DE1642811A1

DE1642811A1 - Diffusionszelle,Diffusionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE1642811A1
Application number: DE1967D0053970
Authority: DE
Inventors: Strand Norman Stanley
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1964-12-09
Filing date: 1967-08-30
Publication date: 1971-05-06
Also published as: NL6711789A; DE1642811C3; DE1642811B2; BE702991A; GB1203655A; NL162563C; US3342729A; NL162563B

Description

_1BERLIN33 8MÜNCHEN27

*******⁶⁵ Dr.-Ing. HANS RUSCHKE EKÄff²

Pat.-Anw. Dr. Ruschke i-v · ι ι urin? 1ΛΙΙΙ AD

Telefon: 03,1^02, Dipl.-ln_fl. HEINZ AGULAR Telefon: 08,,,™₈*

Postscheckkonto: PATENTANWÄLTE Postscheckkonto: Berlin West 74 94 München 662 77 Bankkonto: Bankkonto: Bank f. Handel u. Industrie Dresdner Bank Depositenkasse 32 * München Berlin 33 Dep.-Kasse LeopoldstraBe Teplitzor Straße 42 10/0011 Kto. 59 515

^Κ*°· ³²⁷⁶⁰* I P 4 4 Q I j Telegramm-Adresse:

ZZSZSSL Quadratur München

D 1543

The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, V.St.A

Diffusionsselle, Diffusionsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine besonders wirksame und leistungsfähige permeable Abscheidezone oder Mff usionszelle, ferner auf eine diese Zelle verwendende Diffusionsvorrichtung und auf ein Verfahren zum Abscheiden einer Komponente oder eines Bestandteiles aus einem mehrere Komponenten oder Bestandteile enthaltenden Strömungsmittel oder au» einer Flüssigkeit.

χ·Χ: sind verschiedene Membranen bekannt,, die die uigenschaft haben, in verschiedenen Graden für verschiedene Komponenten von Flüsuigkeitsgemischen wahlweise permeabel oder durchlässig au sein. Einige Membranen sind für Wasser durchlässig j halten aber Ionen aurück. Andere Membranen fjind für Ionen in Lösungen durchlässig. Noch andere Membranen besitzen verschiedenartige Durchdringungsgesehwindig-

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keiten für zwei oder mehr nichtionische Bestandteile von Fltissigkeitsgemisohen. Weitere Membranen sind die sogenannten Molekularsiebe, wie sie beispielsweise zur Dialyse verwendet werden. Diese Siebe lassen oft Ionen und andere Stoffe durch, verhindern aber den Durchlaß von Bestandteilen hohen Molgewichtes oder lassen nur gewisse Fraktionen bestimmter Stoffe bestimmten Molgewichtes duroh, was von der Molekulargröße und den -Verhältnissen abhängt«

Die Ultrafiltration oder Umkehr-Osmose ist eine der am meisten gebrauchten Verwendungen der Diffusion. Wenn beispielsweise eine Lösung auf der einen Seite einer osmotischen Membran und das entsprechende Lösungsmittel auf der anderen Seite der Membran vorhanden ist, so verlagert sich das Lösungsmittel durch die Membran hindurch in die Lösung. Der Druck dieser Durchdringung ändert sich mit der Art und der Konzentration der betreffenden Lösung. Dieser Druck ist bekannt als der spezifische osmotische Druck für diese Lösung.

Wird auf die Lösung ein Druckgefälle zur Einwirkung gebracht (und zwar entgegengesetzt jedem Druck, der auf die Lösungsmittelseite der Membran und im Überschuß zum spezifischen osmotischen Druck des Systems ausgeübt wird), dann erfolgt eine "Umkehr-Osmose" oder Ultrafiltration» In diesem Falle wird das Lösungsmittel aus der Lösung durch die Membran hindurchgedrückt, TwanreKd dia Ionen am Durch-

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tritt durch die Membran gehindert werden. Wird"in der Membran ein Stoff verwendet, der zur wahlweisen Permeabilität derartiger Flüssigkeiten geeignet ist, dann erfolgt die Umkehr-Osmose "bei dem vorgeschriebenen Druck oder oberhalb des vorgeschriebenen Druckes für fast alle Flüssigkeiten.

Die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes durch eine Membran hindurch kann nach der Gleichung berechnet werdent (1

Geschwindigkeit * PC χ Fläche χ Druckgefälle minus osmoti-

schem Druck durch Membranstärke.

In dieser Gleichung ist PC die Permeabilitätskonstante, deren Größe von dem in der Membran verwendeten Material und auch von der abzuscheidenden Konstanten abhängt. Das- jeweils erforderliche Membranmaterial wird entsprechend der Geeignetheit gewählt. Verschiedene geeignete Membranmaterialien werden hier später beschrieben.

Zur Erzielung der Umkehr-Osmose sind ziemlich hohe Drucke erforderlich. Für die Mehrzahl der im Handel erhältlichen wäßrigen Ionenlösungen werden mindestens 7 kg/

cm benötigt. Da die. Geschwindigkeit des Durchtrittes oder des Durchdringens unmittelbar von dem Druckgefälle abhängt, erfordert eine wirksame Umkehr-Osmose für gewöhnlich Drucke, die das Vielfache des oben erwähnten Mindestdruckes betragen.

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Trotz der den mit permeablen Membranen arbeitenden Abseheidesystemen innewohnenden Vorteile werden diese Vorrichtungen technisch wenig verwendet. Der Grund hierfür ist hauptsächlich die verhältnismäßig geringe Durchdringungsgeschwindigkeit oder -menge der gewünschten Komponente von der einen Seite der Membran zur anderen Seite.

Die Hauptursache für die Unwirksamkeit der "bekannten S ehe ide vorrichtung liegt vor allem in der MemT&n, in der die Abscheidung erfolgt. Werden als durchlässige Membran flache Bogen verwendet, so müssen diese Bogen gegen die Drucke abgestützt werden, die durch das zum Erzielen des Durchdringens erforderliche Druckgefälle auf die Membran ausgeübt werden. Die Membranfläche, durch die die gewünschte Komponente hindurchdringen muß, ist daher auf diejenigen Zonen begrenzt, in denen der Flüs sigkeit sdurchtritt durch das Traggestell nicht behindert ist.

