，可以将增强纤维布放置为单个或多个弧，或者放置为螺旋的仅一部分。在图6(a)中，在管板120内放置两个弧形的增强纤维布125。在图6(b)中，设置一个弧形的增强纤维布125。在图6(c)中，在具有不同半径的多个圆中的每一个上设置两个弧形的增强纤维布125。在图6(d)中，沿着周向放置多个从管板的某些内部位置向外周面延伸的螺旋形的增强纤维布125。
如在图7中所示，可以放置增强纤维布125以仅形成一部分螺旋。在图7中，将增强纤维布125仅放置在管板120的中心附近。
[第II部分：具有优异可操作性并且在更换期间涉及较少损害的中空纤维元件以及包括其的分离膜组件]
(技术领域)
第II部分中本发明涉及可更换的中空纤维元件以及包括其的分离膜组件，并且更具体涉及具有优异可操作性并且在更换期间涉及较少损害的中空纤维元件，并且涉及包括其的分离膜组件。
(背景技术)
专利文献2(日本专利公开号2010-82496)公开了被配置成经由基本上位于中空纤维束中心的芯管供给吹扫气体的中空纤维元件，其中通过围绕中空纤维束的外周部卷绕的膜调节吹扫气体的流动。
(第II部分中本发明要解决的问题)
在气体分离膜组件中，中空纤维元件通常是可更换的。当中空纤维元件是具有围绕中空纤维束的外周部卷绕的膜的上述中空纤维元件时，膜可以与例如容器的一部分接触，从而在中空纤维元件的安装/拆卸期间遭到破坏。由于这种原因，中空纤维元件的更换可能需要熟练操作员的现场指导。
为了解决这个问题，第II部分中本发明涉及包括可更换中空纤维元件的分离膜组件，并且其目的是提供具有优异可操作性并且在更换期间涉及较少损害的中空纤维元件以及包括其的分离膜组件。
(解决问题的手段)
在第II部分中，公开以下发明。
1.一种中空纤维元件，所述中空纤维元件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
至少设置在所述中空纤维膜的端部并且固定所述中空纤维膜的管板；
基本上置于所述中空纤维束的中心并且被配置成将吹扫气体供给至所述中空纤维膜的外部空间的芯管；以及
收容所述中空纤维束和所述管板的元件外壳，
所述中空纤维元件为在其中将混合气体引入至所述中空纤维膜中的孔供给类型，
其中所述元件外壳包括：
具有形成在外周部上用于排出气体的开口部、围绕所述中空纤维束的管状构件，所述管状构件被配置成限定气体的流动以使所述中空纤维膜内的混合气体是相对于所述中空纤维膜外部的所述吹扫气体的反向流；以及
安装在所述管状构件的一端或两端的端部构件。
2.上述中空纤维元件，其中所述管状构件包括：
在纵向方向上围绕所述中空纤维束的一部分的第一管；以及
连接至所述第一管的端部的第二管，所述管基本上围绕所述中空纤维束的其余部分。
3.上述中空纤维元件，其中所述第二管包括两个以上部分地(指的是在周向上的一部分)覆盖所述中空纤维束的外周部的构件。
4.上述中空纤维元件，其中所述端部构件是围绕所述管板的外周部的环形的管板环，并且
在所述管板和所述管板环之间放置环形密封构件。
5.上述中空纤维元件，其中所述端部构件具有在其外周部上形成的环形凹槽，在环形凹槽中设置环形密封构件。
6.一种中空纤维元件，所述中空纤维元件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
至少设置在所述中空纤维膜的端部并且固定所述中空纤维膜的管板；以及
收容所述中空纤维束和所述管板的元件外壳，
其中所述元件外壳包括：
管状构件，所述管状构件包括在纵向方向上围绕所述中空纤维束的一部分的第一管和连接至所述第一管的端部并且基本上围绕所述中空纤维束的其余部分的第二管；以及
安装在所述管状构件的一端或两端的端部构件。
7.一种气体分离膜组件，所述气体分离膜组件包括：
根据以上任一项所述的中空纤维元件；以及
在其中可拆卸地安装所述中空纤维元件的组件容器。
8.上述气体分离膜组件，其中所述组件容器包括提供在其中放置所述中空纤维元件的基本圆柱形的内部空间的组件管，并且所述内部空间具有形成为基本恒定的直径。
(术语描述)
术语“管形”不限于圆柱形，而是包括横截面上为矩形、多边形、椭圆形等。
术语“基本恒定”不仅包括恒定，而且还包括基本恒定。例如，术语“内部空间的直径是基本恒定的”包括在整个内部空间中直径是恒定的情况以及在整个内部空间中直径归因于空间的一部分中形成的凹陷或凸起不是严格恒定但是基本恒定的情况。
术语“反向流”是指沿着芯管轴线在与来自混合气体供给侧的流的方向基本相反的方向上的流。一个流并非必须与另一个流动180度相反，而是，反向流包括在大约正负30度的范围内彼此交叉或相反的两个流。
(本发明的在第II部分中的实施方案)
将参照附图描述第II部分中本发明的实施方案。尽管由所谓的孔供给类型的构造并且包括吹扫气体流做出以下描述，第II部分中本发明不限于此。
[气体分离膜组件和中空纤维元件的构造]
如在图8和图9中所示，第II部分中的实施方案的气体分离膜组件S100包括组件容器S110和以可更换方式安装在其上的中空纤维元件S200。
在本实例中组件容器S110具有基本上圆柱形的内部空间S111，并且中空纤维元件S200插入至空间S111中。内部空间S111可以由长组件管S112限定。组件管S112具有基本恒定的内径。因此，可以由稍后描述的O环SR1和SR2在中空纤维元件S200和组件管S112之间提供有利的密封。
盖构件S113A和S113B安装在组件管S112的两个端部处，并且这些组件构成了组件容器S110。组件容器S110具有在一个端部处形成的混合气体入口S110a以及分别在另一端部处和在该端部附近形成的吹扫气体入口S110d和非渗透气体出口S110b。组件容器S110在外周壁部中具有渗透气体出口S110c。
组件管S112以及盖构件S113A和S113B中的每一个均可以由具有足够强度和刚性并且确保使用中的安全性的任何材料制成。材料的实例包括金属、塑料、玻璃纤维复合材料和陶瓷。
组件容器S110内的空间S115(参见图8和图9)在中空纤维元件S200的管板S220A的上游形成，并且混合气体经由混合气体入口S110a流入空间S115。空间S116在管板S220B的下游形成，并且未渗透中空纤维膜的非渗透气体流入空间S116。稍后更详细地描述气体分离。
