CN110049808A

CN110049808A - 膜管

Info

Publication number: CN110049808A
Application number: CN201780075630.7A
Authority: CN
Inventors: 马库斯·海顿; 马蒂亚斯·鲁汀格; 马库斯·科格尔
Original assignee: Plansee SE
Current assignee: Plansee SE
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2019-07-23
Also published as: AT15581U1; CA3045704A1; KR20190090803A; US20200016541A1; JP2020500703A; WO2018102837A1; EP3551320A1

Abstract

本发明涉及一种用于将气体从气体混合物中渗透式分离的膜管(20，20')。膜管具有：至少两个膜管区段(11，11')，该膜管区段每个具有多孔的、气体可渗透的、金属的管状支撑衬底(12)和膜(13)，该膜对于待被分离的气体是可选择性渗透的并且围绕周边施加到支撑衬底；至少一个连接区段(21)，该连接区段至少在表面上是气密的并且两个相邻的膜管区段(11，11')通过连接区段接合；以及位于连接区段(21)的区域中的至少一个间隔件(15，15')。间隔件(15，15')在径向方向上突出到膜(13)的上方。

Description

膜管

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1所述的膜管元件、如权利要求2所述的膜管以及如权利要求13所述的膜管系统，以用于将气体从气体混合物中渗透式分离。

背景技术

这种类型的膜管系统通常用于从气体混合物中选择性分离气体，特别是用于从含氢气的气体混合物(例如蒸汽重整的天然气)中分离氢气(H₂)。众所周知，通过使用特定材料作为薄涂层("膜")来使用通过这些特定材料表现出的对特定原子或分子(例如H₂)具有选择性渗透的性质，例如通过使用这些特定材料作为层、在支撑件上或作为独立式片材，以用于将气体混合物的气体空间与待被的分离气体的气体空间分离。例如，如果将具有待被分离的气体的特定分压(例如具有特定H₂分压)的气体混合物带到膜的一侧，则待被分离的气体的原子/分子设法穿过膜到达另一侧，直到待被分离的气体的分压在两侧相同。决定分离系统性能的重要参数尤其是操作温度和膜层厚度。普遍正确的是，至少在金属膜的情况下，操作温度越高并且膜越薄，待被分离的气体(例如H₂)的比气流越大。用于分离氢的设备通常在450-900℃的操作温度下操作。用于分离氢的膜层厚度通常在数微米(μm)的范围内，并且该膜因此具有非常低的尺寸稳定性和刚度，为此，其通常被构造为多孔的、气体可渗透的管状支撑衬底上的层，该支撑衬底确保气体供应至膜和/或气体从膜传输出去并提供用于施加膜的表面。优选使用金属材料作为管状支撑衬底，因为与陶瓷材料相比，它们具有较低的生产成本，并且可以例如通过焊接或钎焊相对容易地接合到至少在表面上是气密的金属连接部件。通过该连接部件，膜管可以被集成到模块(具有多个这种类型的膜管，也被称为膜管系统)中，或者更一般地集成到在其中进行气体分离的设备中。多个这些膜管通常成束布置。

除了操作温度和膜层厚度之外，膜面积对这种设备的性能具有关键影响。为了使设备中的膜面积最大化，膜管通常被制成具有与其长度相比较小的直径(例如，膜管的长度可以是米的量级，而直径是厘米的量级)，并且被组装成形成束，在该束中各个平行的元件彼此具有非常小的距离。实际上，这里出现了各种挑战：由于相对大的长度和低的固有稳定性，在运输期间、在启动期间(由于加热时材料的温度诱导膨胀)或在使用中(由于不规则的气流)可能发生振动或形变，并且其导致膜管之间的接触。相邻膜元件之间的这些机械接触可能对布置在膜元件外侧的膜造成损坏，这使其气密性处于风险中。然而，为了可靠的功能，绝对需要在设备的整个操作时间内确保两个气体空间的气密分离，至少需考虑到除了气体混合物中的待被分离的气体之外的还存在的其它气体的程度。特别是对于H₂的分离，系统还必须承受高达900℃范围的非常高的温度和还有大于10bar的高的压差。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述类型的膜管元件、膜管和膜管系统，其中，膜管可以成束布置，并且在长期使用和高操作温度下的操作期间确保两个气体空间的可靠气密性。