Die bisher verwendeten Membranen sind in der Hauptsache dünne, uniplanare Membranen, die von genuteten, gelochten oder porösen Stützplatten starr getragen werden. Bei einer derartigen Ausführung ist ein Membranbogen sehr großer Fläche oder sind mehrere Bogen erforderlich, um praktisch verwendbare Ergebnisse zu erzielen. Bei diesen Ausführungen gibt es viele "tote" Flächen, in denen kein Durchdringen erfolgt und die dort vorhanden sind, wo die Membranen gegen die Stützplatten gedrückt werden. Die für

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das Durchdringen zur Verfügung stehenden "freien" Flächen werden also entsprechend xler zum Tragen der Membran erforderlichen "toten" Fläche verringert.

Die Verwendung von hohlen Filamenbfäden als Membranmaberial hab den Vorteil, daß sich die Membran selbst gegen die auf die Innenseite oder die Außenseite der Faser einwirkendem Drucke br-'igb. Werden jedoch mehrere Fäden zusammengefaßt, um die genügend große Oesamtmenibranflache zu schaffan, durch die der Flüssigkeitsstrom hindurchge- ^f

leitet werden kann, dann kann die verschiedenartige Anordnung der Fadenbündel iif) Gesamtdurahdringungnmenge dadurch verringern, daß an den iJ be ilen, an denen sich benaohbarbe Filamentf 'H en aneinander legen oder berühren, der Abfluß oder der Zufluß der B'Üissifiksib behinderb wird» Diese Berührung und idosu iiahe sbörb dia iJbrb'mimgsgeschviindigkeLb der Fiüstjigkoib aiii* der Außenseite der hohlen Fäden und sbörb auch die Berührung dur Flüssigkeit mib der Außensei bei der Beiden, so daß die in den Irmenzonen cloa Bündeis ge Lego-- ^

non Fiianienbfädim von dar -iußeren FLüssigfceib kaum berührb werden. Die gegorisnlbigan iibeiliingon der B'äden in paral« Ielon Bunch)lan·-minimum, diu in dor 'Zone K7;isohen don 8ammoLrolu'tjn zitiniLieli I eofcir f_;;)hal.tjn //«rdon, könne η fjich uii'ilL 7/ahrond dor Hern bo Llung od-ir -uioh f/Hhrend dos (rübrau · ühfj£] Λ nc An ing» /Brnuhlobfnu Eo huub'ihb alijo kein ti Stehet'·· hei.b, daß diö B'-'ldan so Linjiun, daß die größte unb-jhinderba B'rol.riäoti i vorhanden List;.

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Bei Verwendung verschiedenartiger Anordnungen aus Bündeln hohler Filamentfäden, und zwar Bündeln aus parallel verlaufenden Fäden und Bündeln aus gewickelten oder umwikkelten Fäden, entstehen schwierige Probleme beim Abdichten der an den Sammelkainniern anzuschließenden Faden- oder BUnde!enden und oft leiten die Fäden nach Art eines Dochtes das Diohtmittel auf das Bündel, so daß ein Teil der Fadenoberfläche von der Flüssigkeit nicht mehr berührt wird. Eine weitere Schwierigkeit bei einer Bügelanordnung aus hohlen Fäden besteht darin, daß es beim Brechen eines Fadens und bei dem sich daraus ergebenden Sickern nicht nur schwierig ist, die gebrochenen Fäden herauszufinden,sondern daß es oft nicht möglich ist, die Fäden abzudichten oder auszuwochseIn, ohne die Zöite au beschädigen oder teilweise su «erstüreri, insbesondere wenn gewickelte oder umwickelte Bundοi verwendet werden. Das Reinigen der aus hohlen Fäden bestehenden Bündel, bereitet ebenfalls Schwierigkeiten. Es ist oft schwär, eine genügend angemessene Berührung aller Oberflächen dar im Dtindet gelegenen inneren Fäden zu erzLnLan. Eine .nicht oinwandf reie Reinigung kann au Schwierigkeiten führen, wenn dieselbe Zelle odor dieselbe Abseiht)idovorrichtung .sum Trennen mehrerer versohiedenarbl-Btoffe vor wunde b wird und eine '/erurireini^uru;; vermieden muß» Büsorulert) Probleme enbobehan, worin Nahrungs-,Ui reinigen, i'-u konzonbrieron usw. sind. Wenn die

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Zeile nach ihrer Verwendung nicht sofort gereinigt wird, können die Nehrungsmittelteilchen sauer werden, verfaulen oder zerfallen, worauf sich Bakterien einstellen und Schimmelpilze wachsen.

Die Erfindung "betrifft nun eine neuartige Diffusionsmembran, sowie eine Diffusionsvorrichtung mit hohlen Fasern oder Fäden, die die Mängel und Nachteile der bekannten Ausführungen behebt.

Die Erfindung besteht - kurz zusammengefaßt darin, daß die vorteilhaften Merkmale von Membranen mit hohlen Fäden durch eine sehr wirkungsvolle Anordnung der Fäden in Form einer Diffusionszelle verwendet werden. Die Zelle hat eine maschen-, gewebe- oder netzartige Membran aus mehreren verwebten oder verflochtenen hohlen Filamentfäden, ähnlich einem Gewebe. Das Netzwerk hat mehrere Fäden, die im wesentlichen senkrecht zu mehreren anderen Fäden gerichtet sind. Die Kanten der Membran sind in einem Rahmen abgedichtet, wobei die offenen Enden der Fäden in öffnungen enden, die sich um die Seiten des Rahmens erstrecken und von der Rahmenmittelöffnung getrennt sind. Ein Strömungsmittel oder eine Flüssigkeit kann durch die Mittelöffnung hindurch und über die Außenseiten der Fäden geleitet werden. Für gewöhnlich wird ein zweites Strömungsmittel oder eine zweite Flüssigkeit durch die in den Seiten des Rahmens gelegenen öffnungen geleitet und durch-

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strömt die hohlen Fäden. Die Abscheidung erfolgt durch die Wand der Hohlfäden hindurch. Die Durchdringung oder Permeation kann je nach dem System von der Außenseite zur Innenseite der Fäden oder von der Innenseite zur Außenseite der Fäden erfolgen. Es ist nicht immer notwendig, daß zwei Strömungsmittel oder Flüssigkeiten vorhanden sind, da in einigen Fällen die Durchdringung von der einen Seite zur anderen Seite erfolgt, ohne daß zwischen zwei verschiedenen Flüssigkeiten ein treibender Durchdringungβdruck oder ein Diffusionsdruck vorhanden ist oder verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Diffusionszelle kennzeichnet sich durch einen Rahmen| durch einen in diesem Rahmen vor handene Mittelöffnungι durch eine in diesem Rahmen vorhandene gerade Zahl und mindestens vier sich gegenüberstehender, im Abstand voneinander befindlicher Umfangsöffnungen, und durch eine maschen- oder gewebeartige Membran aus mehreren, miteinander verflochtenen, hohlen, wahlweise permeablen Filamentfäden mit Endöffnungen, von denen eine ■wesentliche Zahl dieser Fäden für Strömungsmittel an den Fadenenden offen sind und eine wesentliche Zahl dieser Fäden winklig zu anderen Fäden in der Ebene der Membran liegt, die so in dem Rahmen angeordnet ist, daß sie mindestens die gleiche Ausdehnung wie die Mittelöffnung hat und daß die Enden aller Fäden in zwei sich gegenüberstehenden, im Abstand voneinander befindlichen Umfangsöffnungen enden.