如在图10中所示，中空纤维元件S200基本上以细长的圆柱形形成，并且具有通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束(还参见图9)、在中空纤维束的两个端部形成的管板S220A和S220B、以及收容它们的元件外壳S250。
中空纤维元件S200的直径和长度可以适当地改变，并且不限于如在图10中所示的形状。
对中空纤维束的形状没有特别地限定。例如，可以通过以矩形柱形或平板形捆扎中空纤维膜提供中空纤维束，并且管板可以具有长方体的形状。在容器的制造的容易程度和耐压性方面，优选使用以圆柱形聚集的中空纤维束和盘形的管板。
可以通过使用常规上已知的具有选择渗透性的膜来提供中空纤维膜。中空纤维膜可以具有均匀的结构或不均匀的结构，如复合膜和非对称膜。对于气体分离来说，例如，归因于高选择性和高气体渗透性，由芳族聚酰亚胺制成的非对称膜是适合的。可以优选使用具有20至200μm的厚度和50至1000μm的外径的膜。中空纤维膜的材料的实例是聚合物材料，并且尤其是聚酰亚胺、聚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚和聚碳酸酯。例如，可以通过捆扎大约100至1,000,000个中空纤维膜提供中空纤维束。
管板的材料可以是常规上已知的材料并且没有特别地限定，并且其实例包括热塑性树脂如聚乙烯和聚丙烯，以及热固性树脂如环氧树脂和氨基甲酸酯树脂。管板基本负责固定(系紧)多个中空纤维膜。
芯管S225基本经过中空纤维束的中心。通过举例，芯管S225是一端关闭另一端打开的构件，并且以开口部位于较接近管板S220B的方式定向。芯管S225经由管板S220B延伸，并且芯管S225的一个端部可以嵌入上游管板S220A中。芯管S225具有在较接近管板S220B的位置的外周部中形成的多个孔S225a。吹扫气体经由在芯管的端部处的开口部(即吹扫气体入口S110d)供给并且流入中空纤维膜通孔S225a之间的空间。吹扫气体作为混合气体流的方向的反向流在中空纤维膜之间流动，以促进气体经由中空纤维膜的渗透。
芯管可以由具有足够强度和刚性并且确保使用中的安全性的任何材料制成。材料的实例包括金属、塑料、玻璃纤维复合材料和陶瓷。
接下来，详细地描述元件外壳S250的结构。
元件外壳S250基本以圆柱形形成并且基本包围中空纤维束以及管板S220A和S220B的外周部(除了管板的端面)。术语“基本包围”意在包括如稍后描述的由于形成开口部S253p等而部分未被包围的部分。如在图10中所示，元件外壳S250包括细长的管状构件S251以及安装在其两个端部并且包围管板S220A和S220B的外周部的管板环S265A和S265B(在一些情况下简称为管板环S265)。如在图11中所示，在这种情况下，管状构件S251由半对开管S253和气体导向管S255形成。
半对开管S253、气体导向管S255和管板环S265中的每一个均可以由具有足够强度和刚性并且确保使用中的安全性的任何材料制成。材料的实例包括金属、塑料、玻璃纤维复合材料和陶瓷。对气体导向管S255的长度没有特别地限定，并且例如，可以是中空纤维元件S200的总长度的一半以上，并且优选大约60％至95％。
在中空纤维元件S200的组装状态中，暴露管板S220A和S220B的端面，并且中空纤维束的一部分经由在半对开管S253的一部分中形成的开口部S253p(稍后详细描述)暴露。这种结构允许混合气体从管板S220A的端面供给至中空纤维膜中，已经渗透中空纤维膜的气体(渗透气体)和吹扫气体的排放至外部，以及非渗透气体从管板S220B的端面排放。
(a)尽管本实施方案包括由两个构件S253和S255形成的管状构件S251，管状构件S251可以由单个构件或三个以上构件形成。
(b)不以任何方式限定充当渗透气体和吹扫气体的出口的开口部S253p的形状、数量和位置。开口部可以具有圆形的形状、椭圆形的形状、多边形的形状等。开口部可以在半对开管S253和/或气体导向管S255中形成。当管状构件S251由单个构件形成时，可以将开口部设置在构件的外周部中。对开口部的位置没有特别地限定，但是优选较接近管板环S265A。
(c)可以沿着管状构件的外周部以预定间隔放置多个开口部。开口部优选在渗透气体出口附近形成，因为通过开口部和渗透气体出口顺利地实现气体排放。
如在图11中所示，气体导向管S255具体包括管主体S256以及设置在其两个端部的连接构件S258A和S258B。为了顺利地调节吹扫气体的流动，管主体S256优选具有基本与中空纤维束的外周部邻接的内周部。换句话说，管主体S256的内径d256可以基本等于或稍小于中空纤维束的直径。当管主体S256的内径d256小于中空纤维束的直径时，可以将中空纤维束在压缩下在直径方向上放置在内管主体S256中。
形成气体导向管S255的一部分的管主体S256可以由不允许气体渗透并且可以形成元件外壳S250的任何材料制成，并且对管主体S256的厚度没有特别地限定。例如，可以使具有大约0.5mm至7mm并且优选大约0.5mm至5mm的厚度的金属板弯曲以形成管主体。
连接构件S258A和S258B中的每一个是环形的构件并且安装至管主体S256以充当用于气体导向管S255的法兰部。连接构件S258A和S258B中的每一个可以具有在其中形成的用于插入紧固螺栓的螺纹孔或通孔。例如，可以通过焊接将管主体S256和连接构件(S258A或S258B)彼此固定。备选地，可以使用螺栓等，并且在这种情况下，可以在管主体S256和连接构件(S258A或S258B)之间插入任何中间构件(未示出)。
如在图12中所示，半对开管S253包括一对构件S253-1和S253-2，其每一个基本覆盖中空纤维束的外周部的一半。构件S253-1和S253-2中的每一个包括具有基本弧形横截面并且实现与上述管主体S256的功能基本相同的功能的半管部S253a，以及设置在半管部S253a的两个端部的弧形的连接构件S254A和S254B。连接构件S254构成法兰部并且具有在其中形成的用于插入紧固螺栓的通孔Sh1。
