DE2825789A1

DE2825789A1 - Verfahren zum entfernen eines bestandteiles aus einer mischung und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2825789A1
Application number: DE19782825789
Authority: DE
Inventors: Stephen Lee Matson; Gunnar Eric Walmet
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: JPS6135883B2; DE2825789C2; GB1573465A; JPS5417380A

Description

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.

Verfahren zum Entfernen eines Bestandteiles aus einer Mischung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines Bestandteiles aus einer flüssigen Mischung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Entfernen eines Bestandteiles aus einer gasförmigen Mischung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Vorrichtung ist ein neues verbessertes Membransystem mit einer Mehrzahl unbeweglich gemachter Flussigiceitsmembranen. Mit der Erfindung wird ein Verfahren zum Wiederherstellen oder Aufrechterhalten der Trennwirksamkeit einer unbeweglich gemachten Flüssigkeitsmembran geschaffen.

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In der US-PS 3 819 8O6 ist ein Verfahren zum selektiven Abtrennen von Schwefelwasserstoff aus einer Mischung von Gasen, z.B. Kohlegas, die Schwefelwasserstoff und Kohlendioxyd enthält, offenbart, wobei eine unbeweglich gemachte bzw. immobilisierte Flüssigkeitsmembran, die Carbonat/Bicarbonat-Lösung enthält, verwendet wird. Bei diesem Verfahren besteht das Problem der Deaktivierung der Membran und somit eine Notwendigkeit für ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regenierung der immobilisierten Flüssigkeitsmembran.

In der US-PS 3 564 819 ist ein Membransystem mit einer Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter Membranen, die immobilisierte Flüssigkeitsmembranen sein können, offenbart, wobei die Membranen in einer Anordnung vorliegen, in der die Oberflächen einander im allgemeinen parallel gegenüberstehen, wodurch eine erste Gruppe von StromungsVolumina und eine zweite Gruppe von StrömungsVolumina gebildet werden, die alternierend zwischen der ersten Gruppe liegen. Dieses Membransystem der US-PS 3 564 819 weist ausserdem Abstandshalter für die Membranen auf, die in jedem der Strömungsvolumina mindestens eines der ersten und zweiten Strömungsvolumengruppe angeordnet sind, sowie eine Einrichtung zum Begrenzen der Peripherie jedes der StromungsVolumina und eine Einrichtung zum separaten Zugang zu und Ausgang von der Mehrzahl der Strömungsvolumina in der ersten Gruppe und in der zweiten Gruppe von Strömungsvolumina. Wird dieses System der US-PS 3 564 819 zum Entfernen von Schwefelwasserstoff aus einem Kohlendioxyd-haltigen Kohlegas eingesetzt, dann wird die Aufrechterhaltung der Schwefelwasserstoffdurchlässigkeit in den immobilisierten Flüssigkeitsmembranen besonders schwierig wegen der Unzugänglichkeit der Membranen in dem Membransystem. Es besteht daher eine beträchtliche Notwendigkeit für ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regenerieren immobilisierter Flüssigkeitsmembranen, die,wie in der US-PS 3 564 819 beschrieben, angeordnet sind.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den bekannten Verfahren und Membranvorrichtungen verbundenen Schwierigkeiten auf einfache wirksame Weise zu überwinden.

Allgemein schafft die vorliegende Erfindung gemäss einem Aspekt eine Verbesserung in dem Verfahren zum Entfernen eines Bestandteiles aus einer Flüssigkeitsmischung, bei der diese Mischung mit einer ersten Hauptoberfläche einer Membran in Berührung gebracht wird, die eine immobilisierte Flüssigkeit bekannter oder bestimmbarer Anfangszusammensetzung enthält, um den Transport des Bestandteiles von der kontaktierten Oberfläche der Membran zu und durch eine gegenüberliegende Hauptoberfläche der Membran zu bewirken, wobei der Kontakt zu einer Deaktivierung der Flüssigkeit in der Membran führt und die Aufrechterhaltung der Trennwirksamkeit der Membran das Einführen frischer Flüssigkeit in einen ersten Bereich der Membran umfasst, um die Abgabe zumindest teilweise deaktivierter Flüssigkeit von einem zweiten Bereich der Membran zu bewirken, wobei die frische Flüssigkeit die gleiche Anfangs zusammensetzung aufweist.

Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schafft die Erfindung ein verbessertes Membransystem mit folgenden Teilen:

a) eine Mehrzahl mindestens teilweise im Abstand voneinander angeordneter immobilisierter Flüssigkeitsmembranen, die allgemein so angeordnet sind, dass die Oberflächen einander parallel gegenüberstehen, um sowohl eine erste Gruppe von StrömungsVolumina als auch eine zweite Gruppe von Strömungsvolumina zu begrenzen, die alternierend zwischen der ersten Gruppe angeordnet ist,

b) Abstandshalter für benachbarte Membranen, die in jedem der Strömungsvolumina mindestens einer der ersten und

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zweiten Gruppe von StrömungsVolumina angeordnet sind,

c) eine Einrichtung zum Begrenzen der Peripherie jedes der StrömungsVolumina,

d) Einrichtungen für den separaten Zugang zu und Ausgang von der Mehrzahl der Strömungsvolumina in der ersten Gruppe und in der zweiten Gruppe von StrömungsVolumina, wobei die Verbesserung in Kombination mit den obigen Teilen eine Einrichtung zum Inberührungbringen frischer Membranflüssigkeit mit ersten Bereichen der Membranen umfasst.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer sich wiederholenden Einheit eines Membransystems nach der vorliegenden Erfindung, in der eine Schicht aus Membranabstandshaltern, eine erste Membran, eine zweite Schicht von Membranabstandshaltern und eine zweite Membran ersichtlich ist,

Figur 2 eine Draufsicht auf die sich wiederholende Einheit, bei der Teile weggelassen sind, um die darunter liegenden Teile zu zeigen,

Figur 3 eine Schnittansicht des Systems mit der sich wiederholenden Einheit, wobei der Schnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2 erfolgt ist,

Figur 4 eine Schnittansicht des Systems mit der sich wiederholenden Einheit entlang der Linie 4-4 der Figur 2,

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Figur 5 eine vergrösserte Ansicht einer Scheibe, die brauchbar ist zum teilweisen Trennen benachbarter Membranen und zur Schaffung entweder des Zuganges zu oder des Ausganges von den Strömungsvolumina, die hauptsächlich durch die Abstandshalter begrenzt werden,

Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Figur 5,

Figur 7 eine perspektivische fragmentarische Ansicht des Membransystems zusammen mit der Einrichtung zum Zusammendrücken ,

Figur 8 eine detailliertejfragmentarische Schnittansicht einer Verbundmembran mit mindestens zwei immobilisierten Flüssigkeitsmembranschichten, die durch eine gasdurchlässige Sperre getrennt sind,

Figur 9 eine detaillierte fragmentarische Schnittansicht eines Endbereiches der Verbundmembran in Verbindung mit dem Äusseren des Systems,

Figur 10 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform der sich wiederholenden Einheit und

Figuren 11 und 12 fragmentarische Schnittansichten einer anderen Ausführungsform des Systems mit der sich wiederholenden Einheit, wobei die Schnitte entlang den Linien 11-11 bzw. 12-12 der Figur 10 erfolgt sind.

Das verbesserte Membransystem der vorliegenden Erfindung kann angewendet werden bei Geräten zur Gastrennung, Geräten zur Gaskonzentration, Blutoxygenatoren, Geräten zur Flüssigkeitstrennung und ähnlichen. Im folgenden soll jedoch beispielhaft die Anwendung des erfindungsgemässen Membransystems für Geräte zur Gastrennung beschrieben werden.