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Die erfindungsgemäße Diffusionsvorrichtung, bei der mindestens eine der vorstehend erwähnten Zellen verwendet wird, kennzeichnet sich durch einen zu der Mittelöffnung der Zelle fahrenden Einlaßkanal; durch einen aus der Mittelöffnung der Zelle herausführenden Auslaßkanal j durch Einlaßkanäle zur ersten Hälfte der UmfangsÖffnungen; durch Auslaßkanäle zur zweiten Hälfte der Umfangsöffnungen, wobei die zweite Hälfte der Umfangsöffnungen gegenüber und im Abstand von der ersten Hälfte der Umfangsöffnungen, in der sich die Einlaßkanäle befinden, angeordnet ist, und durch eine zwischen der Mittelöffnung und den Umfangs öffnungen vorhandene Dichtung·

Die Diffusionsvorrichtung kann mit Vorteil für viele verschiedenartige Abscheidungen verwendet werden, wobei großer Nutzen aus Anlagen gezogen werden kann, die außergewöhnlich große Durchdringungsflächen bei geringem Umfang haben.' In einer derartigen Vorrichtung kann eine große Zahl Zellen mit sehr kleinem Abstand gestapelt werden, so daß eine sehr große Diffusionsfläche in einem verhältnismäßig kleinen Raum geschaffen ist. In einzelnen Fällen können die Zellen aufeinander gelegt werden.

Die Erfindung ermöglicht ferner eine bequeme, angemessene und sichere Dichtung der unterstützten oder getragenen Enden der Hohlfäden. Außerdem sind alle Fadenaußenflächen, die von der Flüssigkeit berührt werden sollen,

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leicht und vollständig zugänglich. Infolgedessen können die Zellen auch leicht gereinigt werden. Außerdem ist eine Prüfung und Auswechslung der Fäden jeder Zelle leicht möglich. "

Die in der Diffusionszelle und in der Diffusionsvorrichtung verwendeten, im Durchmesser kleinen hohlen Filamentfäden widerstehen trotz ihrer sehr dünnen Wände hohen Druckgefällen. Die Ausführungen der bekannten Membranen erforderten entweder dickere Materialwände oder Stützplatten und andere Auflager, die dem auftretenden Druckgefälle widerstanden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar ist

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine aus hohlen Filamentfäden bestehende Membran, die in der erfindungsgemäßen Diffusionszelle und in der erfindungsgemäßen Diffusionsvorrichtung verwendet wirdj

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen in der Diffusionsvorrichtung verwendeten Rahmenteilχ

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht der Stellung des Rahmens nach Fig. 2 und der Membran nach Fig. 1 bei der Herstellung der Diffusionszelle;

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht einer Ausführung der Diffusionszelle j

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht einer in einer

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D iffusi ölvorrichtung verwendeten Kopfplatte und einer Verteilplatte}

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Diffusionsvorrichtung, und

Fig. 7 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer Diffusionsvorrichtung und ihrer Betriet»einrichtungen,

Fig. 8 und 9 sind vereinfachtβ Sohnittansichten, die verschieden· BetrietBeinrichtungen ftir die Diffueionevorriohtung "bei Verwendung mehrerer Zellen «eigen.

Fig. 10, 10a_f 11, 11a, 12/ und 12a sind eohematisch und diagraaaetiaoh dargestellt· Beispiel· *ur Verwendung der Diffusionseelle und der ^infusionsvorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Abscheidemembran oder Diffusionsmembran 10 aus hohlen Filamentfäden besteht ftir gewöhnlich aus einer einschichtigen Lage dieser Fäden, doch kann jede in der gewebe- oder netzartigen Membran vorhandene Rippe, die durch einen einzelnen Hohlfaden dargestellt ist, auch aus einem kleinen Bündel hohler Fäden bestehen. Vorzugsweise wird die Membran nach Art einer Webware durch Verweben oder Verflechten hergestellt, wodurch eine verhältnismäßig dimensionsstabile Membran entsteht und die Fäden an der ihnen gegebenen Stelle gehalten werden. Derartige gewebte Membranen können auf üblichen Textilmaschinen hergestellt werden, die die neuen und verwickelten

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Muster herzustellen vermögen, die als vorteilhaft angesehen werden. Es muß jedoch danaauf geachtet werden, daß kein Fadenbruch oder keine dünne Stelle während der Herstellung des Gewebes auftritt, damit Sickerstellen in der Membran verhütet werden.

Fig. 1a zeigt auseinandergezogen einen Teilquerschnitt einer gewebter Membran der in Fig. 1 dargestellten Art, deren Fäden 11 miteinander verwebt sind. Die in der einen Eichtung verlaufenden Fäden werden auf dem Textilgebiete mit Schußfäden und die in der senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden Fäden werden mit Kettfäden bezeichnet. Es können auch andere Einrichtungen zur Herstellung der Gewebe verwendet werden, z.B. Handeinlegvorrichtungen od. dgl.. Jeder Faden 11 hat eine Wand 12 und eine ununterbrochene Bohrung 13, durch die eine Flüssigkeit oder ein Strömungsmittel strömen kann. Die tatsächliche Trennung der Komponenten erfolgt durch diese Wand 12 hindurch, die aus einem ausgewählten durchlässigen Material besteht, z.B. aus einem für gewöhnlich vollen polymeren Kunststoff, der zu einem feinen hohlen Faden gezogen werden kann.