例如，通过将环形的预制构件分为两个部件并且之后将其两个端部切掉，可以提供连接构件S254A和S254B。
(d)尽管本实施方案包括由一对构件S253-1和S253-2形成的半对开管253，管可以由单个或三个以上构件形成。
(e)半对开管部S253a以及连接构件S254A和S254B中的两个或全部可以由单个构件形成。
再次参照图11，管板环S265A具有密封环S267和锥形环S269。密封环S267和锥形环S269具有环形的形状并且彼此连接以沿轴向对齐。管板环S265B仅具有密封环S267，因为提供了相当于锥形环S269的部件作为气体导向管S255的一部分。
密封环S267具有在其内周部中形成的用于配合环形密封构件的环形凹槽S267a。可以通过使用O环或填料提供密封构件以确保管板的外周部和密封环的内周部之间的密封。密封环S267还具有在其外周部中形成的用于配合环形密封构件的环形凹槽S267b。可以通过使用O环或填料提供密封构件以确保在安装中空纤维元件S200的状态下密封环S267的外周部和组件容器S110的内周部之间的密封。
如在图11中所示，锥形环S269具有在其内周部中形成的锥形部269a。锥形部S269a对应于在管板上形成的锥形部(未示出)并且限定管板的位置(在轴向上的位置)。
密封环S267和锥形环S269通过使用紧固螺栓SB1固定至半对开管S253的连接构件S254A。
如上配置的本实施方案的中空纤维元件S200可拆卸地安装在组件容器S110上。具体地，为了将其从较接近盖构件S113A的组件容器S110的侧面安装，中空纤维元件S200将会插入至组件容器S110中达到预定位置，并且移除盖构件S113A(参见图8)。作为结果，吹扫气体引入管S118与中空纤维元件S200的吹扫气体入口S110d连接以完成安装。由O环SR1和SR2顺利地确保管板环S265A和S265B的外周部与组件容器S110的内周部之间的密封性。备选地，可以将中空纤维元件S200从较接近盖构件S113B的侧面插入至组件容器S110中。
通过举例，根据本实施方案配置的气体分离膜组件S100实现以下气体分离。
为了进行有机蒸气分离，首先将含有有机蒸气和水蒸气的混合气体经由混合气体入口S110a供给至空间S115中。之后混合气体从在其末端处的其开口部进入中空纤维膜并且流经膜，并且在该过程期间，混合气体的某一组分气体渗透中空纤维膜并且从膜中排出。之后将从中空纤维膜中渗透的气体(渗透气体)经由开口部S253p排出中空纤维元件S200外，并且进一步经由渗透气体出口S110c排出组件容器S110外。相比之下，未渗透中空纤维膜的非渗透气体向下游流经中空纤维膜，经由下游开口部被引导至膜的外部，并且流入空间S116。非渗透气体经由非渗透气体出口S110b排出至外部。因为中空纤维膜具有选择渗透性，已经渗透膜的渗透气体富含充当高渗透组分的水蒸气，而经由非渗透气体排出口排出的非渗透气体以降低的浓度含有充当高渗透组分的水蒸气。
在气体分离期间，吹扫气体经由吹扫气体入口S110d引入并且经由芯管S225流入中空纤维束。在本实施方案中，至少气体导向管S255与常规载体气体导向膜类似地调节气体流动方向，吹扫气体在作为混合气体的反向流的方向上流动，以增加利用中空纤维膜的气体分离的效率。与渗透气体类似，吹扫气体经由在其中形成的开口部S253p排出中空纤维元件S200外，并且之后经由其渗透气体出口S110c排出组件容器S110外。
如上所述，本实施方案中的中空纤维元件S200包括用于调节气流方向的包围中空纤维束的外周的管状构件S251，并且不同于常规膜，管状构件S251是刚性的而不是柔性的，因此可以防止如在常规构造中看到的这种膜接触组件容器等并且因此在中空纤维元件S200的更换期间损坏的问题。此外，因为管板还被管板环S265A和S265B包围，也降低了管板损坏的可能性。
在有机蒸气分离中，可以供给在高压下的混合气体以使中空纤维膜膨胀。然而，根据本实施方案的构造，管状构件S251(尤其是气体导向管S255)包围中空纤维束的外周以防止在常规构造中可能由于中空纤维膜的膨胀而出现的膜(尤其是膜的安装部)的任何损坏的可能性。
如在图8中所示，可以容易地将根据本实施方案的中空纤维元件S200安装在组件容器S110上。可以由O环SR1和SR2顺利地确保密封，因为组件容器S110的内部空间S111具有基本恒定的直径。如从图8中显而易见的，管板环S265A和S265B的外径形成为大于管状构件S251的外径。
[制造方法的实例]
接下来，对制造上述气体分离膜组件的示例性方法进行描述。根据本实施方案的构造，因为管状构件S251不是由单个构件形成的，而是由气体导向管S255和半对开管S253形成的，可以使用以下制造方法，其中不需要将管板S220A和S220B的外周部粘附至管板环S265的内周部。
首先，制备如在图13(A)中所示管板环S265B在其端部所连接的气体导向管S255。
接下来，如在图13(B)中所示，将以常规上已知方法制造的中空纤维束(未示出芯管)插入至气体导向管S255和管板环S265B中，以使中空纤维束的端部从管板环S265B中突出。之后，通过用模具(未示出)在中空纤维束的端部将树脂固化，形成管板S220B。在管板形成之后，可以以与常规方法中相同的方式进行剪切管板的一部分以打开中空纤维膜的端部的步骤。
尽管图13示出了水平设置的中空纤维束，不言而喻，可以垂直设置中空纤维束并且可以在纤维束的底部安装模具以形成管板。此外，可以不在图13(B)中所示的步骤连接管板环S265B，并且可以在管板S220A和S220B形成之后的稍后步骤安装管板环S265A和S265B(稍后详细描述)。
接下来，如在图13(C)中所示，将所形成的管板S220B插入至管板环S265B中，并且使用O环SR4以提供管板S220B和管板环S265B之间的密封。之后，与以上步骤类似，通过用模具(未示出)在中空纤维束的相反的端部将树脂固化，形成另一个管板S220A。在管板形成之后，可以以与常规方法中相同的方式进行剪切管板的一部分以打开中空纤维膜的端部的步骤。在图13(C)中所示的状态下，将锥形环S269放置在管板S220A和气体导向管S255之间。
