ES2590903T3 - Procedimiento para filtrar y separar medios de flujo por medio de membranas - Google Patents

Abstract

Procedimiento para filtrar y separar medios de flujo por medio de membranas, que comprende una carcasa a prueba de escape bajo presión, en la que está dispuesta una pluralidad de membranas, al menos una entrada para el medio de flujo que va a separarse conducido al dispositivo y al menos una salida para el permeado conducido hacia fuera del dispositivo, así como el retenido conducido hacia fuera, en donde las membranas están diseñadas a modo de cojines de membrana, que presentan una zona de abertura para que salga el permeado que se acumula en el espacio interior de las membranas, caracterizado por que en la pila de membranas, una cantidad parcial respectiva de la cantidad de las membranas de diferentes zonas de separación se hace funcionar con diferente vacío, predeterminado en cada caso, en el lado de permeado del medio que va a separarse.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para filtrar y separar medios de flujo por medio de membranas

La invencion se refiere a un procedimiento para filtrar y separar medios de flujo por medio de membranas, que comprende una carcasa esencialmente a prueba de escape bajo presion, en la que esta dispuesta una pluralidad de membranas, al menos una entrada para el medio de flujo que va a separarse conducido al dispositivo y al menos una salida para el permeado conducido hacia fuera del dispositivo asi como el retenido conducido hacia fuera, en el que las membranas estan disenadas a modo de cojines de membrana, que presentan una zona de abertura para que salga el permeado que se acumula en el interior de las membranas.

Un procedimiento o un dispositivo con el que puede realizarse un procedimiento de este tipo, se describe por ejemplo en el documento EP-A-1 445 013, donde el dispositivo esta disenado en relacion con una verdadera unidad de separacion disenada en forma de una denominada membrana enrollada, que puede alojarse en una carcasa a prueba de escape bajo presion.

Los elementos de membrana alli usado, que normalmente estan disenados en forma de los denominados cojines de membrana, que los expertos denominan tambien membrana de cojin o sacos de membrana, estan adaptados al fin de separacion respectivo con respecto al medio que va a separarse tambien con respecto a su tamano (superficie de membrana), seleccionandose las verdaderas membranas selectivas de sustancias, que forman los cojines de membrana, asi mismo especificamente para el fin de separacion del medio que va a separarse.

En las tecnicas de separacion que funcionan por presion se diferencian filtracion, ultrafiltracion, nanofiltracion y osmosis inversa. Estas tecnicas de separacion que funcionan por presion se solapan parcialmente, de modo que los expertos consideran una separacion estricta solo teoricamente con respecto al mecanismo de accion fisico de la separacion de sustancias que tiene lugar en una membrana. No obstante, normalmente se usa la clasificacion general mencionada anteriormente, vease “Membrantrennverfahren, Ultrafiltration und Umkerhosmose, Robert Rautenbach, Verlag Salle + Sauerlander, 1981".

La separacion de sustancias por medio de membranas se ha instalado en casi todos los campos de la economia industrial y llega por ejemplo desde la separacion de sustancias hasta instalaciones marinas tal como embarcaciones y plataformas de perforacion, que se utilizan o estan fondeadas en el mar, hasta en el campo de la desalinizacion de agua de mar para la generacion de aguas industriales y agua dulce y por ejemplo la separacion de agua de infiltracion, tal como se produce en vertederos de basura, pero tambien en el campo de la evacuacion de aguas residuales industriales y municipales.

Muchos de estos medios de flujo liquidos se componen de una mezcla variada de diferentes constituyentes liquidos, en parte incluso mezclados con constituyentes gaseosos, para los que, hasta el momento para cada producto de separacion deseado despues de atravesar un procedimiento de separacion debe proporcionarse un dispositivo con el que pueda realizarse un procedimiento de separacion, o un equipo de separacion especifico de producto. Esto requiere, tal como puede apreciarse facilmente, un alto coste de aparatos y ademas tambien controles costosos del procedimiento, a los que debe recurrirse o deben llevarse a cabo para la separacion de una mezcla compleja de sustancias. Muchas de las sustancias que van a separarse de una mezcla de sustancias deben separarse con diferentes mecanismos de separacion en el sentido de la clasificacion descrita anteriormente a partir de una mezcla de sustancias que va a separarse, dado que un metodo de separacion determinado para determinadas sustancias de las mezclas de sustancias que van a separarse no es adecuado y solo otro metodo lleva al exito. Incluso diferencias sustancias en una mezcla de sustancias, que pertenecen al mismo grupo de sustancias desde el punto de vista quimico/fisico, pueden separarse a veces solamente por medio de un metodo de separacion de sustancias, pero no por medio de otro metodo de separacion de sustancias de la mezcla total que va a separarse.

