FR2511260A1 - MEMBRANE ELEMENT FOR SEPARATING GASEOUS AND LIQUID MIXTURES AND APPARATUS USING THE SAME - Google Patents

MEMBRANE ELEMENT FOR SEPARATING GASEOUS AND LIQUID MIXTURES AND APPARATUS USING THE SAME Download PDF

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Abstract

The invention relates to the field of diffusion processes in the separation of gas mixtures and liquid mixtures by polymeric selective membranes, in particular to membrane elements for separating gas mixtures and liquid mixtures and to membrane apparatuses in which the said elements are used. The membrane element proposed according to the invention contains two semipermeable membranes (1), between which is enclosed a porous support which is fabricated in the form of two porous plates (2) which are flat on one side and ribbed on the other and face each other with the ribbed sides. The membrane apparatus according to the invention equipped with the said membrane elements (1, 2) contains a housing (5), a cover (6), connection ports (7, 8) for the introduction and discharge of the mixture to be separated, a package of the membrane elements (1, 2), which are composed of membranes (1) and porous supports, of which each is fabricated from two plates (2) which are flat on one side and ribbed on the other and face each other with the ribbed sides. The package of the membrane elements (1, 2) is enclosed by an elastic sleeve, which lies on the end surfaces (12) of the elements (1, 2) and on a projection (13) which is formed on the cover (6), its circumference matching the circumference of the package.

Description

L'invention concerne la séparation des mélanges gazeux et liquides par processus de diffusion à l'aide des membranes sélectives en polymères et, a notamment pour objet l'élément à membranes pour séparation des mélanges gazeux et liquides et les appareils à membranes utilisant ledit élément. The invention relates to the separation of gaseous and liquid mixtures by diffusion process using selective polymer membranes and, in particular relates to the membrane element for separation of gaseous and liquid mixtures and to membrane devices using said element .

L'invention peut être utilisée avec plus de succes dans les industries ##iques, du gaz, pétrolière, des instruments médicaux et autres, pour des processus tels que : enrichissement de l'air par l'oxygène, extraction de l'hélium et de l'hydrogène depuis les mélanges gazeux, dessalage des eaux, ainsi que pour la séparation des mélanges gazeux et liquides les plus divers. The invention can be used with greater success in the ## ic industries, gas, petroleum, medical instruments and others, for processes such as: enrichment of air with oxygen, extraction of helium and hydrogen from gas mixtures, desalination of water, as well as for the separation of the most diverse gas and liquid mixtures.

L'air, enrichi par l'oxygène dans les appareils à membranes, peut être largement employé dans des établissements médicaux, pour l'intensification des processus chimiques etc. The air, enriched by oxygen in membrane devices, can be widely used in medical establishments, for the intensification of chemical processes etc.

A présent, les appareils à membranes trouvent des larges applications pour la réalisation des processus susmentionnés. On cherche à augmenter l'efficacité de séparation des rn#langes, à Simplifier la technologie de fabrication des rnareils à membranes et des élémentsutilisés dans ces annarelis, de rrane qu't faire accroître leur durée de service. At present, membrane devices find wide applications for carrying out the above-mentioned processes. We are trying to increase the separation efficiency of the diapers, to simplify the manufacturing technology of the membrane devices and of the elements used in these annarelis, in order to increase their service life.

On connait toute une série d'éléments à membranes, destinés à la séparation des mélanges gazeux et liquides et, proches, d'après leur caractéristique technique, de l'invention proposée. A whole series of membrane elements are known, intended for the separation of gaseous and liquid mixtures and, close, according to their technical characteristic, to the proposed invention.

L'un des éléments à membranes connus est l'élément du type à rouleau (cf. le livre Yu.I. Datynsky "Processus de séparation des mélanges liquides à l'aide des membranes", Editions "Chimie", Moscou, 1975, pages 64-65). One of the known membrane elements is the element of the roller type (cf. the book Yu.I. Datynsky "Process of separation of liquid mixtures using membranes", Editions "Chemistry", Moscow, 1975, pages 64-65).

L'élément connu se constitue de deux membranes, séparées par une plaque poreuse flexible et par une tôle on dulée. L'élément est enroulé, en hélice, sur un tube ayant des fentes longitudinales.  The known element consists of two membranes, separated by a flexible porous plate and by a corrugated sheet. The element is wound, in a helix, on a tube having longitudinal slots.

Toutefois, la séparation des mélanges par cet élément n'est pas efficace, à cause d'une grande résistance hydraulique au flux du mélange pénétrant. En outre, sa fabrication est difficile. However, the separation of the mixtures by this element is not effective, because of a high hydraulic resistance to the flow of the penetrating mixture. In addition, its manufacture is difficult.