接下来，如在图13(D)中所示，在锥形环S269和气体导向管S255之间安装半对开管S253，并且通过半对开管S253的连接构件S254插入紧固螺栓(未示出)以固定密封环S267和锥形环S269。O环SR3提供管板S220A和密封环S267之间的密封。
通过上述一系列步骤，完成本实施方案的中空纤维元件S200。
尽管已经参照附图描述了第II部分中的本发明的一个实施方案，第II部分中的本发明不限于此，并且可以做出各种修改：
(a)管板可以仅固定中空纤维束的一个端部。在其中管板仅固定一个端部的中空纤维元件中，将另一个端部配置为使中空纤维不是打开的。例如，可以折叠中空纤维膜；
(b)尽管以上描述已经描述了其中未将管板的外周部固定至元件外壳的内周部并且由O环确保它们之间的密封的构造，可以将管板的外周部固定至元件外壳的内周部；
(c)除了仅包围管板的外周部的环形环S265A和S265B之外，在元件外壳的端部的构件可以是成形为覆盖管板的端面(并且根据需要具有在其中形成的气体端口)的盖构件；
(d)尽管以上描述已经公开了所谓的孔供给类型并且供给吹扫气体的构造，第II部分中的本发明适用于所谓的壳供给类型的中空纤维元件，并且也适用于在其中不供给吹扫气体的构造。不以任何方式限定气体分离的应用；
(e)密封环S267和锥形环S269(参见图9)可以不形成为单独的构件，而是可以形成为整体的组件；
(f)就气体导向管S255的构造而言，以上描述已经示出了其中气体导向管S255由包括管主体S256以及两个连接构件S258A和S258B在内的三个组件形成的实例，但是第II部分中的本发明不限于此。可以使用以使全部管主体S256以及连接构件S258A和S258B整合或者管主体S256与连接构件S258A和S258B之一整合的方式成形的组件；并且
(g)可以将气体导向管S255和密封环S267形成为整体组件。
(第II部分中公开的发明)
1.一种中空纤维元件，所述中空纤维元件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
至少设置在所述中空纤维膜的端部并且固定所述中空纤维膜的管板；
基本上置于所述中空纤维束的中心并且被配置成将吹扫气体供给至所述中空纤维膜的外部空间的芯管；以及
收容所述中空纤维束和所述管板的元件外壳，
所述中空纤维元件是在其中将混合气体引入至所述中空纤维膜中的孔供给类型，
其中所述元件外壳包括：
具有形成在外周部上用于排出气体的开口部、围绕所述中空纤维束的管状构件，所述管状构件被配置成限定气体的流动以使所述中空纤维膜内的混合气体是相对于所述中空纤维膜外部的所述吹扫气体的反向流；以及
安装在所述管状构件的一端或两端的端部构件。
2.根据1所述的中空纤维元件，其中所述管状构件包括：
在纵向方向上围绕所述中空纤维束的一部分的第一管；以及
连接至所述第一管的端部的第二管，所述管基本上围绕所述中空纤维束的其余部分。
3.根据2所述的中空纤维元件，其中所述第二管包括两个以上部分地覆盖所述中空纤维束的外周部的构件。
4.根据1至3中任一项所述的中空纤维元件，其中所述端部构件是围绕所述管板的外周部的环形的管板环，并且
在所述管板和所述管板环之间放置环形密封构件。
5.根据1至4中任一项所述的中空纤维元件，其中所述端部构件具有在其外周部上形成的环形凹槽，在环形凹槽中设置环形密封构件。
6.一种中空纤维元件，所述中空纤维元件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
至少设置在所述中空纤维膜的端部并且固定所述中空纤维膜的管板；以及
收容所述中空纤维束和所述管板的元件外壳，
其中所述元件外壳包括：
管状构件，所述管状构件包括在纵向方向上围绕所述中空纤维束的一部分的第一管和连接至所述第一管的端部并且基本上围绕所述中空纤维束的其余部分的第二管；以及
安装在所述管状构件的一端或两端的端部构件。
7.一种气体分离膜组件，所述气体分离膜组件包括：
根据1至6中任一项所述的中空纤维元件；以及
在其中可拆卸地安装所述中空纤维元件的组件容器。
8.根据7所述的气体分离膜组件，其中所述组件容器包括提供在其中放置所述中空纤维元件的基本圆柱形的内部空间的组件管，并且所述内部空间具有形成为基本恒定的直径。
附图标记描述
100 气体分离膜组件
110 组件容器
110a 混合气体入口
110b 非渗透气体出口
110c 渗透气体出口
110d 吹扫气体入口
114 中空纤维膜
115 中空纤维束
111、112、113 空间
120-1、120-2(120) 管板
120A 中空纤维膜嵌入部
120B 实心部
125 增强纤维布
S100 气体分离膜组件
S110 组件容器
S110a 混合气体入口
S110b 非渗透气体出口
S110c 渗透气体出口
S110d 吹扫气体入口
S111 空间
S112 组件管
S113A、B 盖构件
S118 吹扫气体引入管
S200 中空纤维元件
S220A、220B 管板
S250 元件外壳
S251 管状构件
S253 半对开管
S253a 半对开管主体
S253p 开口部
S254A、254B 连接构件
S255 气体导向管
S256 管主体
S258A、258B 连接构件
S265A、265B 管板环
S267 密封环
S267a、267b 环形凹槽
S269 锥形环
Sh1 通孔
SR1至SR4 O环

Claims (8)

1.一种气体分离膜组件，所述气体分离膜组件包括：
通过捆扎多个具有选择渗透性的中空纤维膜提供的中空纤维束；
在其中放置所述中空纤维束的组件容器；以及
将所述多个中空纤维膜固定在所述中空纤维束的端部的管板，
其中所述管板的横截面包括在其中嵌入所述中空纤维膜的中空纤维膜嵌入部和在其中未嵌入中空纤维膜的实心部，所述实心部位于所述中空纤维膜嵌入部的外部，并且
在所述中空纤维膜嵌入部内用增强纤维布卷绕所述多个中空纤维膜中的至少一些，其中所述增强纤维布的整体被嵌入在所述管板内，并且其中嵌入在所述管板内的所述增强纤维布的长度为所述管板的厚度的50％-90％。
