DE2423252A1 - Trennelement fuer die trennung von fluessigkeiten und gasen durch selektive permeabilitaet - Google Patents

Trennelement fuer die trennung von fluessigkeiten und gasen durch selektive permeabilitaet

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DE2423252A1
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textile
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separating element
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Robert Brun
Michel Pages
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Rhone Poulenc SA
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Rhone Poulenc SA
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Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 « / ο ^ -» r O
Z 4 i3 L 0 I
Köln, denlo.Mail974 Eg/Ax/22
Rhone-Poulenc S.A.
22 avenue Montaigne, Paris 8e/Frankreich
Trennelement für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität
Die Erfindung betrifft schlauchförmige Trennelemente für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität, die insbesondere für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch umgekehrte Osmose, Ultrafiltration oder Gaspermeation geeignet sind«,
Die französische Patentschrift 2 075 524 beschreibt ein für die umgekehrte Osmose bestimmtes Trennelement, das aus einem mit einer Uut oder Rille versehenen Stab besteht, der von einer durchlässigen Hülle umschlossen ist, die mit einer Membran-für die umgekehrte Osmose bedeckt ist, wobei die Rillen durch eine Öffnung direkt nach außen offen sind. Diese Trennelemente mit Durchmessern in der Größenordnung von einigen Millimetern eignen sich gut für die Herstellung von kompakten Apparaturen. Die relative Starrheit des mit Rille versehenen Stabes bedingt jedoch eine Anordnung dieser Trennelemente in parallelen und geradlinigen Bündelne
Die Fließbedingungen der mit den Membranen in Berührung befindlichen Flüssigkeiten und Gase und damit die Leistung der Apparatur könnten erheblich verbessert werden, wenn Stützelemente für die Membranen in Form von apiralen, Schleifen, Wendeln usw«,, deren Krümmungsradius
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einige zehn Zentimeter oder noch besser nur einige Zentimeter erreichen kann, verfügbar wären. Außerdem könnten auf diese Weise Einzelelemente von größerer länge, z,B. von.mehreren zehn Metern verwendet werden, •wodurch die relative Größe der Dichtungen verringert würde.
Gegenstand der Erfindung sind für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität dienende schlauchförniige Trennelemente, die die Anwendung hoher Drücke und große Durchflußmengen des Perceats ermöglichen und kontinuierlich, automatisch und wirtschaftlich hergestellt werden können und sich gut für die Herstellung von kompakten Apparaturen eignen. Die Erfindung stellt sich ferner und hauptsächlich die Aufgabe, sehr biegsame und geschmeidige schlauchförmige Trennelemente verfügbar zu machen, die mit einem Zrümmungsradius insbesondere zwischen 1 und 10 cm gebogen werden können, ohne daß sie sich verschließen oder die Membran reißt.
Ein solches für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität geeignetes schlauehforaiges Trennelement ist Gegenstand der Erfindung. Es besteht aus einer permselektiven Membran und einer textlien schlauchförmigen Hülle, auf die die Membran aufgebracht ist, und die einen nach außen offenen axialen Kanal umschließt. Dieses Trennelement ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine textile schlauchförmige Hülle mit gleichmäßigem, verdichtetem und durch Erhitzen durch das Material hindurch stabilisiertem Gefüge aufweist,das es ermöglicht, das Trennelement in regelmäßigen Windungen mit Krümmungsradien insbesondere zwischen 1 und 10 cm zu biegen,wobei es seinen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt bewahrt.
Die Membran i3t auf eine textile schlauchförmige Hülle aufgebracht, die das allgemeine Aussehen einer Hohlschnur 409848/0894
hato Ohne spezielle Behandlung hat eine Hohlschnur ein verhältnismäßig lockeres und schlaffes Gefügeo Sie widersteht schlecht radialen oder axialen Außendrücken. Außerdem wird ihr Querschnitt häufig in eine unrunde Form gedrückt, und wenn versucht wird, sie zu krümmen, pflegt sie sich unregelmäßig zu "biegen und zu falten, sich örtlich zu verschließen und/oder Brüche der Membranen zu verursachen.