Les appareils à membranes à cadres plats (du type filtre-presse) ont trouvé un large éventail d'applications dans l'industrie, pour la séparation des mélanges gazeux et liquides. Membrane devices with flat frames (of the filter press type) have found a wide range of applications in industry, for the separation of gaseous and liquid mixtures.

L'un de ces éléments se compose de deux membranes planes, isolées l'une de l'autre par des plaques en matériau fibreux ou poreux (par exemple, en papier filtre). One of these elements consists of two flat membranes, isolated from each other by plates of fibrous or porous material (for example, filter paper).

Ces plaques servent d'appui pour les membranes sous pression et assurent le passage du gaz pénétré (cf. Robert E.These plates serve as support for the membranes under pressure and ensure the passage of the penetrated gas (cf. Robert E.

Laceu and Sidneu Joeb BIndustrial processing with membranes" Toronto, 1972).Laceu and Sidneu Joeb BIndustrial processing with membranes "Toronto, 1972).

Cet élément à membranes n'assure pas une haute efficacité de séparation des mélanges à cause d'une grande résistance des couches poreuses. La conception de l'élément n'évite pas la formation, sur lui, des plis de membrane, et n'exclut pas la tension excessive de la membrane, ce qui provoque la détérioration rapide de l'élément, surtout en cas de fabrication de la membrane en polymère vitreux. This membrane element does not ensure a high efficiency of separation of the mixtures because of a high resistance of the porous layers. The design of the element does not prevent the formation of membrane folds on it, and does not exclude excessive tension of the membrane, which causes rapid deterioration of the element, especially in the case of manufacture of the glassy polymer membrane.

L'élément, le plus proche de l'invention, se compose de deux membranes semi-perméables entre lesquelles est placé un support poreux. Cet élément est pris comme l'antériorité la plus proche de l'invention (cf. brevet des
Etats-Unis d1Amérique, n0 3332216, cl.55-158, publié le 25 juillet 1967).
The element closest to the invention consists of two semi-permeable membranes between which a porous support is placed. This element is taken as the closest reference to the invention (cf. patent of
United States of America, No. 3332216, cl. 55-158, published July 25, 1967).

Le support poreux de cet élément est constitué par une grille métallique rectangulaire munie, de deux côtés, des bandes métalliques minces adhérant suivant toute la longueur de la grille le long de son axe central. La grille avec deux bandes métalliques est placée, à son tour, dans une enveloppe en matériau fibreux, par exemple en papier filtre. L'élément est étanché grâce à l'assemblage des membranes selon ses faces. The porous support of this element is constituted by a rectangular metal grid provided, on two sides, with thin metal bands adhering along the entire length of the grid along its central axis. The grid with two metal strips is placed, in turn, in an envelope of fibrous material, for example filter paper. The element is sealed thanks to the assembly of the membranes along its faces.

Cet élément à membranes ne permet pas la separation efficace des mélanges, à cause d'une grande résis- tance hydraulique du support poreux. En cas de perte de charge sur la membrane, cette dernière est soumise à une charge irrégulière. This membrane element does not allow effective separation of the mixtures, because of the high hydraulic resistance of the porous support. In the event of a pressure drop on the membrane, the latter is subjected to an irregular load.

Du fait de la présence de la grille métallique, il apparaît sur les membranes des courbures en cas de perte de charge. Ces courbures provoquent la tension de la membrane et la formation, sur celle-ci, des microfissures. Due to the presence of the metal grid, it appears on the membranes of the curvatures in the event of a pressure drop. These curvatures cause the tension of the membrane and the formation on it of microcracks.

Les microfissures diminuent sensiblement l'efficacité de séparation et mettent en panne, rapidement, l'élément à membranes.Microcracks significantly reduce the separation efficiency and quickly break down the membrane element.

La fabrication de l'élément à membranes avec ledit support poreux est difficile et coûteuse. Leur emploi dans les appareils à membranes rend ces derniers compliqués et chers. The manufacture of the membrane element with said porous support is difficult and expensive. Their use in membrane devices makes them complicated and expensive.