该目的通过如权利要求1所述的膜管元件、和还有如权利要求2所述的膜管、以及如权利要求13所述的膜管系统来实现。本发明的有利实施例在从属权利要求中指出。

根据本发明，提供了一种用于将气体从气体混合物中(例如将H₂从含H₂的气体混合物中)渗透式分离的膜管元件。该膜管元件具有至少一个膜管区段和至少在表面上是气密的至少两个连接部件，其中，膜管区段在每个端面处接合到连接部件。该膜管区段具有多孔的、气体可渗透的、金属的管状支撑衬底，对待被分离的气体选择性可渗透的膜围绕外部施加到支撑衬底。根据本发明，至少一个间隔件布置在至少一个连接部件的区域中，以便在径向方向上突出到膜的上方。这里，径向突出意味着间隔件具有离管状膜管元件的中点比离膜更大的最大距离，或者换句话说，意味着间隔件的最大外径大于具有膜的膜管区段的最大外径。

此外，根据本发明提出了用于将气体从气体混合物中渗透式分离的膜管。该膜管具有至少两个膜管区段，其具有多孔的、气体可渗透的、金属的管状支撑衬底，对待被分离的气体选择性可渗透的膜围绕外部施加到支撑衬底。至少在表面上是气密的至少一个连接区段设置在两个相邻的膜管区段之间，以便接合两个相邻的膜管区段。根据本发明，膜管具有至少一个间隔件，其在连接区段的区域中在径向方向上突出到膜的上方。在优选实施例中，可为每个连接区段设置一个间隔件。

因此，为形成膜管，多个膜管元件可以串联布置并接合，其中彼此接合的两个相邻的连接部件形成连接区段。相邻的连接部件优选地相互粘附地(Stoffschlüssig)(例如通过焊接、钎焊或材料配合接合)和/或通过形状锁定(Formschlüssig)(例如通过螺钉连接)接合。在优选的变型中，待被接合的连接区段在周边具有相互兼容的螺纹，从而它们可以通过扭转而旋拧在一起。特别地，膜管元件的连接部件可以在周边具有内螺纹，而邻接的膜管元件的待接合到其上的连接部件在周边具有相应的外螺纹。为了气密性，已经旋拧在一起的连接部件随后可以在两个连接部件邻接的位置处通过周向的焊缝焊接在一起。

对于本发明的目的，膜是对特定类型的气体(特别是H₂)具有选择性渗透性的材料的薄层。根据待被分离的气体(例如H₂)选择膜(或其材料)。在膜管或膜管元件的部件的设计和材料选择中，尤其是当部件被制成对于气体混合物的所有这些气体都气密时，也可能必须考虑存在于相应气体混合物中的其它气体。

对于氢气的分离，对氢气具有一定渗透性但对其它原子/分子呈现屏障的纯金属原则上非常适合作为膜的材料。为了避免形成会损害该选择性可渗透性的氧化物层，优选使用贵金属，特别是钯、含钯合金(特别是含有超过50％重量的钯)，例如钯-钒、钯-金、钯-银、钯-铜、钯-钌，或其他含钯复合膜，例如具有钯、钒、钯的层序列，以用于分离氢气(H₂)。在一个实施例中，膜相应地由钯或钯基金属材料(例如合金、复合物等)制成。这种膜的Pd含量特别为至少50％重量，优选至少80％重量。