Das der Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität dienende schlauchformige Trennelement wird erhalten, indem der textile Schlauch zunächst einer strengen Wärme "behandlung unterworfen wird,, Zu diesem Zweck wird der textile Schlauch durch eine Heizzone geführt, die bei einer hohen Temperatur gehalten wird, die dicht hei der maximalen Temperatur liegt, die das textile Material ohne wesentliche nachteilige Veränderung auszuhälten vermag. Der textile Schlauch "bleibt in dieser Heizzone während einer solchen Zeit, daß ein Wärmegleichgewicht an allen Stellen der textlien Hülle erreicht wird, um das Material durch und üurch zu erhitzen Als Heizmedium eignen sich Luft, Dämpfe (.ζβΒβ Wasserdampf) oder Flüssigkeiten ("caliqua"-Öl, Z0B0 Glykol)0 Als Heizzone wird beispielsweise ein Ofen mit kontinuierlichem Durchgang verwendet« Anschließend wird der in dieser Weise "behandelte textile·Schlauch mit einer permselektiven schlauchförmigen Membran überzogen. Beispielsweise kann eine vorher hergestellte Membran in Längsrichtung in und um die textile Hülle nach ihrer Wärmebehandlung eingeführt werden.
Es wurde festgestellt, daß durch eine unter diesen Bedingungen durchgeführte Wärmebehandlung die folgenden hauptsächlichen Wirkungen erzielt werden:
a) Die Wärmebehandlung bewirkt zunächst ein gleichmäßiges gegenseitiges Zusammenziehen und Zusammenschnüren der den textlien Schlauch bildenden Fäden oder Fasern«,
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Auf diese Weise werden in einer gewebten schlauchförmigen Hülle die Kettfaden und die Schußfäden gleichmäßig um die neutralen Fasern der Hülle zusammengezogen»' Dieses Einschnüren hat somit allgemein eine Verkleinerung des Außendurchmessers der Hülle und gegebenenfalls eine Vergrößerung ihres Innendurchmessers zur Folge» Das ursprüngliche lockere und schlaffe Gefüge wird auf diese Weise dicht, fest und gleichmäßig,,
Der Widerstand eines solchen Gefüges gegen mechanische Beanspruchungen wird in dieser Weise wesentlich verbessert. Beispielsweise deformiert sich eine unbehandelte geflochtene schlauchförmige Hülle sofort unter dem Einfluß eines radialen oder axialen Drucks, während die gleiche Beanspruchung bei einer erfindungsgemäß behandelten Hülle keine wesentliche Deformierung hervorruft.
b) Durch die Wärmebehandlung tritt anschließend ein Effekt der Selbstkalibrierung ein= Es ist festzustellen, daß evtlo Unregelmäßigkeiten der Querschnitte der textlien Hülle erheblich schwächer werden und im allgemeinen verschwinden» Die Veränderung des Gefüges der textlien Hülle und die Selbstkalibrierung haben eine erhebliche Verbesserung des Widerstandes gegen Zusammendrücken oder allgemein gegen radiale äußere Drücke zur Folge.
c) Die Wärmebehandlung bewirkt außerdem eine Stabilisierung der Fasern oder Fäden, die die textile achlauchförmige Hülle bilden» Sie verlieren auf diese Weise das Rückstellungsbestreben nach Beanspruchungen, denen sie unterworfen wurden» Wenn beispielsweise eine unbehandelte textile schlauchförmige Hülle durchschnitten wird, ist festzustellen, daß die Garne sich an ihrem Ende zerfasern, spreizen und sich voneinander lösen, da die Spannungen, denen sie unterworfen waren, hierbei frei werden« Im Gegensatz hierzu behält eine gemäß der Erfindung thermisch behandelte textile
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Hülle ein unverändertes, unversehrtes durchschnittenes Ende« Die Garne und Fäden, die die Hülle bilden, behalten unverändert ihre ursprüngliche relative Stellung»
d) Die Wärmebehandlung ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Durchlässigkeit der textlien schlauchförmigen .Hülle für Flüssigkeiten und Gase unter dem Einfluß eines radialen Drucks.