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In Figur 1 ist eine wiederkehrende bzw. sich wiederholende
Stapelanordnung 10 gezeigt, die einen allgemein rechteckförmigen, gasdichten, in Form einer geschlossenen Schleife vorliegenden Rahmen 12 einschliesst, in dem ein Trennetz 14 festgelegt ist. Die Anordnung 10 umfasst weiter eine Membran 40, ein Paar im Abstand voneinander angeordneten allgemein koplanaren Scheiben 62 und 64, die durch Löcher im wahlweise
vorhandenen Trennetz 60 aufgenommen werden sowie die nächste Membran 40.

Vorzugsweise sind die Trennetze 14 und 60 gewebte Netze, z.B. Elementarfadennetzgewebe aus Polyester oder Nylon mit Maschenöffnungen im Bereich von etwa 20 ,um bis zu etwa 1200 ,um und einem offenen Bereich von etwa 35 bis 55 ?. Andere Grossen von Maschenöffnungen und Prozentsätzen des offenen Bereiches können verwendet werden, in Abhängigkeit von der Festigkeit der verwendeten Membranen, dem Druckunterschied über der Membran und der durch die Netze festzulegenden Flüssigkeitsströmung. Es können auch Netze aus anderen Materialien eingesetzt werden, solange dieses Material seine strukturelle Integrität
unter den Betriebsbedingungen halten kann und verträglich ist mit den verwendeten Flüssigkeiten.

In einem Gerät zur Gastrennung verwendet man nicht perforierte Membranen, die gewisse spezifische Gase oder Dämpfe durchlassen und andere im wesentlichen vollständig zurückhalten. Die Herstellung solcher Membranen ist in den US-PS 3 396 510 und 3 335 545 beschrieben. Bei immobilisierten Flüssigkeitsmembranen, bei denen sich die Flüssigkeit in den Poren einer mikroporösen Schicht befindet, die aus einem Material hergestellt ist, das durch die benutzte Flüssigkeit benetzt wird, sind ausgezeichnete Beständigkeiten gegenüber Druckunterschieden erzielt worden. So wurde z.B. eine immobilisierte
Flüssigkeitsmembran durch Imprägnieren einer 0,125 mm dicken

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Folie aus Filtermaterial, das unter der Handelsbezeichnung "Solvinert" vertrieben wird und eine nominale Porengrösse von 0,25 /um aufweist mit einer gesättigten wässrigen Cäsiumbicarbonatlosung hergestellt. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Blasenpunkt, das ist der Druck, der erforderlich ist, die Flüssigkeit aus den Poren zu treiben, für dieses Material mindestens 2,1 kg/cm beträgt, wenn das genannte Filtermaterial in einer Cäsiumbicarbonatlösung getränkt ist, die eine geringe Konzentration eines in dem System löslichen Benetzungsmittels enthält, so z.B. 1 Gew.-% eines niedermolekularen (Molekulargewicht 400 bis 1000) Polyäthylenglykols. Das Filtermaterial (Solvinert) ist nach der IR-Analyse ein Terpolymer ausfcolyvinylalkohol, Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat.

Andere Membranmaterialien, die als immobilisierende Medien für verschiedene Flüssigkeiten, durch die sie benetzt werden, brauchbar sind, sind in den US-PS 3 378 057, 2 984 869, 3 351 489, 3 216 882 und 3 062 760 beschrieben.

Der Rahmen 12 in Figur 1 schliesst gegenüberliegende Seitenteile 16 und 18 ein, die durch Endteile 20 und 22 miteinander verbunden sind. Der Rahmen 12Jkann, z.B. durch Spritzgiessen_; um die Ränder des Netzes 14 herum einstückig geformt werden. Der Rahmen 12 ist mit im Abstand voneinander angeordneten durchgehenden Löchern 24 und 26 versehen, die vorzugsweise durch erste diagonal gegenüberliegende Rahmenecken 28 und 30 verlaufen. Diese Löcher 24 und 26 erstrecken sich von der oberen Fläche 21 zur gegenüberliegenden Fläche 23. Die Flächen erstrecken sich von der inneren Peripherie 17 des Rahmens bis zur äusseren Peripherie 19 des Rahmens. Weiter erstreckt sich eine Rahmenkanaleinrichtung mit mindestens einem und vorzugsweise einer Mehrzahl von Kanälen 25 und 27 (s. Figuren 2, 3 und 4) von den Löchern 24 bzw. 26 zu den nahe gelegenen Teilen der inneren Peripherie 17 des Rahmens 12.

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-ib-

Das Netz 14 ist mit diagonal im Abstand gegenüberliegenden durchgehenden Löchern 32 und 34 zur Aufnahme der Scheiben 62 und 64 benachbart zu den zweiten diagonal gegenüberliegenden Ecken des Rahmens 12 versehen. Das Netz kann Loch-begrenzende verstärkende Ringe 36 und 3Ö um die Löcher herum aufweisen. Wenn solche verstärkenden Ringe vorhanden sind, dann haben sie vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Dicke wie das Netz 14.

Wie sich im folgenden deutlicher zeigen wird,ist jede Membran 40 in dem bevorzugten Membransystem 39 (s. Pig. j>, 4 und 7) etwas von der planaren Konfiguration deformiert. Vor dem Zusammenbau in dem System können die Membranen jedoch allgemein planar ausgebildet sein und sie sind in Figur 1 so dargestellt, Jede im allgemeinen rechteckförmige Membran 40 schliesst Seitenränder 50 und 52 ein, die durch die Endränder 54 und 56 miteinander verbunden sind. In der bevorzugten Ausführungsform ist die seitliche Ausdehnung der Membranränder 54 und 56 grosser als die seitliche Ausdehnung der Rahmenränder 20 und 22, so dass das Membransystem Membranbereiche 58 und 59 einschliesst (vgl. Fig. 2), die sich über die äussere Peripherie der Rahmen auf dessen Seiten 16 und 18 hinaus erstrecken, wodurch diese Membranbereiche in Verbindung mit dem Äusseren des Systems stehen. Die gestrichelten Linien 45, 51 und 53 (s. Figur 1) veranschaulichen schematisch schmale Schultern oder erhobene Übergangszonen, die während des nachfolgenden Zusammenbaues des Membransystems in der Membran gebildet werden. Die gestrichelte Linie 45 teilt die Membran in den inneren Teil 4l und den in Form einer geschlossenen Schleife vorliegenden äusseren Teil 43, der den inneren Teil 41 umgibt. Der äussere Teil ist mit einem äusseren Paar im Abstand diagonal gegenüberliegenden durchgehenden Löchern 42 und 44 benachbart den gegenüberliegenden Ecken versehen, wobei diese Löcher 42

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und 44 der Membran 40 mit den durchgehenden Löchern 24 und 26 durch den Rihmen 12 ausgerichtet sind. Der innere Teil 4l der Membran ist mit einem inneren Paar im Abstand diagonal gegenüberliegender durchgehender Löcher 46 und 48 benachbart den gegenüberliegenden Ecken versehen, wobei auch hier vorzugsweise eine koaxiale Ausrichtung mit den Scheiben 62 und 64 des Netzes 60 erfolgt. Das innere Paar von Löchern 46 und 48 der Membran 40 ist durch ringförmige Membranränder 47 und 49 umgeben j die durch die inneren Löcher und die gestrichelten Linien 51 und 53 begrenzt sind.

Die äussere Peripherie des Trennetzes 60, das wahlweise, aber bevorzugt verwendet wird, ist vorzugsweise etwas schmaler als und hinsichtlich der Gestalt im wesentlichen identisch der inneren Peripherie des Rahmens 12, wie sich deutlich aus Figur 2 ergibt. Das Netz 60 weist vorzugsweise diagonale Ränder 70 und 72 auf, die stumpfförmige gegenüberliegende Ecken zur verbesserten Anpassung an das Rahmennetz 14 in dem Membransystem begrenzen.

