DE19639964A1 - Hollow fiber board module and method for its production - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hohlfaserplattenmodul, insbesondere um ein Membran-Hohlfasern enthaltendes Hohlfaserplattenmodul zum Behandeln von Fluidströmen.The invention relates to a hollow fiber board module, in particular a Hollow fiberboard module containing membrane hollow fibers for treatment of fluid flows.
Solche Moduln werden für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt. All gemein geht es um die Behandlung von einem Fluid, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines zweiten Fluids. Jedes Fluid kann entweder gasförmig oder flüssig sein.Such modules are used for a wide variety of purposes. All common is the treatment of a fluid, if necessary with the help of a second fluid. Any fluid can either be gaseous or liquid.
Der Begriff "Hohlfaser" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang einen Körper aus einer Membran in Form eines dünnen Schlauchs (= Hohl faser). Damit gehört das erfindungsgemäße Hohlfaserplattenmodul zu dem allgemeinen technischen Gebiet der Membrantrennung. Zu diesem technischen Gebiet gehören zum Beispiel die Ultrafiltration und die Umkehrosmose (vgl. "Membrantrennverfahren; Ultrafiltration und Um kehrosmose" von R. Rautenbach und R. Albrecht, Otto Salle Verlag/Verlag Sauerländer, Kapitel 5, Modulkonstruktion und Modul charakteristik, Seiten 109 bis 121).The term "hollow fiber" means one in the present context Body made of a membrane in the form of a thin tube (= hollow fiber). The hollow fiber board module according to the invention thus belongs to the general technical field of membrane separation. To this technical fields include, for example, ultrafiltration and Reverse osmosis (see "Membrane separation process; Ultrafiltration and Um reverse osmosis "by R. Rautenbach and R. Albrecht, Otto Salle Verlag / Verlag Sauerländer, Chapter 5, module construction and module characteristics, pages 109 to 121).
Mit Hilfe eines Membranmoduls kann man zum Beispiel Meerwasser entsalzen. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Membrantrennung ist die Dialyse mit Hilfe von Hohlfasermoduln. Ein solches Hohlfasermodul besteht aus einem Bündel von mehr oder weniger exakt parallel zuein ander verlaufenden Membran-Hohlfasern, die an ihren beiden Enden vergossen und außerdem endseitig mit einem Fluideinlaß bzw. einem Fluidauslaß ausgestattet sind. Das Hohlfaserbündel befindet sich im Inneren eines zylindrischen Gehäuses, welches im Gegenstrom (bezüg lich des durch die Hohlfasern strömenden Fluids) oder im Kreuzstrom von einem zweiten Fluid umspült wird. With the help of a membrane module you can, for example, sea water desalt. Another area of application for membrane separation is Dialysis with the help of hollow fiber modules. Such a hollow fiber module consists of a bundle of more or less exactly parallel to each other other running membrane hollow fibers, which at their two ends potted and also end with a fluid inlet or Fluid outlet are equipped. The hollow fiber bundle is in the Inside of a cylindrical housing, which countercurrent (refer Lich of the fluid flowing through the hollow fibers) or in cross flow is washed by a second fluid.
Ein spezielles Anwendungsgebiet von Membranmoduln ist das Gebiet der Gasreinigung, insbesondere der Abgasreinigung. Zum Entfernen von beispielsweise CO₂ und H₂S aus Erdgas und Abgasen von fossile Brenn stoffe verarbeitenden Kraftwerken sind Membrankontaktoren vorge schlagen (GB-A-2 025 256 Shindo et al.), bei denen auf einer Seite einer Membran eine Absorberflüssigkeit in Bewegung gehalten wird, und auf der anderen Seite dieser Membran ein Gasgemisch vorbeigeleitet wird, welches eine oder mehrere aus dem Gemisch zu entfernende Gaskom ponenten (C₂O; H₂S) enthält. Die mikroporöse Membran läßt diese polaren Gase durch, so daß es zu einer chemischen Reaktion zwischen der Absorberflüssigkeit und der aus dem Gasgemisch zu entfernenden Gaskomponente kommt.The field is a special area of application for membrane modules gas cleaning, especially exhaust gas cleaning. To remove for example CO₂ and H₂S from natural gas and exhaust gases from fossil fuels Membrane contactors are preferred for power plants suggest (GB-A-2 025 256 Shindo et al.), in which on one side a Membrane an absorber liquid is kept in motion, and on a gas mixture is passed to the other side of this membrane, which one or more gas coms to be removed from the mixture contains components (C₂O; H₂S). The microporous membrane leaves them polar gases so that there is a chemical reaction between the absorber liquid and that to be removed from the gas mixture Gas component is coming.
In der genannten GB-A-2 025 256 ist eine Hohlfasermembrananordnung beschrieben, die aus Bündein von Hohlfasermembranen besteht, die endseitig eingegossen sind, so daß sie von einer Absorberflüssigkeit durchströmt werden können, und die außerdem in einem Gehäuse an geordnet sind, so daß sie außenseitig von dem zu reinigenden Gas um spült werden. Die Herstellung der bekannten Hohlfasermembran-Modu len mit jeweils einem in einem Gehäuse eingefaßten Bündel von Hohl fasermembranen ist relativ schwierig, weil die Handhabung der Hohl fasern bei der Fertigung umständlich ist. Aus dieser schwierigen Hand habung der einzelnen Hohlfasern resultiert auch der nur in gewissen Grenzen einstellbare Strömungswiderstand für das die Hohlfasern außen seitig umspülende Fluid. Da die einzelnen Hohlfasern eines Hohl faserbündels nicht exakt parallel zueinander verlaufen, sondern eine gewisse Unordnung aufweisen, wobei ihre Zwischenabstande unregel mäßig sind, kann der Strömungswiderstand des Strömungswegs an den Außenflächen der Hohlfaser vorbei von Modul zu Modul sehr stark schwanken.In said GB-A-2 025 256 there is a hollow fiber membrane arrangement described, which consists of bundles of hollow fiber membranes, the are cast in at the end, so that they are absorbed by an absorber liquid can be flowed through, and also in a housing are arranged so that they are outside of the gas to be cleaned be rinsed. The production of the well-known hollow fiber membrane module len each with a bundle of hollow enclosed in a housing fiber membranes is relatively difficult because of handling the hollow fibers is cumbersome to manufacture. From this difficult hand The individual hollow fibers only result in certain ones Limits adjustable flow resistance for the hollow fibers outside fluid flowing around the side. Since the individual hollow fibers of a hollow fiber bundle does not run exactly parallel to each other, but one have some disorder, their spacing irregular are moderate, the flow resistance of the flow path to the Outer surfaces of the hollow fiber passing very strongly from module to module vary.