e) Die Wärmebehandlung verleiht schließlich der textlien Hülle die Fähigkeit, sich in regelmäßige Windungen mit einem Krümmungsradius insbesondere zwischen 1 und 10 cm legen zu lassen und hierbei an allen Stellen einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt zu bewahren» Im Gegensatz hierzu ist allgemein festzustellen, daß eine unbehandelte oder eine nur oberflächlich der Wärmebehandlung unterworfene textile Hülle sich in unregelmäßige Windungen legt und sich dann örtlich verschließtj indem sie in scharfen Winkeln geknickt wird, wodurch im allgemeinen die auf ihre Oberfläche aufgebrachte Membran reißt»
Der textile Schlauch wird nach der Wärmebehandlung vorzugsweise einer Kalibrierung unterworfen» Diese Behandlung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem der textile Schlauch durch ein konvergierendes, im allgemeinen beheiztes Rohr, das vorzugsweise unmittelbar am Ausgang des Ofens angeordnet ist, gezogen wird» Diese Behandlung hat im wesentlichen den Zweck, das kreisrunde Außenprofil des textlien Schlauchs vollkommen und gleichmäßig zu gestalten, den Durchmesser des Schlauchs zu kalibrieren und alle Rauhigkeiten und Unebenheiten, die möglicherweise an der Oberfläche des textlien Schlauchs vorhanden sind, zu beseitigen» Diese Rauhigkeiten und Unebenheiten können insbesondere aus Enden von Fasern oder Garnen bestehen, die aus der Außenfläche des textlien Schlauchs. nach außen ragen und die Gefahr mit sich
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"bringen, daß eine Membran, die durch direktes Beschichten des textlien Schläuche mit einer geeigneten Masse gebildet wird, durchbohrt wird,,
Als textile Hüllen eignen sich gewebte, gewirkte, aus einemVlies bestehende Schläuche oder aus einem wendelförmig gewickelten Garn oder Faden gebildete Schläuche, wobei.das Garn oder der Faden einen kreisrunden oder abgeflachten Querschnitt hat, der eine Umhüllung, Ummantelung oder Beschichtung ermöglicht. Vorzugsweise wird eine geklöppelte oder geflochtene Hülle verwendete Geeignet sind schlauchformige Hüllen, die aus mehreren aufeinanderfolgenden Lagen bestehen. Diese Hüllen können auf einem Dorn hergestellt werden. Sie können aus Fäden und/ oder Fasern aus natürlichem oder synthetischem Material bestehen« Vorteilhaft werden sie aus synthetischen Materialien hergestellt.
Vorzugsweise werden synthetische Materialien oder Kunststoffe verwendet, die durch Erhitzen allmählich erweichen, wobei die Erweichungszone sich über einen Temperaturbereich von wenigstens 5 Cj vorzugsweise von wenigstens 15°C erstreckt» Die Temperatur der Heizzone, die diese Kunststoffe durchlaufen, liegt nun bei oder im allgemeinen über dem Temperaturbereich, in dem sie erweichen ο Gut geeignet als Kunststoffe für die Zwecke der Erfindung sind beispielsweise die Polyolefine, Polyester, Acry!polymerisate, Polyamide, Viny!polymerisate, die fluorierten Harze und gegebenenfalls die Gemische dieser Polymerisate.
Die Garne können monofil sein, jedoch werden vorzugsweise mehrfädige Garne verwendet. Die Zahl der die FiIamentgarne bildenden Monofilamente beträgt im allgemeinen 5 bis 200, vorzugsweise 50 bis 150„ Der Titer der Garne kann zwischen 10 und 3000 den liegen und beträgt vorzugsweise 250 bis 1500 den.
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Der Außendurchmesser der thermisch "behandelten textiler; Schlauchhülle liegt im allgemeinen zwischen 1 und 10 r.:m, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3 mme Das Verhältnis von Außendurchmesser zu Innendurchmesser der thermisch "behandelten textlien Hülle liegt im allgemeinen zwischen 1,5:1 und 5i1»
Eine thermisch "behandelte textile schlauchförmise Hülle gemäß der Erfindung kann in "beliebiger "bekannter Welse mit einer permselektiven Membran "beschichtet werden, z.3 durch Einführung einer vorher hergestellten I-Iembran um die textile Hülle. Vorzugsweise wird im allgemeinen nach der Kalibrierung der textlien Hülle eine Membran durch direkte Beschichtung der textlien Hülle mit einer, fumbildenden Masse, deren Lösungsmittel verdampft wird, erzeugt. Ein solches Verfahren wird insbesondere in den französischen Patentschriften 1 426 548 und
1 506 402 und in der USA-Patentschrift 3 446 359 beschrieben.
