DE3839984A1

DE3839984A1 - Permeation device for enriching or depleting gas constituents in or of gas mixtures

Info

Publication number: DE3839984A1
Application number: DE3839984A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Ing Paul; Werner Dr Ing Sommer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1988-11-26
Filing date: 1988-11-26
Publication date: 1990-02-22
Also published as: DE3839984C2

Abstract

The invention relates to a permeation device for enriching or depleting gas constituents in or of gas mixtures in which a plurality of separation modules are provided in which the selectively permeable separation membrane is provided in the form of bundled separation capillaries. An arrangement of the separation capillaries in a preferably uniform arrangement grid with a clear mutual spacing ensures reliable removal of the permeate on the secondary side. The individual separation modules are not provided as connectable themselves but as self-supporting preassembly units which, in a simple manner, can be pushed into an appropriately designed collecting container. Various possible designs for the preassembly units and precautions with respect to explosion-proof design of the permeation devices are mentioned.

Description

Die Erfindung betrifft eine Permeationseinrichtung zur An- oder Abreicherung von Gasbestandteilen in bzw. von Gasge mischen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Der Anmelderin ist derzeit keine Veröffentlichung über derartige Permea tionseinrichtungen bekannt, jedoch wird der im Oberbegriff von Anspruch 1 umrissene Stand der Technik aufgrund von Kontakten zu verschiedenen Herstellern derartiger Einrich tungen als bekannt unterstellt.The invention relates to a permeation device for or depletion of gas components in or from Gasge mix according to the preamble of claim 1. The applicant is currently no publication on such permea tion facilities known, but is in the preamble State of the art outlined by claim 1 due to Contacts with various manufacturers of such equipment assumed as known.

Mit Hilfe von Gastrennmembranen ist es möglich, die Kon zentration bezüglich einzelner Gasbestandteile eines Gas gemisches selektiv zu verändern. Wird die Konzentration eines Gasbestandteiles innerhalb eines Gemisches erhöht, so spricht man von Anreicherung oder Aufkonzentration, im Falle von Konzentrationserniedrigungen bezeichnet man die se auch als Abreicherung. Aus einem primären Gasgemisch strom wird ein Teil durch die Gastrennmembran und ein trei bendes Druckgefälle in einen zweiten, also sekundären Gas strom abgetrennt. Gastrennung wird durchgeführt, um Umweltschutzauflagen zu erfüllen, um aus wirtschaftlichen Gründen Recycling zu betreiben oder um beiden Anforderungen zu genügen. Typische Anwendungen sind z. B. Gemische von Kohlenwasserstoffen und Luft. Wird das Gasgemisch entlang der aktiven Membranseite - auch Primärseite genannt - ent lang geleitet und auf der zweiten Membranseite - auch Se kundärseite genannt - Unterdruck angelegt, so tritt durch die Membran ein Teil des Gasgemisches, nämlich das soge nannte Permeat hindurch. Dabei erhöht sich sekundärseitig die Konzentration der Kohlenwasserstoffe. Die Masse der primärseitig abgereicherten Gemischkomponente erscheint auf der Sekundärseite als Anreicherung.With the help of gas separation membranes, it is possible to selectively change the concentration with regard to individual gas components of a gas mixture. If the concentration of a gas component within a mixture is increased, one speaks of enrichment or concentration, in the case of lowering the concentration it is also referred to as depletion. Part of a primary gas mixture stream is separated through the gas separation membrane and a floating pressure drop into a second, i.e. secondary gas stream. Gas separation is carried out in order to meet environmental requirements, to recycle for economic reasons or to meet both requirements. Typical applications are e.g. B. Mixtures of hydrocarbons and air. If the gas mixture is led along the active membrane side - also called the primary side - and negative pressure is applied to the second membrane side - also called the secondary side - part of the gas mixture, namely the so-called permeate, passes through the membrane. The concentration of the hydrocarbons increases on the secondary side. The mass of the mixture component depleted on the primary side appears as enrichment on the secondary side.

Die eigentliche Trennmembran ist von einer passiven Träger schicht im Dickenbereich von wenigen zehntel Milimeter getragen, die porös ist und eine Vielzahl enger Kanäle von der einen zur anderen Schichtseite aufweist. Auf der Pri märseite dieser Trägerschicht ist eine aktive Schicht von wenigen Micrometern Stärke aufgebracht. Diese ist im Gegen satz zur Trägerschicht homogen im Aufbau und weist insbeson dere keine Poren auf. Die Gase durchdringen die aktive Membranschicht mit unterschiedlicher Geschwindigkeit nach dem Prinzip der Lösungsdiffusion. Die treibenden Kräfte für den Durchtritt der einzelnen Gaskomponenten durch die aktive Membranschicht sind die einzelnen Partialdrücke auf beiden Seiten der aktiven Membranschicht, die durch Aufprä gen eines Druckgefälles von der Primär- auf die Sekundärsei te geschaffen werden. Hierzu wird meist auf der Sekundärsei te mit Unterdruck gearbeitet, wogegen auf der Primärseite ein Druckniveau im Bereich des Atmosphärendruckes herrscht. Denkbar wäre auch, auf der Sekundärseite mit Atmosphären druck zu arbeiten und primärseitig Überdruck zu verwenden. Die für die Gastrennmembran geforderte Eigenschaft ist eine unterschiedlich große Lösungsdiffusion für die ein zelnen Gaskomponenten, was als Selektivität des Membranma terials bezeichnet wird. Als Trägerwerkstoff wird in der Regel Kunststoff verwendet, z. B. Polysulfon. Für die ak tive Membranschicht kommt ebenfalls Kunststoff, z. B. Poly methisyloxan infrage. Die aktive Membranschicht wird in der Regel erst nach Konfektionierung des Membran-Trägerma terials aufgebracht. Als Trägerwerkstoffe sind außerdem poröse Keramik- und Sintermetalle vorstellbar.The actual separation membrane is from a passive carrier layer in the thickness range of a few tenths of a millimeter which is porous and has a variety of narrow channels of which has one to the other layer side. On the Pri The märseite of this carrier layer is an active layer of applied a few micrometers thick. This is in the opposite Set to the carrier layer homogeneous in structure and particularly shows have no pores. The gases penetrate the active one Membrane layer at different speeds the principle of solution diffusion. The driving force for the passage of the individual gas components through the active membrane layer are the individual partial pressures both sides of the active membrane layer, which by impress pressure gradient from the primary to the secondary te be created. This is usually done on the secondary egg worked with negative pressure, whereas on the primary side there is a pressure level in the range of atmospheric pressure. It would also be conceivable on the secondary side with atmospheres pressure to work and to use overpressure on the primary side. The property required for the gas separation membrane is a different sized solution diffusion for the one individual gas components, what is called selectivity of the membrane ma terials is called. As a carrier material in the Usually plastic is used, e.g. B. Polysulfone. For the ak tive membrane layer also comes plastic, e.g. B. Poly methisyloxane in question. The active membrane layer is in usually only after the membrane support has been assembled terials applied. As carrier materials are also porous ceramic and sintered metals imaginable.

Die Membran kann in ebener Form als Folie oder in Rohr form, nämich als Kapillare ausgebildet werden, die wegen der erforderlichen dünnen Wandstärken fast keine Eigen stabilität aufweisen. Die Halbzeugform der Gastrennmembran als Kapillaren wird als besonders zweckmäßig erachtet und es soll deren Einsatz hier weiter betrachtet werden. Der Innendurchmesser der Kapillaren liegt in einem Bereich von wenigen Zehnteln bis einigen Millimetern. Sie werden in der Regel als Meterware hergestellt. Die Kapillaren aus Kunststoff sind in ihrer Form labil, insbesondere biege schlaff und gegen mechanische Einwirkung, wie Knicken, Reiben und Gleiten an scharfen Kanten sowie gegen Eindrücken sehr empfindlich. Diese mechanischen Eigenschaften müssen bei der Herstellung zu Modulen, bei der Handhabung von Modulen sowie hinsichtlich des Dauerbetriebsverhaltens beachtet werden.The membrane can be in flat form as a film or in a tube form, namely as a capillary, because of the required thin wall thicknesses almost none have stability. The semi-finished form of the gas separation membrane as capillaries is considered to be particularly useful and Their use should be considered further here. The The inner diameter of the capillaries is in a range of a few tenths to a few millimeters. You will be in usually manufactured by the meter. The capillaries out Plastics are unstable in their shape, especially bend limp and against mechanical influences, such as kinking, Rubbing and sliding on sharp edges and against indentation very sensitive. These mechanical properties must in the production of modules, in the handling of Modules as well as with regard to continuous operation get noticed.

Die Wirkung der Gastrennung hängt unter anderem von der Gesamtfläche der Kapillaren ab, die je nach Einsatzfall zwischen etwa zehn und einigen hundert bis tausenden von Quadratmetern liegen kann. Die Kapillarenzahl kann einige tausend bis zehntausend Kapillaren, die Länge das zehn fache bis mehrhundertfache des Innendurchmessers betragen.The effect of gas separation depends, among other things, on the Total area of the capillaries, depending on the application between about ten and a few hundred to thousands of Square meters. The capillary number can be some a thousand to ten thousand capillaries, the length ten times to several hundred times the inner diameter.