Außerdem ist der oben erwähnte Strömungswiderstand nur sehr begrenzt verkleinerbar; denn die Hohlfasern lassen sich nicht ohne erheblichen Aufwand mit relativ großen Zwischenabständen in einem Modul anord nen.In addition, the flow resistance mentioned above is very limited scalable; because the hollow fibers cannot be made without considerable Arrange effort with relatively large spacing in one module nen.
Bei dem Versuch, die Handhabung der Hohlfasermembranen bei dem Bau von Membrankontaktoren zu vereinfachen, wurde unter anderem der Vorschlag gemacht, mehrere in einer Ebene parallel nebeneinander liegende Hohlfasern durch in gewissen Abständen quer zu den Fasern verlaufende Kettfäden zu vereinen (EP-A-0 345 983; Hiroyuki et al.).When trying to handle the hollow fiber membranes at the Among other things, was to simplify the construction of membrane contactors the suggestion made several in a plane parallel side by side lying hollow fibers through at certain intervals across the fibers to combine running warp threads (EP-A-0 345 983; Hiroyuki et al.).
Spezielle Verfahren zum Herstellen von Hohlfaserbündeln sind in der DE-C-30 49 246 (Ostertag) beschrieben.Special processes for the production of hollow fiber bundles are in the DE-C-30 49 246 (Easter day).
Die WO 91/09668 (Ter Meulen) zeigt eine Anordnung aus Hohlfaser membranen oder -schläuchen in Modulform, wobei ein Reihen und Spal ten aufweisendes Feld von gleich langen Hohlfasern endseitig von Loch platten gehalten wird, in denen die Enden der Hohlfasern sitzen. An diese endseitigen Platten schließt sich jeweils ein Hohlraum als Einlaß bzw. Auslaß für ein durch die Hohlfasern zu leitendes Fluid an. Die Hohlfasern besitzen voneinander einen beträchtlichen Abstand und werden im Kreuzstrom außenseitig von einem zweiten Fluid umströmt. Dieses Modul soll sich zur Mikro- und Ultrafiltration, zur Umkehr osmose, zur Dialyse und zur Gastrennung eignen. Allerdings ist in der WO 91/09668 nicht im einzelnen ausgeführt, wie die einzelnen Hohl fasern in ihrer Anordnung aus Reihen und Spalten gehalten werden.WO 91/09668 (Ter Meulen) shows an arrangement of hollow fibers Membranes or hoses in modular form, one row and one column ten having field of hollow fibers of the same length at the end of the hole plates is held in which the ends of the hollow fibers sit. On each of these end plates closes a cavity as an inlet or outlet for a fluid to be conducted through the hollow fibers. The Hollow fibers are at a considerable distance from one another are surrounded by a second fluid on the outside in cross flow. This module is intended for micro and ultrafiltration, for reversal osmosis, suitable for dialysis and gas separation. However, in the WO 91/09668 not detailed as the individual hollow fibers are kept in their arrangement of rows and columns.
Aus der EP-B-0 554 255 (Biller) läßt sich ein Modul zum Beaufschlagen von wäßrigen Suspensionen von Mikroorganismen und gasförmigen Stoffen entnehmen, wozu das Modul etwa rechteckige, mit Abstand parallel zueinander aufgehängte Modultaschen aufweist, die mit der wäßrigen Suspension befüllt werden. Das Gas wird dann durch die Zwischenräume dieser Membrantaschen geleitet. Das chargenweise Befüllen der Membrantaschen entspricht aber nicht der üblichen Forde rung nach einer Einrichtung, die einen stationären Verfahrensablauf zuläßt, auch wenn sich gemäß der genannten EP′ 255 die Membran taschen im eingebauten Zustand befüllen lassen sollen.From EP-B-0 554 255 (Biller), a module for loading aqueous suspensions of microorganisms and gaseous substances can be found, for which purpose the module has approximately rectangular module pockets which are suspended parallel to one another and are filled with the aqueous suspension. The gas is then passed through the spaces between these membrane pockets. The batch filling of the membrane pockets does not correspond to the usual requirement for a device that allows a steady-state procedure, even if according to the EP ' 255 mentioned the membrane pockets should be filled in the installed state.
Um die Herstellung von Hohlfasern zu vereinfachen und die Handhab barkeit von Hohlfasern zu erleichtern, wurde von der Anmelderin vor geschlagen (DE-A-44 12 756 (Witzko)), Hohlfasern aus zwei Flachbän dern unter Zwischenschaltung von Formdrähten zu pressen, so daß an den Stellen der Formdrähte die Hohlfasern entstehen, die parallel zu einander verlaufen und von denen jeweils zwei benachbarte Hohlfasern durch Überbrückungsstege verbunden sind. Diese Membran-Hohlfaser platten haben sich in der Praxis bewährt, sowohl was ihre Herstellung als auch ihren Einsatz anbelangt.To simplify the production of hollow fibers and the handling To facilitate the availability of hollow fibers has been proposed by the applicant beaten (DE-A-44 12 756 (Witzko)), hollow fibers from two flat strips to press with the interposition of shaped wires, so that at The locations of the shaped wires create the hollow fibers that are parallel to run each other and of which two adjacent hollow fibers are connected by bridges. This membrane hollow fiber plates have proven themselves in practice, both in terms of their manufacture as well as their use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlfaserplattenmodul anzugeben, welches eine kontinuierliche Behandlung eines Fluids bei hohem Durchsatz ermöglicht, welches sich einfach herstellen läßt, welches einen stabilen Aufbau besitzt, und bei dem insbesondere der Strömungswiderstand für das Fluid auf vergleichsweise niedrige Werte eingestellt werden kann.The invention has for its object a hollow fiber board module to indicate which continuous treatment of a fluid high throughput, which is easy to manufacture, which has a stable structure, and in particular the Flow resistance for the fluid to comparatively low values can be adjusted.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Hohlfaserplatten modul, mit einem Modulkörper aus einer Mehrzahl von parallel zuein ander angeordneten Membran-Hohlfaserplatten, die jeweils eine Mehr zahl von mittels Stegen verbundenen Hohlfasern aufweisen, wobei sich die Hohlfasern in Z-Richtung eines karthesischen Koordinatensystems erstrecken und die Hohlfaserplatten sich jeweils etwa in einer Z-Y-Ebene zwischen einer ersten und einer zweiten Vergußmaterialplatte erstrecken, in denen erste bzw. zweite Enden der Hohlfasern der Hohlfaserplatten eingebettet sind, mit einem Einlaß für ein erstes Fluid auf der Außen seite der ersten Vergußmaterialplatte und einem Einlaß für ein zweites Fluid auf einer in die Y-Richtung weisenden Seite des Modulkörpers.According to the invention, this object is achieved by a hollow fiber board module, with a module body made up of a plurality of parallel to one another other arranged membrane hollow fiber boards, each one more Have number of hollow fibers connected by webs, where the hollow fibers in the Z direction of a Cartesian coordinate system extend and the hollow fiber plates each approximately in a Z-Y plane extend between a first and a second potting material plate, in which first and second ends of the hollow fibers of the hollow fiber boards are embedded, with an inlet for a first fluid on the outside side of the first potting material plate and an inlet for a second Fluid on a side of the module body pointing in the Y direction.