Es können verschiedene Stoffe zur Herstellung des durchlässigen Fadens verwendet werden. Die meisten dieser Stoffe sind organische Stoffe, z.B. polymere Stoffe, wie Azetat-, Triazetat-, Propionat-, Nitrat- usw. Ester von Zellulose, und zwar einschließlich der Mono-, Di- und Tri-

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ester und Gemischen dieser Ester; Zelluloseäther, z.B., Methyl-, Itbhyl-, Hydroxyallcyl-, üarboxyalkyl~Äther, und zwar einschließlich gemischter Zelluloseather; regenerierte Zellulose) Polyvinylalkohole} Polysaccharide; Kasein und seine Derivate usw.. Die erwähnten Stoffe sind hydrophil und sind besonders vorteilhaft "bei der Behandlung von wäßrigen Lösungsmibtelgemisohen,

Zum Abscheiden von organischen Komponenten aus Flüssigkeibr.güMlyohen sind verschiedene hydrophobe Stoffο besonders geeignet, z.B. lineare Kunst; ab off poly amide, Polykarboiiabö, t'olyvinylchlorid und seine Kopolymere; Polyvinylidenchlorid und «eine Kopolymere, Polyurethane, Polyvinyiformalo und »bubyrale und Gomiache derselben, Methakrylatpolymer«, 9byrο!polymere, Polyolefine, z.B» Polyäthylene, Polypropylene usw. und andere Polyester aowl« Oemisttlie dLeoer Stoffe. Akrylnlbriipolymerisate und auch bestimmt« ^ellulosedorivate aovde gemisohbe iithex'-e£-ifc«r können no modifiziert werden, daß sie entweder hydrophil, oder hydrophob vAnd ₃ je nachdem, i/o lohen Kounaeiohen bei der VorvHndung erwünscht int»

Klnli;·.» d-;r ux'jvUhnbün stoffe, π ο "flie andere einon dur('hl^:iniäb;en Hohl faden bildende I) hoffe, ginaohlioi-Jliüh (il.au U5J7/. , k'uiiiCin i'liiii v/ahlwsLaen ilbsohöidiou veraohi-iden- ■'t\.U-l',iV ''A-vihiiunt'.iiVt'iii^uu^niijn 'nyvu-.m-y-il imvibm» Die Mombruti \u\iii. ¹UKu t'iir lonur? Λ.ιuit;-.»,»u.i;;1j·:ϊwsoke gfioißriot aein odur

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geeignet gemacht werden. Die Hohlfaden werden in diesem Falle in den Zellen fiir lonen-Austauschzweeke verwendet, Beispiele für derartige Ionen-Austauschstoffe sind Kunst-. stoffe, die Karboxyl-, SuIfo-, Phosphor-, Ainin-, quaternäre Ammonium-, Mercaptan-, Enolat-Gruppen und Phenolgruppen enthalten, z.B. sulfoniertes Polyäthylen oder sulfoniertes Polystyrol. Besonders vorteilhaft ist eine gewebeartige Membran aus Fäden mit Kationen-Austauscheigenschaften, die in der einen Richtung (z_oB. der Kettenfadenrichtung) verlaufen und aus Fäden mit Anionen-Austauscheigenschaften, die in einer senkrecht zur ersterwähnten Richtung gerichteten Richtung (z,B, der Schußfadenrichtung) verlaufen. Eine derartige Membran aus Fäden dieser Stoffe kann auf diese Weise in der neuen Zelle und in der neuen Diffusionsvorrichtung beispielsweise als ein Filterbett für einen kontinuierlich arbeitenden Wasserentsalzer oder Wasserenthärter verwendet werden.

Die Hohlfaden werden in .,an sich bekannter Weise hergestellt, Im allgemeinen werden die Fäden mittels des Schmelz-, Trocken-, oder Naßziehverfahrens hergestellt, was von den zur Verwendung kommenden Stoffen abhängt, Der ■ Spinnkopf wird entsprechend dem angewendeten Spinnverfahren und den in dem Hohlfaden geÄnsehten tesonderen Abmessungen gewählt, Zur Herstellung des Hohlfadens hat der Spinnkopf ölna kleine runde Öffnung in der Mündung, über die die Spinnmaufse ausgesogen wird»

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Die in der Gewebemembran verwendeten Hohlfaden sind verhältnismäßig feine Filamehtfäden. Die Wandstärke der Fäden wird so gewählt, daß die Fäden dem Druck widerstehen, der "bei der Diffusion auftritt. Erwünscht ist im allgemei- '

2 iien eine Widerstandsfähigkeit gegen Drucke von 7 kg/cm oder höher. Die kleinen Durchmesser dieser feinen Hohlfäden ermöglichen den selbsttragenden Membranwänden des Fadens, beträchtlichen Drucken zu widerstehen.-

Vorzugsweise ist der Außendurchmesser der Hohlfaden (| nicht größer als 0,350⁷IDm (550 Mikron) und vorteilhaft nicht größer als 0,300 mm (300 Mikron). Vorzugsweise liegen die Außendurchmesser der Fäden im Bereich von 0,01 "bis 0,05 mm (10 Mikron TaIs 50 Mikron). Bas Verhältnis der Wandstärke der Hohlfäden zum Außendurchmesser der Fäden reicht vorteilhaft von 1 zu 8 bis zu 1 zu 3. Die Wandstärke der Fäden liegt im Bereich von 0,001 bis 0,05 mm (1 Mikron bis 50 Mikron) und vorzugsweise zwischen 0,002 bis 0,015 mm (2 Mikron bis 15 Mikron)."; Wandstärken unterhalb dieses Λ Bereiches widerstehen gegebenenfalls nicht den gewünschten Drucken, und Wandstärken oberghalb dieses Bereiches erhöhen den Widerstand gegen die Diffusion. Diese Kennzeichen ändern sich jedoch etwas mit den zur Verwendung kommenden Stoffen und auch mit der jeweiligen zur Anwendung kommenden Diffusionsart. ·

Die Diffusionsfläche dieser neuen Diffusionszelle

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ändert sich entsprechend den verschiedenen Abmessungen der Hohlfaden, der Größe der Zelle und der Gesamtdichte der in der Membran vorhandenen Fäden. Die Zah.1 der in einer "bestimmten Membranfläche vorhandenen Hohlfäden "bestimmt natürlich die Porosität der Membran oder der offenen Fläche. Im allgemeinen wird eine sehr dichte Webart angewendet ,die jedoch nicht so dicht ist, daB libermäßig hohe Drucke erforderlich sind, um die Flüssigkeit durch das Gewebe hindurchzudrücken, wobei ein Strecken oder ein anderweitiges Verformen der Membran erfolgen könnte. Ein Faktor, der bei der Bestimmung der Größe der zwischen den Fäden vorhandenen Öffnungen berücksichtigt werden muß, ist das zu behandelnde Material. Wenn beispielsweise die über die Membran fließende Flüssigkeit ziemlich breiig ist, dann ist eine offenere Webart erwünscht, um Verstopfungen zu verhüten. Wird eine nicht-viskose flüssigkeit behandelt, ZoB. beim Enthärten von Wasser, dann kann eine dichtere Webart zugelassen werden·

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Hahmens 14, der mit der in Fig. 1 dargestellten MembranjiQ zusammengebaut werden soll. Der Rahmen 14 hat eine Mittelöffnung 15, ferner sich gegenüberstehende, auf Abstand

befindliche Umf angs öffnungen jt£,mxft ferner sich gegenüberstehende, auf Abstand Taefindliche Umfangeöffnungen 17 und ferner Schraubenlöcher 18.