Geeignet sind alle semipermeableη Membranen, die, wenn sie im trockenen oder feuchten Zustand aufbewahrt werden, eine genügende Bruchdehnung aufweisen, um mit des gleichen kleinsten Krümmungsradius wie die textile Stützhülle in Windungen gelegt werden zu können. Pur die umgekehrte Osmose eignen sich beispielsweise Membranen auf Basis von Celluloseacetat, wie sie in der französischen Patentschrift 1 426 548 beschrieben werden, oder Ionenaustauschmembranen aus sulfonierten Polyaryläthersulfonen gemäß der USA-Patentschrift 3 709 841.' Pur die Ultrafiltration eignen sich die in der belgischen Patent schrift 772 361 beschriebenen Membranen aus Polyacrylnitril oder die in der französischen Patentschrift
2 144 922 beschriebenen biionischen Membranen auf Basis von komplexen Polyelektrolyten, Für die Gaspermeation können die in der belgischen Patentschrift 728 247 beschriebenen Membranen auf Basis von mikroporösen Silicon
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elastomeren oder mikroporösem Polyvinylchlorid oder aus Polyvinyltrimethylsilan verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen schlauchförmigen Trennelemente für Flüssigkeiten und Gase werden im allgemeinen wie folgt hergestellt: Die von einer Trommel abgewickelte textile schlauchförmige Hülle durchläuft kontinuierlich einen bei einer konstanten Temperatur im oben genannten Bereich gehaltenen Ofen und wird dann durch ein vorzugsweise erhitztes konvergierendes Kalibrierrohr (oder eine Kalibrierdüse) gezogene Nach der Abkühlung wird sie in an sich bekannter Weise mit einer Membran beschichtete
Im allgemeinen wird im Ofen eine längsschrumpfung der schlauchförmigen Hülle festgestellte Hierauf folgt am Austritt der Kalibrierdüse, d.h. in der Zone, in der sie einer Zugbeanspruchung unterworfen wird, eine Dehnung. Diese Sdhrumpfung der Hülle relativ zu ihrer Dehnung kann durch Einwirkung auf das Abwickeln von der Trommel geregelt werden» Beispielsweise können gegebenenfalls vorgespannte schlauchförmige Trennelemente für die Trennung von Flüssigkeiten und Gasen durch selektive Permeabilität hergestellt werden. Diese Elemente, die, um vor dem Einbau gespannt zu werden, vorher gedehnt v/erden, haben einen erhöhten Widerstand gegen Druckbeanspruchung, insbesondere gegen axiale Druckbeanspruchungen, denen sie möglicherweise ausgesetzt werden0 Eine solche Vorbehandlung ist besonders vorteilhaft im Falle von schlauchförmigen Elementen, die im Innern eines unter Druck stehenden Raums angeordnet, an einem Ende geschlossen und am anderen Ende über einer das Permeat auffangenden "Vorlage offen sind.
Die erfindungsgemäßen schlauchförmigen Elemente widerstehen ohne nachteilige Deformierung hohen Außendrücken von beispielsweise etwa 50 Bar«. Sie ermöglichen den ungehinderten Durchfluß des Permeats oder Filtrats mit minimalen Druckverlusten durch den axialen Kanal, der
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daher große Längen annehmen kann. Die schlauchförmigen Elemente eignen sich ferner für die kontinuierliohe wirtschaftliche Herstellung, die leicht automatisiert werden kann. Sie ermöglichen die Herstellung von kompakten Apparaturen, d.ho Apparaturen mit einer großen Äustauschfläche "bei einem "bestimmten Volumen. Ihre sehr "biegsame und geschmeidige Struktur, die der Eindrückung widersteht, erleichtert sehr ihren Einsatz„ Sie können außerdem so angeordnet werden, daß der hydrodynamische Fluß der Flüssigkeiten an der Oberfläche der "Membranen begünstigt und auf diese Weise die Leistung der Apparatur erheblich gesteigert wird.