Der erfindungsgemäße Hohlfaserplattenmodul kann Gebrauch machen von den oben beschriebenen, auf den Erfinder der vorliegenden Erfin dung zurückgehenden zusammenhängenden Hohlfaser-Flachbändern, die hier als Hohlfaserplatten bezeichnet werden.The hollow fiber board module according to the invention can make use of of those described above to the inventor of the present invention declining coherent hollow fiber flat ribbons are referred to here as hollow fiber boards.
Wie die folgende Erläuterung der Erfindung noch zeigen wird, lassen sich die erfindungsgemäßen Moduln sehr einfach herstellen und hand haben, sie zeichnen sich durch einen besonders niedrigen Strömungs widerstand aus, was insbesondere bei großen Gasvolumen günstig ist, beispielsweise Abgasen von konventionellen Kraftwerken, die fossile Brennstoffe verarbeiten. Bei solchen Kraftwerken fallen Abgase in der Größenordnung von 1 000 000 m³/Tag an. Die für die Abgasreinigung, insbesondere zur Befreiung von C₂O, eingesetzten Gasabsorptionsmoduln müssen also einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweisen. Bei dem erfindungsgemäßen Modul ist dies insofern leicht möglich, als der Abstand zwischen den einzelnen Membran-Hohlfaserplatten mühelos auf passende Werte eingestellt werden kann. Dies ist viel einfacher als die geometrische Festlegung von einzelnen Hohlfasern, und zwar nicht nur deshalb, weil in den Hohlfaserplatten bereits die Zwischenabstände der Hohlfasern durch die Verbindungsstege vorgegeben sind, sondern weil die einzelnen Hohlfaserplatten wesentlich stabiler und mithin leich ter zu handhaben sind als eine Gruppe von einzelnen Hohlfasern. Natür lich ist das Einsatzgebiet der hier beschriebenen, erfindungsgemäßen Modulen nicht auf die Abgasreinigung beschränkt.As the following explanation of the invention will show, let the modules according to the invention are very easy to manufacture and handle have, they are characterized by a particularly low flow resistance, which is particularly advantageous for large gas volumes, For example, exhaust from conventional power plants, the fossil Process fuels. In such power plants, exhaust gases fall into the Order of magnitude of 1,000,000 m³ / day. The one for exhaust gas purification, especially for the exemption from C₂O, used gas absorption modules must therefore have the lowest possible flow resistance. In the module according to the invention, this is easily possible insofar as the distance between the individual membrane hollow fiber panels is effortless can be set to suitable values. This is a lot easier than the geometric definition of individual hollow fibers, and not only because the intermediate distances are already in the hollow fiber boards the hollow fibers are predetermined by the connecting webs, but because the individual hollow fiber boards are much more stable and therefore light are to be handled as a group of individual hollow fibers. Of course Lich is the field of application of the invention described here Modules are not limited to exhaust gas cleaning.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Modul für einen Kreuzstrom ausgelegt, wobei das erste Fluid die Hohlfasern durchströmt und das zweite Fluid in dazu senkrechter Richtung zwischen den Platten hin durchströmt. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß auf der Außenseite der zweiten Vergußmaterialplatte ein Auslaß für das erste Fluid vorgesehen ist, und daß jeweils beide Hohlfaserenden offen sind. Hierdurch läßt sich auf einfache Weise das erste Fluid durch das Innere der Hohlfasern leiten.In particular, the module according to the invention is for a cross flow designed, wherein the first fluid flows through the hollow fibers and the second fluid in the direction perpendicular thereto between the plates flows through. For this purpose, the invention provides that on the Outside of the second potting material plate an outlet for the first Fluid is provided, and that both hollow fiber ends are open. This allows the first fluid to pass through the interior in a simple manner of the hollow fibers conduct.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß auf der dem Einlaß für das zweite Fluid abgewandten Seite des Modulkörpers ein Auslaß für das zweite Fluid ausgebildet ist. Damit besitzt das erfin dungsgemäße Modul sowohl für das erste Fluid als auch für das zweite Fluid jeweils einen Einlaß und einen Auslaß, so daß ein Kreuzstrom mit sehr geringem Strömungswiderstand für das zweite Fluid zwischen den beabstandeten Hohlfaserplatten hindurch möglich ist.In a development of the invention it is provided that on the Inlet for the side of the module body facing away from the second fluid Outlet for the second fluid is formed. With that, inventions module according to the invention both for the first fluid and for the second Fluid each have an inlet and an outlet, so that a cross flow with very low flow resistance for the second fluid between the spaced hollow fiberboard is possible.
Um den Strömungswiderstand für das zweite, zwischen den Platten hindurchströmende Fluid exakt einzustellen, kann es nützlich sein, zwischen den Hohlfaserplatten Distanzglieder anzuordnen, die insbeson dere in Y-Richtung verlaufen, also parallel zu dem Strom des zweiten Fluids.To the flow resistance for the second, between the plates to precisely adjust the fluid flowing through it, it can be useful to arrange spacers between the hollow fiber boards, in particular which run in the Y direction, i.e. parallel to the flow of the second Fluids.
Das erfindungsgemäße Modul läßt sich praktisch für sämtliche Zwecke auf dem Gebiet der Membrantrennung einsetzen, insbesondere dient es jedoch zur Abtrennung einer oder mehrerer Gaskomponenten aus einem Gasgemisch mit Hilfe einer Absorberflüssigkeit durch chemische Reaktion. Hierzu ist das erste Fluid das Absorberfluid, welches durch das Innere der Hohlfasern geleitet wird, und das zweite Fluid ist das Gasgemisch, aus dem eine Gaskomponente wie zum Beispiel C₂O abge trennt werden soll. Diese Gaskomponente (C₂O) permeiert durch die Membran in Richtung des inneren der einzelnen Hohlfasern und ver bindet sich dort chemisch mit der Absorberflüssigkeit.The module according to the invention can be used for practically any purpose use in the field of membrane separation, in particular it serves however for the separation of one or more gas components from one Gas mixture using an absorber liquid through chemical Reaction. For this purpose, the first fluid is the absorber fluid, which flows through the interior of the hollow fibers is passed, and the second fluid is that Gas mixture from which a gas component such as C₂O is abge to be separated. This gas component (C₂O) permeates through the Membrane towards the inside of each hollow fiber and ver binds there chemically with the absorber liquid.