Beim derzeitigen Stand der Technik wird diese große Anzahl von Kapillaren durch folgende handwerkliche Herstellungs methode zu sogenannten Rohrmodulen konfektioniert: einige hundert Kapillaren mit einem Innendurchmesser von beispiels weise 1,5 mm und einer Länge von z. B. 600 mm werden lose in ein Kunststoffrohr mit einem Innendurchmesser von ca. 50 bis 60 mm und der Länge von ca. 580 mm so eingebracht, daß sie beidseitig gleich weit etwa 10 mm aus dem Kunst stoffrohr herausstehen. Dann erfolgt in vertikaler Lage der Rohrachse das Vergießen an beiden Enden in je zwei Stufen mit einer aushärtenden Kunststoffmasse. Die erste Stufe dient zum Verschließen der Kapillarenenden, damit in der zweiten Stufe die Kapillaren in die Enden des Kunststoff rohrs in Form von Verschlußböden eingegossen werden können. In der ersten Stufe werden die Kapillarenenden verschlos sen, indem man die Vergußmasse um die Kapillaren herum sowie in den Kapillaren soweit aufsteigen läßt, bis der Spiegel der Vergußmasse einige Millimeter über den Öff nungen der Kapillaren steht. In der zweiten Stufe werden die Kapillaren auf ihrer Außenseite so weit umgossen, bis der Spiegel der Vergußmasse etwa 20 bis 30 mm in das Kunst stoffrohr reicht und so den stirnseitigen Verschlußboden zwischen Primär- und Sekundärseite bildet. Entsprechend wird, nachdem auf diese zweistufige Art zunächst die Ab schlußwand an dem einen Rohrmodul gebildet ist, auch mit dem zweiten Rohrende verfahren. Nach dem Aushärten der Vergußmasse werden die über das Kunststoffrohr hinausstehen den Pfropfen beseitigt, z. B. durch Absägen und Schleifen bis zum Anfang des Kunststoffrohres. Da die Vergußmasse der ersten Stufe nicht die Ebene der Vergußböden erreicht, werden gleichzeitig mit dem Entfernen der Pfropfen die vergossenen Kapillarenenden wieder geöffnet. Das Ergebnis ist ein sogenannter Rohrmodul mit zwei stirnseitigen Ab schlußwänden für die Kapillaren, die lose und in ungeord neter Form im Kunststoffrohr liegen und insbesondere zwi schen den Abschlußwänden nicht mehr abgestützt sind; sie können sich allenfalls gegenseitig sowie an der Innenwand des umgebenden Hüllrohres abstützen. Die Abschlußwände müssen der Druckdifferenz zwischen Primär- und Sekundär seite standhalten, d. h. sie dürfen nicht brechen und sich außerdem nur wenig verformen, damit die Klebeverbindungen zwischen der Vergußmasse und den Trennkapillaren nicht beschädigt werden.In the current state of the art, this large number of capillaries by the following artisanal manufacture method for so-called tube modules: some hundred capillaries with an inner diameter of, for example as 1.5 mm and a length of z. B. 600 mm become loose in a plastic tube with an inside diameter of approx. 50 to 60 mm and a length of approx. 580 mm that they are equally wide on both sides about 10 mm from art stick out of the fabric tube. Then takes place in a vertical position the pipe axis the casting at both ends in two Steps with a hardening plastic mass. The first Step serves to close the capillary ends, so that in the second stage capillaries in the ends of the plastic tubes can be cast in the form of closure bottoms. In the first stage, the capillary ends are closed by placing the potting compound around the capillaries as well as in the capillaries until the Casting compound mirror a few millimeters above the opening the capillaries. In the second stage encapsulate the capillaries on their outside until the mirror of the potting compound about 20 to 30 mm in the art cloth tube is enough and so the front closure bottom forms between the primary and secondary side. Corresponding after the Ab end wall on which a tube module is formed, also with the second pipe end. After curing the Potting compound will protrude beyond the plastic pipe removed the plug, e.g. B. by sawing and grinding to the beginning of the plastic pipe. Because the potting compound the first stage does not reach the level of the grout, are removed at the same time as the plugs are removed poured capillary ends opened again. The result is a so-called tube module with two end faces end walls for the capillaries that are loose and untidy Neter form in the plastic tube and in particular between end walls are no longer supported; they can at best mutually as well as on the inner wall support the surrounding cladding tube. The end walls need the pressure difference between primary and secondary withstand side, d. H. they must not break and themselves also only deform a little so that the adhesive connections not between the sealing compound and the separating capillaries to be damaged.

Die Trennmodule lassen sich nur sehr aufwendig herstellen, sie werden aber für industrielle Anwendungsfälle mit sehr großen zu behandelnden Gasströmen in großer Stückzahl für eine ausreichend dimensionierte Permeationseinrichtung benötigt.The separation modules can only be manufactured with great effort, but they are very useful for industrial applications large gas flows to be treated in large numbers for a sufficiently dimensioned permeation device needed.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Permeationseinrichtung in Richtung auf eine bessere Permeationswirkung weiterzu entwickeln, so daß für eine insgesamt in der Leistung vergleichbare Permeationseinrichtung weniger Trennmodule als beim Stand der Technik erforderlich sind.The object of the invention is the permeation device towards a better permeation effect develop so that for an overall in performance comparable permeation device fewer separation modules than are required in the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der gegenseitigen Abstandsanordnung der einzelnen Trennkapillaren kann das Permeat wirkungsvoller abgesaugt werden, so daß örtlich beschränkte Sättigungserscheinungen auf der Sekundärseite vermieden und die installierte Membranfläche voll und stän dig genutzt werden kann.According to the invention, this object is characterized by the solved the features of claim 1. Thanks to each other The spacing of the individual separation capillaries can do that Permeate can be extracted more effectively, so that locally limited signs of saturation on the secondary side avoided and the installed membrane surface full and constant dig can be used.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unter ansprüchen entnommen werden.Expedient embodiments of the invention can the sub claims are taken.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele noch er läutert; dabei zeigen:The invention is based on various in the Drawings of illustrated embodiments, he still purifies; show:

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt bzw. Teilansicht durch bzw. auf eine rohrförmige Vormontage einheit nach der Erfindung zum Einsatz in einer Permeationseinrichtung, Fig. 1 is a partial sectional and partial view through or to a tubular pre-assembly unit according to the invention for use in a Permeationseinrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht auf einen Kapillarenkäfig zum Einsatz in die Vormontageeinheit nach Fig. 1 in vergrößerter Einzeldarstellung, Fig. 2 is a view on a Kapillarenkäfig for use in the pre-assembly of FIG. 1 in an enlarged detail view,

Fig. 3 und 4 Querschnitt (Fig. 3) bzw. Stirnansicht (Fig. 4) durch bzw. auf die Vormontageeinheit nach Fig. 1 entlang den Schnitt- bzw. An sichtslinien III-III bzw. IV-IV, FIGS. 3 and 4 are cross-section (FIG. 3) and front view (Fig. 4) or to the pre-assembly of FIG. 1 along the cutting or on sight lines III-III and IV-IV,

Fig. 5 eine stark vergrößerte Einzelansicht auf ein kurzes Stück einer Trennkapillare, die mit Metalldraht umwickelt ist, Fig. 5 is a greatly enlarged detail view of a short length of a separation capillary which is wound with metal wire,

Fig. 6 und 7 Querschnitt (Fig. 6) und Längsschnitt (Fig. 7) durch eine Permeationseinrichtung unter Verwendung mehrerer Vormontageeinhei ten nach Fig. 1, FIGS. 6 and 7 are cross-section (FIG. 6) and longitudinal (Fig. 7) by using a plurality of Permeationseinrichtung Vormontageeinhei 1 th to FIG.