On s'est posé le problème de mettre au point un élément à membranes dont le support poreux serait réalisé de façon, à assurer, en cas d'emploi de cet élément dans les appareils à membranes, une haute efficacité de separa tion des mélanges gazeux et liquides, grâce à la diminution de la résistance hydraulique du support poreux, avec étanchement parfait des membranes dans l'appareil p à év ter la tension de la membrane provoquant l'apparition des microfissures et à simplifier la réalisation constructive des éléments à membranes et des appareils à membranes, en entier. The problem was posed of developing a membrane element, the porous support of which would be produced so as to ensure, when this element is used in membrane devices, a high efficiency of separation of the gaseous mixtures. and liquids, thanks to the reduction in the hydraulic resistance of the porous support, with perfect sealing of the membranes in the apparatus p to avoid the tension of the membrane causing the appearance of microcracks and to simplify the constructive construction of the membrane elements and membrane devices, in full.

Ce problème est résolu à l'aide d'un élément de séparation des mélanges gazeux et liquides comportant deux membranes semi-perméables, entre lesquelles est placé un support poreux, suivant la présente invention ledit sup- port est réalisé sous forme de deux plaques poreuses, plates, d'un côté, nervurées, de l'autre côté, et orientées, par les côtés nervurEs, lBltne envers l'autre.  This problem is solved using an element for separating gas and liquid mixtures comprising two semi-permeable membranes, between which a porous support is placed, according to the present invention said support is produced in the form of two porous plates , flat, on one side, ribbed, on the other side, and oriented, by the ribbed sides, lBltne towards the other.

Grâce à cette conception, les plaques poreuses de l'élément à membranes forment des canaux diminuant no- tablement la résistance hydraulique au flux du mélange, même avec épaisseur minimale de l'élément à membranes (0,7-2,0 mm). Cette disposition des membranes, supprime la tension de la membrane sur le côté plat des plaques poreuses rigides et la formation des plis sur la membrane, ce qui contribue à l'accroissement notable de la durée de service des éléments. Thanks to this design, the porous plates of the membrane element form channels considerably reducing the hydraulic resistance to the flow of the mixture, even with minimum thickness of the membrane element (0.7-2.0 mm). This arrangement of the membranes removes the tension of the membrane on the flat side of the rigid porous plates and the formation of folds on the membrane, which contributes to the noticeable increase in the service life of the elements.

Les plaques poreuses du support d'élément à membranes peuvent être exécutées en matière plastique peu coûteuse, gr ce à quoi la fabrication des éléments à membranes se simplifie et devient-moins chère. The porous plates of the membrane element support can be made of inexpensive plastic, whereby the manufacture of the membrane elements is simplified and becomes cheaper.

Ces éléments peuvent être utilisés dans des appareils à membranes,nour la séparation des mélanges gazeux et liquides. These elements can be used in membrane devices, nour the separation of gas and liquid mixtures.

L'appareil à membranes, utilisant les éléments indiqués, comporte un corps, un couvercle, des raccords pour l'introduction et la dérivation du mélange à séparer, un collecteur disposé a l'intérieur du corps et portant des éléments à membranes plats. Dans cet appareil, suivant la présente invention, les éléments à membranes sont fixés sur le collecteur doté de douilles avec trous et butées. The membrane apparatus, using the elements indicated, comprises a body, a cover, fittings for the introduction and the derivation of the mixture to be separated, a collector arranged inside the body and carrying elements with flat membranes. In this apparatus, according to the present invention, the membrane elements are fixed to the manifold provided with sockets with holes and stops.

Ils sont réunis en paquet enfermé dans une enveloppe élasti- que adhérant étroitement aux faces des éléments et à une saillie réalisé sur le couvercle et dont le périmètre coincide avec celui du paquet. Cette réalisation constructive du collecteur d'appareil à membranes assure une étanchéité parfaite des éléments à membranes grace à la répar- tition régulière de l'effort de serrage entre eux, tandis que la présence de l'enveloppe élastique adhérant étroitement aux faces des éléments et à la saillie réalisée sur le couvercle contribue à la distribution régulière du mélange à séparer au-dessus de toute la surface des membranes et à une grande vitesse linéaire du flux du mélange a séparer, ce qui augmente, en fin de compte, l'efficacité de séparation du mélange, la fiabilité de fonctionnement de l'appareil, en entier, et diminue la main d'oeuvre nécessaire à la fabrication de l'appareil. They are assembled in a package enclosed in an elastic envelope adhering closely to the faces of the elements and to a projection produced on the cover and whose perimeter coincides with that of the package. This constructive embodiment of the membrane device collector ensures perfect sealing of the membrane elements thanks to the regular distribution of the clamping force between them, while the presence of the elastic envelope adhering closely to the faces of the elements and the projection made on the cover contributes to the regular distribution of the mixture to be separated above the entire surface of the membranes and at a high linear speed of the flow of the mixture to be separated, which ultimately increases the efficiency of separation of the mixture, the reliability of operation of the device, in its entirety, and reduces the manpower necessary for the manufacture of the device.