膜通常可以被构造为独立的片材或支撑衬底上的(至少)一层。支撑衬底具有管状基本形状并执行机械支撑功能。其横截面优选地是圆形的，具有沿轴向方向的恒定直径。然而，作为替代，也可以提供另一种封闭的横截面，例如椭圆形横截面，以及沿轴向方向变宽的横截面。支撑衬底是多孔的和气体可渗透的，以便根据气流方向允许将气体供应至膜或将气体从膜传输出去。优选地，金属材料用于支撑衬底；与陶瓷支撑衬底相比，金属支撑衬底制造起来更便宜，在过渡区域中更容易密封到连接区段或连接部件，并且相对容易接合到连接区段或连接部件，例如通过焊接工艺，特别是通过材料对材料的结合。特别地，这种多孔的、气体可渗透的金属支撑衬底的生产通过粉末冶金生产方法进行，该方法包括以下步骤：使金属原料粉末的成型(例如压制)和烧结，从而得到具有粉末冶金生产的典型微结构的多孔支撑衬底。用于支撑衬底的合适材料特别是基于铁(Fe)(即包含至少50％重量，特别是至少70％重量的)Fe合金，其具有高铬含量(铬：Cr)(例如至少16％重量的Cr)，可以向其中添加其他添加剂，诸如氧化钇((Y₂O₃)(以提高抗氧化性)、钛(Ti)和钼(Mo)，这些添加剂的比例总共优选小于3％重量(参见，例如，来自Plansee SE的ITM材料，其含有71.2％重量的Fe、26％重量的Cr和总量小于3％重量的Ti、Y₂O₃和Mo)。此外，在高操作温度(通常气体分离的操作温度在450-900℃范围内)下，在金属支撑衬底和(通常同样是金属的，用于隔离H₂)膜之间发生相互扩散效应，并且这些效应将随着时间导致膜的降解或破坏。为了避免这些缺点，可以在支撑衬底和膜之间提供至少一个陶瓷的、气体可渗透的多孔中间层(例如8YSZ，即用8mol％氧化钇(Y₂O₃)完全稳定的氧化锆)。其抑制了支撑衬底和膜之间的相互扩散效应。此外，孔径可在其上任选地逐步地(特别是通过施加多个中间层，即通过"梯度层结构")减小，并且可获得用于施加膜的光滑表面。

膜在多孔支撑衬底的整个圆筒形外表面上延伸。在支撑衬底的区域中，通过膜实现密封(除了待被分离的气体的渗透性之外)。为完全气密地接合到设备(例如反应器)的适当连接导管或为接合到其他的膜管元件，直接邻接支撑衬底设置由至少在表面上气密的材料或连接部件构成的连接区段。连接区段或连接部件的气密区域位于外侧，即，其因此位于与邻接支撑衬底上的膜相同的一侧。连接部件或连接区段优选是全金属部件。基本形状同样是管状的。连接区段或连接部件可以执行进一步的功能，例如组合或分割多个连接导管。为此，适当功能化的区段可以模制到连接区段或连接部件上和/或与其接合。

连接区段或连接部件优选至少在端面处与管状支撑衬底接合(例如通过焊接接合或钎焊接合)，其中，材料配合接合尤其围绕邻接构件的整个周边延伸。焊接接合是廉价的并且可以可靠地制造。材料配合接合也可以通过连接区段(或连接部件)的整体构型来产生，并且支撑衬底具有一个部件。

为了密封连接部件或连接区段与支撑衬底之间的过渡区域，膜本身或对于气体混合物的所有气体或对于除了待被分离的气体之外存在的其他气体气密的层可以特别地在轴向方向上延伸稍微超过多孔支撑衬底以越过连接部件或连接区段，以便然后终止于连接区段或连接部件上。

本发明的关键构思是，在连接区段或连接部件的区域中设置在径向上突出到膜的上方的至少一个间隔件。当在膜管系统中将多个膜管组装成束时，这具有很大的优点。在这种膜管系统中，多个膜管彼此平行布置，相邻膜管的连接区段或间隔件彼此对应，即布置在相同高度处。这确保了间隔件可以仅与相邻膜管的间隔件或与相邻膜管的相应连接区段机械接触(例如，当间隔件仅设置在每个第二膜管上的连接区段的区域中时)并且避免了间隔件和膜之间的触碰、摩擦接触等。突出的间隔件以一种方式定位和确定尺寸，使得在运输期间、启动(通过膜管的相关纵向膨胀加热设备)期间或操作期间(由于气流引起的振动)可能通常会发生的应力的情况下，相邻膜管之间的任何机械接触都仅通过间隔件发生。因此，防止了相邻膜管的膜管区段彼此接触，并且显著降低了膜管区段外侧周围的膜损坏的风险。