Fig. 8 und 9 Längsschnitt (Fig. 8) und Seitenansicht (Fig. 9) durch bzw. auf eine scheibenför mige Vormontageeinheit nach der Erfindung, FIGS. 8 and 9 longitudinal section (Fig. 8) and side view (Fig. 9) or to a scheibenför-shaped pre-assembly of the invention;

Fig. 10 eine vergrößerte Einzeldarstellung einer Einzelheit X aus der Schnittdarstellung nach Fig. 8, Fig. 10 is an enlarged detail view of a detail X from the sectional view of FIG. 8,

Fig. 11 eine axiale Ansicht eines Einzelteiles für die Vormontageeinheit nach den Fig. 8 und 9, Fig. 11 is an axial view of a single part for the pre-assembly of FIGS. 8 and 9,

Fig. 12 eine komplette Darstellung der Vormontage einheit nach den Fig. 8 und 9 in Axial ansicht, Fig. 12 is a complete representation of the pre-assembly unit according to FIGS. 8 and 9 in view Axial,

Fig. 13 und 14 Längsschnitt (Fig. 13) und Schrägansicht (Fig. 14) durch bzw. auf einen Distanzierungs kamm zur Bildung von Haltematrizen für die Trennkapillaren, Fig. 13 and 14 are longitudinal section (FIG. 13) and oblique view (FIG. 14) or a distancing comb to form Haltematrizen for separation capillaries,

Fig. 15 Schrägansicht auf eine Bohrungsleiste zur Bildung von Haltematrizen für die Trennka pillaren, Fig. 15 Tilt pillaren a bore bar to form Haltematrizen for Trennka,

Fig. 16 eine Schrägansicht auf einen Krallengurt zur Bildung von gewickelten Haltematrizen für die Trennkapillaren und, Fig. 16 is a perspective view of a Krallengurt to form wound Haltematrizen for the separation capillaries and,

Fig. 17 und 18 Querschnitt (Fig. 20) und Längsschnitt (Fig. 21) durch ein weiteres Ausführungsbei spiel eines Sammelbehälters mit mehreren axial hintereinander angeordneten scheiben förmigen Vormontageeinheiten. FIGS. 17 and 18 cross section (Fig. 20) and longitudinal (Fig. 21) by a further Ausführungsbei play a collecting container with a plurality of axially successively arranged slices shaped preassembly.

Das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Permea tionseinrichtung ist in den Fig. 1 bis 7 dargestellt; die dafür verwendete Vormontageeinheit 5 ist relativ schlank, in jedem Fall mit einem Längen/Durchmesserverhältnis von mehr als 1 ausgebildet. Auf diese in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Vormontageeinheit sei zunächst eingegangen. The first embodiment of a permeation device according to the invention is shown in FIGS . 1 to 7; the pre-assembly unit 5 used for this is relatively slim, in any case with a length / diameter ratio of more than 1. This preassembly unit shown in FIGS. 1 to 4 will be discussed first.

Wie bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist auch bei diesem das Trennmodul als vorgefertigte selbsttragende Vormontageeinheit 5 ausgebildet, die für sich nicht anschluß fähig ist. Sie besteht jeweils aus zwei stirnseitigen Ab schlußwänden 2, zwischen denen die Trennkapillaren 1 ausge spannt sind und aus einen stabilisierenden offenen Hüllrohr 7, wobei im Bereich der beiden Abschlußwände 2 definierte Dichtflächen angebracht bzw. ausgebildet sind. Das Hüllrohr besteht in einem zwischen den Abschlußwänden 2 liegenden käfigartigen Bereich lediglich aus zwei axial verlaufenden Stäben 22′, wogegen das Hüllrohr 7 im Bereich 25 der Ab schlußwände 2 umfangsmäßig geschlossen ist. In diesem Be reich weist das Hüllrohr Umfangsnuten 26 zur Aufnahme ei nes Rundschnurdichtringes auf, so daß es dichtend in einen Sammelraum eingesetzt werden kann, worauf weiter unten noch näher eingegangen werden soll.As in all the exemplary embodiments shown, the separating module is also designed as a prefabricated self-supporting preassembly unit 5 which is not capable of being connected by itself. It consists of two end walls From end walls 2 , between which the separating capillaries 1 are stretched out and from a stabilizing open cladding tube 7 , 2 defined sealing surfaces being attached or formed in the region of the two end walls. The cladding tube is in a region lying between the end walls 2 cage-like area of only two axially extending bars 22 ', the casing tube 7 whereas in the region 25 of the walls from the final 2 is circumferentially closed. In this loading area, the cladding tube has circumferential grooves 26 for receiving a round cord sealing ring, so that it can be used in a sealing manner in a collecting space, which will be discussed in more detail below.

An sich wäre es auch möglich rohrförmige Trennmodule her kömmlicher Bauart in die Permeationseinrichtung nach den Fig. 6 und 7 einzusetzen, sofern das üblicherweise das Bündel von Trennkapillaren umgebende Rohr umfangsmäßig mit mehreren Öffnungen versehen ist, so daß das Permeat aus dem Bündel in den Sammelraum frei übertreten kann. Zur besseren Abfuhr des Permeats aus dem Bündel von Trennka pillaren sieht jedoch das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 eine Anordnung der Trennkapillaren in ei nem festgelegten Anordnungsraster vor. Dabei sind die Trenn kapillaren 1 parallel zueinander ausgerichtet und unter einem solchen gegenseitigen Abstand zu allen jeweils nächstliegend benachbarten Trennkapillaren angeordnet, das alle Trennkapillaren trotz gewisser Geradheitsfehler auf ihrer ganzen Länge allseits freistehend, d. h. unterein ander berührungsfrei verlaufen. Dieses Anordnungsraster kann durch wiederverwendbare Teile vorgegeben werden, die nach dem Verkleben oder Vergießen der Trennkapillaren zu einem Bündel von diesem abgezogen werden. Solche wiederver wendbaren Teile können z. B. als Nagelbrett ausgebildet sein; jeder Stift nimmt eine axial aufgesteckte Trennka pillare auf. Denkbar sind auch sich kreuzende Scharen von Distanzierungsstangen, die die Trennkapillaren zwischen sich aufnehmen; die kammähnlichen Stangenscharen sind nach dem Vergießen des Kapillarenbündels seitlich abziehbar. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Anord nungsraster durch "verlorene" Haltematrizen mechanisch vorgegeben, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Be standteil der Abschlußwände 2 sind. Grundsätzlich ist es nicht unbedingt funktionsnotwendig, daß für diese Haltema trizen ein regelmäßiges Anordnungsraster verwendet wird, jedoch ist die Verwendung von regelmäßigen Anordnungsrastern aus verschiedenen anderen, meist fertigungsbedingten Überle gungen heraus zweckmäßig. Beispielsweise kann ein sich zeilen weise regelmäßig wiederholendes Raster vorgesehen werden, was insbesondere bei Bildung der Haltematrizen durch Bohrungs leisten oder Distanzierungskämme der Fall sein wird. Eine besonders enge Packung der Trennkapillaren unter Einhaltung eines gewissen Mindestabstandes nach allen Richtungen kann durch ein hexagonales Anordnungsraster erzeugt werden, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Dieses hexagonale Anordnungsraster der Trennkapillaren sieht einen Mindestabstand der Trennkapillaren untereinander in der Größenordnung eines Durchmessers der Trennkapillaren vor. Das Anordnungsraster ist durch Steckscheiben 14 gebildet, in denen die Stecköffnungen zum sicheren Einführen der Trennkapillaren angesenkt sind. Zweckmäßigerweise werden die normalerweise flexiblen Trennkapillaren durch Hohlna deln in die Steckscheiben eingefädelt. Sofern Trennkapil laren mit einer stabilen Trägerwandung beispielsweise aus Ton oder Keramik oder Sintermetall verwendet werden, könn ten diese auch ohne gesondertem Hilfsmittel als Stäbchen in die Stecköffnungen eingeführt und darin verklebt werden. An dieser Stelle sei gleich hervorgehoben, daß die zwar unüblichen eigensteifen Trennkapillaren für die Zwecke der erfindungsgemäß ausgebildeten Vormontageeinheiten in so fern von Vorteil wären, als unter Umständen auf eine geson derte stabilisierende Stützkonstruktion verzichtet werden könnte, weil die in der Vormontageeinheit zusammengefaßten Trennkapillaren gemeinsam und mit den "verlorenen" Haltema trizen genügend Steifigkeit und Stabilität bieten und die Funktion der sonst notwendigen Stützkonstruktion mit über nehmen könnten.As such, it would also be possible to use tubular separation modules of conventional design in the permeation device according to FIGS . 6 and 7, provided that the tube which usually surrounds the bundle of separation capillaries is provided with several openings on the circumference, so that the permeate is released from the bundle into the collecting space can cross. For better removal of the permeate from the bundle of Trennka pillaren, however, the embodiment according to FIGS . 1 and 2 provides an arrangement of the separation capillaries in a fixed arrangement grid. The separating capillaries 1 are aligned parallel to one another and are arranged at such a mutual distance from all of the nearest neighboring separating capillaries that all separating capillaries are free-standing on their entire length despite certain straightness errors, ie they run without contact with one another. This arrangement grid can be specified by reusable parts, which are removed from the separation capillaries after gluing or casting into a bundle. Such reusable parts z. B. be designed as a nail board; each pin holds an axially attached separating pillar. It is also conceivable that there are crossing sets of spacer rods that hold the separating capillaries between them; the comb-like sets of rods can be removed laterally after casting the capillary bundle. In the illustrated embodiments, the arrangement grid is mechanically predetermined by "lost" holding matrices, which are part of the end walls 2 in the embodiment of FIG. 1. Basically, it is not necessarily functionally necessary that a regular arrangement grid is used for these Haltema trices, but the use of regular arrangement grids from various other, mostly production-related considerations is appropriate. For example, a line-by-line, regularly repeating grid can be provided, which is particularly the case when the holding matrices are formed by drilling or spacing combs. A particularly close packing of the separating capillaries while maintaining a certain minimum distance in all directions can be produced by a hexagonal arrangement grid, as shown in FIGS. 3 and 4. This hexagonal arrangement grid of the separating capillaries provides for a minimum distance between the separating capillaries in the order of magnitude of a diameter of the separating capillaries. The arrangement grid is formed by plug-in disks 14 in which the plug-in openings are countersunk for the safe insertion of the separating capillaries. The normally flexible separating capillaries are expediently threaded through hollow needles into the plug-in disks. If Trennkapil laren are used with a stable support wall, for example made of clay or ceramic or sintered metal, these could also be inserted as sticks into the plug-in openings and glued therein without separate aids. At this point it should be emphasized that the unusual, stiff separation capillaries for the purposes of the pre-assembly units designed according to the invention would be advantageous in so far as a separate stabilizing support structure could possibly be dispensed with because the separation capillaries combined in the pre-assembly unit together and with the "lost" Haltema trizen offer sufficient rigidity and stability and could take over the function of the otherwise necessary support structure.