Die erfindungsgemäßen schlauchförmigen Elemente können insbesondere für die Trennung, Reinigung und Konzentrierung von Flüssigkeiten und Gasen durch umgekehrte Osmose, Ultrafiltration, Gaspermeation und Pervaporation verwendet werden.
Zahlreiche Variationen der schlauchförmigen Trennelemente und der Verfahren zu ihrer Herstellung fallen in den Rahmen der Erfindung. Die Vorteile der Elemente gemäß der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Verwendet wird eine biegsame, geschmeidige Hohlschnur, die aus einer textlien schlauchförmigen Hülle besteht, die aus Polyäthylenfäden geflochten ist und aus 20 Garnen von 1000 den besteht, die mit 20 Drehungen/m gezwirnt sind« Die Garne sind mehrfädig und bestehen aus 90 Elementarfäden mit kleeblattförmigem Querschnitt. Die Hohlschnur hat einen Innendurchmesser von 1,2 mm und einen Außendurchmesser von 3 mm0
Die Hohlschnur wird durch einen Ofen gezogen, der bei einer konstanten Temperatur von 25O0G gehalten wird,. Die Verweilzeit im Ofen ist auf 8 Sekunden eingestellt,
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Am Austritt des Ofens wird die Hohlschnur durch ein konvergierendes Rohr mit einem Innendurchmesser von 2,3 mm gezogen. Wach der Behandlung hat die schlauehförmige Hülle einen Innendurchmesser von 1,1 mm und einen Außendurchmesser von 2,4 mm.
Auf die Hohlschnur wird anschließend eine Membran auf Basis von Celluloseacetat auf die in den französischen Patentschriften 1 426 548 und 1 506 402 beschriebene V/eise aufgebracht. Die Temperatur des Produkts wird 30 Minuten bei 0 C gehalten und dann in 10 Minuten auf 700C erhöht. Die in dieser Weise auf dem Schlauch gebildete Membran hat eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke. Sie haftet gut an der Unterlage und reißt nicht, auch wenn sie in Windungen mit einem Krümmungsradius von 10 bis 15 mm gelegt wird.
Das in dieser Weise hergestellte semipermeable Element wird in 684 Stücke von gleicher Länge von 1,35 m geschnitten, die in U-Form gebogen und mit den offenen Enden mit Hilfe eines Epoxyharzes in Hülsen eingesetzt werden, die dicht in eine Platte eingesetzt sind, die einen geschlossenen Raum in zwei Kammern unterteilt. Die erste Kammer ist mit zwei axialen Rohrstutzen versehen, die die Umwälzung von Rohwasser unter Druck im Innern ermöglichen. In der zweiten Kammer wird aus den offenen · Enden der semipermeable η Elemente das reine V/asser aufgefangen, das durch umgekehrte Osmose durch die Membranen hindurchgetreten ist.
Bei diesem Versuch werden die nachstehend genannten Ergebnisse erhalten. Hierbei bezeichnet Q die Durchlauf-
menge an reinem Wasser in Liter pro Tag und pro m Membran, und die Salzabweisung in $ bedeutet die auf die ursprüngliche Salzmenge bezogene Menge an zurückgehaltenem Salz. Bei einem Rohwasser mit einer Härte TH von 300P bei 200C unter einem Druck von 30 Bar beträgt die Durchlaufmenge Q 720 l/m Tag bei einer Salzabweisung
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von 92$.
Beispiel 2
Ein 45 cm langes semipermeables Element, das mit dem in Beispiel 1 beschriebenen identisch ist, wird in einem geschlossenen Raum in Windungen mit einem mittleren Durchmesser von 25 mm gelegt. Bei einem Rohwasser mit einer Härte TH von 300P "bei 200C unter einem Druck von 30 Bar werden folgende Ergebnisse erhalten: Q = 943 l/m /Tag bei einer Salzabweisung.von 94*1^.
Ein gleiches semipermeables Element mit der gleichen Länge von 45 cm wird längs der Achse eines geschlossenen Raums angeordnet. Unter den gleichen Bedingungen (Rohwasser einer Härte TH von 300P "bei 200O unter einem Druck von 30 Bar) werden folgende Ergebnisse erhalten: Q = 759 l/m2/Tag, Salzabweisung 97,3$.