L'enveloppe élastique de l'appareil à membranes peut être réalisée en tissu imprégné d'une composition polymère autodurcissable (par exemple, des résines époxydes). The elastic envelope of the membrane apparatus can be made of fabric impregnated with a self-hardening polymer composition (for example, epoxy resins).

On donne ci-après la description de l'exemple concret de réalisation de la présente invention avec les références aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 montre schématiquement une vue générale, de l'élément à membranes pour la séparation des mélanges gazeux et liquides, selon l'invention
la figure 2, une vue de l'appareil à membranes, dans lequel sont utilisés les éléments à membranes, assemblés sur le collecteur doté des douilles coaxiales avec trous et butées
la figure 3, une vue générale de l'appareil à membranes avec enveloppe élastique.
The description of the concrete embodiment of the present invention is given below with reference to the accompanying drawings, in which
Figure 1 schematically shows a general view of the membrane element for the separation of gas and liquid mixtures, according to the invention
FIG. 2, a view of the membrane apparatus, in which the membrane elements are used, assembled on the manifold provided with coaxial sockets with holes and stops
Figure 3, a general view of the membrane apparatus with elastic envelope.

Pour la meilleure compréhension des dessins, l'appareil à membranes est représenté sur deux figures (figures 2 et 3). For a better understanding of the drawings, the membrane apparatus is shown in two figures (Figures 2 and 3).

L'élément à membranes selon l'invention repré- sente à la figure 1 carprte deux membranes s#ï-#n#éables 1, exécutées, par exemple, en polyvinyl-triméthylsilane et entre lesquelles est placé un support poreux.  The membrane element according to the invention represented in FIG. 1 contains two membrane membranes # 1, made, for example, of polyvinyl-trimethylsilane and between which a porous support is placed.

Le support de l'élément à membranes est constitué par deux plaques poreuses 2, plates, d'un côté, nervurées de l'autre et orientées, par les côtés nervurés, l'une vers l'autre. The support of the membrane element is constituted by two porous plates 2, flat, on one side, ribbed on the other and oriented, by the ribbed sides, towards one another.

Sur les côtés plats des plaques 2 sont fixées des membranes 1 et, grâce aux nervures des autres côtés, les plaques forment un canal pour la dérivation du mélange enrichi. On the flat sides of the plates 2 membranes 1 are fixed and, thanks to the ribs on the other sides, the plates form a channel for the derivation of the enriched mixture.

Les membranes semi-perméables 1 et le support poreux sont étanchés selon le bord 3 de tout le périmètre de l'élément. The semi-permeable membranes 1 and the porous support are sealed along the edge 3 of the entire perimeter of the element.

L'élément à membranes fonctionne de la manière suivante. The membrane element operates as follows.

Le mélange à séparer (par exemple, l'air atmosphérique) est amené sous pression à la surface des membranes semi-perméables 1 de l'élément. Grâce aux différents pouvoirs pénétrants de l'oxygène et de l'azote, à travers les membranes 1 se diffuse principalement l'air enrichi par l'oxygène. Il arrive, ensuite, à travers les pores des plaques 2 dans les canaux formés par les côtés nervures des plaques de l'élément. Par ces canaux, l'air enrichi se dirige à l'orifice 4 pour être dérivé, a travers le collecteur de l'appareil à membranes, sous forme du produit voulu. The mixture to be separated (for example, atmospheric air) is brought under pressure to the surface of the semi-permeable membranes 1 of the element. Thanks to the various penetrating powers of oxygen and nitrogen, through the membranes 1 diffuse mainly the air enriched by oxygen. It then arrives through the pores of the plates 2 in the channels formed by the rib sides of the plates of the element. Through these channels, the enriched air is directed to the orifice 4 to be diverted, through the collector of the membrane apparatus, in the form of the desired product.

La présence des canaux formés par les côtés nervurés des plaques poreuses 2 diminue notablement la résistance hydraulique et permet l'enrichissement efficace de l'air par l'oxygène jusqu'à 42 %, avec épaisseur minimale de l'élément à membranes (0,7 à 2,0 mm) et haut empaquetage des membranes dans l'appareil (jusqu' 600 m2/m3). The presence of the channels formed by the ribbed sides of the porous plates 2 significantly reduces the hydraulic resistance and allows efficient enrichment of the air with oxygen up to 42%, with minimum thickness of the membrane element (0, 7 to 2.0 mm) and high packaging of the membranes in the device (up to 600 m2 / m3).