Nachdem jedoch die Trennkapillaren 1 - wie gesagt - übli cherweise sehr biegeschlaff sind, sieht das Ausführungs beispiel nach den Fig. 1 bis 4 einen in Fig. 2 darge stellten Kapillarenkäfig als Zwischenstadium vor. Dieser ist aus einer Mehrzahl axial hintereinander liegender Steck scheiben 14, 24 aufgebaut, die ihrerseits alle axial auf einen zentralen Stab 13 aufgereiht und mit diesem verklebt sind, wobei die Stecköffnungen sämtlicher Steckscheiben axial in einer Flucht liegen. Die Trennkapillaren können dann mittels einer durch alle fluchtend hintereinanderlie genden Stecköffnungen eingeführten Hohlnadeln und Vakuum eingezogen werden. Bei den im Bereich der späteren Abschluß wände 2 liegenden stirnseitigen Steckscheiben 14 werden die Trennkapillaren axial verklebt, was durch die ge schwärzten Bereiche in der Schnittdarstellung nach Fig. 2 dargestellt ist. Die dazwischenliegenden zusätzlichen Steck scheiben 24 dienen lediglich zur Zwischenabstützung der Trennkapillaren. Diese zusätzlichen Steckscheiben 24 sind zwar mit dem zentralen Stab 13 verklebt, nicht jedoch mit den Trennkapillaren; vielmehr werden die Trennkapillaren in den zusätzlichen Steckscheiben 24 axial schwimmend le diglich auf Abstand gehalten. Dieser Kapillarenkäfig hat dank des zentralen Stabes 13 eine gewisse Eigensteifigkeit und kann gezielt in das Hüllrohr 7 axial eingeführt werden. Die endseitigen Steckscheiben 14 dichten innenseitig mit dem geschlossenen Bereich 25 des Hüllrohres 7 zumindest soweit ab, daß eine Vergußmasse 43 zwischen Steckscheibe 14 und Innenoberfläche des Hüllrohres nicht unkontrolliert auslaufen kann. Durch eine im Bereich der Abschlußwand 2 in dem geschlossenen Bereich 25 des Hüllrohres 7 angebrach te Radialbohrung 28 kann Vergußmasse 43 radial injiziert werden. Zweckmäßigerweise ist die Injektionsöffnung der Bohrung 28 angepaßt. Es kann sich hierbei beispielsweise um eine rasch abbindende relativ dünnflüssige Vergußmasse handeln. Die Vergußmasse 43 liegt dichtend an der Außenseite der Trennkapillaren 1 und an der Innenseite des Hüllrohres 7 an. Aufgrund der relativ großen Wanddicke und der zusätzlichen endseitigen Steckscheibe 14 hat die solcher art gebildete Abschlußwand 2 eine relativ hohe Eigensteifig keit und vermag daher auch großen Unterdrücken Stand zu halten. Zusätzlich ist die Vergußmasse 43 in einer Umfangs nut in der Innenseite des geschlossenen Bereiches 25 axial verankert, so daß sie dadurch auch gegen eine hohe Druckdif ferenz axial stabil in dem Hüllrohr 7 gehalten ist. Die beiden Abschlußwände 2 bzw. deren Vergußmasse 43 müssen nacheinander hergestellt werden, wobei die Vormontageein heit 5 vertikal stehend ausgerichtet ist. Es wird jeweils die untere Abschlußwand bzw. die entsprechende Vergußmasse 43 angebracht. Nach dem Vergießen der Vergußmassen 43 für beide Abschlußwände 2 und nach Einlegen jeweils eines Rund schnur-Dichtringes in die beiden Umfangsnuten 26 ist die Vormontageeinheit 5 fertiggestellt und kann in den Sammel behälter nach Fig. 6 und 7 eingesetzt werden. Es sei in diesem Zusammenhang noch erwähnt, daß das Hüllrohr 7 an dem bezüglich des Primärgases zulaufseitigen Ende mit einem radial nach außen abstehenden Bund 27 versehen ist, der die Vormontageeinheit 5 in einem Lochboden festhält. Im Bereich dieses Endes sind im übrigen stirnseitig zwei Aus zugsbohrungen angebracht, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, um ggf. eine Vormontageeinheit 5 auch einmal aus dem Sammelbehälter axial herausziehen zu können.However, after the separation capillaries 1 - as I said - are usually very limp, the embodiment example according to FIGS. 1 to 4 provides a capillary cage shown in FIG. 2 as an intermediate stage. This is made up of a plurality of axially one behind the other disks 14 , 24 , which in turn are all lined up axially on a central rod 13 and glued to this, the plug openings of all the washers axially aligned. The separating capillaries can then be drawn in by means of a hollow needle and vacuum introduced through all aligned plug-in openings lying one behind the other. In the area of the subsequent final walls 2 lying front plug-in disks 14 , the separating capillaries are glued axially, which is shown by the ge blackened areas in the sectional view of FIG. 2. The intermediate plug-in disks 24 serve only for intermediate support of the separating capillaries. These additional plug-in disks 24 are bonded to the central rod 13 , but not to the separating capillaries; rather, the separating capillaries in the additional plug-in disks 24 are kept axially floating le diglich at a distance. Thanks to the central rod 13, this capillary cage has a certain inherent rigidity and can be inserted axially into the cladding tube 7 in a targeted manner. The end-side plug-in disks 14 seal on the inside with the closed region 25 of the cladding tube 7 at least to the extent that a casting compound 43 between the plug-in disc 14 and the inner surface of the cladding tube cannot run out in an uncontrolled manner. By in the area of the end wall 2 in the closed area 25 of the cladding tube 7 attached radial bore 28 potting compound 43 can be injected radially. The injection opening of the bore 28 is expediently adapted. This can be, for example, a rapidly setting, relatively low-viscosity casting compound. The potting compound 43 bears sealingly on the outside of the separating capillaries 1 and on the inside of the cladding tube 7 . Due to the relatively large wall thickness and the additional end plug 14 , the type of end wall 2 formed in this way has a relatively high inherent rigidity and is therefore able to withstand even large negative pressures. In addition, the sealing compound 43 is axially anchored in a circumferential groove in the inside of the closed region 25 , so that it is thereby held axially stable in the cladding tube 7 even against a high pressure difference. The two end walls 2 and their potting compound 43 must be made one after the other, the pre-assembly unit 5 is aligned vertically. The lower end wall or the corresponding potting compound 43 is attached in each case. After the potting compound 43 for both end walls 2 and after inserting a round cord sealing ring into the two circumferential grooves 26 , the pre-assembly unit 5 is completed and can be used in the collecting container according to FIGS. 6 and 7. It should be mentioned in this connection that the cladding tube 7 is provided at the end with respect to the primary gas end with a radially outwardly projecting collar 27 which holds the pre-assembly unit 5 in a perforated base. In the area of this end, two pull bores are attached to the end, as shown in FIG. 4, in order to be able to pull a pre-assembly unit 5 axially out of the collecting container.