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Fig. 3 zeigt, wie die Membran 10 zvd.sch.en zwei Rahmen H gelegt wird, und in Pig. 4 ist eine Zelle 14 schaubildlich dargestellt, die nach dem Zusammenbau der in Fig. 3 dargestellten Teile entstanden ist. Bei Verwendung dieser Teile zur Herstellung der Zelle 20 wird die Membran 10 etwas größer gemacht als der Rahmen 14· Die Seiten der Rahmen 14» die mit der Membran 10 verbunden werden sollen, sind mit einem Klebstoff, z.B. einem Epoxykunststoff, überzogen, die die Teile sicher und dauerhaft miteinander verbindet und auch die Flächen zwischen den Fäden 11 der Membran 10 so abdichtet, daß keine Sickerung zwischen den Umfangsöffnungen 16, 17 und der Mittelöffnung 15 erfolgen kann. Die Membran 10 ist so zwischen die Rahmen 14 eingebettet, daß die Mittelöffnung, die Umfangsöffnungen und die Schraubenlöcher der Rahmenteile übereinander liegen«, Nach dem Trocknen oder Härten werden diejenigen Teile der Membran 10, die die TJmfangsöffnungen 16, 17 überspannen, ausgeschnitten, so daß ein unbehinderter Durchlaß durch diese öffnungen hindurch erfolgen kann· Der Fadenüberschuß der Membran, der über die Außenkanten des Rahmens hinausragt, wird abgeschnitten, und die an der Außenkante vorhandenen Fadenenden werden mit einem Dichtmittel, z.B. einem EpOxykunststoff gefedichtet.

Der Rahmen 14 kann aus jedem zweckdienlichen Material bestehen, das verhältnismäßig inert gegen die in der

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Zelle zu behandelnden Flüssigkeiten ist. Das Material kann "beispielsweise aus verschiedenen Metallen oder Kunststoffen bestehen. Der. Umriß des Rahmens und der Zelle braucht nicht quadratisch zu sein, sondern kann gewünschtenfalls sechseckig, achteckig oder kreisrund sein· Um die in der Membran vorhandene Fadenfläche möglichst weitgehend auszunutzen, sollten mindestens vier Umfangsöffnungen, d.h. zwei Paar sich gegenüberstehender, auf Abstand befindlicher öffnungen bei jeder Umrißform verwendet werden. Diese Anordnung ermöglicht das Zuführen einer Flüssigkeit zum Innenraum der Fäden aus mindestens zwei Richtungen und ermöglicht das Ableiten der Flüssigkeit aus den gegenüberstehenden, auf Abstand befindlichen Auslassen. Die Fäden bilden auf diese Weise in der Membran ein Winkelmuster aus sich kreuzenden Fäden und ungefähr die Hälfte der Fäden verläuft senkrecht zu der verbleibenden Hälfte in der Ebene der Membran. Die Umfangsöffnungenbrauchen nicht unbedingt in der Oberste und der Unterseite des Rahmens 14- zu sein. Gleich zufriedenstellende Ergebnisse werden auch erhalten, wenn die öffnungen längs der Kanten des Rahmens verlaufen und mit Durchlaß öffnungen einer Diffusionsvorrichtung verbunden werden.

Eine besonders vorteilhafte und wirtschaftlich günstige Herstellung der Zelle 20 besteht darin, daß zuerst der gewünschte Rahmen aus einem thermoplastischen Polymer

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gezogen odergegossen /wird. Eine Membran^wird dann zwischen zwei Rahmen gelegt und das Paket einer Wärmewirkung unterworfen, um die lahmen zu verbinden. Auf diese Weise ■werden die Rahmen leicht und sicher zu einem einzigen Teil verbunden, und es muß kein Klebstoff oder Dichtmaterial mit entsprechenden Härtezeiten oder Trockriungszeiten verwendet werden. Es können auch gleichzeitig die Enden aller Fäden, die Über die Außenkante der Verbindungsstelle "beider Rahmen hinausragen, 4urch Wärmeeinwirkung dadurch gedichtet werden, daß das Material des Rahmens über die Verbindungsstelle fließt und eine glattflächige nahtlose Kante bildet. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Hohlfäden in allen Abschnitten, in denen ein Fluß gewünscht wird, nicht wesentlich geändert werden. Die Rahmen können als Paare mit Vorsprangen und Vertiefungen hergestellt werden, wodurch die Ausrichtung der verschiedsnsn, übereinanderliegenden Öffnungen erleichtert und gesichert wird* Durch diese Ausführung ist eine schnelle Herstellung der Zellen möglich. ■

Die Zelle 20 kann in jede geeignete Diffusionsvorrichtung eingebaut werden, bei der ein Zweiwegestrom durch den Innenraum der Membranfäden und/oder über die Außenseite der Fäden strömt. Eine derartige Vorrichtung wird aus den in Fig. 5 dargestellten Teilen gebildet und weist eine Kopf- oder Sammelplatte 25 und eine Verteilplatte 26 auf„

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Die Kopfplatte 25 hat einen Mitteldurchlaß 27, der so ausgeführt und angeordnet ist, daß er mit einer Einrichtung gekuppelt werden kann, die eine Flüssigkeit zuführt und die Flüssigkeit zur Mittelöffnung der Zelle, die der in Fig« 4 dargestellten Zelle ähnlich ist, leitet. Einlaßöffnungen 28 sind so ausgeführt und angeordnet, daß sie mit einer Einrichtung gekuppelt werden können, die eine Flüssigkeit zuführt, und diese Flüssigkeit zu den Umfangsöffnungen einer Zelle leiten, die der in Fig. 4 dargestellten Zelle ähnlich ist. Auslaßöffnungen 29, die gegenüber und im Abstand von den Einlaßöffnungen 28 angeordnet sind, nehmen die Flüssigkeit, die die Einlaßöffnungen 28 und den Innenraum der Hohlfaden der Membran durchströmt hat und/ oder den Stoff, der von der Außenseite der Hohlfaden durch die Wände der Hohlfäden diffundiert ist, auf. Ist ein Flüssigkeitsstrom durch den Innenraum der Hohlfaden nicht erforderlich oder notwendig, so daß die Höhlfäden nur zum Sammeln des diffundierten Stoffes dienen, dann werden die Einlaßöffnungen 28 lediglich als Auslaßöffnungen verwendet. Schraubenlöcher 18 in der Kopfplatte 25 fluchten mit Schraubenlöchern 18 im Rahmen 14·