Wie oben erläutert wurde, wird das erfindungsgemäße Modul insbeson dere für den Betrieb im Kreuzstrom der zwei Fluide eingesetzt, indem das erste Fluid durch das Innere der Hohlfasern und das zweite Fluid in dazu senkrechter Richtung zwischen den Hohlfaserplatten hindurchge leitet wird. Es ist aber auch möglich, das eine Fluid an der einen Mem branseite oder gar beide Fluide an den beiden Membranseiten anstehen zu lassen, was dennoch einen kontinuierlichen (stationären) Betrieb ermöglicht. Wenn zum Beispiel erfindungsgemäß die der Einlaßseite der Hohlfasern abgewandten Enden der Hohlfasern verschlossen sind, kann das Innere dieser Hohlfasern mit unter einem bestimmten Druck stehen den Gas beaufschlagt werden. Dieses im Inneren der Hohlfasern dann "anstehende" Gas kann dann durch die Hohlfasermembran dringen (per meieren), um mit dem Fluid auf der Außenseite der Faser zu reagieren. Wenn man eine Vielzahl von Hohlfaserplatten parallel zueinander mit Abstand anordnet und die beiden Enden durch Vergußmaterialplatten stabilisiert, erhält man eine insgesamt stabile Anordnung. Bei sehr dünnen Membranen kann man die Stabilität des Moduls noch dadurch erhöhen, daß man vereinzelte Hohlfasern mit Stabilisierungsstäben ("Drähten") ausstattet, beispielsweise "Drähten" aus Metall, Kunststoff oder Glas, die in einzelne Hohlfasern eingeschoben werden. Zwar steht dann das Innere dieser Hohlfasern nicht mehr für den Durchstrom des Fluids zur Verfügung, allerdings erhält das Modul insgesamt eine äußerst stabile Anordnung, so daß es sich handhaben und weiterverarbei ten läßt wie ein völlig biegesteifes Gebilde.As explained above, the module according to the invention in particular used for cross-flow operation of the two fluids by the first fluid through the interior of the hollow fibers and the second fluid in to do this in the vertical direction between the hollow fiber boards is leading. But it is also possible that the fluid on one Mem on the brane side or even both fluids on the two diaphragm sides to let what is still a continuous (stationary) operation enables. If, for example, according to the invention that of the inlet side of the Ends of the hollow fibers facing away from hollow fibers can be closed the inside of these hollow fibers are under a certain pressure the gas are applied. This then inside the hollow fibers "Pending" gas can then penetrate through the hollow fiber membrane (per meieren) to react with the fluid on the outside of the fiber. If you have a large number of hollow fiber boards parallel to each other Distance arranged and the two ends by potting material stabilized, an overall stable arrangement is obtained. At very thin membranes can still make the module stable increase that you have isolated hollow fibers with stabilizing rods ("Wires"), for example "wires" made of metal, plastic or glass that is inserted into individual hollow fibers. It stands then the inside of these hollow fibers no longer for the flow of the Fluids are available, but the module receives a total of one extremely stable arrangement so that it can be handled and further processed leaves like a completely rigid structure.
Die Membran kann aus durchgehend mikroporösem Material, beispiels weise mikroporösem PTFE, bestehen. Sie kann aber auch beispielsweise aus einem mikroporösen Trägermaterial mit einer dünnen, sogenannten "dichten Schicht" bestehen, wobei diese "dichte Schicht" semipermeabel für polare Gase ist.The membrane can consist of microporous material, for example wise microporous PTFE. But it can also, for example made of a microporous carrier material with a thin, so-called "Dense layer" exist, this "dense layer" semi-permeable for polar gases.
Insbesondere besteht die Membran aus einem mikroporösen Träger und einer 0,5 . . . 5 µm dicken, semipermeablen Schicht.In particular, the membrane consists of a microporous support and a 0.5. . . 5 µm thick, semi-permeable layer.
Je nach Verwendung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Hohl faserplatten einen Mittenabstand von 0,1 . . . 10 mm (vorzugsweise von 0,5 . . . 5 mm) aufweisen. In diesen Bereichen läßt sich der jeweils ge forderte maximale Strömungswiderstand einstellen. Bei Abständen von weniger als 0,1 mm wird der Strömungswiderstand für das zweite Fluid zu hoch, als daß das Modul in der Praxis tauglich wäre. Bei Abständen von mehrmals 10 mm zwischen jeweils zwei benachbarten Hohlfaser platten arbeitet das Modul nicht mehr effizient, das heißt, das zweite Fluid tritt aus dem Modul wieder aus, bevor ein nennenswerter Anteil des Fluids mit der Oberfläche der Membran-Hohlfaserplatten in Be rührung gelangt ist. Hierbei ist berücksichtigt, daß die Abmessungen eines hier in Rede stehenden Moduls von ca. 10×10×10 cm bis zu ca. 50×50×100 cm betragen.Depending on the use, the invention provides that the hollow fibreboard with a center distance of 0.1. . . 10 mm (preferably from 0.5. . . 5 mm). In these areas, the ge requested set maximum flow resistance. At intervals of the flow resistance for the second fluid becomes less than 0.1 mm too high for the module to be suitable in practice. At intervals of several 10 mm between two adjacent hollow fibers the module no longer works efficiently, i.e. the second Fluid exits the module before a significant proportion of the fluid with the surface of the membrane hollow fiber plates in Be has moved. It is taken into account that the dimensions of a module in question from approx. 10 × 10 × 10 cm up to approx. 50 × 50 × 100 cm.
