[發(fā)明專利]平板接觸器和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280029856.0
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN103635250A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 加雷思·P·泰勒;蒂莫西·D·坡賴斯;阿密塔瓦·塞古坡塔;保羅·A·彼得森;C·格倫·溫斯利
• 申請（專利權(quán)）人: 塞爾格有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D63/00;B01D46/54;B01D53/22;F24F13/28
• 代理公司: 北京王景林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11320
• 代理人: 王景林

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求保護2011年6月3日提交的美國臨時專利申請系列No.61/492.839的益處和優(yōu)先權(quán)，該臨時專利申請據(jù)此通過引用并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本申請涉及平板多孔膜接觸器和/或它們的制造和/或使用方法。在至少所選擇的實施方案中，本發(fā)明涉及平板微孔膜接觸器和/或它們的制造和/或使用方法。在至少某些特定的實施方案中，本發(fā)明涉及平片和/或中空纖維陣列平板接觸器、接觸器系統(tǒng)、和/或它們的制造和/或使用方法。在至少所選擇的實施方案中，本發(fā)明涉及中空纖維膜接觸器和/或它們的制造和/或使用方法。在至少某些所選擇的實施方案中，本發(fā)明涉及平板中空纖維膜接觸器和/或它們的制造和/或使用方法。在至少某些特定的實施方案中，本發(fā)明涉及中空纖維陣列平板接觸器、接觸器系統(tǒng)、和/或它們的制造和/或使用方法。在至少特定的所選擇的實施方案中，接觸器適合于放置在空氣導(dǎo)管(例如，HVAC導(dǎo)管)中，且具有封閉至少一個纏繞的、打褶的或折疊的平片和/中空纖維陣列、灌封粘貼纏繞的、打褶的或折疊的平片和/中空纖維陣列的每一個端部的矩形框架或殼體，且適合于具有與纏繞的、打褶的或折疊的平片和/或中空纖維的開放端部連通的第一流體，和與纏繞的、打褶的或折疊的平片的外表面和/或中空纖維的殼連通的第二流體。在至少特定的可能優(yōu)選的實施方案中，接觸器適合于放置在空氣導(dǎo)管(例如，HVAC導(dǎo)管)中，且具有封閉包括多個中空纖維膜的至少一個纏繞的、打褶的或折疊的中空纖維陣列、灌封粘貼中空纖維的每一個端部的矩形框架或殼體，且適合于具有與中空纖維的開放端部連通的第一流體且和與中空纖維的殼連通的第二流體。

發(fā)明背景

膜接觸器可以用于許多目的，包括但不限于，從液體除去夾帶的氣體、使液體脫泡、過濾液體，和將氣體加入液體中。已知膜接觸器用于許多不同的應(yīng)用中，例如，膜接觸器可以用于從用于印刷的油墨除去夾帶的氣體。

膜接觸器還可以提供實現(xiàn)氣體/氣體、氣體/液體、和液體/液體(其可以包括液體/溶解的固體)分離、轉(zhuǎn)移或添加的手段。膜接觸器通常用于使兩種不混溶的流體相—例如第一液體和第二液體或氣體和液體彼此接觸，以實現(xiàn)一種或多種組分從一種流體到另一種流體的分離和/或轉(zhuǎn)移。

中空纖維膜接觸器通常包括圓柱形的微孔中空纖維束或叢（mat），和封閉纖維束的剛性圓柱形殼或殼體。殼可以設(shè)置有多個端口，例如，四個流體端口：用于引入第一流體的入口，用于排出第一流體的出口，用于引入第二流體的入口，和用于排出第二流體的出口。中空纖維可以在兩個端部被罐裝在殼體內(nèi)，以形成具有纖維孔的聚合物管片，纖維孔在每一個端部通向殼的共同的第一端蓋部分和第二端蓋部分。在管側(cè)（tube-side）或腔側(cè)（lumen-side）接觸器中，第一端蓋可以包含用于第一流體的入口，第一流體被指定為管側(cè)或腔側(cè)流體，因為其是經(jīng)過纖維的內(nèi)部腔的流體。第二端蓋包含用于排出腔側(cè)流體的出口。被指定為殼側(cè)流體的第二流體，通常通過布置在管片之間的入口和出口端口進入和離開殼體，借此殼側(cè)流體接觸纖維的外表面。殼側(cè)流體流過在纖維束的纖維之間的間隙，且可以被引導(dǎo)成平行于或垂直于纖維長度流動。

在殼側(cè)接觸器中，接觸器可以包括經(jīng)過端蓋且具有用作用于第一流體的入口的第一端部的中心芯，第一流體被指定為殼側(cè)流體，因為其是在中空纖維的外部或殼上經(jīng)過的流體。第一端蓋可以包含用于第二流體的入口，第二流體被指定為管側(cè)或腔側(cè)流體，因為其是經(jīng)過纖維的內(nèi)部腔的流體。第二端蓋包含用于排出腔側(cè)流體的出口。指定為殼側(cè)流體的第一流體，通常通過穿孔的芯的入口和出口端口(開放端部)進入和離開殼體，且通常離開和再進入芯中的在管片之間的穿孔，借此殼側(cè)流體接觸纖維的外表面。殼側(cè)流體流過在纖維束的纖維之間的間隙，且可以被引導(dǎo)成平行于或垂直于纖維長度流動。

因為管片將腔側(cè)流體與殼側(cè)流體分開，所以腔側(cè)流體沒有與殼側(cè)流體混合，且在腔側(cè)流體和殼側(cè)流體之間的唯一傳遞通過中空纖維的壁而發(fā)生。纖維壁中的細(xì)孔通常填充有兩種流體中的一種的固定層，另一種流體由于表面張力和/或壓力差影響而被排出孔。質(zhì)量傳遞和分離通常通過擴散來引起，擴散通過轉(zhuǎn)移物質(zhì)在兩相之間的濃度差來驅(qū)動。通常，沒有發(fā)生跨過膜的對流或總體流動。

在氣體/液體分離的情況下，膜接觸器通常由疏水性的中空纖維微孔膜制造。因為膜是疏水性的且具有非常小的孔，所以液體將不容易經(jīng)過孔。膜作為使液相和氣相直接接觸而不分散的惰性載體。在兩相之間的質(zhì)量傳遞通常受正被轉(zhuǎn)移的氣體物質(zhì)的分壓差支配。