Grâce à la disposition des membranes 1 sur le côté plat des plaques poreuses 2 rigides, la tension de la membrane avec formation des microfissures est exclue ainsi que l'apparition des plis sur les membranes, ce qui se traduit par l'accroissement notable de la durée de service des éléments. Thanks to the arrangement of the membranes 1 on the flat side of the rigid porous plates 2, the tension of the membrane with formation of microcracks is excluded as well as the appearance of folds on the membranes, which results in the notable increase in the service life of the elements.

Les plaques poreuses 2 peuvent être réalisées en matière plastique peu coûteuse, par exemple, en polyvinyl-chlorure, ce qui simplifie la fabrication des éléments à membranes et la rend moins chère. The porous plates 2 can be made of inexpensive plastic, for example, of polyvinyl chloride, which simplifies the manufacture of the membrane elements and makes it less expensive.

Grace à la particularité de fabrication de l'éliment à membranes, on obtient son épaisseur constante minimale et on assure la production automatisée en masse, à haut rendement, des éléments. Ces éléments à membranes jouent un rôle principal lors de la séparation des mélanges gazeux et liquides dans les appareils à membranes. Ils sont destinés à l'enrichissement de l'air par l'oxygène, a l'extraction de l'hélium et de l'hydrogène depuis les mElan- ges gazeux et au dessalage des eaux. Ces éléments sont utilisés avec plus de succès dans l'appareil à membranes repue sente sur les figures 2, 3. Thanks to the particularity of manufacture of the membrane feed, we obtain its minimum constant thickness and we assure the automated mass production, at high yield, of the elements. These membrane elements play a major role in the separation of gas and liquid mixtures in membrane devices. They are intended for enriching the air with oxygen, for the extraction of helium and hydrogen from gaseous mixtures and for the desalination of water. These elements are used with more success in the membrane apparatus provided in FIGS. 2, 3.

L'appareil à membranes pour la séparation des mé- langes gazeux et liquides (figures 2, 3) comporte un corps 5 en forme de cylindre, un couvercle 6, des raccords 7 et 8 res- pectivement pour 1 'introduction et la dérivation du mélange à séparer, un paquet d'éléments à membranes constitués des membranes 1 et des supports poreux dont, chacun, est réali- sé sous forme de deux plaques poreuses 2, plates d'un cette, nervurées de l'autre et orientées, par les côtés nervurés, l'une envers l'autre,
Chaque élément à membranes 1, 2 peut avoir la forme d'un disque avec segments coupés.Lors de l'assemblam ge de ces éléments à membranes en paquet on met les disques, l'un par rapport à l'autre, de sorte que les segments coupés se trouvent de part et d'autre de l'axe longitudinal du collecteur 9, ce qui assure l'écoulement successif du mélange enrichi d'un élément à membranes à l'autre.
The membrane apparatus for the separation of gaseous and liquid mixtures (FIGS. 2, 3) comprises a body 5 in the form of a cylinder, a cover 6, fittings 7 and 8 respectively for the introduction and the derivation of the mixture to be separated, a package of membrane elements consisting of membranes 1 and porous supports, each of which is produced in the form of two porous plates 2, flat on one side, ribbed on the other and oriented, by the ribbed sides, facing each other,
Each membrane element 1, 2 can have the shape of a disc with cut segments. When assembling these membrane elements in a packet, the discs are placed, one in relation to the other, so that the cut segments are located on either side of the longitudinal axis of the manifold 9, which ensures the successive flow of the enriched mixture from one membrane element to another.

Les éléments à membranes 1, 2 sont montes sur le collecteur 9 avec joints d'étanchéité 10. Le paquet d'élé- ments à membranes avec joints est enfermé dans une enveloppe élastique 11 adhérant étroitement aux faces 12 des éléments et à une saillie 13 exécutée sur le couvercle 6. Le périmé- tre de cette saillie coincide avec celui des éléments à membranes.Comme enveloppe élastique, on peut utiliser une eY- licule en polyéthylène, en lavsan ou une autre pellicule polymère, avec ou sans couche collante des pellicules polymères à retrait thermique , ainsi que lez tissus impré- gnés des compositions polymères autodurcissables, par exem- ple des résines époxydes.  The membrane elements 1, 2 are mounted on the manifold 9 with seals 10. The package of membrane elements with seals is enclosed in an elastic envelope 11 tightly adhering to the faces 12 of the elements and to a projection 13 executed on cover 6. The perimeter of this projection coincides with that of the membrane elements. As an elastic envelope, a polyethylene, lavsan or other polymeric film can be used, with or without a sticky layer of the films. thermally shrinking polymers, as well as fabrics impregnated with self-hardening polymer compositions, for example epoxy resins.