Um den Strömungswiderstand niedrig zu halten und dennoch zu gewähr leisten, daß das zweite Fluid möglichst viel und intensiv mit der Ober fläche der Membran-Hohlfaserplatten in Berührung gelangt, kann man die Hohlfaserplatten derart anordnen, daß jeweils die beiden benach barten Hohlfasern einander benachbarter Hohlfaserplatten miteinander in X-Richtung fluchten, man kann die Platten aber auch derart in Y-Rich tung versetzen, daß die Hohlfasern der einen Platte etwa mit der Mitte der benachbarten Hohlfaserplatte fluchten.To keep the flow resistance low and still guarantee it afford that the second fluid as much and intensely with the upper surface of the membrane hollow fiber boards comes into contact, you can arrange the hollow fiber boards so that the two neighbors beard hollow fibers of mutually adjacent hollow fiber boards together Align the X direction, but the plates can also be aligned in the Y direction tion move that the hollow fibers of one plate approximately with the middle of the neighboring hollow fiber board.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Hohlfaserplatten moduls der obengenannten Art als Gasabsorptionsmodul, wozu in die Hohlfasern eine Absorptionsflüssigkeit eingeleitet wird und die Zwischenräume der Hohlfaserplatten im Kreuzstrom von dem Gas durchströmt werden.The invention also relates to the use of a hollow fiber board module of the type mentioned above as a gas absorption module, for which purpose in the Hollow fibers an absorption liquid is introduced and the Intermediate spaces of the hollow fiber boards cross-flow from the gas be flowed through.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlfaserplattenmoduls der oben angesprochenen Art. Das Verfahren enthält erfindungsgemäß folgende Schritte:The invention also provides a method of making one Hollow fiber board module of the type mentioned above. The method contains the following steps according to the invention:
- a) Es wird ein Stapel aus einer vorbestimmten Anzahl von etwa gleich langen Hohlfaserplatten gebildet, wobei zwischen den Hohlfaser platten je ein vorbestimmter Abstand eingestellt wird und die Hohl fasern sämtlich in eine Richtung (z. B. Z-Richtung) verlaufen;a) A stack of a predetermined number of approximately equal long hollow fiber boards formed, being between the hollow fiber plates each set a predetermined distance and the hollow fibers all run in one direction (e.g. Z direction);
- b) die die Hohlfaserenden enthaltenden Seiten des Stapels werden in eine Vergußmasse (z. B. ein Harz) eingegossen; undb) the sides of the stack containing the hollow fiber ends are in a casting compound (e.g. a resin) is poured in; and
- c) zumindest an einem Ende des Stapels wird die zu einer Platte er härtete Vergußmasse geschnitten, um die darin eingebetteten Hohl faserenden zu öffnen.c) at least at one end of the stack it becomes a plate hardened potting compound cut around the hollow embedded therein open fiber ends.
Das Einstellen des Abstandes zwischen den benachbarten Hohlfaser platten geschieht vorzugsweise mit Hilfe von Distanzleisten, die in den Stapel eingelegt werden, wobei die Starke der Distanzleisten dem vor bestimmten Abstand abzüglich des Außendurchmessers einer Hohlfaser entspricht. Wesentlich erleichtert wird die Stapelbildung und Einstellung der vorbestimmten Abstände zwischen benachbarten Hohlfaserplatten dadurch, daß man in einzelne Hohlfasern Stabilisierungsstäbe einbringt.Setting the distance between the neighboring hollow fibers plates is preferably done with the help of spacers, which in the Pile are inserted, the thickness of the spacer strips before certain distance minus the outer diameter of a hollow fiber corresponds. Stacking and adjustment is made considerably easier the predetermined distances between adjacent hollow fiber boards by introducing stabilizing rods into individual hollow fibers.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the Drawing explained. Show it:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Hohlfaser plattenmoduls mit angedeuteten Teilen des Gehäuses für den Modul; Figure 1 is a schematic, perspective view of a hollow fiber plate module with indicated parts of the housing for the module.
Fig. 2 eine schematisierte, perspektivische Teilansicht eines Moduls gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a schematic, perspective partial view of a module according to FIG. 1;
Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines erfindungs gemäßen Hohlfaserplattenmoduls entgegen der Z-Richtung; Figure 3a is a schematic plan view of a part of a proper hollow fiber board module fiction, contrary to the Z-direction.
Fig. 3b eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3a, wobei jedoch die Hohlfasern der Hohlfaserplatten miteinander fluchten, während sie gemäß Fig. 3a von Platte zu Platte um einen halben Hohlfaserabstand versetzt sind; ... Figure 3b is a view similar to Figure 3a, except that the hollow fibers of the hollow fiber sheets are aligned with each other while they 3a are offset from plate to plate by half a hollow fiber spacing as shown in FIG;
Fig. 4 einen teilweisen Stapel aus Hohlfaserplatten mit eingelegten Distanzleisten vor dem Vergießen der Enden des Stapels; Fig. 4 is a partial stack of hollow fiber plates inlaid with spacer strips prior to casting of the ends of the stack;
Fig. 5a eine perspektivische Ansicht eines Teils einer als Flachband ausgebildeten Hohlfaseranordnung aus dem Stand der Technik (DE-A-44 12 756); FIG. 5a is a perspective view of a portion of a belt formed as a flat hollow fiber arrangement from the prior art (DE-A-44 12 756);
Fig. 5b eine stirnseitige Ansicht der Anordnung nach Fig. 5a; und FIG. 5b is an end view of the arrangement of FIG. 5a; and
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines mit Gehäuse versehenen erfin dungsgemäßen Hohlfaserplattenmoduls. Fig. 6 is a schematic view of a housing provided according to the invention hollow fiber module.
Bevor das erfindungsgemäße Hohlfaserplattenmodul und dessen Her stellungsverfahren erläutert werden, soll auf die Fig. 5a und 5b Bezug genommen werden, die eine bekannte, als Flachband ausgeführte Anord nung von Hohlfasern darstellt, wie sie aus dem Stand der Technik be kannt ist (DE-A-44 12 756).Before the hollow fiberboard module according to the invention and its manufacturing process are explained, reference should be made to FIGS. 5a and 5b, which represents a known arrangement of flat fibers designed as a flat ribbon, as is known from the prior art (DE-A -44 12 756).
Die in Fig. 5a teilweise dargestellte Anordnung wird im folgenden als "Membran-Hohlfaserplatte" oder einfach als "Hohlfaserplatte" 100 be zeichnet.The arrangement partially shown in Fig. 5a is referred to below as "membrane hollow fiber board" or simply as "hollow fiber board" 100 be.