A esto hay que anadir, tal como ya se indico anteriormente, que hasta el momento, en el caso de medios de flujo de composition compleja, puede conseguirse una separacion de los productos intermedios a su vez atravesando de nuevo dispositivos uno tras otro, que estan orientados en cada caso al producto deseado a separar. Esto requiere ademas del alto coste de aparatos ya mencionado tambien mucho tiempo y requiere un alto coste energetico.

El documento DE 10 2010 027 689 divulga modulos enrollados y modulos apilados con membranas de diferentes zonas de separacion.

El documento EP 2 008 705 y el documento EP 2156882 divulgan modulos enrollados con diferentes zonas de presion en el lado de permeado.

El objetivo de la invencion es crear un procedimiento con el que pueden separarse distintos productos de una mezcla compleja de sustancias que van a separarse en un paso de procedimiento, que son accesibles en cada caso solamente a diferentes mecanismos de separacion, requiriendo el procedimiento un bajo coste de aparatos en comparacion con los equipos de separacion hasta el momento y no es necesaria una reconstruction por ejemplo de un dispositivo con el que podra realizarse un procedimiento de este tipo, de modo que el procedimiento pueda

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llevarse a cabo rapidamente y de manera economica.

El objetivo se consigue de acuerdo con la solucion de acuerdo con la invencion por que en la pila de membranas, una cantidad respectiva de membranas de diferentes zonas de separacion se hace funcionar con diferente vado, predeterminado en cada caso, del medio que va a separarse.

La solucion de acuerdo con la invencion permite separar tambien, por ejemplo sustancias de mezclas de sustancias complejas, que solamente puede llevarse a cabo por medio de membranas que trabaja, por ejemplo, segun el metodo de la pervaporacion.

La ventaja de las soluciones de acuerdo con la invencion con respecto a los procedimientos de separacion respectivos consiste en que, tal como se pretende de acuerdo con el objetivo, casi en una etapa de procedimiento, debido a las diferentes zonas de separacion seleccionadas de las cantidades parciales individuales de la cantidad de todos los elementos de membrana expuestos, es posible una separacion de sustancias selectiva, es decir, selectivamente para el producto deseado en cada caso a partir de la mezcla de sustancias que va a separarse. De esta manera puede reducirse el procedimiento de separacion que ha de aplicarse muchas veces necesario hasta el momento en principio hasta un procedimiento de separacion. Esto es, tal como se pretende, no solamente una ventaja considerable desde el punto de vista de los aparatos, sino tambien una ventaja que repercute en el ahorro de tiempo y costes.

La ventaja de la solucion propuesta por la invencion en el proceso de separacion de sustancias se produce mediante una depresion (vacio), es decir, con el metodo en el que es posible una separacion de determinadas mezclas de sustancias solo mediante depresion sobre la cara de permeado de un elemento de membrana.

Una cantidad parcial predeterminada de la cantidad de membranas de la pila de membranas se expone a alto vacio de manera diferente con respecto al medio que va a separarse.

La invencion se describe ahora detalladamente, con referencia a las siguientes figuras esquematicas por medio de un primer ejemplo de realizacion, explicandose brevemente un segundo ejemplo de realizacion solamente con respecto a sus variaciones con respecto al primer ejemplo.

