[其他]從混合流體中分離個別流體的裝置和方法

無效

• 申請號: 87106594
• 申請日: 1987-09-26
• 公開（公告）號: CN87106594A
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 霍默·K·約翰森
• 申請（專利權）人: 陶氏化學公司
• 主分類號: B01D13/01
• 分類號: B01D13/01;B01D53/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯

本發明涉及一種用于從含滲透性和非滲透性流體混合物中分離個別流體的裝置。流體是通過空心纖維構件加以分離，其中滲透性流體透過空心纖維壁，輸送到一收集點。非滲透性流體迂回于纖維間，收集到另一收集點。非滲透性流體迂回于纖維間，收集到另一收集點。

目前已有若干種設計用于從流體混合物中使流體彼此分離的通用裝置。在這些裝置中，有一種稱之為Generon的空氣分離體系（道化學公司），是專門為從空氣流中分離氧氣和氮氣而設計的。基本體系是由一束并行放置的空心聚烯烴纖維構成。在纖維束的每一末端，各根纖維由一個環氧樹脂制的管板把它們連起來，纖維束中包有一根多孔分配管，該管子沿纖維束的長度方向伸展。纖維束構件安裝在一金屬圓筒（殼體）的內部分，纖維束的外周邊和殼體之間留有空間，管板的前表面和封閉殼體的每一端的平板之間也留有空間。

這種裝置的典型操作是高壓空氣由分配管的開口端通入（另一端封閉）。當空氣通過分配管時，它從分配管的多孔中流出，進入纖維束中。氧氣組分很容易滲透過纖維壁，并沿著纖維的孔腔流往筒體兩端的出口放出，而氮氣組分卻不容易透過纖維壁。因此，作為非滲透性流體的氮氣就迂回于纖維間并由筒體頂部出口排出。

從設計的觀點看，上述的空氣分離方案并不完全令人滿意。當壓縮空氣通入纖維束中時，作用于每一塊管板背面的力會使得管板前后彎曲（即，擾曲），因為每一塊管板的前面不存在平衡力。擾曲作用使聯接分配管的管板處承受著相當大的應力。因為聯接處只占每一塊管板的很小面積，所以管板常常在這個接合處開裂，或者在一些其它地方開裂。

本發明則克服上述這個問題。在圖示的本發明具體實施例中，由作用于管板背面壓力造成的每塊管板的擾曲可通過在管板的圓周提供一種機械支撐得以減小。減小擾曲即等于減小應力，因此也就減少開裂。在纖維束一端，機械支撐體是固定的;支撐體的另一端可調節，以適應纖維束的長度變化。

本發明涉及從含滲透性流體和非滲透性流體的混合流體中分離出個別流體的裝置，

一個細長形殼體;

一束空心纖維構件，它包含一個細長形、開有許多孔的分配管;

分配管一端開口，另一端封閉，該分配管被一束相互間隔的空心纖維包周在中央，并且該管適于輸送流體進入纖維束;

在纖維一端，各空心纖維固定在第一塊管板中，在纖維束的另一端，各空心纖維則固定在第二塊管板上，每一塊管板由樹脂材料制備，每一塊管板各具有一內表面和外表面;

空心纖維束安裝在細長形殼體的內部，使纖維束的外表面和殼體的內表面之間留有一空間;

至少有一個第一種流體出口位于細長形殼體上，該出口與纖維束和殼體間的相連通;

至少還有一個第二流體出口;

至少還有一個第三流體出口;

其中，含滲透性和非滲透性流體的氣流以10～1000psia（68千帕（Kpa）～6895千帕（Kpa））的壓力輸入分配管開口端;

從分配管流出的滲透性流體透過每一空心纖維管壁通過第二和第三流體出口從分離裝置排出;

從分配管流出的非滲透性體穿過束狀空心纖維間的空間經第一流體出口從分離裝置排出;特征在于：

在殼體一端內部安裝有一可移動式法蘭，并且在殼體內部可前后移動，可移動式法蘭具有一內表面和一外表面，內表面上有一個與第一塊管相接觸的凸棱結構，因此可移動式法蘭的內表面和第一塊管板的外表面之間留有一定的空間;

有一具有外螺紋的調節環，它與緊挨在可移動法蘭的殼體內壁上的內螺紋相嚙合，該調節環的內表面與可移動法蘭外表面相接觸，并且能在殼體內部前后移動，因此，可以調節可移動式法蘭的位置。

安裝在與可移動式法蘭相反一端殼體內面的靜止法蘭，具有一內表面和一外表面，內表面上有一凸棱結構與第二塊管板相接觸，因此靜止法蘭的內表面和第二塊管板外表面之間留有一空間。

第二流體的出口穿經可移動法蘭，并與可移動法蘭的內表面和第一塊管板的外表面之間的空相連通;

第三種流體的出口穿經靜止法蘭，并與靜止法蘭內表面和第二塊管板的外表面之間的空間相連通。

在另一具體實施例中，本發明涉及從含滲透性流體和非滲透性流體混合流體中分離個別流體的方法，由若干步驟組成：

在一細長形殼體的內部放置一束相互間隔的空心纖維，形成一分離裝置;

在空心纖維束的中心，安裝一細長形、多孔的分配管;

在空心纖維束的一端，將每一空心纖維固定在第一塊管板中，在纖維束的另一端將其固定在第二塊管板中;