2.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布是无机纤维纺织布。
3.根据权利要求2所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布是玻璃纤维布。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布以螺旋形放置。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的气体分离膜组件，其中所述增强纤维布以圆形放置。
6.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其中所述管板设置在所述中空纤维束的两个端部，并且在每个所述管板内用所述增强纤维布卷绕所述多个中空纤维膜中的至少一些。
7.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，其中所述中空纤维膜是用于有机蒸气分离的气体分离膜。
8.根据权利要求1所述的气体分离膜组件，所述气体分离膜组件还包括：
芯管，所述芯管是用于将吹扫气体供给至所述组件中的中空构件并且基本上放置在所述中空纤维束的中心。
CN201380052072.4A 2012-08-10 2013-08-08 气体分离膜组件 Active CN104703674B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-177951 2012-08-10
JP2012177951A JP6069944B2 (ja) 2012-08-10 2012-08-10 ガス分離膜モジュール
JP2012208826A JP6015285B2 (ja) 2012-09-21 2012-09-21 中空糸エレメントおよびそれを備えたガス分離膜モジュール
JP2012-208826 2012-09-21
PCT/JP2013/071488 WO2014024961A1 (ja) 2012-08-10 2013-08-08 ガス分離膜モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104703674A CN104703674A (zh) 2015-06-10
CN104703674B true CN104703674B (zh) 2017-08-15

Family

ID=50068182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380052072.4A Active CN104703674B (zh) 2012-08-10 2013-08-08 气体分离膜组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9504962B2 (zh)
EP (1) EP2883592B1 (zh)
CN (1) CN104703674B (zh)
WO (1) WO2014024961A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201510090PA (en) * 2013-06-12 2016-01-28 Evonik Fibres Gmbh Membrane cartridge system
WO2016051647A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 旭化成ケミカルズ株式会社 中空糸膜モジュール及びその製造方法
KR20170078735A (ko) * 2014-12-24 2017-07-07 디아이씨 가부시끼가이샤 중공사 탈기 모듈 및 잉크젯 프린터
US10086326B2 (en) 2016-03-31 2018-10-02 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation module and assembly
US9579605B1 (en) * 2016-03-31 2017-02-28 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation module and assembly
CN109789369B (zh) * 2017-03-17 2022-01-11 住友化学株式会社 气体分离膜元件、气体分离膜模块及气体分离装置
DE102017006238A1 (de) * 2017-07-03 2019-01-03 Enmodes Gmbh Vorrichtung für den Stoffaustausch zwischen zwei Fluiden, Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Wickel und Kernanordnung hierfür
US20190030459A1 (en) * 2017-07-25 2019-01-31 Hamilton Sundstrand Corporation Fluid degassing systems
KR101963101B1 (ko) * 2017-07-28 2019-07-31 한국전력공사 이산화탄소 분리막 모듈 성능 평가 시스템 및 이를 위한 장치
WO2020117762A1 (en) 2018-12-03 2020-06-11 Carrier Corporation Enhanced refrigeration purge system
US11686515B2 (en) 2018-12-03 2023-06-27 Carrier Corporation Membrane purge system