Le collecteur 9, pour la dérivation du mélange enrichi, est doté des douilles coaxiales 14 avec trous et butées 15. Sur les douilles 14 sont montés les éléments à membranes 1,2 avec joints 10. Sur l'extrémité libre du collecteur est vissé un écrou de serrage 16 avec orifice 17 pour la sortie du mélange enrichi. Pour l'étanchéité de l'appareil, l'écrou de serrage 16 est muni d'un joint annulaire 18. Lors du vissage de l'écrou de serrage 16, les douilles se déplacent librement sur le collecteur 9 et l'ef- fort total se répartit régulièrement, grâce à l'action des butées 15, selon tous les éléments à membranes en assurant, par cela même, l'étanchéité parfaite de l'appareil pendant une longue durée d'exploitation. The manifold 9, for the diversion of the enriched mixture, is provided with coaxial sockets 14 with holes and stops 15. On the sockets 14 are mounted the membrane elements 1,2 with seals 10. On the free end of the manifold is screwed a tightening nut 16 with hole 17 for the outlet of the enriched mixture. To seal the device, the clamping nut 16 is provided with an annular seal 18. When the clamping nut 16 is screwed, the sockets move freely on the manifold 9 and the force total is evenly distributed, thanks to the action of the stops 15, according to all the membrane elements, thereby ensuring perfect sealing of the device for a long period of operation.

L'appareil à membranes fonctionne de la matière ci-après. The membrane apparatus operates from the following material.

Le mélange à séparer arrive sous pression à travers le raccord 7, dans l'enceinte formée par le corps 5 d'appareil et l'enveloppe élastique 11. Ensuite il s'écoule, à travers les jeux formés par les faces des éléments à membranes 1, 2 et l'enveloppe élastique 11, dans l'espace entre les surfaces des éléments à membranes, les contourne successivement et sort de l'appareil par le raccord 8. The mixture to be separated arrives under pressure through the fitting 7, in the enclosure formed by the body 5 of the apparatus and the elastic envelope 11. Then it flows, through the clearances formed by the faces of the membrane elements. 1, 2 and the elastic envelope 11, in the space between the surfaces of the membrane elements, bypasses them successively and leaves the device by the connector 8.

Le sens d'écoulement du mélange enrichi est montre conventionnellement sur les figures 2, 3 par la flèche
A.
The direction of flow of the enriched mixture is conventionally shown in Figures 2, 3 by the arrow
AT.

A son tour, une partie du mélange à séparer se diffuse sélectivement à travers les membranes 1 et s'enrichit par les constituants facilement pénétrants. In turn, part of the mixture to be separated diffuses selectively through the membranes 1 and is enriched by the easily penetrating constituents.

Ayant traversé les canaux, formés par les côtés nervurés des plaques 2, le mélange enrichi passe par les trous des douilles 14 et pénétre dans le collecteur 9, d'où il est évacué, par l'orifice de l'écrou de serrage 16, hors de l'appareil. Having crossed the channels, formed by the ribbed sides of the plates 2, the enriched mixture passes through the holes of the sockets 14 and enters the collector 9, from where it is discharged, through the orifice of the tightening nut 16, out of the device.

Grâce a cette réalisation constructive de l'appareil à membranes, on assure la répartition régulière du mélange à séparer au-dessus de toute la surface de la membrane 1, une grande vitesse linéaire du mélange à séparer et l'absence des zones de stagnation. Thanks to this constructive embodiment of the membrane apparatus, there is a regular distribution of the mixture to be separated above the entire surface of the membrane 1, a high linear speed of the mixture to be separated and the absence of stagnation zones.

Tout ceci augmente sensiblement l'efficacité de séparation du mélange, fait accroitre l'extraction du constituant voulu et le degré d'enrichissement par les constituants. La présente de l'enveloppe élastique permet de rea- liser l'étanchéité parfaite entre l'enveloppe et les faces des éléments, avec quantité de travail minimale. En resultat de la réalisation constructive des éléments à membranes on obtient leur fonctionnement fiable au cours d'une exploitation prolongée de l'appareil et une grande stabilité des caractéristiques de travail des appareils à membranes.  All this appreciably increases the separation efficiency of the mixture, increases the extraction of the desired constituent and the degree of enrichment by the constituents. The presence of the elastic casing makes it possible to achieve perfect sealing between the casing and the faces of the elements, with minimum amount of work. As a result of the constructive construction of the membrane elements, their reliable operation is obtained during prolonged operation of the device and great stability of the working characteristics of the membrane devices.