Die Hohlfaserplatte 100 wird hergestellt durch Zusammenpressen von zwei mikroporösen PTFE-Flachbändern unter Zwischenschaltung von Formdrähten, so daß sich durch diesen kontinuierlichen Herstellungs prozeß eine durchgehende Hohlfaserplatte 100 ergibt, bei der an den Stellen der Formdrähte Hohlfasern 102 gebildet sind, die über flache Verbindungsstege 104 miteinander verbunden sind. Die Kanäle 106 in den Hohlfasern 102 haben gemäß Fig. 5b einen definierten Innendurch messer di. Der Außendurchmesser de der einzelnen Hohlfasern 102 ist etwa um die Stegdicke tr größer als der Innendurchmesser di. Wie in Fig. 5b weiter zu erkennen ist, haben die jeweils benachbarten Hohl fasern 102 einen Mittenabstand b.The hollow fiberboard 100 is produced by pressing together two microporous PTFE flat strips with the interposition of shaped wires, so that this continuous production process results in a continuous hollow fiberboard 100 , in which hollow fibers 102 are formed at the locations of the shaped wires, which are connected to one another via flat connecting webs 104 are connected. The channels 106 in the hollow fibers 102 have a defined inner diameter di according to FIG. 5b. The outer diameter de of the individual hollow fibers 102 is greater than the inner diameter di by approximately the web thickness t r . As can be seen in Fig. 5b further, the respective adjacent hollow fibers 102 have a center distance b.
Diese bekannten Hohlfaserplatten wurden bislang in verschiedenster Weise eingesetzt und verarbeitet. Die vorliegende Erfindung schafft eine neue Verwendung für diese Hohlfaserplatten.These known hollow fiber boards have so far been used in a wide variety Wisely used and processed. The present invention provides one new use for these hollow fiber boards.
Wie oben erwähnt, werden die Hohlfaserplatten 100 durch Zusammen pressen von zwei porösen Flachbandmembranen gebildet. Wenn der Innenraum 106 einer Hohlfaser 102 von einem ersten Fluid durchströmt wird und die Außenseite der Hohlfaserplatte 100 von einem zweiten Fluid um strömt wird, können polare Gasmoleküle durch das mikropo röse Material permeieren, so daß sich die Konzentration der permeierten Gaskomponente in dem einen Fluid verringert. Zum besseren Verständ nis soll im folgenden vereinbart sein, daß das Innere 106 der Hohlfaser 102 von einem "ersten Fluid" durchströmt wird, beispielsweise einer Flüssigkeit, während die beiden Außenflächen 108o und 108u der Hohl faserplatte von einem "zweiten Fluid" umströmt werden, beispielsweise von einem Gasgemisch, aus dem eine Komponente abgetrennt werden soll.As mentioned above, the hollow fiber panels 100 are formed by pressing together two porous flat ribbon membranes. If a first fluid flows through the interior 106 of a hollow fiber 102 and a second fluid flows around the outside of the hollow fiber plate 100 , polar gas molecules can permeate through the micropo rous material, so that the concentration of the permeated gas component in the one fluid is reduced . For better understanding nis should be agreed below that the interior 106 of the hollow fiber 102 is flowed through by a "first fluid", for example a liquid, while the two outer surfaces 108 o and 108 u of the hollow fiber plate are flowed around by a "second fluid" , for example from a gas mixture from which a component is to be separated.
Fig. 5a zeigt, daß bei einem solchen Ablauf die Membranflächen im Bereich der Stege 104 praktisch keinen Beitrag zu dem Trennvorgang leisten, sondern nur die Membranen im Bereich der Hohlfasern 102. Fig. 5A shows that in such a flow, the membrane surfaces in the region of the webs 104 practically do not contribute to the separation process, but only the membranes in the region of the hollow fibers 102.
Fig. 1 zeigt auf der rechten Seite ein karthesisches Koordinatensystem mit den senkrecht aufeinander stehenden Achsen X, Y und Z. Hierauf soll im folgenden Bezug genommen werden. Fig. 1 shows the right side of a Cartesian coordinate system with the mutually perpendicular axes X, Y and Z. After this is to be taken hereinafter.
Links in Fig. 1 ist ein Modulkörper 2 dargestellt. Der Modulkörper enthält eine Anordnung aus hier beispielsweise fünf parallel zueinander verlaufenden Hohlfaserplatten 100 der in Fig. 5a dargestellten Art. Die einzelnen Hohlfaserplatten mit den Hohlfasern 102 und den jeweils zwei benachbarte Hohlfasern verbindenden Stegen 104 erstrecken sich in der Y-Z-Ebene bzw. in dazu parallelen Ebenen. Die Hohlfaserplatten sind gleich lang, ihre oberen und ihre unteren Enden sind von Verguß materialplatten 20 bzw. 22 zusammengehalten, so daß sich ein qua derförmiger Aufbau ergibt. Auf der Außenseite der oberen Verguß materialplatte 20 befindet sich ein nur angedeuteter Einlaßraum 4 für ein erstes Fluid, wobei das Fluid in negativer Z-Richtung durch die Hohl fasern 102 gepumpt wird.A module body 2 is shown on the left in FIG. 1. The module body includes an arrangement of this example, five mutually parallel hollow fiber plates 100 of the type shown in Fig. 5a. The individual hollow fiber plates with the hollow fibers 102 and each two adjacent hollow fibers connecting webs 104 extend in the YZ plane or parallel in to Levels. The hollow fiber boards are of equal length, their upper and lower ends are held together by potting material plates 20 and 22 , so that a qua deriform structure results. On the outside of the upper potting material plate 20 is an only indicated inlet space 4 for a first fluid, the fluid being pumped through the hollow fibers 102 in the negative Z direction.
Außerdem ist auf der Außenseite, das heißt der Unterseite der Verguß materialplatte 22 in Fig. 1 ein Auslaßraum 5 angedeutet, der haupt sächlich durch eine untere Gehäusewand 6 gebildet wird, die durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist. In addition, on the outside, that is, the underside of the potting material plate 22 in Fig. 1, an outlet space 5 is indicated, which is mainly formed by a lower housing wall 6, which is indicated by a dash-dotted line.
Auf der linken Seite in Fig. 1 ist eine parallel zu den Hohlfaserplatten verlaufende äußere Gehäusewand 8 angedeutet.On the left side in FIG. 1, an outer housing wall 8 running parallel to the hollow fiber boards is indicated.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Anordnung nach Fig. 1 in ver größerter Darstellung, wobei außerdem die Strömungsrichtungen für das erste und das zweite Fluid dargestellt sind. Fig. 2 shows a detail of the arrangement of FIG. 1 in a larger view, wherein the flow directions for the first and the second fluid are also shown.
