DE3839985A1 - Permeationseinrichtung zur an- oder abreicherung von gasbestandteilen in bzw. von gasgemischen - Google Patents

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.

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 Gasgemischstrom wird ein Teil durch die Gastrennmembran und ein treibendes Druckgefälle in einen zweiten, also sekundären Gasstrom 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 Sekun­ därseite genannt - Unterdruck angelegt, so tritt durch die Membran ein Teil des Gasgemisches, nämlich das sogenannte Permeat hindurch. Dabei erhöht sich sekundärseitig die Konzentration der Kohlenwasserstoffe. Die Masse der primär­ seitig abgereicherten Gemischkomponente erscheint auf der Sekundärseite als Anreicherung.

Die eigentliche Trennmembran ist von einer passiven Träger­ schicht im Dickenbereich von wenigen zehntel Millimeter getragen, die porös ist und eine Vielzahl enger Kanäle von der einen zur anderen Schichtseite aufweist. Auf der Primär­ seite 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.

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.

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.

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 Kunststoff­ rohr 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 Abschluß­ wand an dem einen Rohrmodul gebildet ist, auch mit dem zweiten Rohrende verfahren. Nach dem Aushärten der Verguß­ masse werden die über das Kunststoffrohr hinausstehenden 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 dem oben gegebenen Zahlenbeispiel für ein Rohrmodul kann eine wirksame Membranfläche von etwa 0,33 bis 0,5 m² geschaffen werden. Nachdem jedoch in praktischen Anwen­ dungsfällen stündlich viele tausend Kubikmeter zu behandelndes Gasgemisch anfallen, müssen mehrere tausend Quadratmeter Membranfläche bereitgestellt werden und dem­ entsprechend viele Trennmodule beaufschlagt werden. Und zwar muß nicht nur jedes einzelne Trennmodul primärseitig mit Gas beaufschlagt werden, sondern es muß auch jedes einzelne Trennmodul sekundärseitig von Permeat entsorgt werden. Beim bisherigen Stand der Technik mußten die ein­ zelnen separaten und für sich anschlußfähigen Trennmodule in sowohl baulicher als auch montagemäßig sehr aufwendiger Weise zu größeren Verbänden verrohrt bzw. verschlaucht werden. Abgesehen davon mußte außerdem noch eine Stütz- bzw. Haltekonstruktion für die einzelnen Trennmodule vor­ gesehen werden. Dadurch wurde eine Permeationseinrichtung gemäß Stand der Technik so teuer und aufwendig, daß diese Art der Permeationseinrichtung in der Praxis an Kosten­ fragen scheiterte.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsmäßig zugrunde­ gelegte Permeationseinrichtung dahingehend weiterzuent­ wickeln, das sich in konstengünstiger Weise Permeationsein­ richtungen für große Behandlungsmengen zusammenstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Wesentlicher Ge­ danke dabei ist, die Trennmodule als selbsttätig nicht anschlußfähige aber selbsttragende Vormontageeinheit zu gestalten, die in größerer Anzahl in gemeinsamen Sammel­ behältern für das Permeat untergebracht werden können. Der Sammelbehälter ist sowohl mechanischer Träger als auch fluidischer Sammler der Gasströme die im Zusammenhang mit der Vielzahl der verbauten Module auftreten. Auf diese Weise lassen sich kostengünstig, raumsparend und rasch sehr viele Gastrennmodule zu einer gemeinsamen leistungs­ fähigen Permeationseinrichtung zusammenstellen. In den Unteransprüchen ist eine Fülle weiterer zweckmäßiger Ausge­ staltungen vorgeschlagen.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele noch er­ läutert; dabei zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt bzw. Teilansicht durch bzw. auf eine rohrförmige Vormontage­ einheit nach der Erfindung zum Einsatz in einer Permeationseinrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht auf einen Kapillarenkäfig zum Einsatz in die Vormontageeinheit nach Fig. 1 in vergrößerter Einzeldarstellung,

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,

Fig. 5 eine stark vergrößerte Einzelansicht auf ein kurzes Stück einer Trennkapillare, die mit Metalldraht umwickelt ist,

Fig. 6 und 7 Querschnitt (Fig. 6) und Längsschnitt (Fig. 7) durch eine Permeationseinrichtung unter Verwendung mehrerer Vormontageeinhei­ ten nach Fig. 1,

Fig. 8 und 9 Längsschnitt (Fig. 8) und Seitenansicht (Fig. 9) durch bzw. auf eine scheibenför­ mige Vormontageeinheit nach der Erfindung,

Fig. 10 eine vergrößerte Einzeldarstellung einer Einzelheit X aus der Schnittdarstellung nach Fig. 8,

Fig. 11 eine axiale Ansicht eines Einzelteiles für die Vormontageeinheit nach den Fig. 8 und 9,

Fig. 12 eine komplette Darstellung der Vormontage­ einheit nach den Fig. 8 und 9 in Axial­ ansicht,

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. 15 Schrägansicht auf eine Bohrungsleiste zur Bildung von Haltematrizen für die Trennka­ pillaren,

Fig. 16 eine Schrägansicht auf einen Krallengurt zur Bildung von gewickelten Haltematrizen für die Trennkapillaren,

Fig. 17 bis 19 verschiedene Querschnitte durch Sammelbehäl­ ter in unterschiedlicher Ausführung und un­ terschiedlicher sekundärseitiger Durchströ­ mung,

Fig. 20 und 21 Querschnitt (Fig. 20) und Längsschnitt (Fig. 21) durch ein weiteres Ausführungsbei­ spiel eines Sammelbehälters mit mehreren axial hintereinander angeordneten scheiben­ förmigen Vormontageeinheiten,

Fig. 22 einen Sammelbehälter mit Zusatzeinrichtungen im Zusammenhang mit Explosionsschutzmaßnah­ men,

Fig. 23 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Be­ lüftungsklappe als Explosionsschutzmaßnahme,

Fig. 24 eine vergrößerte ausschnittsweise Einzel­ darstellung einer Berstmembran und ihrer Halterung und

Fig. 25 und 26 verschiedene fluidische Schaltungsmöglich­ keiten bei einer Mehrzahl von Permeationsein­ richtungen.

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.

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.