En ellas muestran:

la Figura 1 la Figura 2

la Figura 3

la Figura 4a la Figura 4b la Figura 5

la Figura 6

la Figura 7

la Figura 8

la Figura 9

en corte, un dispositivo para la realizacion del procedimiento,

en corte, la parte del dispositivo de acuerdo con la Figura 1, que se compone de espirales compuestas por membranas de cojin y elementos separadores, que estan enrolladas unas sobre otras sobre un elemento tubular y sobre las que puede deslizarse el equipo de descarga y recogida de permeado en forma de perno, que atraviesa esencialmente el dispositivo, un corte a traves de las espirales de acuerdo con la linea C-D de acuerdo con la Figura 2, pero con equipo de descarga y recogida de permeado insertado con respecto a la Figura 2 en el interior del elemento tubular en escala ampliada con respecto a la Figura 2 asi como cojines de membrana aun no enrollados unos sobre otros y elementos separadores dispuestos entre los cojines de membrana, para explicar la estructura de la invencion, una seccion del elemento separador en corte en escala muy ampliada en la vista lateral, el elemento separador en escala muy ampliada en la vista superior,

el cojin de membrana usado en relacion con el dispositivo para la realizacion del procedimiento, con una zona de un lado que forma la abertura de descarga de permeado, una seccion de un corte a lo largo de la linea A-B de la Figura 5, que muestra la estructura de un cojin de membrana con elemento intermedio,

una seccion de un corte a lo largo de la linea E-F de la Figura 5, que muestra la estructura de un cojin de membrana, que no presenta ningun elemento intermedio,

en la vista superior un elemento separador, tal como se usa en dispositivos de separacion para la realizacion del procedimiento, que estan disenados a modo de una pila de membranas esencialmente cilindrica, en la que la cantidad de todos los elementos separadores se cambia con la cantidad de todos los cojines de membrana (2a variante del dispositivo para la realizacion del procedimiento) en la vista superior, con cojin de membrana senalado, y en la vista lateral, el elemento separador de la Figura 8 en corte, omitiendo detalles innecesarios para la compresion del dispositivo para la realizacion del procedimiento.

Con respecto a la estructura del dispositivo 10, con el que puede realizarse el procedimiento, se hace referencia en primer lugar a las Figuras 1 y 2. El dispositivo 10 comprende una carcasa 14 a prueba de escape bajo presion, que en este caso, en la figura, esta disenada como elemento en forma de cilindro tubular. Esencialmente en direccion axial con respecto a la carcasa 14 esta previsto un equipo 21 de descarga y recogida de permeado que atraviesa esencialmente el dispositivo 10, que presenta adicionalmente tambien la funcion de un perno tensor, que porta o une una unidad de separacion 110, lo que se trata en detalle mas adelante.

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Una parte de la unidad de separacion 110 esta representada en la Figura 2, presentando esta unidad de separation, ademas del equipo 21 de descarga y recogida de permeado que atraviesa a modo de perno el dispositivo 10, elementos de cierre 25, 26, que no estan representados en la Figura 2 por motivos de claridad.

Sobre el equipo 21 de descarga y recogida de permeado se encuentra un elemento tubular 27 separado, que puede deslizarse, pero que tambien puede retirarse del equipo 21 de descarga y recogida de permeado.

Sobre el elemento tubular 27 separado, que atraviesa esencialmente asi mismo el dispositivo 10, y que en su longitud axial es ligeramente mas pequeno que la longitud axial de la carcasa 14, una pluralidad de membranas, que estan disenadas a modo de cojin de membrana 13, estan enrolladas unas sobre otras a modo de una espiral 20 de varios elementos o varias capas, vease tambien la Figura 3. En las Figuras 1 y 2 esta representada la espiral 20 de varios elementos en su estado definitivo, enrolladas unas sobre otras.

La cantidad de todos los elementos de membrana de acuerdo con las Figuras 1 y 2 forma una pila 12 de membranas, tal como esta representado en la Figura 3 y tal como se describe en detalle mas adelante. Los cojines de membrana 13 que forman la pila 12 de membranas se disenan para diferentes zonas de separacion con respecto al medio de flujo 11 que va a separarse. Es decir, que una parte de la pila 12 de membranas se forma a partir de elementos de membrana 13, que estan disenados por ejemplo para la osmosis inversa, por ejemplo para la nanofiltracion, por ejemplo para la ultrafiltracion o tambien para una filtration normal o tambien para la separacion de sustancias segun el metodo de la pervaporacion.