Die ringförmige Scheibe 62 befindet sich in allgemein koplanarer Anordnung zu der ringförmigen Scheibe 60 und im Abstand davon, und definiert so ein Paar allgemein koplanarer Scheiben, wobei jede Scheibe durch ein entsprechendes Loch in dem Netz 60 aufgenommen und auf geeignete Weise, z.B. durch Druckanpassung in Eingriff mit dem Netz festgelegt ist. Die Scheibe 62, die detaillierter in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ist mit einem durchgehenden Loch 66 versehen, das sich von der Scheibenfläche 74 zur gegenüberliegenden im allgemeinen parallelen Scheibenfläche 76 erstreckt. Die Scheibe 62 weist weiter eine Kanaleinrichtung auf, die mindestens einen und vorzugsweise eine Mehrzahl von Kanälen 67 einschliesst, die sich radial von dem durchgehenden Loch 66 zu einer äusseren Peripherie der Scheibe 62 erstrecken. Die Scheibe 64, die von gleicher Grosse, Gestalt und Konstruktion sein kann, ist

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in ähnlicher Weise mit einem durchgehenden Loch 68 und mindestens einem Kanal 69 versehen, wie durch die Mehrzahl von Kanälen 69 veranschaulicht, die sich radial von dem durchgehenden Loch 68 zu der äusseren Peripherie der Scheibe 64 erstrecken. Die Scheiben 62 und 64 sind zur Ausrichtung ihrer durchgehenden Löcher mit dem inneren Paar von Löchern 46 und 48 durch den inneren Teil der Membran 40 angeordnet.

Die Beziehung der verschiedenen Teile der zusammengebauten Anordnung 10 ist deutlicher in den Figuren 2, 3 und 4 zu erkennen. Nach dem Zusammenbauen werden die verschiedenen benachbarten, anfänglich planaren Membranen in entgegengesetzten Richtungen deformiert und dies führt zu einem ersten Satz von Membranen 4OA, die in einer Richtung allgemein konkav sind (in den Figuren 3 und 4 nach oben) und diese Membranen 40A liegen abwechselnd· zwischen einem zweiten Satz von Membranen 4OB, die im allgemeinen konkav in der entgegengesetzten Richtung liegen (in Figuren 3 und 4 nach unten). In Figur 2 ist ein Teil der Baueinheit aus Rahmen 12 und Netz 14 auf der rechten Seite weggelassen, um einen Teil der darunter liegenden Membran 4QB zu zeigen. Es ist ein weiterer Teil auf der rechten Seite weggelassen, um das darunter liegende Trennnetz 60 und die Scheibe 64 zu zeigen. Die zuletzt genannten Netz und Scheibe liegen wiederum über der nächsten Membran 40A. Der Rand 47 der Membran 4OB ist in dem Netzloch 32, das von dem Ring 36 umgeben ist, sichtbar und dieser Rand liegt über der Scheibe 62, dessen äussere Peripherie durch eine unterbrochene kreisförmige Linie in Figur 2 gezeigt ist. Die Durchmesser der Löcher 32 und 34 im Netz 14 sind etwas grosser als die äusseren Durchmesser der Scheiben 62 bzw. 64.

Die Figuren 3 und 4 (und Figur 7 um 90 gedreht dazu) veranschaulichen das verbesserte Membransystem 39 mit einer Mehrzahl

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wiederkehrender Einheiten 10 nach Figur 1. Die Dicke des Netzes 14 ist geringer als die Dicke des Rahmens 12, während die Dicke des Netzes 60 geringer als die Dicke der Scheiben 64 und 66 ist. Jede Scheibe und jeder Rahmen können hinsichtlich der Dicke identisch sein. Allgemein bevorzugt ist jedoch, dass die Rahmendicke etwas geringer ist als die Scheibendicke, um sicherzustellen, dass die Austauschflüssigkeit, die zum Bereich 58 der Membran geleitet wird, durch den äusseren Membranteil fliesst, der zwischen benachbarten Rahmen angeordnet ist, wenn das System unter Druckkräften steht, wie im folgenden noch beschrieben wird. Erwünscht ist, dass die Dicke des Rahmens und jeder Scheibe im wesentlichen gleich der Summe der Dicken des Netzes 14, des Netzes 60 und zweier Membranen ist. Die schleifenförmigen Flächen 21 und 23 des Rahmens 12 sind vorzugsweise gleich weit entfernt vom Netz 14 und schaffen damit flache Hohlräume auf den gegenüberliegenden Seiten des Netzes. In dem Membransystem 39 liegen die zusammengebauten wiederkehrenden Einheiten 10 sandwichartig zwischen Metallendplatten 78 und 80, wobei Dichtungen 82 und 84 aus einem vorzugsweise elastischen Material, z.B. Gummi, dazwischen angeordnet sind. Der untere Hohlraum des untersten Rahmens und der obere Hohlraum des obersten Rahmens sind mit Folien 86 und 88 versehen, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, z.B. Polypropylen. Die Gruppe von Scheiben 62 ist mit Abstandshaltern 90 und 94 benachbart deren unteren und oberen Enden versehen, während die Gruppe von Scheiben 64 mit Abstandshaltern 92 und 96 benachbart deren unteren und oberen Enden versehen ist. Die Anzahl von Scheiben in jeder vertikal ausgerichteten Scheibengruppe ist eine weniger als die Zahl der in dem System vorhandenen Rahmen.

Die Dicke der Abstandshalter ist vorzugsweise derart, dass die gegenüberliegenden Flächen jeder Scheibe gleich weit entfernt von der nächsten Ebene des interflächigen Membran/Membran-

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- 22 Kontaktes in den äusseren Membranteilen ist.

Im folgenden wird der Zusammenbau des Membransystems näher beschrieben. Zuerst wird die Scheibe 86 auf die untere Dichtung 82 gelegt, die ihrerseits auf der unteren Druckplatte liegt. Danach legt man den ersten Rahmen 12 auf die untere Dichtung, wobei das im Rahmen vorhandene Wetz 14 mit der Folie 86 ausgerichtet wird. Dann werden die Abstandshalter 90 und 92 konzentrisch innerhalb der Netzlöcher 32 und 34 angeordnet. Als nächstes legt man eine erste Membran 40 über den Rahmen 12, so dass sich die gegenüberliegenden Seitenbereiche 5Ö und 59 der Membran über die gegenüberliegenden Rahmenseiten 16 und 18 hinaus erstrecken und das äussere Paar von Membranlöchern 42 und 44 unmittelbar oberhalb und in Ausrichtung mit den Rahmenlöchern 24 und 26 liegt. Dann presst man das Netz 40 auf die erste Membran, so dass die Scheiben 62 und 64 teilweise und konzentrisch in die Löcher 32 und 34 des Netzes 14 eingeführt werden. Die zuerst plazierte Membran weist nun Schultern 45, 51 und 53 auf, die in der untersten Membran 4OA in den Figuren 3 und 4 sichtbar sind. Dann ordnet man eine nächste Membran 4OB auf dem Netz 60 so an, dass sich die gegenüberliegenden Bereiche 58 und 59 in gleicher Weise über den Rahmen hinaus erstrecken, wie dies für die zuerst aufgelegte Membran 4OA oben angegeben ist. Die inneren Löcher 46 und 48 der Membran 40B befinden sich nun in koaxialer Ausrichtung mit den Löchern 66 und der Scheiben 62 und 64 und die Aussenlöcher 42 und 44 befinden sich in koaxialer Aisrichtung mit den äusseren Rahmenlöchern 24 und 26, Nach dem Auflegen des nächsten Rahmens mit einem darin befestigten Netz 14 nimmt die erste aufgelegte Membran 4OB die allgemein konkav nach unten gerichtete Konfiguration an, die in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist. Diese Reihenfolge wird wiederholt, bis die erwünschte Zahl von Stapeln oder Einheiten zusammengebaut ist. Jeder Rahmen

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wird im allgemeinen in paralleler Oberfläche-zu-Oberfläche-Ausrichtung mit dem vorher aufgelegten Rahmen angeordnet. In gleicher Weise wird jede Scheibe 62 und jede Scheibe 64 in allgemein paralleler Oberfläche-zu-Oberfläche-Anordnung und in koaxialer Ausrichtung mit den vorherigen Scheiben 62 und 64 angeordnet und bildet dadurch eine Mehrzahl vertikal ausgerichteter Scheiben in jeder der beiden im Abstand voneinander angeordneten Scheibengruppen.