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 nächst­ liegend benachbarten Trennkapillaren angeordnet, das alle Trennkapillaren trotz gewisser Geradheitsfehler auf ihrer ganzen Länge allseits freistehend, d. h. untereinander 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 wiederverwendba­ ren Teile können z. B. als Nagelbrett ausgebildet sein; jeder Stift nimmt eine axial aufgesteckte Trennkapillare auf. Denkbar sind auch sich kreuzende Scharen von Distan­ zierungsstangen, die die Trennkapillaren zwischen sich aufnehmen; die kammähnlichen Stangenscharen sind nach dem Vergießen des Kapillarenbündels seitlich abziehbar. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Anordnungs­ raster durch "verlorene" Haltematrizen mechanisch vorgege­ ben, die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Bestandteil der Abschlußwände 2 sind. Grundsätzlich ist es nicht unbedingt funktionsnotwendig, daß für diese Haltematritzen ein regelmäßiges Anordnungsraster verwendet wird, jedoch ist die Verwendung von regelmäßigen Anordnungsrastern aus verschiedenen anderen, meist fertigungsbedingten Überlegung heraus zweckmäßig. Beispielsweise kann ein sich zeilenweise 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 hexago­ nale Anordnungsraster der Trennkapillaren sieht einen Min­ destabstand der Trennkapillaren untereinander in der Größen­ ordnung eines Durchmessers der Trennkapillaren vor. Das Anordnungsraster ist durch Steckscheiben 14 gebildet, in denen die Stecköffnungen zum sicheren Einführen der Trenn­ kapillaren angesenkt sind. Zweckmäßigerweise werden die normalerweise flexiblen Trennkapillaren durch Hohlnadeln in die Steckscheiben eingefädelt. Sofern Trennkapillaren mit einer stabilen Trägerwandung beispielsweise aus Ton oder Keramik oder Sintermetall verwendet werden, könnten diese auch ohne gesonderten 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.

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 Steckscheiben 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 Trennkapil­ laren in den zusätzlichen Steckscheiben 24 axial schwim­ mend lediglich auf Abstand gehalten. Dieser Kapillarenkä­ fig hat dank des zentralen Stabes 13 eine gewisse Eigensteifigkeit und kann gezielt in das Hüllrohr 7 axial eingeführt werden. Die endseitigen Steckscheiben 14 dich­ ten innenseitig mit dem geschlossenen Bereich 25 des Hüll­ rohres 7 zumindest soweit ab, daß eine Vergußmasse 43 zwi­ schen 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 angebrachte Radialbohrung 28 kann Vergußmasse 43 radial injiziert werden. Zweckmäßigerweise ist die In­ jektionsöffnung der Bohrung 28 angepaßt. Es kann sich hier­ bei beispielsweise um eine rasch abbindende relativ dünnflüs­ sige Vergußmasse handeln. Die Vergußmasse 43 liegt dichtend an der Außenseite der Trennkapillaren 1 und an der Innensei­ te des Hüllrohres 7 an. Aufgrund der relativ großen Wanddicke und der zusätzlichen endseitigen Steckscheibe 14 hat die solcherart gebildete Abschlußwand 2 eine relativ hohe Eigen­ steifigkeit 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 Druckdiffe­ renz axial stabil in dem Hüllrohr 7 gehalten ist. Die beiden Abschlußwände 2 bzw. deren Vergußmasse 43 müssen nachein­ ander hergestellt werden, wobei die Vormontageeinheit 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 Sammelbehälter 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 Auszugsbohrungen angebracht, wie dies in Fig. 4 darge­ stellt ist, um ggf. eine Vormontageeinheit 5 auch einmal aus dem Sammelbehälter axial herausziehen zu können.

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 denkbar, eine gleichartige Gruppe von Vormontage­ einheiten 5 axial unmittelbar hintereinander anschließend anzuordnen. Dies macht insofern einen Sinn, als in den Trennkapillaren aufgrund der engen Strömungsquerschnitte streng laminare Strömungsverhältnisse vorliegen, so daß ein Konzentrationsaustausch innerhalb einer Trennkapillare quer zur Strömungsrichtung nur sehr träge von statten geht. Beim Austritt der Strömung aus der einen Gruppe in die seriell nachgeschaltete weiteren Gruppe von Vormontageein­ heiten bzw. Trennmodulen erfolgt zwangsläufig eine Durchmischung des Primärgasstromes und somit ein zwangswei­ sen Konzentrationsausgleich. Beim Eintritt in die primärsei­ tig an zweiter Stelle liegender Gruppe von Trennmodulen bzw. Vormontageeinheiten liegt also in den Trennkapillaren eine im Strömungsquerschnitt ausgeglichende Konzentration vor, so daß bessere Bedingungen für eine weitere Gastren­ nung gegeben sind.

Die rohrförmigen Vormontageeinheiten 5 sind in die erwähn­ ten Böden 9 bzw. die Stecköffnungen 29 lediglich lose hinein­ gesteckt und sind darin lediglich durch den Bund 27 am oberen Ende des Hüllrohres 7 gehalten. Eine gewisse axiale Sicherung erfahren Sie gegen Herausziehen oder Herausge­ drückt-werden aufgrund der Reibung durch die erwähnten Rundschnur-Dichtringe. Damit auf eine gesonderte axiale Fixierung der eingesteckten Vormontageeinheiten 5 - dies könnte durch eine Vielzahl von Spannpratzen oder durch eine entsprechend geformte Lochscheibe erfolgen - damit also auf eine solche Fixierung verzichtet werden kann, sollte die Permeationseinrichtung nach Fig. 6 und 7 von dem zu behandelnden primärseitig durchströmenden Gasgemisch in der Richtung durchströmt werden, daß die primärseitige Druckdifferenz die Vormontageeinheiten 5 hineindrückt und so unter der Wirkung der Bunde 27 die Vormontageeinheiten auf der Oberseite des oberen Bodens 9 fixiert.