在优选的实施例中，直接相邻的膜管的间隔件布置在相同的高度处。在接触的情况下，在这种情况下的间隔件撞击相邻膜管的间隔件，而不是撞击相邻膜管的连接区段。

相邻的膜管在安装状态下可以彼此非常接近地布置并且(通过间隔件)机械接触，但是也可以彼此不接触地布置成彼此相距一定距离，从而在间隔件和相邻的膜管区段或相邻的膜管的间隔件之间保留间隙。后一种布置可以帮助工艺气体在外部区域中的流动。

在首先提到的布置中，膜管优选地不通过间隔件刚性地邻接到相邻膜管，即相邻膜管在连接区段的区域中不具有材料对材料的物理锁定或粘合剂结合，例如焊接接合到相邻膜管。因此，相邻膜管之间的相对轴向运动在一定程度上是可能的，从而例如由于不同热膨胀引起的应力是可比的，并且不会导致变形。

在优选实施例中，膜管束至少在周边处机械地固定，其中存在用于引入和/或排出工艺气体的连接可能性。膜管也可以在外端机械地固定，并且具有用于引入和/或排出工艺气体的其它连接可能性。然而，也可能的是，膜管在另一端是自由的，并且例如通过具有端盖的连接部件以气密方式封闭。已经发现，有利的是，这种具有端盖的连接部件还设置有间隔件以避免膜在其端部接触。

各个膜管优选布置在形成外部工艺气体空间的边界的封闭外管内。在这种情况下，外部膜管的间隔件也用作来自封闭外管的间隔件。

在有利的实施例中，间隔件在连接区段上方围绕周边径向地突出，并且间隔件特别优选地具有环形形状。这导致在每个径向方向(360°)上的距离保持功能。

间隔件优选由耐高达900℃的温度的材料制成。有利的是，间隔件由金属材料制成并且由与连接区段或连接部件相同的材料构成。因此，热膨胀性能是相同的，并且降低了启动时热诱导应力的风险。

在优选的实施例中，间隔件通过材料对材料结合和/或形状锁定(positive-locking)而邻接到连接区段，并且因此即使在高温和/或高的压差下也保证到连接区段的可靠连接。材料对材料结合例如可以通过焊接接合、材料配合接合(positive-substance-join)和/或钎焊接合来实现，并且形状锁定连接例如可以通过螺钉连接来实现。材料对材料结合也可以通过将连接区段(或连接部件)和间隔件整体构造为一个部件来实现。

可以设想间隔件的各种设计变型。多个膜管元件通常以气密方式串联连接以形成膜管。考虑到生产成本低，间隔件的构型可以同时考虑或组合两个连接部件之间的接合部的构型。

在有利的实施例中，间隔件通过堆焊成型在连接区段或连接部件中。在此，例如，两个连接部件通过其接合的周向焊缝可以加厚以形成间隔件。在这种情况下，为了实现膜管元件和间隔件之间的接合，仅需要一个工艺步骤。

在另一实施例中，间隔件可由间隔盘形成，该间隔盘通过形状锁定(Formschlüssig)和/或通过材料对材料结合而接合到连接区段。间隔盘优选焊接在两个连接部件之间。

在另一变型中，连接区段可具有套环。为此，连接区段的两个相邻连接部件中的一个连接部件例如可以构造为具有套环的管区段。

该间隔件也可以通过布置在两个连接部件之间的中间件来实现。中间件例如可以构造为具有(中心)套环的护套，其焊接在与两个连接部件邻接的膜管元件之间。由于该中间件，在各个膜管元件上不需要套环或其它间隔件，这使得膜管元件的制造的自动化更容易。