Determinadas cantidades parciales de la cantidad de cojines de membrana 13 que forman la pila 12 de membranas pueden usarse en el sentido descrito anteriormente para la formation de la pila 12 de membranas.

Es tambien posible, realizar por ejemplo una separacion de sustancias en el caso de cojines de membrana 13 disenados de manera adecuada por medio del metodo soportado por vacio de la pervaporacion. Todas las combinaciones de distintas zonas de separacion de los medios de flujo 11 son posibles y pueden formar la pila 12 de membranas construida en forma de espiral.

La representation de la Figura 3, que representa un corte a traves de la Figura 2 a lo largo de la linea C-D de la Figura 2, pero en una escala mayor, a diferencia de la Figura 2, el equipo 21 de descarga y recogida de permeado insertado en el elemento tubular 27 en su orificio interior 270 muestra espirales 20 de varios elementos, en estado no enrollado, de cojines de membrana 13 individuales. Los cojines de membrana representados en la Figura 3, representados como linea continua, no estan representados a escala. En una forma de realization realizada, los cojines de membrana tienen por ejemplo una anchura de 950 mm y una longitud de 755 mm, considerando la longitud la longitud efectiva del cojin de membrana 13 en direction del elemento tubular 27. Los datos de anchura y longitud anteriores con respecto a los cojines de membrana se refieren unicamente a un ejemplo de realizacion posible, pero, con respecto a la diferente configuration del dispositivo 10 tambien pueden preverse anchuras y longitudes de los cojines de membrana 13 totalmente distintas.

En el ejemplo de realizacion representado en la Figura 3, la espiral 20 de varios elementos se compone de 18 cojines de membrana 13, debiendo senalarse tambien en este caso que tambien pueden formar la espiral 20 otro numero de cojines de membrana 13.

En funcion del tipo de uso deseado, se selecciona la cantidad parcial respectiva de la cantidad de cojines de membrana 13, que forman la pila 12 de membranas, y pueden juntarse por adelantado por lo tanto medios de flujo 11 de composition compleja con respecto a una separacion de sustancias pretendida, es decir, tambien segun el grado de separacion que se desea alcanzar cualitativa y cuantitativamente y el resultado de separacion deseado en conjunto.

Ha de senalarse asi mismo que la representacion de la Figura 3 ha de entenderse de manera unicamente esquematica para la mejor compresion del dispositivo 10. Por lo tanto, los cojines de membrana 13 individuales, que forman las espirales 20 de varios elementos, estan representados en este caso tambien en una representacion casi en despiece.

Los cojines de membrana 13 tienen una estructura, tal como esta representada en las Figura 5, 6 y 7, que se trata en detalle mas adelante. En el estado enrollado de manera definitiva de las espirales 20 de varios elementos, la espiral 20 adopta una forma tal como esta representada en las Figuras 1 y 2 en la vista lateral en corte.

Los cojines de membrana 13 de la espiral 20 de varios elementos estan dispuestos con respecto al elemento tubular 27 con sus aberturas 131 de descarga de permeado de tal manera que las zonas o aberturas 131 de descarga de permeado estan dirigidas a los orificios radiales 271 o desembocan en los mismos, que estan disenados en el elemento tubular 27, vease a su vez la Figura 3. Asi, es posible que el permeado 18 que sale de las aberturas de descarga de permeado de las membranas 13 pueda entrar en los orificios radiales 271 y, a traves de estos, pueda entrar en las aberturas 210 de entrada de permeado situadas en el orificio interior 270 del elemento tubular 27 del equipo 21 de descarga y recogida de permeado y, desde alli, dado que las aberturas 210 de entrada de permeado

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en forma de ranuras axiales, que estan disenadas sobre el equipo 21 de descarga y recogida de permeado, puede conducirse a un canal anular disenado en un extremo del equipo 21 de descarga y recogida de permeado y desde alli a traves de una salida 16 de permeado hacia fuera.