Es sei nachfolgend zunächst auf einige Abwandlungsformen des Sammelbehälters nach den Fig. 6 und 7 eingegangen, wie sie in den Fig. 17, 18 und 19 dargestellt sind. Die dort gezeigten Värianten sind in gleicher Weise auch auf das später noch zu erläuternde Ausführungsbeispiel der Permeationseinrichtung nach den Fig. 8 bis 12 sowie 20 und 21 anwendbar. Die in den Fig. 17 bis 19 gezeigten Ausgestaltungsvarianten beziehen sich im wesentlichen auf die geänderte Abfuhr des Permeats auf der Sekundärseite. Bei dem in Fig. 19 dargestellten Ausführungsbeispiel ei­ nes Sammelbehälters 8′ ist innenseitig ein rohrförmiger Käfig eingezogen, der den bereits erwähnten ringförmigen Raumanteil 31 besonders begrenzt. Dieser Ringraum ist durch zwei diametral gegenüberliegende radial stehende und axial verlaufende Trennwände 32 in zwei halbkreisförmige Segmente unterteilt, denen jeweils ein gesonderter Abfuhr­ anschluß 33 zugeordnet ist. Bei dem in Fig. 19 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel wird über den einen, in Fig. 19 unten liegenden Anschluß 33 Permeat zugeführt und auf dem gegenüberliegenden, in Fig. 19 oben liegenden Anschluß 33 das Permeat wieder abgeführt. Die Gruppe von Trennmodulen wird sekundärseitig dadurch quer durchströmt, so daß eine zwangskonvektive Strömung bei der Permeatabfuhr überlagert werden kann. Hierauf sei später im Zusammenhang mit Fig. 25 noch einmal eingegangen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 ist zentral in­ nerhalb der Gruppe von Vormontageeinheiten 5 ein Zentral­ rohr 30 angeordnet, welches an seinem Außenumfang mit mehreren Austrittsöffnungen versehen ist, die ins Innere des Sammelbehälters 8′′ bzw. den von den Trennkapillaren eingenommenen Teil desselben ausmünden. In seinem axial außerhalb des Sammelbehälters liegenden Teil ist das Zen­ tralrohr 30 mit einem nach außen führenden Anschluß ver­ sehen, was jedoch nicht dargestellt ist. Auch bei dem in Fig. 18 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Zen­ tralrohr 30 in gleicher Weise vorgesehen. Ebenfalls ist bei beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 17 und 18 - ähnlich wie bei den nach Fig. 19 - der ringförmige Raumanteil 31 durch zwei diametral gegenüberliegende Trenn­ wände 32 in halbkreisförmige Segmente unterteilt, denen jeweils ein gesonderter Anschluß 33 zugeordnet ist. Die beiden Ausführungsbeispiele nach den Fig. 17 und 18 unterscheiden sich lediglich durch die Art der sekundär­ seitigen Strömungsführung. Bei dem in Fig. 17 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel wird das Permeat sowohl radial nach außen über die beiden halbkreisförmigen Segmente als auch radial nach innen über das Zentralrohr 30 abgesaugt. Der außenliegende ringförmige Raumanteil 31 des Sammelbehäl­ ters 8′′ und das Zentralrohr 30 sind also fluidisch funk­ tionell einander parallel geschaltet. Bei dem in Fig. 18 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zentralrohr 30 mit seinem nach außen führenden Anschluß zu den Permeat­ anschlüssen 33 des Sammelbehälters 8′′ in der Weise flui­ disch funktionell in Serie geschaltet, das der permeieren­ de Gasbestandteil auf der Permeatseite über das Zentralrohr 30 und die Abfuhranschlüsse 33 zwangskonvektiv durch den von den Trennkapillaren eingenommenen Teil des Sammelbehäl­ ters von innen nach außen hin durchgefördert wird. Durch die Überlagerung einer Zwangskonvektion bei der Permeatab­ fuhr können sekundärseitig relativ geringe Konzentrationen zwischen den Trennkapillaren aufrecht erhalten werden, was eine zügige Permeation des abzutrennenden Gasbestandteiles aufrecht erhält.

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.

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 Aufgießen einer gewissen Schicht von Vergußmasse eine zuver­ lässige Abdichtung herbeigeführt werden.

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 wer­ den 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 aufgetragen werden kann, die den Wickel axial zu einer geschlossenen Wand verbindet und außerdem die Wickelform stabilisiert.

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 orthogona­ len Anordnungsraster reproduziert sich dieses nur nach einem Schwenk von 90°.

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.

Bei den in den Fig. 20 und 21 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; viel­ mehr 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 Sekundär­ seite übertreten kann. Bei dem in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Permeationseinrichtung sind mehrere Vormontageeinheiten 6 axial hintereinander angeordnet und werden primärgasseitig nacheinander, also seriell durch­ strömt. In Bezug auf die Sekundärseite liegen jedoch die Vormontageeinheiten 6 bzw. die damit realisierten Trennmo­ dule fluidisch-funktionell alle parallel zueinander. Das Permeat tritt aus den Trennkapillaren in die halbkreisför­ migen, mittels Trennwänden 32 geschaffenen Segmente, denen jeweils ein gesonderter Anschluß 33 zugeordnet ist.

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 normaler­ weise rechteckige oder quardratische Vormontageeinheiten ergeben. Diese könnten platzsparend zu einem insgesamt rechteckigen oder quadratischen Verbund zusammengestellt werden, 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.

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 Gasgemisch und/oder das Permeat ein explosibles Gas oder Gasgemisch in einer zündfähigen Konzentration darstellt - eine Gasexplo­ sion innerhalb der Permeationseinrichtung auslösen können. Eine solche Explosion führt nicht nur zur Zerstörung der Permeationseinrichtung selber, sondern stellt auch eine Gefährdung von Menschen, Gebäuden und Einrichtungsgegen­ ständen dar. In der Praxis werden häufig explosionsfähige Gaskomponenten in zündfähigen Konzentrationsbereichen be­ triebsmäßig gefahren, wobei in der Regel insbesondere die Sekundärseite infolge der höheren Konzentration gefährdet ist.

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 Werkstof­ fe verwendet werden, sondern - aus welchen Gründen auch immer - originär elektrisch nicht-leitende Werkstoffe ver­ wendet 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.

Eine andere Möglichkeit zur Verhinderung einer elektrosta­ tischen Aufladung der Bauteile der Permeationseinrichtung kann außer einer sorgfältigen Erdung auch darin bestehen, daß deren Bauteile, soweit sie aus originär elektrisch nicht-leitendem Werkstoff bestehen, mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen werden. Dieser Überzug kann z. B. ein Leitlack oder eine Metallisierung sein. Der Metall­ überzug kann durch Aufdampfen oder durch eine elektroche­ mische Metallbeschichtung aufgebracht werden. Hierbei wer­ den die Kunststoffe zunächst aktiviert und dann chemisch stromlos metallisiert. Auf diesen sehr dünnen chemisch aufgebrachten Metallbelag kann anschließend in einem galva­ nischen Prozeß ein Metallbelag in einer haltbaren Schic­ htdicke niedergeschlagen werden. Auch ein Aufsprühen von verflüssigten Metallpartikelchen oder ein Aufbürsten von Metall erscheinen geeignete Beschichtungsverfahren.