Nachdem der letzte Rahmen aufgelegt wurde, wird der Abstandshalter 94, der mit dem Loch 95/versehen ist, auf die oberste Membran 4OB oberhalb der Gruppe von Scheiben 62 und konzentrisch innerhalb des obersten Netzloches 32 angeordnet, wodurch das Abstandshalterloch 95 mit dem Loch 46 in der obersten Membran ausgerichtet ist. In gleicher Weise wird ein Abstandshalter 96 mit einem zentral durchgehenden Loch 97 auf der obersten Membran 4OB oberhalb der Gruppe von Scheiben und konzentrisch innerhalb des Netzloches 34 angeordnet und richtet dadurch das Abstandshalterloch 97 mit dem inneren Loch 48 in der obersten Membran aus. Als nächstes legt man die Folie 88 auf das oberste Netz 14, um den oberen Hohlraum des obersten Rahmens zu füllen, wobei die in der Folie vorhandenen Löcher 89 und 9I ausgerichtet sind mit den Ab-

\Leqt standshalterlöchern 95 und 97· Dann/, man die obere Dichtung 84 auf die Folie 88 und den obersten Rahmen, so dass die durchgehenden Löcher 99, 101, 103 und I05 der Dichtung ausgerichtet sind mit dem Rahmenloch 24, dem Rahmenloch 26, dem Abstandshalterloch 95 und dem Abstandshalterloch 97. Schliesslich wird die Metallendplatte 80 so auf die obere Dichtung 94 gelegt, dass die durchgehenden Plattenlöcher 81, 83, 85 und 87 ausgerichtet sind mit den Dichtungslöchern 99, 101, 103 und 105. Leitungen 98, 100, 102 und 104 werden in die Plattenlöcher 81, 83, 85 und 87 eingeführt. Befestigungselemente 114, die auf dem Umfang um das Membransystem angeordnet sind, wie in den Figuren 3, 4 und 7 gezeigt, liefern die erforderliche Kraft für die Endplatten, durch die

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die Rahmen und die beiden Gruppen von Scheiben zusammengedrückt werden können. Danach bringt man eine Schicht aus einer Dichtungsmasse auf die gegenüberliegenden Endstücke 20 und 22 der Rahmen auf undJässt sie aushärten. Diese Schicht 116 aus der Dichtungsmasse ist in Figur 7 an den Endstücken 20 gezeigt. Die gegenüberliegende Schicht, die aus Figur 7 nicht ersichtlich ist, kann im wesentlichen identisch der Schichtllö sein. Danach wird die Flüssigkeitszuführungskammer, die durch die Wandung 106 begrenzt wird, mit den äussersten Rahmen fest verbunden. In der Wandung 106 befindet sich eine Zuleitung 107, die von einem durchgehenden Loch aufgenommen ist. Der Deckel kann auf irgendeine geeignete Weise mit dem Rest des Systems verbunden werden, wie durch Anwendung eines Klebstoffes 110 (s. Figuren 3 und 4). In ähnlicher Weise wird die Flüssigkeitsabgabekammer, die durch die Wandung 108 begrenzt wird, mit dem unteren Ende des Stapels verbunden, wobei die Wandung 108 eine Leitung 109 aufweist, die ebenfalls in einer durchgehenden Öffnung angeordnet ist.

Wie in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht, weist jedes Paar benachbarter Membranen in dem System ein Trennetζ 14 oder 16 zwischen den inneren Membranenteilen 41 auf. Diese im Abstand voneinander befindlichen inneren Membranenteile 4l, die im allgemeinen in einer parallelen Oberfläche-zu-Oberfläehe-Anordnung liegen, begrenzen eine erste Gruppe A von Strömungsvolumina A₁, A₂ ... Α_χ und eine zweite Gruppe B von Strömungsvolumina B₁, B₂ ... B , die alternierend zwischen den StrömungsVolumina der Gruppe A liegen. Die äusseren Enden der StrömungsVolumina A₁ und A sind begrenzt durch die Folien 66 und 88. Die Rahmen 12 begrenzen allgemein die Peripherie jedes der Strömungsvolumina in den Gruppen A und B. Die durchgehenden Löcher 24 in den Rahmen und die Löcher durch die äusseren Teile der Membranen befinden sich in Ausrichtung zueinander und begrenzen so einen Zugangsströmungs-

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pfad E (s. Pig. 2), der in Verbindung steht mit jedem Strömungsvolumen der Gruppe A über die Mehrzahl von Rahmenkanälen 25. In gleicher Weise sind die durchgehenden Rahmenlöcher 26 und die äusseren Membranenlöcher 44 in Ausrichtung zueinander und begrenzen einen Ausströmungspfad P (s. Fig. 2), der in Verbindung steht mit jedem Strömungsvolumen der Gruppe A durch die Mehrzahl von Rahmenkanälen 27.

Wie in Figur 3 gezeigt, bilden die durchgehenden Löcher 66 in den Scheiben 62 eine erste Gruppe vertikal ausgerichteter Scheiben und die Löcher 46 in den Membraninnenteilen befinden sich in Ausrichtung und begrenzen gemeinsam einen Zuflusspfad G (s. Fig. 2), der in Verbindung steht mit den StrömungsVolumina der Gruppe B über die Scheibenkanäle 67. In gleicher Weise bilden die Löcher 68 durch die Scheiben eine zweite Gruppe vertikal ausgerichteter Scheiben und die Löcher 48 in den Membraninnenteilen befinden sich in Ausrichtung und begrenzen so gemeinsam einen Ausströmungspfad H (s, Fig. 2), der in Verbindung steht mit der Gruppe von Strömungsvolumina B über die Scheibenkanäle 69. Die Figuren 3 und 4 zusammengenommen zeigen, dass jedes Strömungsvolumen der Gruppe B ein koplanares Paar von Scheiben 62 und 64 darin angeordnet aufweist.

Jede Membran des Satzes von Membranen 40A befindet sich über einen gewissen Teil seiner Fläche im Kontakt mit den gegenüberliegenden Membranen des Satzes von Membranen 4OB und begrenzt Paare von in Kontakt stehenden Membranteilen. Diese Bereiche sind die äusserenfreile 43 und die Ränder 47 und Der äussere Teil 43 irgendeiner gegebenen Membran 40A befindet sich auf einer Hauptoberfläche oder -seite der Membran im Kontakt mit dem Aussenteil 43 einer ersten benachbarten Membran des Satzes von Membranen 4OB und begrenzt so eines der Paare P₁, P„ .., P (s. Fig. 3 und 4) der Gruppe P von

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in Berührung stehenden äusseren Teilpaaren. Der Rand 47 der gegebenen Membran 4OA befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Membran im Kontakt mit dem Rand 47 einer zweiten benachbarten Membran des Satzes von Membranen 4OB und be-■grenzt eines der Paare Q₁, Q₂ ... usw. (s. Pig. 3) einer Gruppe Q in Berührung stehender Ränder. In ähnlicher Weise befindet sich der Rand 49 der gegebenen Membran 40A auf der zuletzt genannten gegenüberliegenden Seite in Kontakt mit dem Rand 49 der zweiten benachbarten Membran 40B und begrenzt eines der Paare R₁, R₂ ... usw. (vgl. Fig. 4) einer Gruppe R von in Berührung stehenden Rändern. Jedes der Paare P in Berührung stehender Aussenteile 43 ist zwischen einem Paar benachbarter Rahmen 12 angeordnet. Jedes der Paare Q sich berührender Ränder 47 ist zwischen einem Paar benachbarter Scheiben 42 und jedes der Paare R sich berührender Ränder 49 zwischen einem Paar benachbarter Scheiben 64 angeordnet.