WO2020117592A1 (en) 2018-12-03 2020-06-11 Carrier Corporation Enhanced refrigeration purge system
US11913693B2 (en) 2018-12-03 2024-02-27 Carrier Corporation Enhanced refrigeration purge system
US20230025394A1 (en) * 2019-12-25 2023-01-26 Sumitomo Electric Fine Polymer, Inc. Method for manufacturing hollow fiber membrane module, and hollow fiber membrane module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421529A (en) * 1982-07-02 1983-12-20 The Dow Chemical Company Membrane system for intermittent gas separation
US4781834A (en) * 1986-06-20 1988-11-01 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Membrane separation apparatus
CN201082383Y (zh) * 2007-05-18 2008-07-09 上海立昇净水设备有限公司 轴式浸入式中空纤维膜组件
CN102527241A (zh) * 2010-11-04 2012-07-04 宇部兴产株式会社 气体分离膜组件及气体分离方法
CN202343103U (zh) * 2010-08-24 2012-07-25 旭化成化学株式会社 中空纤维膜组件

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422008A (en) * 1963-10-24 1969-01-14 Dow Chemical Co Wound hollow fiber permeability apparatus and process of making the same
US3342729A (en) * 1964-12-09 1967-09-19 Dow Chemical Co Permeability separatory cell and apparatus and method of using the same
US3339341A (en) * 1965-12-22 1967-09-05 Du Pont Fluid separation process and apparatus
NL136034C (zh) * 1965-12-22
US3896015A (en) * 1968-07-24 1975-07-22 Ionics Method and apparatus for separating weakly ionizable substances from fluids containing the same
US3801401A (en) * 1971-09-24 1974-04-02 Du Pont Apparatus for making convolute wound structures
US3832830A (en) * 1972-09-18 1974-09-03 Du Pont Permeation separation device
US4230463A (en) * 1977-09-13 1980-10-28 Monsanto Company Multicomponent membranes for gas separations
US4308654A (en) * 1979-09-24 1982-01-05 Monsanto Company Methods for assembling permeators
JPS63267415A (ja) 1986-12-06 1988-11-04 Ube Ind Ltd 有機物水溶液の脱水濃縮方法
US4978430A (en) 1986-12-06 1990-12-18 Ube Industries, Ltd. Method for dehydration and concentration of aqueous solution containing organic compound
DE3803693A1 (de) * 1987-03-10 1988-09-22 Akzo Gmbh Mehrlagiger hohlfadenwickelkoerper
US4758341A (en) * 1987-04-20 1988-07-19 The Dow Chemical Company Membrane separation device
FR2629361B1 (fr) * 1988-03-29 1991-10-25 Lyonnaise Eaux Procede de fabrication d'une plaque tubulaire pour appareil de separation a fibres creuses, et dispositifs obtenus
US4961760A (en) * 1989-02-09 1990-10-09 The Dow Chemical Company Hollow fiber membrane fluid separation device adapted for boreside feed
US5059374A (en) * 1989-02-09 1991-10-22 The Dow Chemical Company Method for sealing a hollow fiber membrane module in a case