Die Trennkapillaren selber entziehen sich weitgehend einer solchen Behandlung, weil dadurch die Gefahr einer Porenverstopfung besteht. Zwar ist es denkbar, Trägerkapil­ laren aus Metallpulver oder aus Pulver von elektrisch lei­ tend 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 schlauchar­ tige Trägerkapillaren aus nicht-leitendem Kunststoff auf breiterer Basis in die Praxis eingehen werden. Um auch im Bereich der Trennkapillaren eine elektrostatische Aufla­ dung 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 Rücksicht auf seinen geringen Querschnitt aus korrosionsbeständigem Material sein, damit er nicht durch etwaige Korrosion in seinem Querschnitt geschwächt wird und infolge dessen unter Umständen durchreißt. Zusätz­ lich oder auch statt dessen können im Bereich der Trennka­ pillaren mehrere elektrisch leitende Lametta angeordnet sein. Diese werden zweckmäßigerweise lose parallel zu den Trennkapillaren und zwischen ihnen angeordnet. Sie können als schmale Metallfolienbänder in glatter oder gekräusel­ ter Form ausgebildet werden, die frei zwischen den Trennka­ pillaren sich hin- und herbewegen können und laufend eine an den Trennkapillaren sich bildende Aufladung in den Bereich der Abschlußwände ableiten. Die Lametta können außerdem mit radial von ihnen abstehenden kurzen und weichen Büscheln nach Art von Stacheldraht versehen sein, die die um einen Lamettafaden herum angeordnete Trennkapillaren berühren.

Aufgrund der genannten Maßnahmen kann weitgehend sicher­ gestellt werden, daß es nicht zu einer elektrostatischen Aufladung der Permeationseinrichtung oder Bauteilen von ihr während des Betriebes kommt, wenngleich dies von vorn­ herein nicht völlig auszuschließen ist. Während des Betrie­ bes einer Permeationseinrichtung liegt sekundärseitig, also auf der Permeatseite ein relativ niedriger Druck an, so daß aufgrund dieses geringen Partialdruckes eventuell dennoch auftretende Funkenentladungen nicht ausreichen, um das Permeat zur Entzündung zu bringen. Allerdings kann dieses sekundärseitige Vakuum in - gewollten oder unbeab­ sichtigten - Betriebsunterbrechungen langsam in Richtung auf Atmosphärendruck ansteigen, wobei langsam Bereiche mit höherer Zündgefahr erreicht bzw. durchlaufen werden. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, bei Betriebsunterbrechungen das sekundärseitige Vakuum von der Atmosphäre oder von einer Inertgasquelle her möglichst rasch zu belüften und eine Durchmischung des im Sammelbehälter anstehenden Permea­ tes mit Luft bzw. Inertgas herbeizuführen. Dadurch wird meist ein nicht mehr zündfähiges Gemisch aufgrund der sehr geringen Konzentration des Permeats herbeigeführt. Bei dem in Fig. 22 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Sammel­ behälters 8 ist dieser mit einem Anschlußstutzen 45 verse­ hen, der seinerseits mit einer Verschlußklappe 35 vakuum­ dicht verschließbar ist. Die Verschlußklappe ist um ein Gelenk 36 verschwenkbar. Bei Betriebsunterbrechungen wird die Verschlußklappe selbsttätig geöffnet, so daß Atmos­ phärenluft frei in das Innere des Sammelbehälters 8 ein­ strömen und das Permeat in ungefährliche Bereiche hinein verdünnen kann. Anstelle einer Verschlußklappe kann auch ein Schieber, ein Ventil oder ein anderes ähnliches groß­ flächiges Verschlußorgan vorgesehen werden. Anstelle eines einzigen Anschlußstutzens können auch mehrere derartige Stutzen bzw. Verschlüsse angebracht sein, um zum einen eine raschere Verdünnung und zum anderen eine gleichmäßi­ gere Durchmischung im gesamten Behälterraum zu bewirken.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Ver­ schlußklappe durch einen Kraftspeicher, der im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 22 durch ein Gewicht 37 gebildet ist, im Öffnungssinne vorgespannt. Der Schwerpunkt des Gewichtes liegt in Fig. 22 links von dem Gelenk 36, so daß ein nach rechts drehendes Moment auf die Verschlußklappe einwirkt. Dadurch wird die Verschlußklappe 35 ständig im Öffnungssin­ ne vorgespannt. Das im Innern des Sammelbehälters 8 herr­ schende Betriebsvakuum saugt über den gesamten Querschnitt des Anschlußstutzens 45 die Verschlußklappe 35 in die Schließstellung. Die in Schließstellung wirksame Saugkraft des Betriebsvakuums einerseits und die im Öffnungssinne wirksame Speicherkraft des Gewichtes 37 andererseits sind derart aufeinander abgestimmt, daß bei normalem Betriebs­ vakuum die Verschlußklappe 35 sicher in der Schließstel­ lung festgehalten werden kann. Bei störungsbedingtem Ab­ sinken des Betriebsvakuums im Sammelbehälter unter einen bestimmten Grenzwert überwiegt jedoch die im Öffnungssinne wirkende Kraft des Gewichtes 37, so daß die Verschlußklap­ pe 35 bei Erreichen dieses Grenzwertes selbsttätig öffnet und Atmosphärenluft in das Behälterinnere einströmen und das dort anstehende Permeat verdünnen kann.

Bei dem in Fig. 23 dargestellten anderen Ausführungsbei­ spiel ist als Kraftspeicher eine Feder 38 vorgesehen, die die Verschlußklappe 35′ gegebenenfalls aufdrücken kann. Zusätzlich ist noch ein Elektromagnet 39 vorgesehen, der beim Anfahren der Permeationseinrichtung, solange also im Inneren des Sammelbehälters 8 noch kein Betriebsvakuum erreicht ist, die Verschlußklappe 35′ entgegen der Kraft der Feder geschlossen hält. Wenn dann das Betriebsvakuum erreicht ist, vermag dieses die Verschlußklappe 35′ al­ leine gegen die Kraft der Feder 38 geschlossen zu halten. Bei Betriebsunterbrechungen bzw. bei Stromausfall kann der Elektromagnet 39 beispielsweise aus einer Pufferbatterie in entgegengesetzter Richtung, also mit abstoßender Magnet­ kraft erregt werden, so daß der Elektromagnet 39 im gleichen Sinne wie die Feder 38 auf die Verschlußklappe 35′ einwirkt. Dadurch wirkt die Verschlußklappe 35′ sofort nach einer Betriebsunterbrechung, und nicht erst nach Absinken des Vakuums unter einen bestimmten Grenzwert, geöffnet. Anstel­ le der eben geschilderten Wirkungsweise ist es auch denkbar, den Elektromagneten 39 ständig erregt zu halten, solange die Permeationseinrichtung im Betrieb ist; bei Stromausfall würde auch der Elektromagnet 39 stromlos werden und dadurch die Verschlußklappe 35′ nicht mehr in ihrer geschlossenen Stellung halten können. Die Kraft der Feder 38 würde die Zuhaltekraft durch das Betriebsvakuum überwinden können und die Verschlußklappe 35′ aufstoßen.