Das Anziehen der Befestigungselemente 114 erzeugt Druckkräfte, welche die Dichtungen gegen die Metallplatten und die äusseren Rahmen sowie aie Membranengrenzfläche zwischen jedem der sich berührenden Aussenteile abdichten, während gleichzeitig jedes Paar benachbarter Rahmen in abdichtende Berührung mit den äusseren Membranoberflächen des Paares dazwischen liegender sich berührender Aussenteile gepresst wird. Ein solches Zusammenpressen erzeugt auch Abdichtungen zwischen den aufeinanderfolgenden Grenzflächen zwischen der Endplatte 78, der Dichtung 82, der Folie 86, dem Abstandshalter 90, der untersten Membran 40A und der untersten Scheibe 62 und dichtet gleichzeitig die aufeinanderfolgenden Grenzflächen zwischen der Endplatte 80, der Dichtung 84, der Folie 68, dem Abstandshalter 94 und der obersten Membran 40B ab und dichtet dabei die Strömungspassage G, die sich durch die Scheiben 62 er-

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streckt. Ersetzt man den Abstandshalter 96 für den Abstandshalter 94, dann wird ein ähnliches Grenzflächenabdichten für die Strömungspassage H bewirkt, die mit den Scheiben 64 verbunden ist. Das Zusammenpressen dichtet auch die Membrangrenzflächen zwischen jedem der sich berührenden Ränder und 49 und bringt jedes Paar benachbarter Scheiben in Dichtungseingriff mit den äusseren Membranoberflächen des dazwischen angeordneten Paares sich berührender Ränder. Die durch den Druck abgedichteten Rahmen begrenzen die Peripherie der Strömungsvolumina in den Gruppen A und B und schaffen gasdichte Wandungen auf der Peripherie des Membransystems.

Im Betrieb wird eine Zuführungsgasströmung, die durch die Leitung 98 eintritt, durch die Strömungspassage E und die Rahmenkanäle 25 in die abwechselnd angeordneten Strömungsvolumina A₁, Ap ... A der Gruppe A geleitet. Dieses Zuführungsgas streicht über die Hauptoberflächen der benachbarten Membranen, die die Grenzen der Strömungsvolumina der Gruppe A bilden und tritt durch die Rahmenkanäle 27 in die Strömungspassage P ein und verlässt das System durch die Leitung 104, wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Gleichzeitig tritt der flüssige Reinigungsstrom durch die Leitung 100 ein und wird durch die Strömungspassage G und die Scheibenkanäle 27 in die Strömungsvolumina B₁, B„ ... B geleitet, passiert die anderen Hauptoberflächen der Membranen und gelangt durch die Scheibenkanäle 69 in die Strömungspassage H und verlässt das System durch die Leitung 102 und bewirkt dabei den erleichterten Transport eines gasförmigen Bestandteiles vom Zuführungsgas durch die Membran in die Reinigungsflüssigkeit.

Bevor die Vorrichtung in Betrieb gesetzt wird, schliessen die verschiedenen immobilisierten Plüssigkeitsmembranen Flüssigkeit bekannter oder bestimmbarer Anfangszusammensetzung

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ein, z.B. 30 £ige wässrige K₂CO₃-LoSiUIg zur selektiven Entfernung von HpS aus einer Mischung aus H₂S und CO₂. Das Problem der Desaktivierung einer solcher Flüssigkeitszusammensetzung in der immobilisierten Flüssigkeitsmembran ■während des Betriebes kann durch das erfindungsgemässe Verfahren in beträchtlichem Maße gelöst werden, indem frische Flüssigkeit der An_fangszusammensetzung in die Regionen 58 der Membranen eingeführt wird, die sich über die Peripherie der Rahmen hinaus erstrecken, um das Austreten mindestens teilweise deaktivierter Flüssigkeit aus den Regionen 59 zu bewirken, die sich auf den gegenüberliegenden Seiten über die Rahmen hinaus erstrecken. In der Ausführungsform des Membransystemes, die in Figur 3 dargestellt ist, kann die frische Flüssigkeit durch die Leitung 107 unter höherem als atmosphärischem Druck in die Kammer 106 eingeführt werden, die zur Einführung der frischen Flüssigkeit in die verschiedenen Bereiche 58 der immobilisierten Flüssigkeitsmembranen dient, die sich in diese Kammer erstrecken. Die eingeführte frische Flüssigkeit fliesst zwischen der ersten und der zweiten Hauptoberfläche durch mindestens einen Hauptteil der Membran, wobei die Oberflächen im allgemeinen parallel zueinander verlaufen und die Strömungsrichtung im allgemeinen parallel zu den Oberflächen liegt. Eine solche Einführung und Strömung bewirkt das Austreten zumindest teilweise deaktivierter Flüssigkeit aus den zweiten Regionen 59 durch die Kammer 108 und diese deaktivierte Flüssigkeit tritt über die Leitung 109 aus dem System aus.

Wenn es erwünscht ist, können geeignete Pumpen und Ventile benutzt werden, um den Flüssigkeitsdruck in der Ausgangskammer 108 auf einem Druck oberhalb des Atmosphärendruckes oder irgendeinem anderen Druck oberhalb des höchsten Druckes des Zuführungsgases und des Reinigungsströmungsmittels, das entweder flüssig oaer gasförmig sein kann, zu halten. Wie

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in Figur 7 gezeigt, kann das fertige Membransystem so orientiert sein, dass die Zufuhrungskammer 106 in einer oberen Position und die Austrittskammer 108 in der gegenüberliegenden unteren Position liegt und die Strömung der frischen Flüssigkeit kann einfach durch Gravitationskräfte bewirkt werden. Der Einfachheit halber sind die überstehenden Membranen-Aussenteilpaare P in Figur 7 als integrale Einheiten gezeigt.

Vorzugsweise wird frische Flüssigkeit kontinuierlich gleichzeitig mit dem Durchgang des Zuführungsgases durch das Membransystem eingeführt.

Werden die Netze 60 weggelassen, dann sollte ein positiver Druckabfall von der Gruppe B von Strömungsvolumina zu der Gruppe A von StrömungsVolumina angewendet werden.

Jede Membran 40 kann eine einzelne immobilisierte Flüssigkeitsmembran oder eine Verbundmembran mit zwei oder mehr immobilisierten Flüssigkeitsmembranschichten sein, zwischen denen jeweils eine gasdurchlässige Sperrschicht liegt. In der Figur 8 ist eine solche Verbundmembran dargestellt, in der die einzelnen immobilisierten Flüssigkeitsmembranschichten 120 und 122 durch eine gasdurchlässige Sperrschicht oder Membran 124 getrennt ist. Die Verbundmembran kann weiter entweder eine oder zwei gasdurchlässige Sperrschichten oder Membranen 126 und 12 8 auf den Aussenseiten der einzelnen immobilisierten Flüssigkeitsmembranen aufweisen.