Über den (in Fig. 1 gezeigten) Einlaßraum 4 auf der Oberseite der oberen Vergußmaterialplatte 20 wird ein erstes Fluid eingeleitet, was durch die Pfeile Li angedeutet ist. Beispielsweise kann es sich bei diesem Fluid um eine Absorberflüssigkeit für C₂O handeln. Diese Ab sorberflüssigkeit durchströmt die einzelnen Hohlfasern 102 und tritt auf deren entgegengesetztem Ende aus, was durch den Pfeil Lo angedeutet ist.A first fluid is introduced via the inlet space 4 (shown in FIG. 1) on the upper side of the upper potting material plate 20 , which is indicated by the arrows Li. For example, this fluid can be an absorber liquid for C₂O. From this sorber liquid flows through the individual hollow fibers 102 and exits at their opposite end, which is indicated by the arrow Lo.
In Y-Richtung wird durch den Modulkörper 2 ein Gasgemisch, beispiels
weise ein Abgas eines Kraftwerks, geleitet, was auf der Eintrittsseite mit
Gi und auf der Austrittsseite mit Go angedeutet ist. Das Gasgemisch läuft
durch die Zwischenräume der Hohlfaserplatten, so daß C₂O-Moleküle in
Berührung mit der Membran der Hohlfaserplatten gelangen, teilweise
diese Membran durchdringen und in Berührung mit der Absorber
flüssigkeit gelangen, die in den Hohlfasern 102 strömt. (In Fig. 2 sind
die Wände der Hohlfaserplatten nur symbolisch durch einen einzigen
Strich angedeutet)
Die Fig. 3a und 3b zeigen eine Stirnansicht der Hohlfaserplatten bei
einem erfindungsgemäßen Hohlfaserplattenmodul. In Fig. 3a ist eine
Anordnung dargestellt, bei der die jeweils benachbarten Hohlfaser
platten derart gegeneinander versetzt sind, daß die Hohlfasern 102 ge
geneinander um einen halben Hohlfaser-Mittenabstand (= b/2) versetzt
sind. Der Mittenabstand benachbarter Hohlfaserplatten beträgt a. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Mittenabstand auf 3 mm
eingestellt. Je nach Einsatzgebiet kann der Mittenabstand a zwischen 0, 1
und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm liegen.In the Y direction, a gas mixture, for example an exhaust gas from a power plant, is passed through the module body 2 , which is indicated by Gi on the inlet side and by Go on the outlet side. The gas mixture runs through the spaces between the hollow fiber plates so that C₂O molecules come into contact with the membrane of the hollow fiber plates, partially penetrate this membrane and come into contact with the absorber liquid flowing in the hollow fibers 102 . (In Fig. 2, the walls of the hollow fiber boards are only symbolically indicated by a single line)
FIGS. 3a and 3b show an end view of the hollow fiber plates according to the invention in a hollow fiber module plate. In Fig. 3a, an arrangement is shown in which the respective adjacent hollow fiber plates are offset from one another such that the hollow fibers 102 are mutually offset by half a hollow fiber center distance (= b / 2). The center distance between adjacent hollow fiber boards is a. In the present exemplary embodiment, this center distance is set to 3 mm. Depending on the field of application, the center distance a can be between 0, 1 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm.
Damit die gesamte Anordnung nach Fig. 1 und 2 eine ausreichende Stabilität erhält, sind in vereinzelte Hohlfasern Stabilisierungsstäbe 40 eingeschoben. Diese bestehen bei dieser Ausführungsform aus Metall drähten, sie können in abgewandelten Ausführungsformen jedoch auch aus Kunststoff oder Glas bestehen.So that the entire arrangement according to FIGS. 1 and 2 receives sufficient stability, stabilizing rods 40 are inserted into individual hollow fibers. In this embodiment, these consist of metal wires, but in modified embodiments they can also consist of plastic or glass.
Bei der Anordnung nach Fig. 3b fluchten die benachbarten Hohlfasern 102 benachbarter Hohlfaserplatten 100 miteinander, so daß die Hohl fasern des gesamten Moduls eine Matrixanordnung mit regelmäßigen Reihen und Spalten bilden.In the arrangement of Fig. 3b, the adjacent hollow fibers are aligned 102 adjacent hollow fiber plates 100 together so that the hollow fibers of the entire module with a matrix arrangement of regular rows and columns form.
Zum Herstellen des in Fig. 1 dargestellten Hohlfaserplattenmoduls werden gemäß Fig. 4 mehrere Hohlfaserplatten 100 gleicher Länge und Breite gestapelt, wobei senkrecht zu den einzelnen Hohlfasern 102 ver laufende Distanzleisten 30 zwischengelegt werden. Die Dicke der Leisten 30 entspricht dem Mittenabstand a jeweils benachbarter Hohl faserplatten abzüglich eines Außendurchmessers de einer Hohlfaser (vgl. Fig. 5b). In vereinzelte Hohlfasern werden als Stabilisierungstangen Metalldrähte 40 eingeschoben. Dieser Stapel wird dann mit der in Fig. 4 sichtbaren offenen Stirnfläche des Stapels und der in Fig. 4 nicht sicht baren Stirnfläche des Stapels jeweils in ein Vergußharz eingetaucht. Das erhärtete Vergußharz bildet die in Fig. 1 dargestellten Vergußmaterial platten 20 und 22. Diese Platten werden dann auf der Außenseite abge schnitten, um die einander abgewandten Enden der Hohlfasern in den Hohlfaserplatten 100 freizulegen.To produce the hollow fiber board module shown in FIG. 1, several hollow fiber boards 100 of the same length and width are stacked according to FIG. 4, with spacer bars 30 running perpendicular to the individual hollow fibers 102 being interposed. The thickness of the strips 30 corresponds to the center distance a of adjacent hollow fiber boards minus an outer diameter de a hollow fiber (see. Fig. 5b). Metal wires 40 are inserted into individual hollow fibers as stabilizing rods. This stack is then immersed with the open end face of the stack visible in FIG. 4 and the end face of the stack not visible in FIG. 4, each in a sealing resin. The hardened sealing resin forms the sealing material plates 20 and 22 shown in FIG. 1. These plates are then cut abge on the outside to expose the opposite ends of the hollow fibers in the hollow fiber plates 100 .
Der so erhaltene Modulkörper 2 wird in einem Gehäuse angeordnet, welches schematisch in Fig. 6 dargestellt ist.The module body 2 thus obtained is arranged in a housing, which is shown schematically in FIG. 6.