Der Sammelbehälter 8 der in den Fig. 6 und 7 dargestell ten Permeationseinrichtung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel mit radial abgehenden Anschluß stutzen für Permeat und ebenen Böden 9, die - regelmäßig gerastert - mehrere deckungsgleich liegende, definiert bearbeitete Stecköffnungen 29 aufweisen. Die Böden 9 kön nen als gesonderte lösbare Teile ausgebildet sein. Sie müssen so in die Permeationseinrichtung eingebaut werden, daß die Stecköffnungen 29 beider Böden 9 zueinander fluch ten. An den axialen Stirnseiten des Sammelbehälters sind z. B. konische Anschlüsse 12 für zu behandelndes primärsei tig durchströmendes Gasgemisch vorgesehen, die im Bereich vor bzw. hinter den Böden 9 einen Zulaufraum 3 bzw. einen Ablaufraum 4 umschließen. Außer einer zylindrischen Quer schnittsform des Sammelbehälters sind auch andere, insbeson dere rechteckige oder quadratische Querschnittsformen denk bar. Die Vormontageeinheiten 5 würden in einem solchen Fall zu rechteckigen oder quadratischen Gruppen auf den entsprechenden Böden angeordnet werden. In den solcherart gebildeten Sammelbehälter werden in der entsprechenden Anzahl Vormontageeinheiten axial eingesetzt. Dabei dichten die Abschlußwände 2 einer jeden Vormontageeinheit 5 zu den Leibungen der Stecköffnung 29 mittels des erwähnten Rund schnurdichtringes gasdicht ab. Der Sammelbehälter umschließt mit seinem Mantel die gruppenweise zusammengefaßten Vormon tageeinheiten 5 außenseitig mit Abstand und bildet dadurch einen ringförmigen äußeren Teil 31, in dem das an den Kapil laren austretende Permeat sicher abtransportiert werden kann. Die Sekundärseite bzw. der erwähnte ringförmige außen liegende Teil 31 und auch der von den Vormontageeinheiten eingenommene Anteil des Sammelraumes ist gasdicht gegen den Zu- bzw. Ablaufraum 3 bzw. 4 abgedichtet. Bei dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ei ner Permeationseinrichtung sind die Vormontageeinheiten 5 nebeneinander liegend in einer einheitlichen Anordnungs ebene, nämlich zwei gleichen Böden 9 zugeordnet bzw. an geordnet; außerdem sind sie bezüglich des Primärgasstromes fluidisch-funktionell parallel beaufschlagt. Es wäre ohne weiteres auch denkbar, eine gleichartige Gruppe von Vormon tageeinheiten 5 axial unmittelbar hintereinander anschließend anzuordnen.The collection container 8 of the FIGS. 6 and 7 shown Permeation device consists essentially of a cylindrical jacket with a radially outgoing connection clip for permeate and flat bottoms 9 , which - regularly rasterized - have several congruent, defined machined plug openings 29 . The floors 9 NEN can be designed as separate detachable parts. They must be installed in the permeation device in such a way that the plug openings 29 of both trays 9 are cursed to one another. At the axial ends of the collecting container, for. B. conical connections 12 for treating primary gas flowing through gas mixture are provided, which enclose an inlet chamber 3 and an outlet chamber 4 in the area in front of and behind the floors 9 . In addition to a cylindrical cross-sectional shape of the container, other rectangular or square cross-sectional shapes are conceivably bar. In such a case, the pre-assembly units 5 would be arranged in rectangular or square groups on the corresponding floors. The corresponding number of pre-assembly units are inserted axially into the collecting container formed in this way. The end walls 2 of each dense preassembly 5 cord sealing ring to the jambs of the plug hole 29 by means of the mentioned circular gas-tight manner. The collecting container encloses with its jacket the grouped Vormon days units 5 outside at a distance and thereby forms an annular outer part 31 in which the permeate emerging at the Kapil laren can be safely transported away. The secondary side or the above-mentioned annular outer part 31 and also the portion of the collecting space occupied by the preassembly units is sealed gas-tight against the inlet or outlet space 3 or 4 . In the embodiment shown in Figures 6 and 7 egg ner permeation device, the pre-assembly units 5 are side by side in a uniform arrangement level, namely two identical floors 9 assigned to or arranged; in addition, they are acted upon in parallel in terms of fluid and function with respect to the primary gas flow. It would also be easily conceivable to arrange a similar group of Vormon days units 5 axially immediately one after the other.

Außer durch Steckscheiben 14 wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 7 lassen sich "verlorene" Haltema trizen zur Abstandshalterung der Trennkapillaren auch noch auf andere Weise bilden. Und zwar können die Trennkapil laren in mehreren Distanzierungskämmen 15 auf Abstand ge halten werden. Dabei werden mehrere Distanzierungskämme in einer einheitlichen quer zum Bündel der Trennkapillaren liegenden Ebene parallel zueinander gehalten. Die Trenn kapillaren werden zwischen jeweils zwei benachbarte steg artige Zinken 44 eingelegt und dazwischen mittels Klebstoff befestigt. Die stegartigen Zinken 44 sind im Bereich ihrer einander zugekehrten Seitenflanken jeweils in einer den Kapillarenquerschnitt annähernden Weise konturiert. Die stabförmige Basis des Distanzierungskammes, die die Zinken 44 trägt, ist zweckmäßigerweise im Querschnitt U-förmig profiliert, wobei die offene Seite des U-Profiles von der Zinkenseite des Distanzierungskammes 15 wegweist. Die Innen kontur des U-Profiles entspricht der Querschnittskontur der Zinken. Aufgrund einer solchen Ausgestaltung können benachbarte Distanzierungskämme nach Art von Nut- und Feder brettern formschlüssig aufeinandergesteckt und zu einer größeren Fläche zusammengestellt werden. Durch Querrippen 48 innerhalb des U-Profiles des Distanzierungskammes 15, die der Teilung der Zinken 44 entsprechen, können die auf einandergereihten Distanzierungskämme in Längsrichtung gegenseitig formschlüssig fixiert werden. Zweckmäßigerwei se entsprechen die Querrippen in ihrer Querschnittsform dem Lichtraum zwischen zwei benachbarten Zinken 44. Die Seitenwände des U-förmigen Profiles der Basis des Distan zierungskammes 15 weisen zweckmäßigerweise Aussparungen 18 vor, die die Trennkapillaren, die im benachbarten Distan zierungskamm gehalten sind, umgreifen. Durch mehrere derar tige zusammengesteckte Distanzierungskämme kann bei Verwen dung gleichlanger Distanzierungskämme ein rechteckiges Feld von Trennkapillaren erzeugt werden. Bei Verwendung unterschiedlich langer Distanzierungskämme können auch beliebig andere Formen von Kapillarenbündeln erzeugt wer den.Except through plug-in disks 14 as in the embodiment according to FIGS. 1 to 7, "lost" Haltema trices for spacing the separating capillaries can also be formed in other ways. In fact, the separation capillaries can be kept at a distance in several spacing combs 15 . Several spacing combs are held parallel to one another in a uniform plane lying transversely to the bundle of separating capillaries. The separating capillaries are inserted between two adjacent web-like tines 44 and fastened in between with adhesive. The web-like tines 44 are contoured in the region of their mutually facing side flanks in a manner approximating the cross section of the capillary. The rod-shaped base of the spacer comb, which carries the tines 44 , is advantageously profiled in a U-shaped cross section, the open side of the U-profile pointing away from the tine side of the spacer comb 15 . The inner contour of the U-profile corresponds to the cross-sectional contour of the tines. Due to such a design, adjacent spacing combs in the manner of tongue and groove boards can be plugged onto one another in a form-fitting manner and put together to form a larger area. By means of transverse ribs 48 within the U-profile of the spacing comb 15 , which correspond to the division of the tines 44 , the spacing combs arranged in a row can be mutually positively fixed in the longitudinal direction. The cross-ribs appropriately correspond in their cross-sectional shape to the clearance between two adjacent tines 44 . The side walls of the U-shaped profile of the base of the Distan ornamental comb 15 expediently have recesses 18 which encompass the separating capillaries, which are held in the neighboring Distan ornamental comb. A rectangular array of separating capillaries can be generated by using several such spacing combs when using spacing combs of the same length. When using spacing combs of different lengths, any other shape of capillary bundle can be created.

Anstelle der Verwendung eines Distanzierungskammes kann zur reihenweisen Halterung der Trennkapillaren auch eine Bohrungsleiste 16 nach Fig. 15 verwendet werden. Auch diese Leisten können nach Art von Nut- und Federbrettern zu einem geschlossenen Verbund zusammengesteckt werden. Die Bohrungen 47 dieser Bohrungsleisten 16 sind ebenfalls stark angesenkt, um das Einfädeln von Trennkapillaren zu erleichtern. Außerdem bilden die Ansenkungen - ebenso wie die bei den Steckscheiben 14 - Zwickel zum Auffangen einer gewissen Klebstoffmenge. Die aufeinandergesteckten Boh rungsleisten 16 oder auch die aufeinandergesteckten Distan zierungskämme 15 werden in ihrem gegenseitigen Kontaktbe reich durch zähflüssigen Klebstoff zu einer insgesamt gas dichten Platte verklebt. Gegebenenfalls müßte durch Auf gießen einer gewissen Schicht von Vergußmasse eine zuver lässige Abdichtung herbeigeführt werden.Instead of using a spacing comb, a bore bar 16 according to FIG. 15 can also be used to hold the separating capillaries in rows. These strips can also be plugged together in the manner of tongue and groove boards to form a closed composite. The bores 47 of these bore strips 16 are also countersunk to facilitate the threading of separating capillaries. In addition, the counterbores - like those in the case of the plug-in disks 14 - form gussets for collecting a certain amount of adhesive. The stacked Boh tion strips 16 or the stacked Distan ornamental combs 15 are glued rich in their mutual Kontaktbe by viscous adhesive to an overall gastight plate. If necessary, a reliable seal would have to be brought about by pouring on a certain layer of sealing compound.