Es tambien posible, en lugar de otras aberturas 210 de entrada de permeado separadas en forma de ranura entre el orificio interior 270 del elemento tubular 27 y el equipo 21 de descarga y recogida de permeado en forma de perno que atraviesa esencialmente el dispositivo 10, prever un canal anular, a traves del que se conduce entonces el permeado 18 hasta la salida 16 de permeado.

En el ejemplo de realizacion descrito en este caso del dispositivo 10 estan previstos de manera correspondiente a los dieciocho cojines de membrana 13, dieciochos orificios radiales 271 en el elemento tubular 27. A lo largo del elemento tubular 27 separado esta prevista de manera correspondiente a la longitud de los cojines de membrana 13, una pluralidad de orificios radiales 271, dispuestos a modo de fila en direccion axial, para garantizar un efluente lo mas uniforme posible del permeado 18 que abandona los cojines de membrana 13.

Una segunda espiral 22 de varios elementos se forma por elementos separadores 23, que estan dispuestos de tal manera que los cojines de membrana 13 que forman la espiral 20 de varios elementos se mantienen distanciados entre si mediante dicha segunda espiral 22 de varios elementos que se forma por una pluralidad de elementos separadores 23. En la Figura 3 estan representados con linea discontinua los elementos separadores 23 en contraposicion a los cojines de membrana 13.

Los elementos separadores 23, que presentan aproximadamente una longitud y una anchura tal como los cojines de membrana 13, presentan una estructura en forma de rejilla, veanse las Figuras 4a y 4b. Las representaciones de los elementos separadores 23 en las Figuras 4a y 4b estan representados ampliados para ilustrar la estructura de los elementos separadores 23. La estructura en forma de rejilla de los elementos separadores 23 se forma por una pluralidad de primeros y segundos elementos 230, 231 que se cruzan esencialmente en angulo recto. Los elementos 230, 231 estan disenados en forma de barra. A este respecto, los primeros elementos 230 estan disenados en seccion transversal mas grandes que los segundos elementos 231. Los elementos separadores 23 estan dispuestos, para la formacion de la segunda espiral 22 de varios elementos en el dispositivo 10 o con respecto a la primera espiral 20 de varios elementos de cojines de membrana 13 de tal manera que los primeros elementos 230 de los elementos separadores 23 estan orientados esencialmente en direccion axial con respecto al elemento tubular 27 o con respecto al equipo 21 de descarga y recogida de permeado en forma de perno, de modo que el medio de flujo 11 que va a separarse, que atraviesa la espiral 20 o 22 puede fluir a lo largo de los segundos elementos 231, es decir forma una resistencia de flujo pequena despreciable para el medio de flujo 11 que va a separarse.

Los primeros y segundos elementos 230, 231 de los elementos separadores 23, en el ejemplo de realizacion representado en las Figuras 4a y 4b, presentan una estructura esencialmente circular. En cambio, tambien son posibles en principio otras formas de seccion transversal, cuando por ejemplo debe conseguirse de manera dirigida un flujo turbulento del medio de flujo 11 que va a separarse en caso de rebosamiento de los cojines de membrana 13 a traves de la espiral 20 de varios elementos, lo que puede ser necesario para casos de aplicacion especialmente deseados del dispositivo. Los elementos separadores 23 se componen de un material elastico, por ejemplo, de plastico, que puede ser un plastico elastomerico.

En funcion de la cantidad parcial de cojines de membrana 13 formada con una cantidad determinada de en cada caso cojines de membrana 13 deseados, puede preverse que el elemento separador 23 presente un grosor 232 diferente, seleccionable. Mediante el grosor 232 seleccionable del elemento separador 23, el canal de flujo respectivo para el medio de flujo 11 puede determinarse entre dos cojines de membrana 13 adyacentes, concretamente, asi mismo, en funcion del resultado de separacion deseado del medio de flujo 11 y la zona de separacion deseada en cada caso. En una pila 12 de membranas, por lo tanto, tambien en funcion de las cantidades parciales respectivas pueden usarse cojines de membrana 13 disenados para determinadas zonas de separacion, asi mismo, elementos separadores 23 diferentes, es decir con diferente grosor 232.