Die Verteilplatte 26 hat zwei Öffnungen 16 und zwei Umfangsöffnungen 17,· die mit den gleichbezeichneten öffnungen im Rahmen 14 fluchten. Schraubenlöcher 18 fluchten mit den Schraubenlöchern 18 im Rahmen 14 und in der

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Kopfplatte 25. Ein den Mitteldurchlaß 27 in der Kopfplatte 25 durchströmender Flüssigkeitsstrom wird vor Berührung der Zellenmembran durch Perforationen oder Löcher 30, die wahllos verteilt sind, geleitet, um eine Kanalstrombildung der Flüssigkeit "beim Durchströmen der Zelle zu verhüten.. Eine Verteilplatte ist nicht unbedingt erforderlich und die Einlaßöffnung selbst kann als Verteiler ausgeführt sein. Es kann auch unterhalb der Zelle eine Verteilplatte angeordnet werden, um einer Kanalstrombildung noch weiter entgegenzuwirken. Bei Verbindung mehrerer Zellen zu.einer einzigen Vorrichtung ,werden Verteilplatten zwischen den Zellen angeordnet.

Eine vereinfachte zusammengesetzte Diffusionsvorrichtung ist in Fig. 6 dargestellt.

Der obere Teil der Vorrichtung besteht aus einer Kopfplatte 25, einer Verteilplatte 26, einer Zelle 20, einer zweiten-Verteilplatte 26 und einer Bodenplatte 21, die eine in der Mitte gelegene Auslaßöffnung 32 hat, aus der die Flüssigkeit abfließt, die der Zelle 20 über den Mitteleinlaß 27 zugeführt worden ist. Die verschiedenen Teile werden durch Befestigungsvorrichtung 18a, die aus Gewindemuttern und Schraubenbolzen bestehen, zusammengehalten» An den Verbindungsstellen sind die Teile außerhalb der UmfangsÖffnungen durch Dichtungen 33 gedichtet, die aus einem Dicht material, z.B. modifiziertem Kautschuk beste-

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hen« Bs kann jede "beliebige Dichtung verwendet werden, erforderlich ist jedoch, daß das ge-wählte Material relativ inert in bezug auf die damit in Berührung kommende Flüssigkeit ist und daß ein guter Abschluß bewirkt wird. Gewünschtenfalls kann auch eine vollständig aus einem Stück bestehende Zelle hergestellt werden, wenn eine Prüfung der Membran nicht erforderlich ist. Beispielsweise können die verschiedenen Teile für dauernd durch Epoxyfcunststoff miteinander verbunden und gedichtet werden, oder die verschiedenen Teile können aus einem thermoplastischen Polymerkunststoff bestehen und durch Wärmewirkung in der gleichen Weise verbunden werden, wie dies bei der Herstellung der Zelle beschrieben worden isto

Fig. 7 zeigt eine teilweise geschnittene Diffusionsvorrichtung mit näheren Einzelheiten. Die Vorrichtung besteht aus einer Kopfplatte 25 mit Mitteleinlaß 27 und Ventil 35, aus einem Umfangseinlaß 28 mit Ventil 36 und aus einem Umfangsauslaß 29« Die an der. Außenkante der* Zelle vorhandenen Enden der Hohlfäden 11 sind mit Epoxykunststoff 37 od.dgl.. gedichtet. Eine Flüssigkeit wird dem Mitteleinlaß 27 zugeführt und fließt nach unten über die Verteilplatte 26, Löcher 30 und über die Membran 10 aus Hohlfäden 11, ferner durch die Löcher 30 der zweiten Verteilplatte 26 und strömt dann über den Mittelauslaß 32 der Bodenplatte 31 aus. G-ewtinschtenfalls fließt eine

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zweite Flüssigkeit über den Umfangseinlaß 28 und die Umfängsöffnungen 16 durch den Innenraum der Fäden IT, deren offene Enden in der öffnung 16 enden, und weiter zur Umfangsöffnung 17 und dann aus der Auslaßöffnung 29 aus. Ventilvorriehtungen können auch in den Auslässen 29 und 32 verwendet werden, um die in der Diffusionsvorriehtung entwickelten Drucke zu regeln. Eine Ansicht ähnlich der Fig. 6 entsteht, wenn die Torrichtung um 9.0° gedreht und im Schnitt dargestellt wird.

Fig. 8 und 9 zeigen eine etwas abgeänderte Diffusionsvorriehtung bei Verwendung mehrerer Zellen. Bei der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung wird eine Flüssigkeit nach unten Über die Außenseite der Hohlfäden it der Membran geleitet, und die Flüssigkeit, die die hohlen Fäden 11 durchströmen soll, der gleichen Seite jeder Zelle zugeführt» 3Jn. Fig. 9 wird die Flüssigkeit, die durch den Innenraum der Hohlfäden 11 strömen soll, abwechselnd in jeder folgenden Zelle in der entgegengesetzten Richtung geleitet. Bei Verwendung dieser Anordnung ist es vorteilhaft, die über die Außenseite der Fäden strömende Flüssigkeit in Gegenstromrichtung - wie durch die Richtungspfeile gezeigt - zu führen, jedoch ist auch ein Gleichstrom zur Fließriohtung der Flüssigkeit im Innenraum der Fäden nützlich. Die Diffusionstzelle und die Diffusionsvorriehtung können praktisch in jeder Stellung verwendet werden, da

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sie für gewöhnlich vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind.

Es gibt zahlreiche Variationsmöglichkeiten in der Anordnung mehrerer Zellen in Reihen- oder Parallelschaltung oder Kombinationen davon, was abhängt von dem zu behandelnden Material, der Leistung oder dem Grad der gewünschten Abscheidung, dem Volumen der zu behandelnden Flüssigkeit

Die den Zellen zugeführten Drucke oder das für die Diffusion benutzte Druckgefälle richtet sich nach der Art des verwendeten Fadenmaterials, der Art der Flüssigkeit oder ihrer Komponenten, naoh der Diffusionsgeschwindigkeit, dem osmotischen Druck, der Menge usw„ „ Vorteilhaft wird der Druck im Bereich zwischen 0,7 bis 1050 kg/cm verwendet.