Eine weitere Möglichkeit zur Bildung einer Haltematrize ist in Fig. 16 angedeutet. Dort ist ein Krallengurt 17 mit zinkenartigen Haltekrallen 19 dargestellt, die - ähn lich wie die Zinken 44 des Distanzierungskammes 15 - die Trennkapillaren zwischen sich aufnehmen und mittels Kleb stoff festhalten. Das Gurtband 20 ist jedoch in Querrich tung so biegeweich, daß es sich leicht verbiegen und auf wickeln läßt. Durch den Krallengurt 17 kann also auf re lativ einfache Weise eine Matte von Trennkapillaren ge bildet werden, die zu einem zylindrischen Bündel aufge rollt werden kann. Um die einzelnen Wickellagen des Kral lengurtes 17 axial zueinander formschlüssig zu sichern, sind auf der Rückseite des Gurtbandes 20 an beiden Seiten rändern kurze Seitenstege 21 angebracht, die eine geschlos sene Reihe bilden. Die kurzen Seitenstege 21 entsprechen in ihrem Teilungsabstand und in ihrer Lage den Haltekrallen 19, so daß im Bereich zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenstegen 21 bzw. einer Haltekralle 19 jeweils nur der geringe Querschnitt des Gurtbandes 20 selber übrig bleibt und dieses leicht zum Wickeln gebogen bzw. abgeknickt werden kann. Zwar ist mit dem Krallengurt 17 nach Fig. 16 nicht eine sofort gasundurchlässige Haltematrize erstell bar; jedoch dürfte der durch einen aufgewickelten Krallen gurt mit dazwischen liegender, spiralig angeordneter Reihe von Trennkapillaren ein so dichter Verbund herstellbar sein, daß eine zähflüssige Vergußmasse darauf haftend auf getragen werden kann, die den Wickel axial zu einer ge schlossenen Wand verbindet und außerdem die Wickelform stabilisiert.Another possibility for forming a holding die is indicated in FIG. 16. There is a claw belt 17 with prong-like holding claws 19 , which - similar to the prongs 44 of the spacing comb 15 - take up the separating capillaries between them and hold them by means of adhesive. However, the webbing 20 is so flexible in the transverse direction that it can be easily bent and wrapped. Through the claw belt 17 , a mat of separating capillaries can thus be formed in a relatively simple manner, which can be rolled up into a cylindrical bundle. In order to secure the individual winding layers of the Kral lengurtes 17 axially to one another in a positive manner, short side webs 21 are attached to the rear of the webbing 20 on both sides, forming a closed row. The short side webs 21 correspond in terms of their spacing and their position to the holding claws 19 , so that in the area between two opposite side webs 21 or a holding claw 19 each only the small cross section of the webbing 20 itself remains and this is easily bent or bent for winding can be. While 16 is not an immediately gas-impermeable matrix design is a Krallengurt 17 of FIG Create bar. however, the strap by a coiled claw with an intervening, spirally arranged row of separating capillaries should be able to produce such a dense composite that a viscous potting compound can be adhered to it, which connects the winding axially to a closed wall and also stabilizes the winding shape .

Trotz der vielgestaltigen Möglichkeit zur Bildung der end seitigen Haltematrizen für die Trennkapillaren ist bei dem in den Fig. 8 bis 12 dargestellten weiteren Ausführungs beispiel für eine Vormontageeinheit 6 eines Trennmoduls ebenfalls wieder eine Steckscheibe 14′ mit hexagonal ausge bildeten Anordnungsraster für die Trennkapillaren 1 vorge sehen. Im Gegensatz zu der rohrförmigen Vormontageeinheit nach Fig. 1 ist die Vormontageeinheit 6 nach den Fig. 8 und 9 im wesentlichen scheibenförmig mit einem Längen- zu Durchmesserverhältnis von weniger als 1 ausgebildet. Dadurch kann zum einen auf eine Zwischenabstützung der Trennkapillaren im Bereich zwischen den endseitigen Steck scheiben 14′ verzichtet werden. Außerdem kann auf einfache Weise die Vormontageeinheit durch mit den stirnseitigen Steckscheiben 14′ integrierte axial verlaufende Stäbe 22 ein stabilisierender Hüllkäfig gebildet werden, so daß auf ein zusätzliches Hüllrohr verzichtet werden kann. Und zwar sind an den Steckscheiben 14′ an dem verstärken Außenrand mehrere axial verlaufende Stäbe 22 angeformt. Außerdem sind im Innenbereich weitere axial verlaufende Stäbe 22 angeformt; das Bohrungsraster ist an diesen Stellen un terbrochen. Durch Verwendung formidentischer Teile für die obere und untere Steckscheibe 14′ mit den integrierten Stäben 22 kann durch spiegelbildliches Zusammenkleben in einer um 60° gegeneinander verdrehten Umfangsstellung ein kompletter Hüllkäfig mit doppelter Anzahl von axial ver laufenden Stäben 22 erzeugt werden. Wegen der hexagonalen Ausbildung des Anordnungsrasters ist die erwähnte 60°-Ver schwenkung beim Zusammenstecken der Teile erforderlich, weil das hexagonale Anordnungsraster sich bei einer Umfangs verdrehung um 60° wieder reproduziert. Bei einem orthogo nalen Anordnungsraster reproduziert sich dieses nur nach einem Schwenk von 90°.Despite the diverse opportunity for forming the end-side Haltematrizen for the separation capillaries is in the pre seen in Figs. 8 to 12 shown another execution of a separation module also for example for a pre-assembly unit 6 again a blanking plate 14 'with hexagonal be formed arrangement pattern for the separation capillaries 1 . In contrast to the tubular pre-assembly unit according to FIG. 1, the pre-assembly unit 6 according to FIGS. 8 and 9 is essentially disc-shaped with a length to diameter ratio of less than 1. As a result, an intermediate support of the separating capillaries in the region between the end-side plug-in disks 14 'can be dispensed with. In addition, the preassembly unit can be formed by a stabilizing cladding cage with the front plug-in disks 14 'integrated axially extending rods 22 , so that an additional cladding tube can be dispensed with. Namely, several axially extending rods 22 are integrally formed on the plug-in disks 14 'on the reinforced outer edge. In addition, further axially extending rods 22 are integrally formed; the hole grid is interrupted at these points. By using identical parts for the upper and lower plug-in disc 14 'with the integrated rods 22 , a complete envelope cage with twice the number of axially running rods 22 can be produced by mirror-image gluing in a circumferential position rotated by 60 ° relative to one another. Because of the hexagonal configuration of the arrangement grid, the mentioned 60 ° pivoting is necessary when the parts are put together, because the hexagonal arrangement grid reproduces itself with a circumferential rotation of 60 °. With an orthogonal arrangement grid, this only reproduces after a 90 ° swivel.

In dem verstärkten, den Außenkranz von Stäben 22 tragenden Teil der Steckscheibe 14′ ist auf der nach außen weisenden Seite eine definierte Fläche zur Auflage einer Weichdich tung 23 gebildet, mit der die Vormontageeinheit 6 dichtend in einen Bund 10 oder einen entsprechenden Boden eines Sammelbehälters 8′ eingesetzt werden kann.In the reinforced, the outer ring of bars 22 supporting part of the insert 14 'is on the outward-facing side a defined surface for supporting a soft seal device 23 is formed, with which the pre-assembly 6 sealing in a collar 10 or a corresponding bottom of a collecting container 8th 'Can be used.

Bei den in den Fig. 17 und 18 dargestellten Sammelbe hälter 8′ zur Aufnahme mehrerer Vormontageeinheiten 6 ist in den im wesentlichen zylindrischen Sammelbehälter eben falls ein käfigartiges Innenrohr zur Abstützung und Füh rung der runden Vormontageeinheit 6 eingezogen. Die be reits erwähnten Bunde 10 sind axialbeweglich; sie brauchen zu dem erwähnten Käfigrohr nicht abgedichtet zu sein; vielmehr ist entscheidend, daß die Bunde 10 axial sauber zu den Vormontageeinheiten 6 hin abgedichtet sind, so daß der Primärgasstrom nicht an den Abdichtstellen auf die Sekundärseite übertreten kann. Bei dem in Fig. 18 darge stellten Ausführungsbeispiel einer Permeationseinrichtung sind mehrere Vormontageeinheiten 6 axial hintereinander angeordnet und werden primärgasseitig nacheinander, also seriell durchströmt. In bezug auf die Sekundärseite liegen jedoch die Vormontageeinheiten 6 bzw. die damit realisier ten Trennmodule fluidisch-funktionell alle parallel zueinan der. Das Permeat tritt aus den Trennkapillaren in die halb kreisförmigen, mittels Trennwänden 32 geschaffenen Segmente, denen jeweils ein gesonderter Anschluß 33 zugeordnet ist.In the case of the container 8 shown in FIGS . 17 and 18 'for receiving a plurality of pre-assembly units 6 , a cage-like inner tube for supporting and guiding the round pre-assembly unit 6 is pulled into the substantially cylindrical collecting container. The already mentioned collars 10 are axially movable; they do not need to be sealed to the cage tube mentioned; rather, it is crucial that the collars 10 are sealed axially clean to the pre-assembly units 6 , so that the primary gas flow cannot pass over to the sealing points on the secondary side. In the embodiment of a permeation device shown in FIG. 18, a plurality of preassembly units 6 are arranged axially one behind the other and are flowed through sequentially on the primary gas side. With regard to the secondary side, however, the pre-assembly units 6 and the separation modules thus realized are all fluidically and functionally parallel to one another. The permeate emerges from the separating capillaries into the semicircular segments created by means of dividing walls 32 , each of which is assigned a separate connection 33 .