US4929259A (en) * 1989-02-09 1990-05-29 The Dow Chemical Company Hollow fiber membrane fluid separation module for boreside feed
JP2572411Y2 (ja) 1991-01-29 1998-05-25 株式会社テネックス 流体ろ過用の中空糸膜モジュール
JP3018664B2 (ja) 1991-09-27 2000-03-13 スズキ株式会社 自動車の下部車体構造
JPH0585423U (ja) * 1992-04-17 1993-11-19 エスエムシー株式会社 除湿器
JPH06226057A (ja) 1993-02-05 1994-08-16 Daicel Chem Ind Ltd 中空糸膜型エレメントおよび中空糸膜モジュール
US5282964A (en) * 1993-02-19 1994-02-01 The Dow Chemical Company Boreside feed hollow fiber membrane device
US5380433A (en) * 1993-06-01 1995-01-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hollow fiber membrane separation device with a housing made from a flexible material
JPH07308549A (ja) 1994-05-20 1995-11-28 Nok Corp 中空糸膜モジュ−ルおよび中空糸膜カ−トリッジ
US5695702A (en) * 1994-07-01 1997-12-09 Millipore Corporation Thermoplastic hollow fiber membrane module and method of manufacture
AU700335B2 (en) * 1995-03-22 1998-12-24 Mechano Chemical Research Institute Ltd. Method for desalinating salts-containing water and apparatus therefor
US5598874A (en) * 1995-08-11 1997-02-04 Mg Generon, Inc. Loom processing of hollow fiber membranes
US5693230A (en) * 1996-01-25 1997-12-02 Gas Research Institute Hollow fiber contactor and process
US5702601A (en) * 1996-03-29 1997-12-30 Praxiar Technology, Inc. Structure enhancing hollow fiber module
US5837033A (en) * 1996-03-29 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane separation apparatus
JP2967055B2 (ja) * 1996-10-14 1999-10-25 株式会社シスト 濾過装置
US6270674B1 (en) * 1997-06-14 2001-08-07 Akzo Nobel Nv Membrane module with unilaterally embedded hollow fiber membranes
US6183639B1 (en) * 1999-09-28 2001-02-06 Hydranautics Hollow fiber filter module and method of manufacturing same
JP2001137669A (ja) 1999-11-11 2001-05-22 Able Corp 中空糸束モジュール及びこれを用いた動物細胞培養方法
ATE352524T1 (de) * 2000-03-08 2007-02-15 Zenon Technology Partnership Reaktor mit membranmodul für gastransfer und membrangestütztes biofilmverfahren
CA2306311C (en) * 2000-04-20 2007-04-10 Quest Air Gases Inc. Absorbent laminate structures
JP3698999B2 (ja) 2001-03-30 2005-09-21 株式会社キッツ ラインフィルタ
US6616841B2 (en) * 2001-06-21 2003-09-09 Celgard Inc. Hollow fiber membrane contactor
DE10227721B4 (de) * 2002-06-21 2008-03-13 Hermsdorfer Institut Für Technische Keramik E.V. Verfahren zur Herstellung eines Bündels keramischer Kapillaren für ein Separationsmodul
US8002249B2 (en) * 2002-08-13 2011-08-23 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Strip diffuser
ES2308159T3 (es) * 2003-03-05 2008-12-01 Hydranautics Dispositivo de filtracion modular de membrana sumergible que tiene elementos de membrana sustituibles.