Claims (4)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S 1) Elément à membranes pour séparation des mélanges gazeux et liquides, comportant deux membranes semi-perméables (1) entre lesquelles est placé un support poreux, c a r a c t é r i s é en ce que ledit support est exécuté sous forme de deux plaques poreuses (2), plates d'un côté,nervurées de l'autre et orientées par les côtés nervurés l'une vers l'autre. 1) Membrane element for separation of gaseous and liquid mixtures, comprising two semi-permeable membranes (1) between which is placed a porous support, characterized in that said support is executed in the form of two porous plates (2) , flat on one side, ribbed on the other and oriented by the ribbed sides towards each other. 2) Elément à membranes, conformément à la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que les plaques (2) sont réalisées en matières plastique poreuse. 2) Membrane element according to claim 1, c a r a c t é r i s in that the plates (2) are made of porous plastic. 3) Appareil à membranes pour séparation des mélanges gazeux et liquides, avec éléments à membranes conformément à la revendication 1, comportant un corps (5), un couvercle (6), des raccords (7,8) pour l'introduction et la dérivation du mélange à séparer, un collecteur (9) disposé à l'intérieur du corps et portant des éléments Qn?gnbranes (1, 2) plats avec joints d'étanchéité (10), c a r a c t é r i s é en ce que les éléments à membranes (1, 2) sont montés sur le collecteur (9) muni des douilles coaxiales (14) avec trous et butées (15) et sont réunis en un paquet enfermé dans une enveloppe élastique (11) adhérant étroitement aux faces (12) des éléments (1,2) et à une saillie (13) réalisée sur le couvercle (6) dont le périmètre coïncide avec le périmètre du paquet. 3) Membrane apparatus for separation of gas and liquid mixtures, with membrane elements according to claim 1, comprising a body (5), a cover (6), fittings (7,8) for the introduction and the derivation of the mixture to be separated, a collector (9) arranged inside the body and carrying flat Qn? gnbranes elements (1, 2) with seals (10), characterized in that the membrane elements (1, 2) are mounted on the manifold (9) provided with coaxial sockets (14) with holes and stops (15) and are united in a package enclosed in an elastic envelope (11) adhering tightly to the faces (12) of the elements (1,2) and a projection (13) formed on the cover (6) whose perimeter coincides with the perimeter of the package. 4) Appareil à membranes, conformément aux revendications 1, 2, c a r a c t é r i s é en ce que l'enveloppe élastique (11) est réalisée en tissu imprégné d'une composition polymère autodurcissable.  4) Membrane apparatus, according to claims 1, 2, c a r a c t é r i s in that the elastic envelope (11) is made of fabric impregnated with a self-hardening polymer composition.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0167101A2 (en) * 1984-06-30 1986-01-08 Forschungszentrum Jülich Gmbh Process and apparatus for converting water vapour with carbon or hydrocarbon

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6038003A (en) * 1983-08-10 1985-02-27 Toray Ind Inc Liquid separation apparatus
DE3332348A1 (en) * 1983-09-08 1985-04-04 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich HYDROGEN PERMEATION WALL
AT379520B (en) * 1984-03-01 1986-01-27 Vogelbusch Gmbh DEVICE FOR SEPARATING LIQUID OR GASEOUS MIXTURES
DE3507908A1 (en) * 1985-03-06 1986-09-11 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2054 Geesthacht DEVICE WITH MEMBRANES
DE4303936C1 (en) * 1993-02-10 1994-08-18 Gore W L & Ass Gmbh Device for removing gaseous substances from a gas stream
DE4342485C1 (en) * 1993-12-13 1995-03-30 Gore W L & Ass Gmbh Apparatus for removing gaseous substances from a gas stream
DE19811945A1 (en) * 1998-03-13 1999-09-16 Rochem Ro Wasserbehandlung Gmbh Cross-flow membrane filter for municipal water treatment plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1474929A (en) * 1966-02-15 1967-03-31 Rech S Tech Et Ind S R T I S A Apparatus for the treatment of a solution by reverse osmosis
US3813334A (en) * 1973-04-09 1974-05-28 Desalination Systems Porous backing material for semipermeable membrane cartridges
US3993566A (en) * 1975-01-08 1976-11-23 Amerace Corporation Reverse osmosis apparatus
FR2383694A1 (en) * 1977-03-18 1978-10-13 Rhone Poulenc Ind APPARATUS WITH FLAT MEMBRANES USABLE IN PARTICULAR IN GAS PERMEATION AND PROCEDURE FOR OBTAINING IT