Trotz aller Vorsorgemaßnahmen ist dennoch eine Explosion im Innern des Sammelbehälters 8 nicht mit absoluter Si­ cherheit auszuschließen. Um für einen solchen Fall von vornherein den Schaden auf ein möglichst geringes Maß zu begrenzen, ist am Sammelbehälter 8 wenigstens eine durch eine Berstmembran 40 vakuumdicht verschließbare Öffnung 46 bzw. ein entsprechender Stutzen angebracht. Anstelle einer Berstmembran kann auch eine Berstscheibe vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise ist die Berstmembran 40 derart anisotrop ausgebildet und/oder angeordnet und abgestützt, daß sie - nach Art einer Rückschlagklappe - bei einem in Richtung zum Innern des Sammelbehälters 8 gerichteten Druckgefälle einer wesentlich höheren Druckdifferenz standzuhalten ver­ mag, als bei einem nach außen gerichteten Druckgefälle. Dadurch kann die Berstmembran 40 zwar ohne weiteres dem Betriebsvakuum standhalten; sollte jedoch durch eine Ex­ plosion sich die Druckdifferenz umkehren und innen ein größerer Druck als außen entstehen, so gibt die Berstmem­ bran aufgrund der anisotropen Abstützung sofort bei einer kleinen Druckdifferenz nach und birst. Der Explosionsdruck kann dadurch, ohne großen Schaden anzurichten, durch die große Öffnung 46 ins freie verpuffen. Zweckmäßigerweise wird man auch hier mehrere Berstöffnungen um den Sammelbe­ hälter 8 herum anordnen. Beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist die Berstmembran 40 dadurch anisotrop abgestützt, daß auf der dem Innern des Sammelbehälters 8 zugekehrt liegenden Seite die Berstmembran auf einem Stützgitter 41 mit hohem offenem Flächenanteil anliegt. Dadurch ergeben sich relativ kleine von der Berstmembran 40 zu überspannende Felder, die sie auch bei relativ hoher ins Behälterinnere gerichteter Druckdifferenz berstfrei und vakuumdicht verschließen kann. Gleiches gilt auch für eine spröde Berstscheibe. Bei einem sich umkehrenden Druckgefäl­ le ist die Stützwirkung des Stützgitters 41 nicht mehr gegeben; in diesem Fall wirkt die anstehende Druckdifferenz auf den Gesamtquerschnitt der Öffnung 46 und sie muß über diese große Spannweite von der Berstscheibe bzw. der Berst­ membran aufgefangen werden. Dafür ist die Berstmembran bzw. die Berstscheibe bewußt zu schwach ausgelegt, so daß sie unter der Wirkung dieser bereits relativ geringen Druck­ differenz nachgibt und - im Falle einer Berstscheibe - zerbricht und den gesamten Querschnitt der Öffnung 46 frei­ gibt. Um auch bei der Verwendung einer Berstmembran ein möglichst rasches Zerbersten bei innerem Überdruck sicher­ zustellen, sieht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 24 auf der Atmosphärenseite der Berstmembran 40 mehrere Schlitzwerk­ zeuge 42 vor, die in geringem Abstand unnachgiebig von einem Absperrgitter mit hohem Öffnungsanteil gehalten wer­ den. Durch die druckbedingte Aufwölbung der Berstmembran taucht diese in die Schlitzwerkzeuge 42 ein, wodurch diese die Berstmembran verletzen. Eine gewisse mechanische Vor­ spannung der Berstmembran und die wölbungsbedingte Mem­ branspannung sorgen dafür, daß von den Schlitzwerkzeugen 42 ausgehenden Anrisse über die gesamte Membranfläche wei­ terreißen und im wesentlichen den gesamten Öffnungsquer­ schnitt damit möglichst rasch freigeben. Dadurch kann die Explosionsenergie sich nicht in unkontrollierbarer Weise aufstauen, sondern sie verpufft zeitgedehnt ins Freie. Um darüberhinaus eine etwaige Explosion auf einen einzelnen Sammelbehälter zu beschränken, ist es zweckmäßig, sowohl im primärseitigen Gasstrom als auch auf der Permeatseite Flammschutzfilter an allen Anschlüssen 12 bzw. 11 und 33 der Sammelbehälter 8, 8′, 8′′ anzuordnen.

Nachfolgend seien anhand der Fig. 25 und 26 noch einige Schaltungsmöglichkeiten der Permeationseinrichtung erwähnt. Die Fig. 25 zeigt eine fluidisch-funktionelle Parallelschal­ tung von drei Permeationseinrichtungen 8′, die primärseitig über Anschlußstutzen 12 an eine gemeinsame Primärgasleitung angeschlossen sind. Sekundärseitig sind die Sammelbehälter 8′ über Anschlußstutzen 33 einander fluidisch-funktionell parallel geschaltet, wobei die einzelnen Sammelbehälter entsprechend der Darstellung nach Fig. 19 zwangskonvektiv quer durchströmt werden. Zu diesem Zweck sind alle Sammel­ behälter 8′ in einen gemeinsamen Sekundärkreislauf einbezo­ gen, in welchem ein Teil des anfallenden Permeats durch ein sekundärseitiges Umwälzgebläse 49 ständig umgewälzt und die Zwangskonvektion im Bereich zwischen den Trennkapil­ laren sekundärseitig aufrechterhalten wird. Durch ein Ab­ sauggebläse 50, welches an diesen Kreislauf angeschlossen ist, wird das für die Permeation erforderliche Betriebs­ vakuum in dem Umwälzkreislauf ständig aufrechterhalten und das anfallende Permeat laufend abgeführt.

Auch auf der Primärseite der parallelgeschalteten Permea­ tionseinrichtungen nach Fig. 25 ist ein Kreislauf gebildet. Und zwar wird ein gewisser Anteil des durch alle drei parallelgeschalteten Permeationseinrichtungen bereits hin­ durchgetretenen Gasgemisches teilweise über eine Bypaß­ leitung 52 und mittels eines Rückführgebläses 51 auf die Zulaufseite der parallel geschalteten Permeationseinrich­ tungen zurückgeleitet. Dadurch wird eine Mehrfachbehand­ lung des Gasgemisches in den parallel geschalteten Per­ meationseinrichtungen bewirkt. Bei einer Rückführquote von z. B. 50% durchläuft also das zu behandelnde Gas stati­ stisch gesehen die parallel geschalteten Permeationsein­ richtungen insgesamt zweimal.