Die Zelle, die Vorrichtung und das Verfahren können zur Wiedergewinnung oder zum Abscheiden von Komponenten aus verschiedenen Flüssigkeitsgemischen oder Flüssigkeitslösungen verwendet werden. Fachstehend werden typische Beispiele verschiedener gewerblicher Gebiete genannt, bei denen die neue Diffusionsvorrichtung verwendet werden kann..

(1) Gewinnung von Wasser aus Meerwasser und ungenießbarem Wasser.

(2) Konzentration von Salzen oder anderen Chemikalien in verschiedenen Lösungen, z.B. Lösungen von NaGl,

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KDl, KBr, Na₂CO₅, Na₂SO₄, Na₂B^O₇, Na^O₄, NaBr, NaF, CaOl₂, NaOH, KOH, Ammoniak und Stickst of fdiingemittein, Uran- und anderen seltenen Salzen aus Bleichlaugen, H^EΌ,, CuSO,, Mononatriuraglutamat, Natriumthiosulfat, Natriumchromat, Natriumchlorat, Lithiumkarbonat, Alaun, Aluminiumsulfat , Ammoniumchlorid, Ammoniumnitrat, schwerem Wasser, Glyzerin, Milchsäure, Gertextrakte, Alkohol, Fluorwasserstoff oder Glykole.

(3) Ionen-Austauschverfahren einschließlich Enthärten von Wasser, anionisches Enthärten und Gewinnung von Magnesium aus Meerwasser.

(A-) Abscheiden und Konzentrieren von i?ärmeempfindlichen Stoffen, z.B. Konzentrieren von natürlichen Fruoht- und Gemüsesäften, Konzentrieren von Getränken, wie Milch ■ oder Kaffee- und Tee-Extrakten, und für verschiedene medizinische und pharmazeutische Zwecke, ζ·Β. künstliche Nieren, Behandlung von sterilen Lösungen, Isolieren von Viren oder Bakterien, Fraktionieren von Blut, Herstellen von Serum, Konzentrieren von Alkaloiden, Glukosiden, Hormonen, Vitaminen, Impfstoffen, Aminosäuren, Schutz-» und Heilseren, antiseptischen Stoffen, Eiweißstoffen, organometallischen Verbindungen und antibiotisehen Stoffen.

(5) Abscheiden von Komponenten, die fur gewöhnlich azeotropisch sind und sehr schnell sieden, und Abscheiden von Ammoniak aus organischen Aminen.

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(6) Behandlung von indusriellen Abwässern od.dgl., ζ.Bο Abfall aus. radioaktiven Materialien, Sulfitbreien, spaltbaren Abfall, Konservenabfall, Wiedergewinnung von Ätzmitteln aus viskosen Lösungen oder Wiedergewinnung von Säurenkus Metallbehandlungsverfehren» -

Bin anderes Gebiet für die neue Diffusionsvorrichtung und das Verfahren ist die Abscheidung von Komponenten aus einem Gasgemisch, Wasserstoff beispielsweise durchdringt einen pernieablen Polystyrolfaden etwa 22 MaL so schnell wie Stickstoff und kann daher leicht und sehr bequem aus Gemischen, die beide Gase enthalten, getrennt werden, z.B. aus Gemischen, wie sie beim Abbau von Ammoniak entstehen, in denen das anfallende Gas etna 75 $ Wasserstoff und 25 f° Stickstoff enthält«

Ebenso kann das Abscheiden von Wasserstoff aus Gemischen, die- Kohlensäure enthalten, sehr leicht bei Verwendung von Hohlfäden aus Polystyrol ausgeführt werden» Es können daher verschiedene in Gewerbebetrieben anfallende Gemische dieser Art verwendet werden, z.B. Gemische, die bei der Dehydrierung von Ithylbenzol zur Herstellung

neuen
von Styrol entstehen» Mit der/Diffus ions vorrichtung wird der Wasserstoff abgeschieden und das anfallend©, an Kohlensaure reiche Restgas wird wieder in den Behydrierungsvorgang zuräckgeleiteto Wasserstoff kann in ähnlicher Weise aus anderen wasserst off halt igen Gasen abgeschieden werden,

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ζ.B = aus Koksofengas oder aus Gase», die bei Hydrierungsverfahren und bei Peiroleuin-Raffinieruiigsverfalxren entstehenv ; \ _: -Λ;

Auch die Gaspliasenatischeidung von chlorierten Methanen aus Kickt umgesetztem Methan und die Abscheidung von Stickstoff aus Methan ist durchführbar, um auf diese Weise das Naturgas verkaufsfähiger zu machen. Ebenso kann Sauerstoff aus Meerwasser gewonnen werden, und zwar nach Art von künstlichen ELemen,r wobei das Meerwasser, das in der Innenseite oder auf der Außenseite des HohlfacLens strömt, ein Diffundieren des Sauerstoff es durch die Fadenwand hindurch bewirkt „ Die Erfindung kann auch zum Abscheiden von Sauerstoff aus Luft und von Helium aus Naturgas verwendet werden. .

Die Figo 10, 10aj 11, 1 ta und 12, 12a zeigen eehematisoh und diagrammatisch das Arbeiten der Diffusionsvorrichtung für einige der vorstehend angegebenen Zwecke. In Figo 10, 10a werden hohle Fäden, die für Wasser durchlässig sind, zum Konzentrieren von Fruchtsaft verwendet. Eine Dehydrierungsflüssigkeit, ζ.B. eine Sole, wird in zwei Richtungen durch den Innenraum der Hohlfäden einer Membran geleitet und der Fruchtsaft wird in der in Fig. 10a dargestellten Weise: über die Membran auf der Außenseite der Hohlfäden geführt. Eine verdünnte Sole (verbrauchte D ehydrierungsf lüssigkeit ) fließt aus den entge-

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gengesetzten Enden der Hohlfäden und ein konzentrierter Fruchtsaft wird am unteren Ende der Vorrichtung erhalten.

In ähnlicher Weise verwendet der in den Fig. 11, 11a dargestellte Wasserenthärter hohle Fäden mit Kationen-Austausoheigenschaften. In den Fig. 12, 12a ist zum Ent— ionisieren von Wasser ein Entsalzer mit gemischtem Bett vorgesehen.