In einer geeigneten Verbundmembran zum Abtrennen von H₂S aus COp-haltigem Kohlegae sind die immobilisierten Flüssigkeitsmembranen zusammengesetzt aus einer wässrigen Kaliumcarbonat/Kaliumbicarbonat-Lösung und die gasdurchlässige

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Sperrschicht 124 ist ein hydrophobes mikroporöses Material mit hoher Durchlässigkeit gegenüber Gasen mit Bezug auf die immobilisierten Flüssigkeitsmembranen. Fluorierte Kohlenwasserstoffpolymere sind ein geeignetes hydrophobes Material. Besonders geeignet ist Polytetrafluoräthylen. In Figur 8 sind schematisch auch die Ströme des Zuführungsgases und der Reinigungsflüssigkeit entlanglden gegenüberliegenden äusseren Oberflächen der Verbundmembran dargestellt. Ist das Reinigungsströmungsmittel eine Flüssigkeit, dann stellt die hydrophobe gasdurchlässige Schicht 12b eine zusätzliche Gassperre dar. Beim Kohlegas hältjiie Membranschicht 128 die immobilisierten Flüssigkeitsmembranen frei von Kohlestaub und Teer.

Wie in der detaillierten fragmentarischen Ansicht der Figur 9 gezeigt, erstrecken sich die immobilisierten Flüssigkeitsmembranschichten 120 und 122 über die hydrophoben gasdurchlässigen Sperrschichten 124, 126 und 128 in dem Bereich der in Figur 8 gezeigten Verbundmembran, die sich über die äussere Peripherie 19 des Rahmens 12 erstreckt. Dies führt zu einer verbesserten Wirksamkeit bei der Einführung der frischen Membranflüssigkeit Somit sind Teile der gegenüberliegenden hauptoberflächen der immobilisierten Flüssigkeitsmembranschi'chten 120 und 122 sowie deren Ränder für die Einführung frischer Flüssigkeit zugänglich.

In einer anderen Ausführungsform, die in den Figuren 10 bis 12 dargestellt ist, schliesst das Membransystem der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr wiederkehrende Stapeleinheiten 210 ein, die im wesentlichen den Stapeleinheiten 10 nach Figur 1 identisch sein können , ausgenommen soweit dies im folgenden anders beschrieben ist. Bei dieser Ausführungsform der Figuren 10 bis 12 stehen erste Bereiche 258 der Membranen in Strömungsverbindung mit dem Äusseren des Systems

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durch eine Strömungspassage I (s. Figur 11) zur Einführung frischer Flüssigkeit in die Membranen und zweite Bereiche der Membranen stehen in Verbindung mit dem Äusseren des Systems durch die Strömungspassagen J (s. Figur 12) zur Ausgabe zumindest teilweise deaktivierter Flüssigkeit aus dem System. Bei dieser Ausführungsform sind Membranbereiche, die sich über die Rahmen hinaus erstrecken, nicht erforderlich. Jedes Netz 60 ist mit einem Paar im Abstand voneinander angeordneter ringförmiger fester Scheiben 262 und versehen, die axial verlaufende durchgehende Löcher 266 und 268 aufweisen, die sich von der ersten bis zur zweiten der gegenüberliegenden Flächen der Scheiben erstrecken. Jedes Netz 14 ist weiter mit im Abstand voneinander angeordneten Löchern 134 und I36 versehen, die einen etwas grösseren Durchmesser haben als die Aussendurchmesser der festen ringförmigen Scheiben 262 und 264. Der Innenteil jeder Membran ist mit einem weiteren inneren Paar im Abstand voneinander angeordneter durchgehender Löcher 246 und 248 für vorzugsweise koaxiale Ausrichtung mit den durchgehenden Scheibenlöchern 266 und 268 versehen, wobei das innere Paar von Löchern durch ringförmige Membranränder 247 und 249 umgeben ist. Die Membranen sind zwischen die festen ringförmigen Scheiben in im wesentlichen der gleichen Weise gelegt, wie die Membranen zwischen die Scheiben 62 und 64 gemäss der obigen Beschreibung gelegt sind. Die Durchmesser der inneren Membranlöcher 246 und 248 sind vorzugsweise geringer als die Innendurchmesser der durch die Scheiben hindurchgehenden Löcher 266 und 268, wobei die ringförmigen Bereiche 258 und 259 jeder Membran sich in die entsprechenden Strömungspassagen I und J erstrecken, die hauptsächlich durch die koaxial ausgerichteten durchgehenden Löcher 266 und 268 in den Scheiben ausgerichtet sind

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Die ringförmigen Bereiche sind die innersten Teile der ringförmigen Ränder 247 und 249.

Wie in Figur 11 gezeigt, bilden die durchgehenden Löcher der Scheiben 262 eine erste Gruppe vertikal ausgerichteter fester ringförmiger Scheiben und die Löcher 246 in den Membraninnenteilen sind ausgerichtet und begrenzen in Kombination den Zugangsströmungspfad I für die frische Flüssigkeit (vgl. Fig. 10 und 11), Dieser Strömungspfad I steht in Verbindung mit den Membranbereichen 258 für die Zuführung frischer Flüssigkeit, In gleicher Weise bilden die Löcher 268 der festen ringförmigen Scheiben 264 eine zweite Gruppe vertikal ausgerichteter Scheiben und die Löcher 248 in den Membraninnenteilen befinden sich in Ausrichtung und begrenzen in Kombination den Ausgangsströmungspfad J (s. Fig. 10 und 12), der in Kombination steht mit den Membranregionen 259 für die Ausgabe mindestens teilweise deaktivierter Flüssigkeit.

Beim Betrieb tritt eine Strömung frischer Membranflüssigkeit durch die Leitung I38 ein und wird nacheinander durch das Loch 140 in der Platte 80, das Loch 142 in der Dichtung 84, das Loch 144 in der Folie 88 und das Loch 146 in dem Abstandshalter 294 in die Strömungspassage I geleitet. Auf diese Weise wird die frische Flüssigkeit durch ihren ringförmigen Bereich 258 in jede Membran eingeführt, strömt zwischen und im allgemeinen parallel zu den gegenüberliegenden parallel verlaufenden HauptOberflächen der Membran und tritt durch die Bereiche 259 in die Strömungspassage J ein und verlässt nacheinander durch das Loch l4ö in dem Abstandshalter 296, das Loch 150 in der Folie 88, das Loch 152 in der Dichtung 84, das Loch 154 in der Endplatte 80 und die Leitung 156 das System. Wenn es erwünscht ist, kann die Dicke der Scheiben 262 und 264 die gleiche wie die Dicke der Scheiben 62 und 64 3ein

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- 33 oder sie kann etwas geringer sein.

Die Abstandshalter 290 und 292 dienen dem gleichen Zweck wie die Abstandshalter 90 und 92.

Die Gruppe S von Paaren S₁, Sp ... usw. in Berührung stehender Membranränder 247 ist im wesentlichen ähnlich der oben beschriebenen Gruppe Q in Berührung stehender Ränder 47. Die Gruppe T von Paaren T , Tp... usw. in Berührung stehender Membranränder 249 ist im wesentlichen ähnlich der oben beschriebenen Gruppe R in Berührung stehender Ränder 49· Jedes der Paare S ist zwischen einem Paar benachbarter Scheiben 262 und jedes der Paare T zwischen einem Paar benachbarter Scheiben 264 angeordnet. Die Anwendung von Druckkräften bewirkt Dichtungen von Membran zu Membran und von Membran zu Scheibe zwischen Paaren dieser benachbarten Scheiben in der gleichen Weise, wie es oben für das System 39 beschrieben ist,

Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, die Rahmen (oder die festen Scheiben 262 und 264) in gasdichte Berührung mitten Teilen der Membranen dazwischen zu drücken und gleichzeitig die Möglichkeit zu haben, Flüssigkeit durch die abgedichteten Membranteile in die inneren Membranteile einzuführen.

Obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf das Aufrechterhalten der Trennwirksamkeit von immobilisierten PlÜBsigkeitsmembranen. beschrieben worden ist, die zur Entfernung eines Gasbestandteiles aus einer Gasmischung angewendet werden, ist die Erfindung auch auf solche immobilisierten Flüssigkeitsmembranen anwendbar, die angewendet werden aum Entfernen eines Bestandteiles aus einer Flüssigkeitsmischung, die diesen Bestandteil enthält. Der in der vorlie-

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genden Anmeldung benutzte Begriff "Strömungsmittelmisenung" schliesst Flüssigkeitsmischungen, Gasmischungen und deren Kombinationen ein. Der Bestandteil kann normalerweise fest, flüssig oder gasförmig sein.