膜管优选具有至少0.5m，特别是至少0.8m的长度。膜管在膜管区段的区域中优选地具有直径d，使得0.3cm≤d≤1.2cm，特别是0.5cm≤d≤0.8cm。

附图说明：

本发明的其它优点和有用方面可以从以下参考附图对工作示例的描述中得到。

图1a：根据本发明的膜管元件的示意图；

图1b：以示意性横截面视图的图1中由I所表示的区域在隔膜管区段和连接部件之间的过渡区域中的放大截面；

图2：根据本发明第一实施例的膜管系统的示意图；

图3：根据本发明第二实施例的膜管系统的示意图；

图4：根据本发明第三实施例的膜管系统的示意图；

图5a：根据本发明第四实施例的膜管系统的示意图；

图5b：以横截面视图的图5a中由II表示区域在间隔件周围的放大截面。

具体实施方式

图1a描绘了用于将待分离的气体(例如H₂)从气体混合物(例如含有CH₄,H₂O,CO₂,CO,H₂等的蒸汽重整天然气)中渗透式分离的膜管元件的示例，图1a中由I所表示的区域在膜管区段和连接部件之间的过渡区域中在图1b中放大显示。膜管元件10具有管状膜管区段11和在每个端面处的管状连接部件14、14'。两个连接部件14、14'用于气密地连接到气体分离设备的供应管或排放管，或者用于接合到其他膜管元件以便形成由多个串联连接的膜管元件构成的膜管，如随后的图2所示。如图1b所示，膜管区段11由管状的、多孔的、气体可渗透的金属支撑衬底12(例如由ITM构成)构成，由固体金属(例如钢)制成的管状连接部件14'沿着金属支撑衬底12的(圆形)端面通过粘合剂结合(例如焊接接合)而接合。支撑衬底12和连接部件14、14'也可以构造为例如由多孔的、气体可渗透的基体材料构成的整体或单块部件，随后连接部件的外表面必须被制成气密的。可以例如通过施加涂层或密封组合物或通过熔化连接部件14、14'的多孔基体材料的表面来实现表面上的气密性。

膜13(例如由钯制成)，其可选择性地渗透待被分离的气体，并且(除了待被分离的气体的渗透性之外)在支撑衬底的区域中形成密封；在多孔支撑衬底的整个圆筒形外表面上延伸。为了抑制在高操作温度下在金属支撑衬底12和膜13(在H₂被分离出的情况下，膜13通常同样是金属的)之间发生的相互扩散效应，两个陶瓷的、气体可渗透的多孔中间层16、16'(例如由烧结的8YSZ制成)布置在支撑衬底12和膜13之间，并且在支撑衬底的整个气体渗透表面上延伸。该第二中间层16'略微延伸超过第一中间层16，并且直接终止在连接部件14上。第一中间层16具有比支撑衬底12更小的平均孔径，并且第二中间层16'具有比第一中间层16更小的平均孔径。第二中间层16'用于为随后的膜13提供足够光滑的衬底。该随后的膜13延伸超过两个中间层16和16'，并且直接终止在连接部件14上，这确保了即使在支撑衬底12和连接部件14之间的过渡区域中的可靠密封。类似地实现支撑衬底12和连接部件14'之间的密封。

在本发明的膜管元件10的情况下，呈套环形式的间隔件15设置在连接部件14上。在本实施例中，连接部件14由厚壁管制成，具有轴环15的管区段由该厚壁管车削。

在图2至图5中可以看到间隔件的其它实施例。在这些图中，在每种情况下示出了具有三个膜管20的膜管系统(模块)30的截面。附图仅描绘了关于模块中(多个膜管、通常高达几百个膜管，通常作为束彼此平行地安装在模块中的外管内)的膜管的数量和关于单独的膜管(仅示出了两个膜管元件邻接的膜管的部分)的截面。单独的膜管由多个膜管元件组成，这些膜管元件串联布置并且在端面处与连接部件材料配合地接合(Stoffschlüssig)。在所示的实施例中，它们在端面处通过激光焊接在一起；焊缝在图中用17表示。膜管至少在一侧被机械固定(未示出)，并且可以在那里连接到设备的连接导管(未示出)。为了界定外部的工艺气体空间，各个膜管通常布置在封闭的外管(未示出)内。