Bei dem in Fig. 26 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Behandlungsstränge mit seriell angeordneten Per­ meationseinrichtungen fluidisch-funktionell parallelge­ schaltet. Auch hier wird also eine zweimalige Behandlung des primärseitigen Gasgemisches durch Permeationseinrich­ tungen sichergestellt. Jedoch besteht bei dieser Anordnung die Möglichkeit, in der in jedem Behandlungsstrang an zwei­ ter Position vorgesehenen Permeationseinrichtung andere Betriebsparameter, sei es den Sekundärdruck, sei es die Membranfläche oder sei es das Membranmaterial selber vorzu­ sehen. Was die Sekundärseite aller sechs in der Anordnung nach Fig. 26 verwendeten Permeationseinrichtungen anlangt, so sind zwar alle Sammelbehälter mit zwei diametral gegen­ überliegenden Anschlußstutzen 11 für Permeat versehen, jedoch ist in diesem Fall entsprechend der Darstellung nach Fig. 6 eine Permeatabsaugung ohne Zwangskonvektion nach zwei gegenüberliegenden Seiten des Sammelbehälters vorgesehen, wobei alle sechs Permeationseinrichtungen sekundärseitig fluidisch-funktionell parallelgeschaltet sind; es wirkt also auch bei den drei Permeationseinrich­ tungen der zweiten Behandlungsstufe das gleiche Betriebs­ vakuum auf der Sekundärseite.

Claims (47)

1. Permeationseinrichtung zur An- oder Abreicherung von Gasbestandteilen in bzw. von Gasgemischen,

• - mit mehreren Trennmodulen aus jeweils vielen bündel­ artig zusammengefaßten, parallelverlaufenden, in ihrer Wandung selektiv permeablen Trennkapillaren, die im Bereich der beiden stirnseitigen Enden eines jeden Trennmoduls jeweils in eine Abschlußwand dichtend in der Weise eingebettet sind, daß der lichte Innenraum einer jeden Trennkapillare außerhalb der Abschlußwände frei ausmündet,
• - mit je einem axial außerhalb der beiden Abschlußwände angeordneten und zu den Abschlußwänden abgedichteten Zu- bzw. Ablaufraum für das zu behandelnde, die Trenn­ kapillaren längs durchströmende Gasgemisch,
• - ferner mit jeweils einer die bündelartig zusammenge­ faßten Trennkapillaren umgebenden, ebenfalls zu den Abschlußwänden und den Zu- bzw. Ablaufräumen abgedich­ teten Sammelzone für das durch die Wandung der Trennka­ pillaren hindurchtretenden Permeat, welche Sammelzone jeweils radial nach außen hin durch ein Hüllrohr umgeben ist und welche Sammelzonen permeatseitig alle untereinander fluidisch-funktionell parallelgeschaltet sind,

gekennzeichnet durch die Kombination fol­ gender Merkmale:

• a) die Hüllrohre (7) sind jeweils mit wenigstens einer in die Rohrwandung eingearbeiteten, vorzugsweise in der Gesamtfläche größer als dem lichten Hüllrohrquerschnitt entsprechenden Öffnung versehen oder sind jeweils als weitmaschiger Hüllkäfig (Stäbe 22, Fig. 8 bis 12) ausgebildet;
• b) die Trennmodule sind als vorgefertigte, selbsttragen­ de, am Umfang offene, für sich nicht anschlußfähige Vormontageeinheiten (5, 6) ausgebildet, die jeweils aus Abschlußwänden (2), Trennkapillaren (1) und sta­ bilisierender offener Stützkonstruktion mit im Bereich beider Abschlußwände (2) angebrachten definierten Dicht­ flächen besteht, wobei die Stützkonstruktion vorzugswei­ se als am Umfang offenes Hüllrohr (7) oder als Hüllkäfig (Stäbe 22, Fig. 8 bis 12) ausgebildet ist;
• c) die solcherart gebildeten Vormontageeinheiten (5, 6) sind gruppenweise in einem gemeinsamen Sammelbehälter (8, 8′, 8′′) mit Böden (9) oder Bunden (10) zur dich­ tenden Aufnahme der Abschlußwände (2) in der Weise untergebracht, daß der Mantel des Sammelbehälters (8, 8′, 8′′) die gruppenweise zusammengefaßten Vormontage­ einheiten (5, 6) außenseitig mit Abstand umschließt (ringförmiger äußerer Teil 31 des Sammelbehälters) und daß der zwischen dem Mantel des Sammelbehälters (8, 8′, 8′′) und den Hüllrohren (7) bzw. den Hüllkäfigen (Stäbe 22) der Vormontageeinheiten (5, 6) gebildete, permeatbeaufschlagte Raum zu den vor und hinter den Abschlußwänden (2) der Vormontageeinheiten (5, 6) be­ findlichen Zu- und Ablaufräumen (3, 4) abgedichtet ist;
• d) der gemeinsame Sammelbehälter (8, 8′, 8′′) ist mit we­ nigstens einem Anschlußstutzen (11, 33) zur Abfuhr von Permeat versehen;
• e) im Bereich der stirnseitigen Enden des Sammelbehälters (8, 8′, 8′′) sind Anschlüsse (12) für die Zu- bzw. Ab­ fuhr des zu behandelnden Gasgemisches angebracht.

2. Permeationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem gemeinsamen Sammelbehälter (8, 8′, 8′′) zusammengefaßten Vormontageeinheiten (5, 6) mit ihren Trenn­ kapillaren (1) geometrisch zueinander parallel ausgerichtet sind.

3. Permeationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß den gleichen Böden (9) des Sammelbehälters mehrere Vormontageeinheiten (5) nebeneinanderliegend zugeordnet sind, derart, daß sie bezüglich des Primärgasstromes flui­ disch-funktionell parallel beaufschlagbar sind.

4. Permeationseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des gleichen Sammelbehälters (8′, 8′′) meh­ rere Vormontageeinheiten (6) oder Gruppen von Vormontage­ einheiten axial hintereinander derart angeordnet sind, daß sie bezüglich des Primärgasstromes fluidisch-funktionell seriell, d. h. nacheinander beaufschlagbar sind.

5. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) einer Vormontageeinheit (5, 6) in einem festgelegten Anordnungsraster unter einem solchen gegenseitigen Abstand zu allen jeweils nächstliegend be­ nachbarten Trennkapillaren (1) angeordnet sind, daß alle Trennkapillaren (1) trotz gewisser Geradheitsfehlter auf ihrer ganzen Länge allseits freistehend d. h. untereinan­ der berührungsfrei verlaufen.

6. Permeationseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) zumindest in einem zeilenweise regelmäßigen Anordnungsraster angeordnet sind.

7. Permeationseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) in einem hexagonalen Anord­ nungsraster angeordnet sind.

8. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) im Bereich der stirnseitigen Enden der Vormontageeinheiten (5, 6) in achssenkrecht stehen­ den Haltematrizen (Steckscheiben 14, 14′) durch Klebstoff oder Vergußmasse dichtend befestigt sind, welche Haltema­ trizen (Steckscheiben (14, 14′) ihrerseits zumindest einen Bestandteil der Abschlußwände (2) bilden und daß die beiden Haltematrizen (Steckscheiben 14, 14′) unabhängig von den Trennkapillaren (1) über wenigstens einen zentralen (13) oder über mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete, axial verlaufende Stäbe (22), die die Wandung des erwähnten Hüll­ käfigs bilden, verbunden sind.

9. Permeationseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) in quer zu ihnen angeordneten Steckscheiben (14, 14′) auf Abstand gehalten sind.

10. Permeationseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) in mehreren Distanzierungs­ kämmen (15) oder Bohrungsleisten (16) auf Abstand gehalten sind, die in einer einheitlichen, quer zum Bündel liegen­ den Ebene parallel zueinander gehalten sind, wobei die Trennkapillaren (1) zwischen jeweils zwei benachbarte steg­ artige Zinken (44) eingelegt oder durch die Bohrungen (47) hindurchgesteckt und darin befestigt sind.

11. Permeationseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trennkapillaren (1) aufnehmenden Stecköffnungen der Steckscheiben (14, 14′) oder die Bohrungen (47) der Bohrungsleisten (16) angesenkt sind.

12. Permeationseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zinken (44) des Distanzierungskammes (15) tra­ gende stabförmige Basis im Querschnitt ein U-förmiges Pro­ fil mit von der Zinkenseite des Distanzierungskammes (15) wegweisender offener Seite aufweist, wobei die Innenkontur des U-förmigen Profiles der Querschnittskontur der Zinken (44) entspricht, derart, daß benachbarte Distanzierungs­ kämme (15) nach Art von Nut- und Federbrettern formschlüs­ sig aufeinandersteckbar sind.

13. Permeationseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des U-förmigen Profiles der Basis des Distanzierungskammes (15) der Zinkenteilung entsprechend mit Aussparungen (18) versehen sind, die die Trennkapil­ laren (1) umgreifen, die im benachbarten Distanzierungs­ kamm (15) gehalten sind.

14. Permeationseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) in einem aufwickelbaren Kral­ lengurt (17) auf Abstand gehalten sind.

15. Permeationseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Haltekrallen (19) des Krallengurtes (17) gegenüberliegenden Rückseite entlang beider Gurtseiten­ ränder jeweils eine Reihe von kurzen Seitenstegen (21) angebracht ist, die die Haltekrallen (19) der vorauslau­ fenden Wickellage des Krallengurtes (17) axial beidseitig formschlüssig umgreifen.

16. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontageeinheit (6) im wesentlichen scheiben­ förmig mit einem Verhältnis von in Kapillarenrichtung ge­ messener Länge zu Durchmesser bzw. Seitenlänge der Vor­ montageeinheit (6) von weniger als 1 ausgebildet ist.

17. Permeationseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Haltematrizen (Steckscheiben 14′) der Vormontageeinheit (6) über mehrere, zumindest am Au­ ßenumfang verteilt angeordnete Stäbe (22) axial auf Ab­ stand gehalten sind, wobei die Stäbe (22) am Außenumfang der Vormontageeinheit (6) den Hüllkäfig bilden.

18. Permeationseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormontageeinheit (6) an beiden Stirnseiten je­ weils über eine am Außenrand der Haltematrize (Steckscheibe 14′) axial anliegenden Weichdichtung (23) gegen jeweils einen Bund (10) oder Boden des Sammelbehäl­ ters (8′, 8′′) abgedichtet ist.

19. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren (1) im Bereich zwischen den stir­ nseitigen Haltematrizen (Steckscheiben 14) durch wenig­ stens eine weitere Haltematrize (Steckscheibe 24) in ihrem gegenseitigen Abstand gesichert sind.

20. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden stirnseitigen, vorzugsweise als Steckschei­ ben (14) ausgebildeten Haltematrizen durch einen zentral innerhalb des Bündels verlaufenden Stab (13) axial auf Abstand und in der achssenkrechten Lage gehalten sind.

21. Permeationseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden stirnseitigen Haltematrizen (Steckscheibe 14) auf den zentralen Stab (13) aufsteckbar und mit ihm axial befestigt, vorzugsweise verklebt sind und daß die weitere(n) axial zwischen ihnen angeordnete(n) Haltema­ trize(n) (Steckscheiben 24) von dem zentralen Stab (13) axial und radial gehalten ist bzw. sind und die Trennka­ pillaren (1) axial schwimmend halten.

22. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den stirnseitigen Haltematrizen (Steck­ scheiben 14) und dem zentralen Stab (13) gehaltene Bündel von Trennkapillaren (1) in das erwähnte weitere, käfigar­ tig ausgebildete, aber in den axialen Endbereichen (25) umfangsmäßig geschlossene Hüllrohr (7) axial eingesetzt und im Bereich der stirnseitigen Haltematrizen (Steckschei­ ben 14) darin durch Klebstoff oder Vergußmasse (43) abge­ dichtet ist.

23. Permeationseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (7) im käfigartigen Bereich durch wenige axial verlaufende Stäbe (22′) gebildet ist.

24. Permeationseinrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (7) in den beiden umfangsmäßig geschlos­ senen, axialen Endbereichen (25) am Außenumfang mit je einer Umfangsnut (26) zur Aufnahme eines gummielastischen Rundschnur-Dichtringes versehen ist.

25. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (7) an dem bei Betrieb in Bezug auf den Primärgasstrom zulaufseitig liegenden Ende mit einem ra­ dial nach außen abstehenden Bund (27) versehen ist.

26. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (7) in den beiden umfangsmäßig geschlos­ senen, axialen Endbereichen (25) auf der der Lage der Ver­ gußmasse (43) für die stirnseitigen Haltematrizen (Steck­ scheibe 14) entsprechenden Axialposition jeweils mit einer radial verlaufenden Bohrung (28) zur Einführung von Ver­ gußmasse (43) versehen ist.

27. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26 und nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre (7) zur Bildung einer Gruppe nebenein­ ander liegender Vormontageeinheiten (5) in ein Paar von den Sammelbehälter (8) axial unterteilenden Lochböden (9) eingesteckt sind, die auf einem etwa der Länge der Hüll­ rohre (7) entsprechenden gegenseitigen axialen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die Hüllrohre (7) in den Endbereichen (25) jeweils zur Leibung der Stecköffnungen (29) in den Lochböden (9) abgedichtet sind.

28. Permeationseinrichtung nach Anspruch 25 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelgruppe in Betriebslage relativ zur Schwer­ kraftrichtung beliebig ausgerichtet ist.

29. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß etwa zentral innerhalb einer großen zusammenhängenden Vormontageeinheit (6) oder einer Mehrfachanordnung paral­ lelliegender separater Vormontageeinheiten (5, 6) ein durch wenigstens eines der Abschlußwände oder durch Behälterböden (9) dichtend hindurchgeführtes, parallel zu den Trennkapil­ laren (1) angeordnetes Zentralrohr (30) vorgesehen ist, welches an seinem Außenumfang mit mehreren, ins Innere des Sammelbehälters (8, 8′, 8′′) bzw. den von den Trennkapillaren (1) eingenommenen Teil desselben ausmündenden Austrittsöff­ nungen versehen und in seinem axial außerhalb des Sammel­ behälters (8, 8′, 8′′) liegenden Teil mit einem nach außen führenden Anschluß versehen ist.

30. Permeationseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr mit seinem nach außen führenden An­ schluß mit den Permeat-Abfuhranschlüssen (33) des Sammel­ behälters (8′′) fluidisch-funktionell parallel geschaltet ist (Fig. 17).

31. Permeationseinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (30) mit seinem nach außen führenden Anschluß zu den Permeat-Abfuhranschlüssen (33) des Sam­ melbehälters (8′′) in der Weise fluidisch-funktionell in Serie geschaltet ist, daß Permeat über das Zentralrohr (30) und die Abfuhranschlüsse (33) zwangskonvektiv durch den von den Trennkapillaren (1) eingenommenen Teil des Sammelbehälters (8′) von innen nach außen hindurchförder­ bar ist (Fig. 18).

32. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (8′′) in seinem außerhalb der Trenn­ kapillaren (1) liegenden, diese umgebenden Teil (31) duch wenigstens zwei achsparallele und radial ausgerichtete Trennwände (32) in Segmente unterteilt und daß jedes Seg­ ment jeweils mit einem gesonderten Anschluß (33) versehen ist.

33. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeationseinrichtung - abgesehen von elektrisch nicht-leitenden Trennkapillaren - wenigstens an ihren Qber­ flächen elektrisch leitend ausgebildet ist und ihre Teile elektrisch leitend untereinander und mit der Erde verbunden sind.

34. Permeationseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest teilweise aus elektrisch leitendem Werk­ stoff hergestellt ist.

35. Permeationseinrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß, soweit sie aus originär elektrisch nicht-leitendem Werkstoff besteht, dieser durch Zumischen von elektrisch leitenden Feinpartikeln elektrisch leitend gemacht ist.

36. Permeationseinrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß dem originär nicht-leitenden Werkstoff Kohlenstoff­ staub oder Metallstaub zugemischt ist.

37. Permeationseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß, soweit Bauteile von ihr aus originär elektrisch nicht­ leitendem Werkstoff bestehen, diese Bauteile mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen sind.

38. Permeationseinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteiloberfläche in an sich bekannter Weise me­ tallisiert ist.

39. Permeationseinrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkapillaren mit einem weitmaschigen Geflecht oder Gespinst aus dünnem Metalldraht (34) umgeben sind.

40. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Trennkapillaren (1) jeweils zwischen ihnen mehrere elektrisch leitende Lametta angeordnet sind.

41. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse (43) und/oder der Kleber zum Verbinden einzelner Bestandteile der Permeationseinrichtung oder ein Korrosionsanstrich elektrisch leitend ausgebildet sind.

42. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest mittelbar am Sammelbehälter (8) wenigstens ein jeweils durch eine Verschlußklappe (35), einen Schie­ ber, ein Ventil oder dergleichen vakuumdicht verschließ­ barer, mit einer Inertgasquelle verbundener oder in die Atmosphäre ausmündender Anschlußstutzen (45) angebracht ist, der bei Betriebsunterbrechungen selbsttätig öffnet oder aufsteuerbar ist.

43. Permeationseinrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Verschlußglied der Verschlußklappe (35), des Schiebers, des Ventils oder dergleichen durch einen Kraftspeicher (Gewicht 37, Feder 38) ständig im Öffnungs­ sinne vorgespannt und durch das im Innern des Sammelbe­ hälters (8) herrschende Betriebsvakuum in die Schließstel­ lung gesaugt ist, wobei die in Schließrichtung wirksame Saugkraft und die im Öffnungssinne wirksame Speicherkraft derart aufeinander abgestimmt sind, daß bei störungsbeding­ tem Absinken des Betriebsvakuums im Sammelbehälter (8) unter einen bestimmten Grenzwert der Kraftspeicher (Gewicht 37, Feder 38) die Verschlußklappe (35), den Schieber, das Ventil oder dergleichen selbsttätig öffnet.

44. Permeationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß am Sammelbehälter (8) wenigstens eine durch eine Berst­ membran (40) oder Berstscheibe gasdicht verschließbare Öffnung (46) zur Atmosphäre oder ein entsprechender Stutzen angebracht ist.

45. Permeationseinrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstmembran (40) oder Berstscheibe derart anisotrop ausgebildet oder angeordnet und abgestützt ist, daß sie - nach Art einer Rückschlagklappe - bei einem in Richtung zum Innern des Sammelbehälters (8) gerichteten Druckge­ fälle einer wesentlich höheren Druckdifferenz standzuhal­ ten vermag als bei einem nach außen gerichteten Druckge­ fälle.

46. Permeationseinrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Berstmembran (40) oder Berstscheibe auf der dem Innern des Sammelbehälters (8) zugekehrt liegenden Seite auf einem Stützgitter (41) mit hohem offenen Flächenanteil anliegt und/oder daß auf der zur Atmosphäre zugekehrten Seite der Berstmembran (40) in geringem Abstand wenigstens ein auf die Berstmembran gerichtetes Schlitzwerkzeug (42) unnachgiebig angebracht ist, das in die sich nach außen aufwölbende Berstmembran (40) - diese verletzend - ein­ taucht.