Si la primera espiral de varios elementos 20 a partir de cojines de membrana 13 se lleva a su forma definitiva, veanse las Figuras 1 y 2, se ajustan los elementos separadores 23 dispuestos entre los cojines de membrana 13 a la superficie de los elementos de membrana 133, 134 adyacentes respectivos de los cojines de membrana 13 adyacentes en cada caso, pero impiden que los elementos de membrana 133, 134 respectivos de los cojines de membrana 13 adyacentes en cada caso se apoyen directamente uno sobre otro y por lo tanto formen un canal de flujo para el medio de flujo 11 que va a separarse, de modo que este pueda entrar en el lado frontal en la espiral 20 de varios elementos de cojines de membrana 13, vease la Figura 1 a la derecha, y despues de cubrirse la longitud total de los cojines de membrana 13 puede salir de nuevo de la espiral 20 de varios elementos, vease la Figura 1 a la izquierda. Mediante la prevision de los elementos separadores 23 situados entre los elementos de membrana de la primera espiral 20 de varios elementos, que forman asi mismo la segunda espiral 22, esta garantizado perpetuamente un canal de flujo suficientemente grande en seccion transversal de flujo para el medio de flujo 11.

Cuando la primera y la segunda espiral 20, 22 de varios elementos, que entonces, en el ejemplo descrito en este caso consistiria en treinta y seis elementos, es decir dieciocho cojines de membrana 13 y dieciocho elementos

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separadores 23, se lleva a su posicion enrollada definitiva, veanse las Figuras 1 y 2, es dedr, que los cojines de membrana 13 se apoyan unos sobre otros entonces con la colocacion intermedia respectiva de los elementos separadores 23, se fijan las espirales 20, 22 en su perimetro exterior 24, vease la Figura 2. Esto puede suceder, por ejemplo, porque las espirales 20, 22 se envuelven en su perimetro exterior 24 con un elemento de tipo hilo o una pluralidad de elementos de tipo hilo. Para proporcionar a las espirales 20, 22, tambien en el estado enrollado, una mayor resistencia, pueden impregnarse los elementos de tipo hilo con una resina o plastico endurecible. Mediante la exposicion adecuada a calor o, tambien, mediante el ajuste adecuado del proceso de curado de la resina o del plastico, puede inducirse despues de haberse envuelto las espirales 20, 22, un proceso de solidificacion de los elementos de tipo hilo. Es tambien posible envolver las espirales 20, 22 en su perimetro exterior 24, por ejemplo, por medio de una banda de material elastomerico a modo de bobina.

Un cuerpo acabado de esta manera a partir de las espirales 20, 22, tal como esta representado por ejemplo en la Figura 2, se desliza entonces hacia el equipo 21 de descarga y recogida de permeado que atraviesa en forma de perno el dispositivo 10. A ambos lados se dota entonces este cuerpo a partir de las espirales 20, 22 de varios elementos asi como el elemento tubular 27, de en cada caso elementos de cierre 25, 26 delimitantes a ambos lados, en los que esta prevista en cada caso al menos una entrada 15 el medio 11 que va a separarse y al menos una salida 17 para el retenido 19. Con medios de obturacion adecuados asi como manguitos tensores se mantienen de manera estanca los elementos de cierre 25, 26 con respecto al elemento tubular 17, presentando los elementos de cierre 25, 26 medios de obturacion con los que estos pueden colocarse entonces de manera a prueba de escape bajo presion con respecto a la carcasa 14, vease la Figura 1, despues de que la unidad de separacion 110 a partir de las espirales 20, 22, del equipo de descarga y recogida de permeado 21 asi como los elementos de cierre 25, 26 se haya introducido en la carcasa 14.

Los cojines de membrana 13 usados en el dispositivo 10 presentan esencialmente una estructura rectangular, vease la Figura 5.

Los cojines de membrana 13 de este tipo se describen por ejemplo en el documento EP-B-0 129 663 y pueden producirse de manera conocida.