Das Entfernen von flüssigen Bestandteilen aus einer Flüssigkeitsmischung unter Verwendung einer porösen Membran, die ein flüssiges Lösungsmittel enthält, ist in der US-PS 3 2hk γ63 beschrieben.

Obwohl die immobilisierte Flüssigkeit, die in der Membran enthalten ist, die in der vorliegenden Erfindung angewendet wird, eine nur aus einem Bestandteil bestehende Flüssigkeit sein kann, z.B. viasser oder irgendein anderes geeignetes Lösungsmittel für den zu entfernenden Bestandteil, ist die Membran doch vorzugsweise eine erleichternde Membran. Das bedeutet, dass die Membran vorzugsweise mindestens einen Stoff enthält, der in reversibler Weise reaktiv mit dem zu entfernenden Bestandteil ist, um dessen erleichterten Transport zu bewirken.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Entfernen eines Bestandteiles aus einer Stromungsmittelmiscnung, wobei die Strömungsmittelmischung mit einer ersten Hauptoberflache einer Membran in Berührung gebracht wird, die eine immobilisierte Flüssigkeit einer Anfangs zusammensetzung enthält, um den Transport des zu entfernenden Bestandteiles von der ersten Hauptoberfläche durch die Membran und durch eine zweite Hauptoberfläche der Membran zu bewirken, wobei die zweite Hauptoberfläche der ersten Hauptoberflache gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet , dass die Trennwirksamkeit der Membran dadurch aufrecht erhalten wird, dass frische Flüssigkeit in einen ersten bereich der Membran eingeführt wird, um das Ausscheiden mindestens teilweise deaktivierter Flüssigkeit aus einem zweiten Bereich der Membran zu bewirken, wobei die frische Flüssigkeit die genannte anfängliche Zusammensetzung aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , üass die eingeführte Flüssigkeit zwischen der ersten und der zweiten Hauptoberfläche durcn mindestens einen üauptteil der Membran fliesst, wobei die erste und die zweite Hauptoberfläche allgemein parallel zueinander verlaufen und die Strömungsrichtung allgemein parallel zu den Oberflächen verläuft.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der erste Bereich ein erster Teil der Peripherie der Membran ist und der zweite Bereich ein zweiter Teil der Peripherie der Membran ist.

k. Verfanren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die frische Flüssigkeit ununterbrochen eingeführt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis k, d a d u r ch gekennzeichnet , dass der erste und der zweite Bereich in einem beträchtlichen Abstand voneinander liegen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die frische Flüssigkeit unter einem Druck höher als Atmosphärendruck eingeführt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass der abzutrennende Bestandteil ein Gas und die Mischung eine Gasmischung ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Membran eine erleichternde Transportmembran und der bewirkte Transport ein erleichterter Transport ist,

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass das Gas Schwefelwasserstoff und die immobilisierte Flüssigkeit eine Carbonat/ Bicarbonat-Lösung ist,

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10. Verfahren zum selektiven Entfernen eines Gases aus einer Gasmischung, bei dem eine erste Membran, die eine immobilisierte Flüssigkeit einer Anfangs zusammensetzung enthält, mit der Gasmischung in Berührung gebracht wird, um den erleichterten Transport des abzutrennenden Gasbestandteiles durch die erste Membran zu einer hydrophoben porösen gasdurchlässigen Sperre zu bewirken, wobei die aus der ersten Membran austretenden Gase durch die gasdurchlässige Sperre gelangen und eine zweite Membran, die eine immobilisierte Flüssigkeit der genannten AnfangsZusammensetzung enthält, mit Gasen in Berührung gebracht wird, die aus der genannten gasdurchlässigen Sperre austreten, um den erleichterten Transport des Gasbestandteiles durch die zweite Gasmembran zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwirksamkeit der ersten und zweiten Membran dadurch aufrecht erhalten wird, dass frische Flüssigkeit in erste Bereiche jeder der ersten und zweiten Membranen eingeführt wird, um das Austreten zumindest teilweise deaktivierter Flüssigkeit aus zweiten Bereichen jeder der ersten und zweiten Membranen zu bewirken, wo-. bei die frische Flüssigkeit die genannte anfängliche Zusammensetzung aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , dass die frische Flüssigkeit ununterbrochen in die Membranen eingeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Bereiche Teile der Peripherie der genannten Membrane sind.

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-n-

13. Membransystempackung mit

a) einer Mehrzahl mindestens teilweise im Abstand voneinander angeordneter immobilisierter Flüssigkeitsmembranen, die allgemein in einer parallelen Oberflächezu-Oberf la che-Reihe angeordnet sind, um eine erste Gruppe von Strömungsvolumina und eine zweite Gruppe von Strömungsvolumina zu begrenzen, wobei die zweiten Strömungsvolumina alternierend zwischen den ersten Strömungsvolumina liegen,

b) Abstandshaltern für die benachbarten Membranen, die in jeder der Strömungsvolumina mindestens einer der ersten und zweiten Gruppe aus Strömungsvolumina angeordnet sind,

c) einer Einrichtung zum Begrenzen der Peripherie jedes der Strömungsvolumina und

d) einer Einrichtung zum Schaffen eines separaten Zuganges zu und eines Ausganges von der Mehrzahl von Strömungsvolumina in der ersten und in der zweiten Gruppe,

dadurch gekennzeichnet , dass . . in Kombination mit dem Obigen eine Einrichtung zum Inberühr ungbringen erster Bereiche der Membranen mit frischer Membranflüssigkeit vorgesehen ist.

I¹I. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass die ersten Bereiche der Membranen ausserhalb der Peripherie der Strömungsvolumina angeordnet sind.

15. System nach Anspruch 13 oder IH, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung zum Inberühr ungb ringen eine Kammer einschliesst, wobei sich die genannten ersten Bereiche in diese Kammer erstrecken.

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16. System nach Anspruch 13 bis 15> dadurch gekennzeichnet , dass sie weiter eine Einrichtung in Strömungsverbindung mit den zweiten Bereichen der Membranen zur Aufnahme der davon abgegebenen Flüssigkeit aufweisen.

17. System nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet , dass die ersten Bereiche der Membranen innerhalb der Peripherie der Strömungsvolumina angeordnet sind.

Ib. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , dass es weiter folgende Komponenten einschliesst;

e) jede Membran weist ein erstes und ein zweites durchgehendes Loch in dem Innenteil der Membran auf, wobei die ersten Bereiche um die ersten Löcher herum angeordnet sind,

f) die zweiten Bereiche der Membranen sind um die zweiten Löcher herum angeordnet,

g) eine erste und eine zweite Gruppe fester ringförmiger Scheiben, von denen jede Scheibengruppe eine Mehrzahl von Scheiben einschliesst, die koaxial in im allgemeinen paralleler Qberfläche-zu-Oberfläche-Reihe angeordnet ist und jede Scheibe gegenüberliegende erste und zweite Flächen aufweist, wobei jede Scheibe der ersten Gruppe im Abstand im allgemeinen koplanar zu einer Scheibe aer zweiten Gruppe angeordnet ist und Paare allgemein koplanarer Scheiben definiert, wobei jedes koplanare Paar von Scheiben in einem Strömungsvolumen der genannten zweiten Gruppe von Strömungsvolumina angeordnet ist, jede Scheibe ein sich von seiner ersten bis zu seiner zweiten Fläche erstreckendes durchgehendes Loch aufweist, die Membranen in

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Paaren angeordnet sind, von denen jedes Paar zwischen benachbarten Scheiben liegt, jedes der genannten ersten Löcher mit den durchgehenden Löchern in den Scheiben der ersten Gruppe von Scheiben ausgerichtet ist, um in Kombination eine Zuführungsströmungspaasage zu begrenzen, die in Verbindung steht mit den ersten Membranbereichen, jedes der zweiten Löcher mit den durchgehenden Löchern in den Scheiben der zweiten Gruppe von Scheiben ausgerichtet ist, um in Kombination eine Ausgangsströmungspassage zu definieren, die in Verbindung steht mit den zweiten Bereichen und

h) einer Einrichtung zum Zusammendrücken der Scheiben und der dazwischen befindlichen Membranen.