Es ist somit festzustellen, daß mit einem semipermeablen Element, das in Windungen mit einem kleinen Krümmungsradius gelegt ist, im wesentlichen gleiche Leistungen erzielt werden, wodurch alle Vorteile, die ein solches mit kleinem Krümmungsradius biegsames Element aufweist, voll ausgenutzt werden können.
Im Vergleich hierzu kann eine oberflächlich erhitzte, geglättete und kalibrierte, aber nicht erfindungsgemäß durch den gesamten Werkstoff wärmebehandelte Hohlschnur nur mit einem kleinsten Krümmungsradius von 100 mm gebogen werden. Ferner werden mit einem Rohwasser einer Härte TH von 32,8 bei 200O unter einem Druck von 25 Bar die folgenden Ergebnisse erhalten: Q = 720 l/m2/Tag, Salzabweisung 94$.
Beispiel 3
Eine biegsame Hohlschnur wird hergestellt, die aus einer •textlien schlauchförmigen Hülle besteht, die aus Baumwollgarnen 40/2 (zweifach gezwirnte Kette), nämlich
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20 zweifädigen Garnen geflochten ist. Der Außendurch messer beträgt 2,5 mm.
Die Hohlschnur wird mit einer Geschwindigkeit von 12 cm/ Sekunde in einen "bei einer konstanten Temperatur von 2500C gehaltenen Ofen geführt und dann durch ein konvergierendes Rohr mit einem Durchmesser von 2 mm gezogen. Der Durchmesser der Hohlschnur hat sich nach der Behandlung "bei 2,2 mm stabilisiert. Auf die Hohlschnur wird anschließend eine Membran auf Basis von Celluloseacetat auf die in Beispiel 1 beschriebene Y/eise geschichtet. Diese Hohlschnur widersteht einem Außendruck von 70-Bar.
Kit diesem Trennelement werden die folgenden Ergebnisse mit einem Rohwasser einer Härte TH von 30°F bei 200C unter einem Druck von 30 Bar erhalten! Q = 784- l/m2/Tag, Salzabweisung 30°/oo
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die Erfindung auch auf textile schlauchförmige Hüllen aus natürlichem Material anwendbar ist.
Beispiel 4
Eine biegsame, geschmeidige Hohlschnur, bestehend aus einem textilen Schlauch, wird aus 20 Cellulosetriacetatgarnen von je 4 Fäden von je 300 den, die aus 72 Sie rue ntarfäden bestehen, hergestellt. Der Außendurchmesser beträgt 2,95 mm. Der textilen Schlauch wird mit einer Geschwindigkeit von 7 cm/Sekunde in einen bei 250 C gehaltenen Ofen eingeführt und dann durch ein bei 1200C gehaltenes konvergierendes Kalibrierrohr von 2,5 mm Durchmesser abgezogen. Dann wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise eine Membran auf Basis von Celluloseacetat aufgebracht. Dieser Schlauch widersteht einem Außendruck von 40 Bar«,
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Mit diesem Trennelement werden die folgenden Ergebnisse mit einem Rohwasser einer Härte TH von 300P bei 200C unter einem Druck von 30 Bar erhalten: Durchflußmenge Q - 847 l/m2/Tag, Salaabweisung 98,2#.
Beispiel 5
Eine aus einer gewirkten textlien Hülle bestehende biegsame und geschmeidige Hohlschnur wird mit einem Kopf mit 6 Nadeln aus einem Polyäthylengarn mit kleeblattförmigen Querschnitt, einem Titer von 1000 den und 20 Drehungen/m gewirkt. Der Außendurchmesser beträgt 4 mm. Vor der Wärmebehandlung beträgt der Widerstand gegen äußere Druckeinwirkung praktisch Null. Die Hohlschnur wird mit einer Geschwindigkeit von 9,8 cm/Sek. in einen konstant bei 2500C gehaltenen Ofen geführt und dann durch ein bei 1200C gehaltenes konvergierendes Kalibrierrohr von 2,6 mm Durchmesser abgezogen. Anschließend wird auf die Hohlschnur auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise eine Membran auf Basis von Celluloseacetat aufgebracht. Mit einem Rohwasser einer Härte TH von 300P bei 200C werden unter einem Druck von 30 Bar die folgenden Ergebnisse erhalten: Durchflußmenge Q » 559 l/m2/Tag, Salzabweisung 96,7#.