Estos cojines de membrana 13 se componen normalmente de dos elementos de membrana 133, 134 y estan fabricados, por regla general, de material polimerico adecuado, seleccionandose los polimeros de tal manera que se seleccionan segun el objetivo de separacion que debe realizarse con el dispositivo 10, es decir en funcion del medio de flujo 11 que va a separarse. Los dos elementos de membrana 133, 134, veanse tambien las Figuras 6 y 7, estan soldados o pegados de manera adecuada a su borde 136 circunferencial de manera conocida, por ejemplo por medio de tratamiento de ultrasonidos.

Lo especial en el caso del cojin de membrana 13 usado en relacion con el dispositivo de acuerdo con la invencion es que, en el cojin de membrana 13 en uno de sus lados frontales 132, es decir en una zona predeterminada, esta disenada la abertura 131 de descarga de permeado, que escapa con los orificios radiales 271 descritos anteriormente del elemento tubular 27, de tal manera que el permeado 18 que sale de los cojines de membrana 13 a traves de la abertura 131 de descarga de permeado, puede entrar en los orificios radiales 271 del elemento tubular 27. En el interior de los cojines de membrana 13, es decir entre los elementos de membrana 133, 134 que forman el cojin de membrana 13, puede estar dispuesto al menos un elemento intermedio 135, vease la configuracion del cojin de membrana 13 de acuerdo con la Figura 6.

El elemento intermedio 135 puede presentar asi mismo un grosor 139 diferente, para adaptar la cavidad creada entre las dos capas de membrana selectivas de sustancia, que forman un cojin de membrana 13, de manera optima al medio de flujo 11 que va a separarse con respecto al permeado 18 que se produce en cojin de membrana 13. En funcion del medio de flujo 11 que va a separarse por medio del dispositivo 10 existe tambien mediante la eleccion adecuada del grosor 139 del elemento intermedio 135, ademas del tipo de la configuracion de la verdadera membrana y del grosor 232 seleccionable de manera adecuada del elemento separador 23, un parametro adicional, que puede seleccionarse y que hace posible una adaptacion optima al medio de flujo 11 que va a separarse. El elemento intermedio 135 puede actuar tambien de manera mecanicamente estabilizante sobre el cojin de membrana 13, pudiendo adicionalmente estabilizar mecanicamente a su vez la cantidad de todos los elementos intermedios 135 la pila 12 de membranas en su totalidad.

El elemento intermedio 135 puede presentar una estructura similar a un velo, mediante lo cual el permeado puede fluir o escapar hacia la abertura 131 de descarga de permeado. En principio, es tambien posible, vease la configuracion del cojin de membrana 13 segun la Figura 7, no disponer ningun elemento intermedio 135 entre los elementos de membrana 133, 134.

El dispositivo 10 se ha descrito anteriormente en relacion con una estructura, tal como es habitual en general en el caso de modulos de espiral o enrollados. El dispositivo 10 de acuerdo con la invencion y el procedimiento de acuerdo con la invencion pueden aplicarse en principio tambien en pilas de membranas 12, que estan disenadas a modo de equipos de separacion, en los que estan previstos elementos separadores unidos en forma de pila a modo de una pila cilindrica en cada caso con interposicion de, respectivamente un cojin de membrana 13, habiendose

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descrito un dispositivo de este tipo por ejemplo en el documento EP-A-0 289 740.

Un elemento separador en forma de disco de este tipo esta representado por ejemplo en las Figuras 8 y 9, fluyendo en forma de meandro el medio de flujo 11 una pila de cojines de membrana 13 y elemento separador 23 disenado de forma plana desde una entrada para el medio de flujo 11 hasta una salida para el retenido. El permeado se acumula de manera en si conocida en un equipo 21 de descarga y recogida de permeado central y, a traves de una salida para el permeado, se conduce hacia fuera del dispositivo no representado en detalle en este caso. El elemento separador 23 presenta dos superficies 28, 29, que estan disenadas esencialmente en paralelo entre si y presentan una pluralidad de salientes 30, cuya altura 31 es determinante para el canal de flujo para el medio de flujo 11, que se forma entre en cada caso dos elementos separadores 23 encerrando un cojin de membrana 13. Un borde 32, 33 que rodea a ambos lados el elemento separador 23 puede determinar asi mismo, o bien como alternativa o bien adicionalmente a la altura 31 de los salientes 30, la seccion transversal de flujo para el medio de flujo 11 a ambos lados de las superficies del elementos separador 23. En algunas formas de realizacion del elemento separador 23, tal como se conoce en el estado de la tecnica, el cojin de membrana 12 se soporta unicamente entre las puntas de los salientes 30, pero no se apoya sobre los mismos, mientras que en el caso de otro elemento separador 23, el cojin de membrana 13 se apoya facilmente sobre las superficies de saliente disenadas en paralelo en y en plano a la superficie de los elementos separadores en la punta de los salientes 30.