图2至5分别示出了通过膜管元件10、10'的并列放置形成的三个膜管区段。相邻的膜管元件10、10'的两个连接部件14、14'形成连接区段21。针对每个连接区段均设置有间隔件15；15'；15"，其在径向方向上突出到膜的上方。相邻膜管的连接区段21彼此对应，即布置在相同高度处；在所示的工作示例中，间隔件也布置在相同的高度处。间隔件的尺寸被确定为使得在运输期间、启动时或操作期间通常发生的应力的情况下，相邻膜管之间的任何机械接触仅通过间隔件发生，并且相邻膜管的膜不能彼此接触。间隔件15；15'；15"也用作来自封闭外管的间隔件。

在图2至图4中的膜管20的情况下，膜管被布置得靠近在一起、但彼此相距一定距离，其中在安装状态下在相邻膜管的间隔件之间具有小的间隙。这有助于工艺气体在外部区域中的流动。在图5所示的变型中，间隔件在正常定位中已经处于机械接触，因此使得模块的更紧凑的结构成为可能。然而，相邻膜管的间隔件不是彼此接合，而是特别允许轴向移动，以便能够补偿例如由例如在设备启动期间可能发生的不同热膨胀引起的机械应力。

图2示出了基于图1中的工作示例的膜管元件的膜管系统。连接区段21由管状连接部件14'组成，该管状连接部件14'在连接部件14处焊接到邻接的膜管元件10的套环上。如图3的工作示例中，可以通过焊接在两个连接部件14、14'之间的中间件18来实现该间隔件。中间件由厚壁的管区段制成，具有中心套环的护套由该厚壁的管区段车削。该工作示例在制造单独的膜管元件方面具有优点，因为这些膜管元件不具有套环并且因此更容易制造。

在图4的实施例中，间隔件15'可以被构造成环形焊缝，通过该环形焊缝，两个连接部件被接合得更厚。在该变型中，为了接合膜管元件并且还实现间隔件，仅需要一个焊接操作。

图5a以侧视图示出了一个实施例，其中，间隔件15"通过间隔盘实现。如图5b中的放大视图所示，连接部件14'在其周边上具有外螺纹，另一连接部件14通过相应的周边内螺纹和螺纹连接在其间的间隔盘15拧入该外螺纹中。间隔盘在两侧上在周向焊缝17处焊接到连接部件。

下面将简要讨论用于上述膜管系统以及还用于其它工作示例的膜管元件的生产。呈由ITM制成的多孔管形式并具有10mm的外径、100mm的长度、约40％的孔隙率和平均孔径＜50μm的支撑衬底在两个端面处通过激光焊接焊接到由实心钢制成的并且具有相同外径的管状连接部件。为了使焊接的过渡区均匀化，在氢气气氛下在1200℃的温度下热处理所获得的部件。在通过喷砂使表面平滑之后，具有d80为约2μm的8YSZ粉末在适合于湿法化学涂覆工艺的悬浮液中制备，以用于制备第一中间层，例如添加分散剂、溶剂(例如BCA[2-(2-丁氧基乙氧基)乙基]乙酸酯，可从Merck KGaA Darmstadt获得)和粘合剂。随后将连接部件覆盖到焊缝，并通过浸涂将第一中间层施加到焊缝的起始处。干燥后，从连接部件的气密表面上除去覆盖物，并且随后在1300℃的温度下在氢气氛下烧结所得的部件，从而，有机成分被烧尽，发生陶瓷层的烧结，并获得多孔的经烧结的陶瓷第一中间层16'。类似地进行第二中间层16″的制备，使用更细的8YSZ粉末，并且悬浮液的粘度比在设置第一中间层的情况下略低。第二中间层同样通过浸涂施加。第二中间层完全覆盖第一中间层，并且直接终止于连接部件上。在氢气气氛下在1200℃的温度下烧结所获得的部件，从而，有机成分被烧尽，发生陶瓷层的烧结，并且获得多孔的、经烧结的陶瓷第二中间层。随后通过溅射工艺施加钯膜。其完全覆盖第二中间层以及下面的第一中间层。最后，通过电化学工艺在溅射的钯层的顶部上施加其他钯涂层，以便密封溅射层并获得所需的气密性。本发明不限于附图中所示的实施例。所述结构不仅适用于分离出H₂，而且适用于分离出其它气体(例如CO₂、O₂等)。此外，可以使用替代的膜，诸如微孔的陶瓷膜(Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、TiO₂、沸石等)或致密的质子传导陶瓷(SrCeO_3-δ，BaCeO_3-δ等)。此外，可以仅在每个第二连接区段处在多个膜管的相邻连接区段的高度处在膜管系统内设置间隔件，使得在每种情况下间隔件确保到相邻连接区段(而不是到相邻间隔件)的距离。基于膜管的轴向方向，例如也可以仅在每个第二或第三连接区段处设置间隔件。