Dieses Beispiel und das folgende Beispiel zeigen, daß die Erfindung auch auf nicht geflochtene textile schlauchförmige Hüllen anwendbar ist.
Beispiel 6
Eine Hohlschnur, die biegsam und geschmeidig ist und einen Außendurchmesser von 3 mm hat, wird in Form einer schlauchförmigen Hülle aus Polypropylen in Atlasbindung 5 und "decrochement 2" gewebt. Die Kette besteht aus 86 Filamentgarnen von 200 den mit einer Zwirnung von 3^0 Drehungen/m. Der Schuß besteht aus Filamentgarnen von 2oo den und 34o Drehhungen/cm. Er wird mit 20 Fäden beidseitig eingebracht.
Der Schlauch wird mit einer Geschwindigkeit von 12 cm/Sek.
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in einen bei 2500C gehaltenen Ofen eingeführt und dann durch ein bei 1200C gehaltenes konvergierendes Kalibrierrohr abgezogen. Anschließend wird auf den Schlauch eine Membran auf Basis von Celluloseacetat auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise aufgebracht. Das erhaltene Trennelement Widerstaht einem Außendruck von 70 Bar.
Die folgenden Ergebnisse werden mit diesem Trennelement mit einem Rohwasser einer Härte TH von 30. Pr bei 2o°C unter einem Druck von 3o Bar erhalten: DurchflußmeiKredes Permeats Q = 842 l/m2/Tag, Salzabweisung 89,4#.
Beispiel 7
Eine Hohlsehnur, die biegsam und geschmeidig ist und einen Außendurchmesser von 2,5 mm hat, wird in Form einer textlien schlauchförmigen Hülle aus 20 vierfädigen Polyestergarnen geflochten, die auf Kettenzwirnung 1^0/2 geschrumpft sind. Der Schlauch wird mit einer Geschwindigkeit von 12 cm/Sek. in einen bei 250°C gehaltenen Ofen eingeführt und dann durch ein bei 120°C gehaltenes konvergierendes Kalibrierrohr von 2,2 mm Durchmesser gezogen. Anschließend wird auf den Schlauch eine Membran auf Basis von Celluloseacetat auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise aufgebracht. Das erhaltene Trennelement widerstand einem Außendruck von 70 Bar.
Mit einem Rohwasser einer Härte TH von 500P werden bei 200C unter einem Druck von ^O Bar die folgenden Ergebnisse erhalten: Durchflußmenge Q, = 1000 l/m /Tag, Salzabweisung
Beispiel 8
Eine biegsame und geschmeidige Hohlschnur mit einem Außendurchmesser von 2,2 mm wird hergestellt. Sie besteht aus einer schlauchförmigen textlien Hülle, die aus 20 Polyäthylengarnen mit kleeblattförmigem Querschnitt, einem Titer von 700 den und 20 Drehungen/m geflochten ist.
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Der Schlauch wird mit einer Geschwindigkeit von 12 cm/Sek. in einen bei 2500C gehaltenen Ofen eingeführt und dann durch ein bei 120°C gehaltenes konvergierendes Kalibrierrohr von 2,05 mm Durchmesser gezogen. Anschließend wird auf den Schlauch eine Membran auf Basis von Celluloseacetat auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise aufgebracht,
Mit einem Rohwasser einer Härte TH von 300F werden bei 200C unter einem Druck von 30 Bar die folgenden Ergebnisse erhalten: Durchflußmenge Q = 800 l/m /Tag, Salzabweisung 96,8£.
Diese Ergebnisse werden mit einer geraden Hohlschnur erhalten. Sie bleiben im wesentlichen unverändert, wenn das Trennelement in Windingen mit einem Durchmesser von 20 mm gelegt, dann geradegerichtet und erneut unter den gleichen Bedingungen eingesetzt wird. Dies zeigt, daß das Trennelement ohne Nachteil mit einem sehr kleinen Krümmungsradius gebogen werden kann.