Die Vormontageeinheiten brauchen nicht unbedingt rund ge staltet zu werden; beispielsweise könnten die Steckschei ben 14′ ohne weiteres auch quadratische Form haben. Auch bei Verwendung von Distanzierungskämmen oder Bohrungsleisten nach dem Vorbild von Fig. 13 bis 15 würden sich normalerwei se rechteckige oder quadratische Vormontageeinheiten erge ben. Diese könnten platzsparend zu einem insgesamt recht eckigen oder quadratischen Verbund zusammengestellt wer den, der dann u. U. in einem rechteckigen bzw. quadrati schen Sammelbehälter angeordnet werden könnte. Es kann aber auch sinnvoll sein, eine quadratische Gruppe von Vor montageeinheiten in einen runden Sammelbehälter unterzu bringen; dadurch würden im Querschnitt kreisabschnittförmi ge Längskanäle an jeder Seite der quadratischen Gruppe von Vormontageeinheiten entstehen, die zur axialen Abfuhr des Permeats innerhalb des Sammelbehälters ausgenutzt werden könnten.The pre-assembly units do not necessarily have to be round; for example, the Steckschei ben 14 'could easily have a square shape. Even when using distancing strips combing or bore along the lines of Fig. 13 to 15 would normalerwei se rectangular or square preassembly erge ben. These could be put together to save space to create an overall rectangular or square composite, which then u. U. could be arranged in a rectangular or square rule's container. But it can also be useful to accommodate a square group of pre-assembly units in a round collecting container; this would result in cross-sectional circular section-shaped longitudinal channels on each side of the square group of preassembly units, which could be used for the axial removal of the permeate within the collecting container.

Die heute bekannten Permeationseinrichtungen für Gase wei sen einen Nachteil auf, der die Einsatzfähigkeit der Per meationseinrichtung in größeren Einheiten für bestimmte Anwendungsfälle praktisch zunichte macht. Und zwar weisen die für die Trennkapillaren, für die Vergußmasse und für das umgebende Hüllrohr verwendeten Werkstoffe einen hohen Isolationswert auf; diese Werkstoffe sind meist Kunststof fe. Aufgrund der Gasströmung kommt es zu einer elektrosta tischen Aufladung der Bauteile; sich aufstauende Potential unterschiede können zu Luftentladungen mit Funkenbildungen führen, die - für den Fall, daß das zu behandelnde Gasge misch und/oder das Permeat ein explosibles Gas oder Gasge misch in einer zündfähigen Konzentration darstellt - eine Gasexplosion innerhalb der Permeationseinrichtung auslösen können. Eine solche Explosion führt nicht nur zur Zerstö rung der Permeationseinrichtung selber, sondern stellt auch eine Gefährdung von Menschen, Gebäuden und Einrich tungsgegenständen dar. In der Praxis werden häufig explo sionsfähige Gaskomponenten in zündfähigen Konzentrationsbe reichen betriebsmäßig gefahren, wobei in der Regel insbeson dere die Sekundärseite infolge der höheren Konzentration gefährdet ist.The permeation devices known today for gases white sen on a disadvantage that the usability of the Per Meationseinrichtung in larger units for certain Practically nullifies use cases. Namely those for the separation capillaries, for the sealing compound and for the surrounding cladding tube used a high Insulation value on; these materials are mostly plastic fe. An electrosta occurs due to the gas flow table charging of the components; accumulating potential Differences can be made to air discharges with sparking lead the - in the event that the Gasge to be treated mix and / or the permeate is an explosive gas or gasge mix in an ignitable concentration - one Trigger gas explosion inside the permeation device can. Such an explosion not only leads to destruction tion of the permeation device itself, but provides also a risk to people, buildings and furnishings objects. In practice, explo sionable gas components in ignitable concentration ranges rich operationally driven, usually in particular the secondary side due to the higher concentration endangered is.

Um die geschilderte Explosionsgefahr zu begrenzen, ist die Permeationseinrichtung in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sorgfältig zur Ableitung derartiger Aufladungen geerdet und es sind wenigstens die Oberflächen elektrisch leitend ausgebildet und in die Erdung mit einbezogen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Permeations einrichtung soweit wie möglich aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt ist. Soweit nicht metallische Werk stoffe verwendet werden, sondern - aus welchen Gründen auch immer - originär elektrisch nicht-leitende Werkstoffe verwendet werden sollen, können diese durch Zumischen von elektrisch leitenden Feinpartikeln, insbesondere von Kohlen stoffstaub oder von Metallstaub, elektrisch leitend gemacht werden. In gleicher Weise kann auch die Vergußmasse oder der Kleber zum Verbinden einzelner Bestandteile der Permea tionseinrichtung elektrisch leitend gemacht werden. Auch ein etwaiger Korrosionsanstrich für Stahlbauteile sollte zweckmäßigerweise elektrisch leitend sein. Soweit die Bau teile der Permeationseinrichtung aus originär elektrisch nicht-leitendem Werkstoff bestehen, können diese auch mit einem elektrisch leitendem Überzug versehen werden. Dieser Überzug kann z. B. ein Leitlack oder eine Metallisierung sein. Der Metallüberzug kann durch Aufdampfen oder durch eine elektrochemische Metallbeschichtung aufgebracht wer den. Auch ein Aufsprühen von verflüssigten Metallparti kelchen oder ein Aufbürsten von Metall erscheinen geeigne te Beschichtungsverfahren.To limit the described explosion risk, the Permeation device in a practical embodiment of the Invention carefully for deriving such charges grounded and at least the surfaces are electrical Conducted and included in the grounding. This can happen, for example, that the permeations furnishings as far as possible from electrically conductive Material is made. So far not metallic work fabrics are used, but - for what reasons whatever - originally electrically non-conductive materials can be used by adding electrically conductive fine particles, especially coal dust or metal dust, made electrically conductive will. In the same way, the casting compound or the adhesive for connecting individual components of the permea tion device are made electrically conductive. Also any corrosion paint for steel components should expediently be electrically conductive. So much for the construction parts of the permeation device from originally electrical non-conductive material, they can also with be provided with an electrically conductive coating. This Coating can e.g. B. a conductive varnish or a metallization be. The metal coating can be by vapor deposition or by an electrochemical metal coating applied the. Also spraying liquefied metal parts Goblets or brushing metal seem suitable coating process.

Die Trennkapillaren selber entziehen sich weitgehend einer solchen Behandlung, weil dadurch die Gefahr einer Poren verstopfung besteht. Zwar ist es denkbar, Trägerkapillaren aus Metallpulver oder aus Pulver von elektrisch leitend gemachten Kunststoff zu sintern, die in ihrer Wandung porös und zugleich elektrisch leitend sind, jedoch dürfte diese Art von Trennkapillaren gewissen Schwierigkeiten in der Herstellung begegnen, so daß herkömmliche schlauchartige Trägerkapillaren aus nicht-leitendem Kunststoff auf brei terer Basis in die Praxis eingehen werden. Um auch im Be reich der Trennkapillaren eine elektrostatische Aufladung zu verhindern, kann es zweckmäßig sein, die elektrisch nicht-leitenden Trennkapillaren mit einem weitmaschigen Geflecht oder Gespinst aus dünnem Metalldraht zu umgeben, wobei dieser Metalldraht selber unisoliert sein muß. Aller dings sollte er mit Rucksicht auf seinen geringen Quer schnitt aus korrosionsbeständigem Material sein, damit er nicht durch etwaige Korrosion in seinem Querschnitt ge schwächt wird und infolge dessen unter Umständen durch reißt. Zusätzlich oder auch statt dessen können im Bereich der Trennkapillaren mehrere elektrisch leitende Lametta angeordnet sein. Diese werden zweckmäßigerweise lose pa rallel zu den Trennkapillaren und zwischen ihnen angeord net. Sie können als schmale Metallfolienbänder in glatter oder gekräuselter Form ausgebildet werden, die frei zwi schen den Trennkapillaren sich hin- und herbewegen können und laufend eine an den Trennkapillaren sich bildende Auf ladung in den Bereich der Abschlußwände ableiten. Die La metta können außerdem mit radial von ihnen abstehenden kurzen und weichen Büscheln nach Art von Stacheldraht ver sehen sein, die die um einen Lamettafaden herum angeordne te Trennkapillaren berühren.The separation capillaries themselves largely elude one such treatment because it creates the risk of pores constipation. Carrier capillaries are conceivable from metal powder or from powder of electrically conductive made to sinter plastic that is porous in its wall and at the same time are electrically conductive, but this is likely Kind of separation capillaries certain difficulties in the Encounter manufacturing, so that conventional tube-like Carrier capillaries made of non-conductive plastic on porridge will be used in practice. To also in the Be electrostatic charge in the separating capillaries to prevent it may be appropriate to the electrical non-conductive separation capillaries with a wide mesh To surround braid or web of thin metal wire, this metal wire itself must be uninsulated. Everything However, he should consider his minor cross cut from corrosion-resistant material so he not due to any corrosion in its cross section is weakened and as a result tears. In addition or instead, you can in the area the separating capillaries several electrically conductive tinsel be arranged. These are expediently loose pa parallel to the separation capillaries and arranged between them net. They can be used as narrow metal foil tapes in smoother or ruffled shape are formed freely between separating capillaries can move back and forth and continuously an opening forming on the separating capillaries Derive charge in the area of the end walls. The La metta can also protrude radially from them short and soft tufts like barbed wire ver be seen, which arranged around a tinsel thread Touch the separation capillaries.