JP2005169179A (ja) 2003-12-08 2005-06-30 Nikkiso Co Ltd 中空糸型モジュール
CN100423814C (zh) * 2004-02-19 2008-10-08 宇部兴产株式会社 从空气中分离/回收富氧空气的方法、其装置和气体分离膜组件
JP2006082035A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Toray Ind Inc 中空糸膜モジュールの製造方法
JP4507894B2 (ja) * 2005-01-24 2010-07-21 宇部興産株式会社 非対称中空糸ガス分離膜、及びガス分離方法
US8182592B2 (en) * 2006-12-29 2012-05-22 Ube Industries, Ltd. Shell feed type gas separation membrane module
US20100065485A1 (en) 2007-05-18 2010-03-18 Lianggang Chen Shaft type submerged hollow fibre membrane module
WO2009139531A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Woongjincoway Co., Ltd. Spiral wound type filter cartridge
JP4963695B2 (ja) 2008-09-29 2012-06-27 宇部興産株式会社 有機蒸気分離用の中空糸エレメント
WO2010114010A1 (ja) 2009-03-31 2010-10-07 宇部興産株式会社 有機蒸気分離用の中空糸エレメント
JP2013099703A (ja) 2010-02-25 2013-05-23 Asahi Kasei Chemicals Corp ヘッダ部材、膜モジュール、及び膜モジュールの製造方法
WO2012050870A2 (en) * 2010-09-28 2012-04-19 Celgard Llc Liquid degassing membrane contactors, components, systems and related methods
JP5740952B2 (ja) 2010-11-04 2015-07-01 宇部興産株式会社 分離膜モジュール
US9718023B2 (en) 2010-11-04 2017-08-01 Ube Industries, Ltd. Gas separation membrane module and gas separation method
WO2013059216A1 (en) * 2011-10-17 2013-04-25 Aptwater, Inc. Design of modules for use in and operation of a membrane biofilm reactor with reduced biofouling
US9283524B2 (en) * 2013-12-20 2016-03-15 L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Woven membrane module with controlled tubesheet epoxy wicking

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421529A (en) * 1982-07-02 1983-12-20 The Dow Chemical Company Membrane system for intermittent gas separation
US4781834A (en) * 1986-06-20 1988-11-01 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Membrane separation apparatus
CN201082383Y (zh) * 2007-05-18 2008-07-09 上海立昇净水设备有限公司 轴式浸入式中空纤维膜组件
CN202343103U (zh) * 2010-08-24 2012-07-25 旭化成化学株式会社 中空纤维膜组件
CN102527241A (zh) * 2010-11-04 2012-07-04 宇部兴产株式会社 气体分离膜组件及气体分离方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150217235A1 (en) 2015-08-06
EP2883592A4 (en) 2016-09-21
EP2883592B1 (en) 2020-09-02
WO2014024961A1 (ja) 2014-02-13
EP2883592A1 (en) 2015-06-17
CN104703674A (zh) 2015-06-10
US9504962B2 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104703674B (zh) 气体分离膜组件
US7264725B2 (en) Hollow fiber membrane contactor and method of making same
AU631307B2 (en) Hollow fiber membrane fluid separation device adapted for boreside feed which contains multiple concentric stages
US5202023A (en) Flexible hollow fiber fluid separation module
US7638049B2 (en) Three-port high performance mini hollow fiber membrane contactor
US4808378A (en) Blood oxygenator
CN108779894B (zh) 用于压力容器凸台的排放配件
CA2986833C (en) Hollow fibre membrane cartridge and module for the separation of fluids
JP4610715B2 (ja) 加湿装置
CN101780375A (zh) 封闭式液膜接触器及其制造方法
JP2010514544A (ja) 改良された膜モジュール
EP2832387A1 (en) Production method for medical instrument, medical instrument
JP2002361050A (ja) 中空糸膜接触器とその製造方法
EP0618839B1 (en) Flexible hollow fiber fluid separation module
JP6069944B2 (ja) ガス分離膜モジュール
US9925498B2 (en) Antitelescoping device and clamp for spiral wound modules comprising a vent
WO2024058082A1 (ja) スパイラル型膜エレメント、及びスパイラル型膜エレメント用の端部部材
JP2017177071A (ja) 分離膜モジュールおよび中空糸膜エレメント
JP5825008B2 (ja) ガス分離膜モジュール
JP6015285B2 (ja) 中空糸エレメントおよびそれを備えたガス分離膜モジュール
JP5825007B2 (ja) ガス分離膜モジュール
JPH01199623A (ja) ガス分離装置
JP2016215163A (ja) 中空糸膜モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: Yamaguchi Prefecture, Japan

Patentee after: Ube Co.,Ltd.

Address before: Yamaguchi Japan

Patentee before: UBE INDUSTRIES, Ltd.