Der Widerstand der Trennelemente gegen ZusammendrUckung wird zunächst im unbehandelten Zustand und dann nach der Wärmebehandlung und Glättung gemäß der Erfindung gemessen.
Zu diesem Zweck werden unter einer senkrechten dünnen Stahlplatte mit einer waagerechten Kante von 1 mm Radius 10 gleiche Trennelemente parallel angeordnet. Gemessen wird die Kraft (kn kg), die aufgewendet werden muß, um eine Deformierung einer bestimmten Höhe zu erzielen. Die folgenden Ergebnisse werden erhalten:
Deformierung in mm 20/100 40/100 6O/IOO 8O/IOO
Zur Deformierung von
unbehandelten Trennelementen erforderliche Kraft, kg 0,35 0,60 1,10 1,90
Zur Deformierung von erfindungsgemäß behandelten
Trennelementen erforderlicht Kraft, kg 3,20 5,60 7,50 10,00
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Es ist festzustellen, daß die Trennelemente durch die Behandlung gemäß der Erfindung eine Struktur erhalten, die ihnen einen stark erhöhten Widerstand gegen Eindrükkung verleiht. Ferner ist festzustellen, daß diese Struktur genügend porös bleibt, um gute Durchflußmengen an Permeat und Piltrat zu erzielen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1) Schlauchförmiges Trennelement für die Trennung von Fluiden durch selektive Permeabilität, bestehend aus einer permselektiven Membran und einer textlien schlauchförmigen Hülle, auf die die Membran aufgebracht ist, und die einen nach außen offenen axialen Kanal umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die textile schlauchförmige Hülle ein gleichmäßiges, verdichtetes und durch Erhitzen durch das Material hindurch stabilisiertes Gefüge hat, das es ermöglicht, das Trennelement in regelmäßigen V/indungen mit Krümmungsradien insbesondere zwischen 1 und 10 cm zu legen, während es seinen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt bewahrt»
    2) Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der schlauchförmigen textlien Hülle kalibriert ist.
    3) Trennelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige textile Hülle aus Fäden und/oder Pasern aus Kunststoff besteht«
    4) Trennelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweichungszone des Kunststoffs sich über einen. Temperaturbereich von wenigstens 5°C erstreckt«
    5) Trennelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige textile Hülle aus einem Polyolefin bestehto
    6) Trennelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die textile schlauchförmige Hülle geflochten ist«
    7) Trennelement nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn-
    409848/0 8-9 4
    zeichnet, dais die schlauchi'örmige textile Hülle aus Pilamentgarnen hergestellt ist«,
    δ) Trennelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittflache der textlien schlauchförmigen Hülle einen Durchmesser zwischen 1 und 10 mm hat,
    9) Trennelement nach Anspruch 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in Längsrichtung um die schlauchförmige textile Hülle aufgezogen worden ist0
    10) Brennelement nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in situ um die schlauchförmige textile Hülle gebildet worden ist„
    11) brennelement nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schlauchförmige textile Hülle außen mit einer Membran auf Basis von Celluloseacetat bedeckt ist.
    12) Irennelement nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es vorgespannt ist,
    13) Verfahren zur Herstellung von Trennelementen nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man die schlauchförmige textile Hülle durch eine Heizzone, die auf eine hohe Temperatur gebracht worden ist, die dicht bei der maximalen Temperatur liegt, die das textile Material ohne wesentliche nachteilige Veränderung aufzuhalten vermag, während einer solchen Zeit führt, daß ein wärmegleichgewicht an allen Stellen der textlien Hülle erreicht wird, und sie dann mit einer schlauchförmigen permselektiven Membran überzieht,
    14) Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die schlauchförmige textile Hülle nach dem
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    Durchgang durch die bei hoher Temperatur gehaltene Zone und vor dem Überziehen mit einer Membran durch wenigstens ein konvergierendes Rohr zieht und hierdurch die Rauhigkeiten und Unebenheiten ihrer Außenfläche beseitigt und ihren Querschnitt kalibriert.
    15) Verfahren nach Anspruch I3 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die Heizzone auf eine Temperatur bringt, die in dem Temperaturbereich liegt, der der Erweichungszone des die schlauchförmige textile Hülle bildenden Kunststoffs entspricht.
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