Die Erfindung mrd noch durch folgende Ausführungen näher erläutert. Eine Zelle mit einer der erwähnten Profilierungen oder 'Umrissen wurde nach dem an Hand der Figo 1 bis 7 beschriebenen 'Verfahren hergestellt. Die Membran wurde aus hohlen Polyäthylenfäden gewebt, die mit Chlorschwefelsäure sulfoniert wurden, um die Fäden als Eationen-Austauschfäden geeignet zu machen. Der Außendurchmesser jedes Fadens betrug etwa 0,21 mm (210 Mikron) und der lichte Durchmesser jedes Fadens betrug etwa 0,18 mm (180 Mikron). Die MLttelöffnung im Eahmen war 6,25 cm groß. Etwa 60 Fäden in jeder Richtung lagen frei in der Mittelöffnung. Zwei Zellsn - durch KJautschukdichtung getrennt wurden übereinander gestapelt und in eine Diffusionsvorrichtung eingebaut, die ähnlich der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtung war.

Eine wäßrige Solelösung (d.h. eine etwa 5 $-ige NaCl-Lösung) wurde durch zwei der Umfangskanäle, die einen

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Äbstand von etwa 90° hatten, hindurchgeleitet. Die Sole strömte durch den Innenraum der Fäden hindurch und strömte aus den gegenüberstehenden, im Abstand von den Eintrittsöffnungen befindlichen Austrittsöffnungen aus» Wasser,
das etwa 200 ppm CaCl «enthielt, sickerte nach unten durch eine Mittelöffnung hindurch aber die Membran und floß aus einer im Boden befindlichen Mittelöffnung aus. Das aus
der Bodenöffnung abströmende Abflußwasser hatte bedeutend weniger Calcium-Ionen und kann durch aufeinanderfolgendes Hindurchleiten durch die Membran oder durch Benutzung
mehrerer in Reihe geschalteter Zellen in der Diffusionsvorrichtung oder in einer nachgeschalteten Diffusionsvorrichtung vollständig "weich" gemacht werden.

-Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüchej

1 * Diffusionszelle, gekennzeichnet durch einen Rahmen! durch eine in diesem Rahmen vorhandene Mittelöffnungj durch eine in diesem Rahmen vorhandene gerade Zahl und mindestens vier sich gegenüberstehender, im Abstand voneinander befindlicher UmfangsÖffnungen, und durch eine maschen- oder gewebeartige Membran aus mehreren, miteinander verflochtenen, hohlen, wahlweise permeablen Filamentfäden mit Endöffnungen, von denen eine wesentliche Zahl für Strömungsmittel an den Fadenenden offen sind und eine wesentliche Zahl dieser Fäden winklig zu anderen Fäden in der Ebene der Membran liegt, die so in dem Rahmen angeordnet ist, daß sie mindestens die gleiche Ausdehnung wie die Mittelöffnung hat und daß die Enden aller Fäden in zwei sich gegenüberstehenden, im Abstand voneinander befindlichen UmfangsÖffnungen enden.
2. Diffusionszelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filamentfäden einen Außendurohmesser von nicht größer als 350 Mikron haben.
3. Diffusionszelle nach Anspruchi oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filamentfäden einen Außendurchmesser von 10 bis 50 Mikron haben.
4· Diffusionszelle nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filamentfäden eine Wandstärke von 1 bis 50 Mikron haben.
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5. Diffusionszelle nach den Ansprüchen 1 Tdis 4-, dadurch gekennzeichnet« daß die hohlen Filamentf ad en ein Verhältnis der Wandstärke zum Außendurchmesser von 1/8 "bis 1/3 haben.
6. Diffusionszelle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filaffientfäden aus einem -wasserdurchlässigen polymeren !Kunststoff "bestehen.
7. Diffusionszelle nach den Ansprüchen 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filamentfäden aus einem Kationen-AustauschmateriaX bestehen.
8. Diffusionszelle nach den Ansprüchen 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Filamentfäden, die in einem ersten Paar sich gegenüberstehender, im Abstand voneinander angeordneter XTmfangsöffnungen enden, aus einem Kationen-Austauschmaterial bestehen, und daß die höhlen Fäden, die in einem anderen Paar sich gegenüberstehender, im Abstand voneinander angeordneter Umfangs öffnungen enden, aus einem Anionen-Austauschmaterial bestehen.
9. Diffusionsvorrichtung mit mindestens einer Zelle nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen zu der Mittelöffnung der Zelle führenden Einlaßkanalj durch einen aus der Ättelöffnung der Zelle herausführenden Auslaßkanal > durch Einlaßkanäle zur ersten Hälfte der XJmfangs-Öffnungenf durch Auslaßkanäle zur zweiten Hälfte der Um-

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fangs öffnungen, wobei die zweite Hälfte der Umfangsöffnungen gegenüber und im Abstand von der ersten Hälfte der Umfangsöffnungen, in der sich die Einlaßkanäle befinden, angeordnet ist, und durch eine zwischen der Mittelöffiiung und den Umfangsöffnungen vorhandene Dichtung.
10. Verfahren zum Abscheiden einer Komponente

aus einem mehrere Komponenten enthaltenden Strömungsmittel, gekennzeichnet durch folgende Stufen, die darin bestehen, daß (a) das Strömungsmittel im wesentlichen senkrecht zur Ebene einer aus Gewebe bestehenden Abscheidemembran fließt, die aus mehreren verwebten, hohlen wahlweise durchlässigen oder permeablen Filamentfäden mit Endöffnungen besteht j (b) daß derjenige Komponententeil des Strömungsmittels, der die Wand der hohlen Filamentfäden durchdringt, gesammelt und aus der Membran über den Innenraum der Fäden in einer Richtung abgeleitet wird, die im wesentlichen parallel zur Ebene der Membran verläuft, und (c) daß der nichtdurchgedrungene Teil des Strömungsmittels von dieser Membran weggeleitet wird.
11. Verfahren zum Abscheiden einer Komponente aus einem mehrere Komponenten enthaltenden Strömungsmittel, gekennzeichnet durch folgende Stufen, die darin bestehen, daß (a) das Strömungsmittel durch mehrere hohle Filamentfäden hindurchgeleitet wird, die Teile einer Diffusions-

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membran aus mehreren verwebten, hohlen, wahlweise permeablen Filamentfäden mit Endöffnungen sind, wobei die Fließrichtung des Strömungsmittels durch die hohlen Fäden hindurch im wesentlichen parallel zur Ebene dieser Membran verläuft! (b) daß derjenige Eömponent ent eil des Strömungsmittels, der die Wand der hohlen Filamentfäden durchdringt, von diesef Membran in einer Richtung abgeleitet wird, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Membran verläuft, und (c) daß der nicht-durchgedrungene Teil des Strömungsmittels in den hohlen Filamentfäden und aus den entgegengesetzten Enden der Filamentfäden abgeleitet wird.

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