Claims

1.一种用于将气体从气体混合物中渗透式分离的膜管元件(10，10')，其包括：

具有多孔的、气体可渗透的、金属的管状支撑衬底(12)的膜管区段(11)，对待被分离的气体具有选择性的膜(13)围绕周边施加在所述支撑衬底上，

至少两个连接部件(14，14')，其至少在表面上是气密的，其中所述管状支撑衬底(12)在每个端面处接合到连接部件(14，14')，

其中沿径向方向突出到所述膜(13)的上方的至少一个间隔件(15；15'；15")设置在至少一个连接部件(14，14')的区域中。

2.一种用于将气体从气体混合物中渗透式分离的膜管(20)，其包括

至少两个膜管区段(11，11')，其每个具有多孔的、气体可渗透的、金属的管状支撑衬底(12)和膜(13)，所述膜(13)对于待被分离的气体是可选择性渗透的并且施加在支撑衬底的周边的周围，

至少一个连接区段(21)，其至少在表面上是气密的并且两个相邻的膜管区段(11，11')通过其接合，以及

至少一个间隔件(15；15'；15")，所述间隔件在至少一个连接区段(21)的区域中沿径向方向突出到所述膜(13)的上方。

3.如权利要求2所述的膜管(20)，其特征在于，所述间隔件(15；15'；15")径向地周向突出到所述连接区段(21)的上方。

4.如权利要求2或3所述的膜管，其特征在于，所述间隔件(15；15'；15")是环形的。

5.如权利要求2至4中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述间隔件(15；15'；15")与所述连接区段(21)材料配合地接合和/或形状锁合地接合。

6.如权利要求2至5中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述连接区段(21)材料配合地接合到所述支撑衬底(12)。

7.如权利要求2至6中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述间隔件(15；15'；15")由金属材料制成。

8.如权利要求2至7中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，每个连接区段(21)设置有精确地一个间隔件(15；15'；15")。

9.如权利要求2至8中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述连接区段(21)由每个与膜管区段接合的两个连接部件(14，14')构成。

10.如权利要求2至9中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，中间件(18)设置在所述两个连接部件(14，14')之间，所述间隔件(15；15'；15")安装在所述中间件(18)上。

11.如权利要求2至10中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述间隔件(15；15'；15")通过堆焊形成。

12.如前述权利要求中任一项所述的膜管(20)，其特征在于，所述膜管由端盖封闭，所述端盖至少在表面上是气密的并且接合到所述支撑衬底或连接区段。

13.一种膜管系统(30)，其包括如权利要求2-12中任一项所述的至少两个平行的膜管(20)，其中所述间隔件(15；15'；15")每个布置在相邻的膜管的连接区段(21)的高度处。

14.如权利要求13所述的膜管系统(30)，其特征在于，直接相邻的膜管的至少两个间隔件(15；15'；15")布置在相同高度处。

15.如权利要求13或14所述的膜管系统(30)，其特征在于，所述膜管布置在外管内。