En general, es valido que el dispositivo 10, tal como se ha descrito en relacion con las Figuras 8 y 9, puede dotarse de y hacerse funcionar con cojines de membrana 13, tal como se ha descrito en relacion con el modulo de espiral o enrollado descrito anteriormente.

El procedimiento de acuerdo con la invencion se realiza, por ejemplo recurriendo a un dispositivo 10, tal como se ha descrito de acuerdo con la invencion, de tal manera que

el medio de flujo 11 se separa por medio de membranas 13, presentando el dispositivo 10 una carcasa 14 esencialmente a prueba de escape bajo presion, en la que esta dispuesta una pluralidad de membranas 13, y que comprende al menos una entrada 15 para el medio de flujo 11 que va a separarse conducido al dispositivo y al menos una salida 16 para el permeado 18 conducido hacia fuera del dispositivo asi como una salida 17 para el retenido conducido hacia fuera. Las membranas 13 estan disenadas a modo de cojines de membrana, que presentan una zona de abertura 131 para que salga el permeado 18 que se acumula en el interior 137 de membrana. El procedimiento se realiza y el dispositivo 10 esta construido de tal manera que estan disenadas cantidades parciales respectivas de las cantidades de membranas 13, que forman una pila 12 de membranas, para diferentes zonas de separacion con respecto al medio de flujo 11 que va a separarse.

El procedimiento y el dispositivo 10 estan disenados de tal manera que para diferentes zonas de separacion de las membranas 13 de la pila 12 de membranas estas exponen en cada caso a vacio diferente, predeterminable, el medio que va a separarse, por ejemplo en el lado del permeado.

Lista de numeros de referencia

10 dispositivo

110 unidad de separacion

11 medio de flujo

12 pila de membranas

13 membrana/cojin de membrana

130 extremo cojin de membrana

131 abertura de descarga de permeado

132 lado frontal

133 elemento de membrana

134 elemento de membrana

135 elemento intermedio

136 zona

137 interior de membrana

138 borde

139 grosor/elemento intermedio

14 carcasa

15 entrada

16 salida permeado

17 salida

18 permeado

19 retenido

20 espiral (primera)

21 equipo de descarga y recogida de permeado

210 abertura de entrada de permeado (equipo de descarga y recogida de permeado)

22 espiral (segunda)

23

230

231

232

24

25

26

27

270

271

28

29

30

31

32

33

34

elemento separador

primer elemento de rejilla en forma de barra

segundo elemento de rejilla en forma de barra

grosor/elemento separador

perimetro exterior (espirales)

elemento de cierre

elemento de cierre

elemento tubular

orificio interior

agujero radial

superficie

superficie

saliente

altura/saliente

borde

borde

altura/borde

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para filtrar y separar medios de flujo por medio de membranas, que comprende una carcasa a prueba de escape bajo presion, en la que esta dispuesta una pluralidad de membranas, al menos una entrada para 5 el medio de flujo que va a separarse conducido al dispositivo y al menos una salida para el permeado conducido hacia fuera del dispositivo, asi como el retenido conducido hacia fuera, en donde las membranas estan disenadas a modo de cojines de membrana, que presentan una zona de abertura para que salga el permeado que se acumula en el espacio interior de las membranas, caracterizado por que en la pila de membranas, una cantidad parcial respectiva de la cantidad de las membranas de diferentes zonas de separacion se hace funcionar con diferente 10 vacio, predeterminado en cada caso, en el lado de permeado del medio que va a separarse.