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2597907A (en) * 1950-03-31 1952-05-27 Waldo A Steiner Apparatus for the separation of gases by fractional permeation through membranes
US2824620A (en) * 1955-09-12 1958-02-25 Universal Oil Prod Co Purification of hydrogen utilizing hydrogen-permeable membranes
US2958391A (en) * 1958-02-24 1960-11-01 Universal Oil Prod Co Purification of hydrogen utilizing hydrogen-permeable membranes
US3246449A (en) * 1959-06-09 1966-04-19 Union Carbide Corp Recovery of helium
GB1054774A (en) * 1962-07-10
US3332216A (en) * 1964-03-16 1967-07-25 Union Carbide Corp Fluid permeation apparatus
US3367504A (en) * 1964-12-21 1968-02-06 Gulf General Atomic Inc Spirally wrapped reverse osmosis membrane cell
US3401798A (en) * 1965-01-04 1968-09-17 Dorr Oliver Inc Cylindrically stacked and spirally configured semi-permeable membrane laminate apparatus
US3344586A (en) * 1965-06-22 1967-10-03 Engelhard Ind Inc Gas separation apparatus
US3499265A (en) * 1968-03-01 1970-03-10 Engelhard Min & Chem Apparatus for gas separation
DE1792446A1 (en) * 1968-09-04 1971-04-29 Josef Dr Med Hoeltzenbein Dialyzer made of stacked membranes
DE1953223C3 (en) * 1969-10-22 1981-07-02 Engelhard Minerals & Chemicals Corp., Newark, N.J. Device for separating hydrogen from a gas mixture
DE2050917B2 (en) * 1970-10-16 1973-02-08 Holstein & Kappert Maschinenfabrik Phoenix Gmbh PROCESS AND DEVICE FOR DEACUIFICATION
BE794634A (en) * 1972-01-28 1973-07-26 Rhone Poulenc Sa DIAPHRAGM SEPARATOR
FR2236538B1 (en) * 1973-07-11 1976-05-07 Rhone Poulenc Ind
DE2522102C3 (en) * 1975-05-17 1978-05-03 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck Breathing air humidifiers for respiratory devices
DE2529050C2 (en) * 1975-06-30 1983-01-05 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Moisture exchanger in devices for breathing and anesthesia
DE2617985C3 (en) * 1976-04-24 1979-02-22 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck Breathing air humidifiers for respiratory devices
DE2703892C2 (en) * 1977-01-31 1982-09-23 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Breathing air humidifiers for respiratory devices
JPS5440450U (en) * 1977-08-26 1979-03-17
DE2964203D1 (en) * 1978-07-12 1983-01-13 Jackson Richard R Nested hollow fiber humidifier
DE2900484B1 (en) * 1979-01-08 1980-08-07 Draegerwerk Ag Breathing air humidifier for breathing apparatus
DE2929706C2 (en) * 1979-07-21 1982-09-30 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Breathing air humidifiers and warmers for ventilation systems
DE2929584A1 (en) * 1979-07-21 1981-02-05 Draegerwerk Ag MOISTURE EXCHANGER IN BREATHING DEVICES
DE2929615C2 (en) * 1979-07-21 1982-10-07 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Moisture exchangers in devices for breathing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1474929A (en) * 1966-02-15 1967-03-31 Rech S Tech Et Ind S R T I S A Apparatus for the treatment of a solution by reverse osmosis
US3813334A (en) * 1973-04-09 1974-05-28 Desalination Systems Porous backing material for semipermeable membrane cartridges
US3993566A (en) * 1975-01-08 1976-11-23 Amerace Corporation Reverse osmosis apparatus
FR2383694A1 (en) * 1977-03-18 1978-10-13 Rhone Poulenc Ind APPARATUS WITH FLAT MEMBRANES USABLE IN PARTICULAR IN GAS PERMEATION AND PROCEDURE FOR OBTAINING IT

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EXBK/68 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0167101A2 (en) * 1984-06-30 1986-01-08 Forschungszentrum Jülich Gmbh Process and apparatus for converting water vapour with carbon or hydrocarbon
EP0167101A3 (en) * 1984-06-30 1987-08-12 Forschungszentrum Jülich Gmbh Process and apparatus for converting water vapour with carbon or hydrocarbon
US4713234A (en) * 1984-06-30 1987-12-15 Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Process and apparatus for conversion of water vapor with coal or hydrocarbon into a product gas

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57209603A (en) 1982-12-23
JPS6260923B2 (en) 1987-12-18
DE3125222A1 (en) 1983-03-24
DE3125222C2 (en) 1987-11-19
FR2511260B1 (en) 1988-05-06

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