Claims

1. permeation device for the enrichment or depletion of gas components in or of gas mixtures,

- With several separation modules each consisting of many bundle-like, parallel, selectively permeable separating capillaries in their walls, which are embedded in the area of the two ends of each separating module in a sealing wall in such a way that the clear interior of each separating capillary outside of End walls open freely,
each with an inlet or outlet space arranged axially outside of the two end walls and sealed off from the end walls for the gas mixture to be treated which flows through the separating capillaries,
- Also with a surrounding the bundle, also sealed to the end walls and the inlet and outlet spaces collecting space for receiving and discharging the permeates passing through the wall of the separating capillaries, which collecting space is provided with at least one discharge connection for the permeate,

characterized in that all separating capillaries within the or each bundle are arranged in a reproducibly defined arrangement grid at such a mutual distance from all the nearest neighboring separating capillaries that all separating capillaries are free-standing, that is to say mutually independent, over their entire length despite certain straightness errors run without contact.

2. Permeation device according to claim 1, characterized in that the separation capillaries ( 1 ) are arranged at least in a row-wise regular arrangement grid.

3. Permeation device according to claim 1 or 2, characterized in that the separation capillaries ( 1 ) are arranged in a hexagonal arrangement grid.

4. Permeation device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) in the region of the front ends of the bundles ( 5 , 6 ) in axially perpendicular holding matrices (washers 14 , 14 ' ), which mechanically specify the arrangement grid , are sealed by adhesive or potting compound ( 43 ), which holding matrices (Steckschei ben ( 14 , 14 ') in turn form at least part of the end walls ( 2 ).

5. permeation device according to claim 4, characterized in that the two end holding matrices (washers 14 , 14 ' ) independently of the separating capillaries ( 1 ) via at least one central ( 13 ) or several evenly distributed, axially extending rods ( 22 ) which form an enveloping cage surrounding the bundle.

6. Permeation device according to claim 4 or 5, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) are arranged at a distance in plug-in disks arranged transversely to them ( 14 , 14 ').

7. permeation device according to claim 4, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) comb in a plurality of spacing ( 15 ) or bore strips ( 16 ) are kept at a distance, which are held in a uniform, transverse to the bundle, the plane parallel to one another, wherein the separating capillaries ( 1 ) are inserted between two adjacent web-like tines ( 44 ) or inserted through the bores ( 47 ) and fastened therein.

8. permeation device according to claim 6 or 7, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) receiving plug openings of the plug-in disks ( 14 , 14 ') or the bores ( 47 ) of the bore strips ( 16 ) are countersunk.

9. permeation device according to claim 7, characterized in that the prongs ( 44 ) of the spacer comb ( 15 ) tra ing rod-shaped base in cross-section has a U-shaped profile with the open side of the tine side of the spacer comb ( 15 ), the Inner contour of the U-shaped profile corresponds to the cross-sectional contour of the prongs ( 44 ), such that adjacent spacing combs ( 15 ) can be plugged onto one another in the manner of tongue and groove boards.

10. permeation device according to claim 9, characterized in that the side walls of the U-shaped profile of the base of the spacing comb ( 15 ) of the tine pitch are provided with recesses ( 18 ) which encompass the separation capillary ( 1 ) which comb in the adjacent spacing ( 15 ) are kept.

11. Permeation device according to claim 4, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) in a windable Kral lengurt ( 17 ) are kept at a distance.

12. Permeation device according to claim 11, characterized in that on the holding claws ( 19 ) of the claw belt ( 17 ) opposite back along both belt sides each have a series of short side webs ( 21 ) is attached, the holding claws ( 19 ) of the faucets Grip the winding position of the claw belt ( 17 ) axially on both sides.

13. Permeation device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the separating capillaries are held in pre-fabricated, self-supporting, open at the periphery, not connectable pre-assembly units ( 5 , 6 ), each of end walls ( 2 ), separating capillaries ( 1 ) and stabilize the open support structure with in the area of both end walls ( 2 ) attached defined sealing surfaces be, the support structure is preferably designed as an open envelope tube ( 7 ) or as an envelope cage (rods 22 , Fig. 8 to 12).

14. Permeation device according to claim 13, characterized in that the pre-assembly unit ( 6 ) is substantially disc-shaped with a ratio of the length measured in the capillary direction to the diameter or side length of the pre-assembly unit ( 6 ) of less than 1.

15. Permeation device according to claim 14, characterized in that the end holding matrices (washers 14 ' ) of the pre-assembly unit ( 6 ) over several, at least on the outside circumferentially arranged rods ( 22 ) are kept axially at a distance, the rods ( 22 ) on Form the outer cage of the pre-assembly unit ( 6 ) the envelope cage.

16. Permeation device according to claim 14 or 15, characterized in that the pre-assembly unit ( 6 ) on both end faces each Weil on an on the outer edge of the holding die (plug 14 ' ) axially adjacent soft seal ( 23 ) against a collar ( 10 ) or bottom a collecting container ( 8 ', 8 '') is sealed.

17. Permeation device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the separating capillaries ( 1 ) in the area between the end-side holding matrices (washers 14 ) are secured by at least one other holding die (washer 24 ) in their mutual distance.

18. Permeation device according to one of claims 1 to 5 and 17, characterized in that the two end faces, preferably as a plug-in ben ( 14 ) designed holding matrices axially at a distance and held in the perpendicular position by a rod ( 13 ) running centrally within the bundle are.

19. Permeation device according to claim 18, characterized in that the two end-side holding matrices (insert disk 14 ) on the central rod ( 13 ) can be plugged and axially fastened, preferably glued, and that the further (s) axially arranged between them Haltema trize (s) (washers 24 ) of the central rod ( 13 ) is or are held axially and radially and keep the Trennka pillaren ( 1 ) axially floating.

20. Permeation device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the bundle of separating capillaries ( 1 ) held between the end holding matrices (insert disks 14 ) and the central rod ( 13 ) in a further, cage-like form, but in the axially end regions ( 25 ) circumferentially moderately closed cladding tube ( 7 ) is inserted axially and in the area of the end-side holding matrices (insert disks 14 ) is sealed therein by adhesive or potting compound ( 43 ).

21. Permeation device according to claim 20, characterized in that the cladding tube ( 7 ) is formed in the cage-like area by a few axially extending rods ( 22 ').

22. Permeation device according to claim 20 or 21, characterized in that the cladding tube ( 7 ) is provided in the two circumferentially closed, axial end regions ( 25 ) on the outer circumference, each with a circumferential groove ( 26 ) for receiving a rubber-elastic round cord sealing ring.

23. Permeation device according to one of claims 20 to 22, characterized in that the cladding tube ( 7 ) is provided at one, preferably at the operating position in the upper end with a radially outwardly projecting collar ( 27 ).

24. Permeation device according to one of claims 20 to 23, characterized in that the cladding tube ( 7 ) in the two circumferentially closed, axial end regions ( 25 ) on the position of the Ver potting compound ( 43 ) for the end-side holding matrices (plug disk 14th ) corresponding axial position is provided with a radially extending bore ( 28 ) for the introduction of Ver casting compound ( 43 ).

25. Permeation device according to one of the claims 1 to 24, characterized, that the permeation device - apart from electrical non-conductive separation capillaries - at least on their upper surfaces are electrically conductive and their parts electrically conductive with each other and connected to the earth are.

26. Permeation device according to claim 25, characterized in that the separating capillaries are surrounded by a wide-meshed braid or web of thin metal wire ( 34 ).

27. Permeation device according to one of claims 25 to 26, characterized in that in the region of the separating capillaries ( 1 ) a plurality of electrically conductive tinsel are arranged between them.