19, Membransysienpaekung mit folgenden Komponenten:

a) einer Mehrzahl immobilisierter Flüssigkeitsmembranen mit im Abstand voneinander angeordneten Innenteilen, die in einer allgemein parallelen Oberfläche-zu-Oberfläche-Anordnung liegen, um eine erste Gruppe von Strömungsvolumina und eine zweite Gruppe von Strömungsvoiumina, die alternierend zwischen der ersten Gruppe von StrömungsVolumina liegt, zu bilden, wobei jede der Membranen einen Aussenteil aufweist, der den Innenteil umgibt und die Membranen einen ersten Satz von Membranen und einen zweiten Satz von Membranen bilden, der alternierend zwischen dem ersten Membranensatz angeordnet ist, jede Membran ein äusseres Paar von im Abstand angeordneten Leehern durch seinen Aussenteil und ein inneres Paar im Abstand voneinander angeordneten Löchern durch seinen Innenteil aufweist, wobei jedes Loch des Innenpaares von einem Membranrand umgeben ist,

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b) Abstandhaltern j um benachbarte Membranen im Abstand voneinander zu halten, wobei die Abstandshalter in jedem der Strömungsvolumina mindestens einer der ersten und zweiten Gruppe von Strömungsvolumina angeordnet ist,

c) einer Mehrzahl gasdichter, eine geschlossene Schleife bildender Rahmen, die in allgemein paralleler Oberfläche-zu-Oberfläche-Reihe angeordnet sind, wobei jeder Rahmen gegenüberliegende erste und zweite Flächen aufweist, die Rahmen allgemein parallel zu den Membranen liegen, jeder Rahmen ein Paar im Abstand voneinander angeordneter, von der ersten bis zur zweiten Fläche verlaufende durchgehende Löcher aufweist, und eine Rahmenkanaleinrichtung sich von jedem durch den Rahmen verlaufenden Loch bis zu einer inneren Peripherie des Rahmens erstreckt,

erste Löcher der Paare von durch den Rahmen hindurchgehender Löcher und erste Löcher der Aussenpaare von durch die Aussenteile der Membranen verlaufenden Löcher ausgerichtet sind, um eine Zugangsströmungspassage zu begrenzen, die in Verbindung steht mit jeder ersten Gruppe von Strömungsvolumina durch eine der Rahnienkanaleinri chtungen, die zweiten Löcher der Paare von durch den Rahmen hindurchgehenden Löchern und die zweiten Löcher der äusseren Paare von durch die Membranaussenteile verlaufenden Löchern ausgerichtet sind, um eine Ausgangsströmungspassage zu begrenzen, die in Verbindung steht mit jeder ersten Gruppe von Strömungsvolumina durch die andere Rahmenkanaleinrichtung,

d) eine erste und eine zweite Gruppe von Scheiben, wobei jede Scheibengruppe eine Mehrzahl von Scheiben aufweist, die koaxial in im allgemeinen paralleler Oberfläche- zu-Oberf la che-Reihe angeordnet sind, die Zahl

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der Scheiben in jeder Scheibengruppe um eine geringer ist als die Zahl der Rahmen, jede Scheibe gegenüberliegende erste und zweite Flächen aufweist, jede Scheibe der ersten Gruppe im Abstand in einer allgemein koplanaren Anordnung zu einer Scheibe der zweiten Gruppe steht, um Paare allgemein koplanarer Scheiben zu bilden, wobei jedes koplanare Paar von Scheiben in einem Strömungsvolumen der zweiten Gruppe von Strömungsvolumina angeordnet ist, jede Scheibe ein sich von seiner ersten bis zur zweiten Fläche erstreckendes durchgehendes Loch aufweist und sich eine Scheibenkanaleinrichtung von dem durchgehenden Loch der Scheibe zu einer äusseren Peripherie der Scheibe erstreckt,

die durchgehenden Löcher der Scheiben der ersten Scheibengruppe und die ersten Löcher der Innenpaare von Löchern durch die Innenteile der Membranen sind ausgerichtet und begrenzen in Kombination eine Zugangsströmungspassage, die in Verbindung steht mit der zweiten Gruppe von StrömungsVolumina durch die Scheibenkanaleinrichtung in den Scheiben der ersten Gruppe, die durchgehenden Löcher der Scheiben der zweiten Scheibengruppe und die zweiten Löcher der Innenpaare von Löchern durch die Membraninnenteile sind ausgerichtet und begrenzenjin Kombination eine Ausgangsströmungspassage, die in Verbindung steht mit der zweiten Gruppe von StrömungsVolumina über die Scheibenkanaleinrichtung in den Scheiben der zweiten Gruppe,

jede Membran des ersten Satzes von Membranen steht auf einer Seite im Grenzflächenkontakt am Aussenteil mit einer ersten benachbarten Membran des zweiten Satzes von Membranen und begrenzt ein Paar in Berührung stehender Aussenteile und steht ausserdem auf der anderen Seite im Grenzflächenrandkontakt mit einer zweiten

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benachbarten Membran des zweiten Membransatzes und begrenzt erste und zweite allgemein koplanare Paare sich berührender Ränder, die ersten und die zweiten benachbarten Membranen sind in gegenüberliegenden Richtungen eier genannten Membran angeordnet, jedes der Paare der in Berührung stehenden Aussenteile ist zwischen einem Paar benachbarter Rahmen angeordnet, jedes der ersten Paare in Berührung stehender Ränder ist zwischen einem Paar benachbarter Scheiben der ersten Gruppe angeordnet und jedes der zweiten Paare in Berührung stehender Ränder ist zwischen einem Paar benachbarter Scheiben der zweiten Gruppe angeordnet ,

e) eine Einrichtung zum Zusammenpressen der Rahmen, um die Membranengrenzfläche zwischen jedem der in Berührung stehenden Aussenteile abzudichten und jedes Paar benachbarter Rahmen in abdichtenden Eingriff mit den äusseren Membranoberflächen des dazwischen liegenden Paares in Berührung stehender Membranaussenteile zu bringen, und

f) eine Einrichtung zum Zusammenpressen der Scheiben, um die Membrangrenzfläche zwischen jedem der in Berührung stehenden Ränder abzudichten und jedes Paar benachbarter Scheiben in abdichtenden Eingriff mit den äusseren Membranoberflächen des Paares dazwischen angeordneter in Berührung stehender Ränder zu bringen,

dadurch gekennzeichnet , dass in Kombination mit dem Obigen eine Einrichtung vorhanden ist, um erste Bereiche der Membranen in Berührung mit frischer Membranflüssigkeit zu bringen.

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20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , dass sich die ersten Bereiche der Membranen über die äussere Peripherie der Rahmen hinaus erstrecken.

21. System nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet , dass die Einrichtung zum Inberührungbringen mit der frischen Membranflüssigkeit eine Kammer einschliesst, wobei sich die ersten Bereiche der Membranen in diese Kammer erstrecken.

22. System nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet , dass sie weiter eine Einrichtung für eine Strömungsverbindung mit den zweiten Bereichen der Membranen zur Aufnahme cter davon abgegebenen Flüssigkeit aufweist.

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