In Fig. 6 erkennt man einen Flüssigkeitsauslaß 10 und einen Gasauslaß 12 in den Gehäusewänden 6 bzw. 9 des Hohlfaserplattenmoduls. Der Flüssigkeitseinlaß bzw. der Gasauslaß befindet sich jeweils auf den diametral gegenüberliegenden Gehäusewandseiten des Moduls. Man erkennt, daß die Flüssigkeit (erstes Fluid) und das Gas (zweites Fluid) einen Kreuzstrom bilden, wenn sie das Modul durchströmen.In Fig. 6 can be seen a liquid outlet 10 and a gas outlet 12 in the housing walls 6 and 9 of the hollow fiber board module. The liquid inlet or the gas outlet is located in each case on the diametrically opposite housing wall sides of the module. It can be seen that the liquid (first fluid) and the gas (second fluid) form a cross flow when they flow through the module.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel kann in unterschiedlicher Weise im Rahmen der Erfindung abgeändert werden. Beispielsweise braucht das erste Fluid nicht die Hohlfasern zu durchströmen. Das untere Ende der Hohlfasern kann auch verschlossen sein, so daß das Fluid (zum Beispiel ein Gas) mit Druck in die Hohlfasern eingeleitet wird und an den Innenwänden der Hohlfasern ansteht. Das gleiche gilt im Prinzip auch für das zweite Fluid, welches in den Zwischenräumen zwischen den jeweils benachbarten Hohlfaserplatten "anstehen" kann, ohne daß es zu einer im wesentlichen gleichgerichteten, laminaren Strömung kommt.The embodiment described above can in different Modified within the scope of the invention. For example the first fluid does not need to flow through the hollow fibers. The lower end of the hollow fibers can also be closed, so that the Fluid (for example a gas) is introduced into the hollow fibers under pressure is and is present on the inner walls of the hollow fibers. The same goes for in principle also for the second fluid, which is in the spaces can "line up" between the adjacent hollow fiber boards, without becoming a substantially rectified, laminar Current is coming.
Die gemäß Fig. 4 bei der Herstellung des Moduls eingelegten Distanz leisten 30 können nach der Herstellung des Moduls entnommen werden, sie können aber auch in dem Hohlfaserplatten-Stapel verbleiben und mit ihren jeweiligen Enden mit den Innenwänden eines Gehäuses verklebt werden.The distance 30 inserted in the manufacture of the module according to FIG. 4 can be removed after the manufacture of the module, but they can also remain in the hollow fiber board stack and their respective ends can be glued to the inner walls of a housing.
Claims (16)
- a) es wird ein Stapel aus einer vorbestimmten Anzahl von etwa gleich langen Hohlfaserplatten (100) gebildet, wobei zwischen den Hohl faserplatten je ein vorbestimmter Abstand (a) eingestellt wird, um die Hohlfasern sämtlich in eine Richtung (z. B. Z-Richtung) ver laufen zu lassen;
- b) die die Hohlfaserenden enthaltenden Seiten des Stapels werden in eine Vergußmasse, z. B. ein Harz, eingegossen; und
- c) zumindest an einem Ende des Stapels wird die zu einer Platte (20, 22) erhärtete Vergußmasse geschnitten, um die darin eingebetteten Hohlfaserenden zu öffnen.
- a) a stack of a predetermined number of approximately the same length of hollow fiber plates ( 100 ) is formed, a predetermined distance (a) being set between the hollow fiber plates, in order to all of the hollow fibers in one direction (e.g. Z direction ) let it run;
- b) the sides of the stack containing the hollow fiber ends are encapsulated in a sealing compound, e.g. B. a resin poured; and
- c) at least at one end of the stack, the potting compound hardened into a plate ( 20 , 22 ) is cut in order to open the hollow fiber ends embedded therein.
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| EP97944901A EP0930932A1 (en) | 1996-09-27 | 1997-09-26 | Tube plate module |
| AU46247/97A AU4624797A (en) | 1996-09-27 | 1997-09-26 | Tube plate module |
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| WO (1) | WO1998013129A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070375A1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-09-27 | W.L. Gore & Associates Gmbh | Tubing unit |
| DE10244707A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-01 | Daimlerchrysler Ag | Apparatus for exchanging moisture between a wet and a dry gas stream |
| DE102005028718A1 (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Carl Freudenberg Kg | Air humidifier has layers of hollow fibers sandwiched in a spiral wrapping of fleece or open-pored foam |
| CN102918337A (en) * | 2010-04-01 | 2013-02-06 | 埃克森美孚研究工程公司 | Waste heat utilization using fiber sorption system and method of use thereof |
| EP2560811A4 (en) * | 2010-04-20 | 2014-01-15 | Fibracast Ltd | MEMBRANE ELEMENT IN SHAPED SHEET AND FILTRATION SYSTEM |
| DE102015005100A1 (en) * | 2015-04-22 | 2016-03-03 | Mann + Hummel Gmbh | Hollow fiber arrangement, method and device for producing a hollow fiber arrangement, device with at least one hollow fiber arrangement |
| US10105651B2 (en) | 2011-10-20 | 2018-10-23 | Fibracast Ltd. | Formed sheet membrane element and filtration system |
| CN109939567A (en) * | 2019-03-05 | 2019-06-28 | 哈尔滨吉水科技有限公司 | The membrane separator and separation method being made of component |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7904388A (en) * | 1978-06-15 | 1979-12-18 | Mitsubishi Rayon Co | METHOD AND DEVICE FOR TRANSFER OF GASES. |
| US4425234A (en) * | 1979-07-30 | 1984-01-10 | Hospal Ltd. | Hollow fiber separatory device |
| WO1981002683A1 (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-01 | Baxter Travenol Lab | Tubular channel diffusion device having flow guides therein |
| JPH0696098B2 (en) * | 1988-05-27 | 1994-11-30 | 株式会社クラレ | Hollow fiber type fluid treatment equipment |
| DE4412756C2 (en) * | 1994-04-13 | 1996-06-20 | Gore W L & Ass Gmbh | Hose assembly and method of making the same |
-
1996
- 1996-09-27 DE DE19639964A patent/DE19639964A1/en not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-09-26 WO PCT/EP1997/005294 patent/WO1998013129A1/en not_active Ceased
- 1997-09-26 AU AU46247/97A patent/AU4624797A/en not_active Abandoned
- 1997-09-26 EP EP97944901A patent/EP0930932A1/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-03-26 NO NO991486A patent/NO991486L/en not_active Application Discontinuation
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070375A1 (en) * | 2000-03-23 | 2001-09-27 | W.L. Gore & Associates Gmbh | Tubing unit |
| DE10244707A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-01 | Daimlerchrysler Ag | Apparatus for exchanging moisture between a wet and a dry gas stream |
| DE102005028718A1 (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Carl Freudenberg Kg | Air humidifier has layers of hollow fibers sandwiched in a spiral wrapping of fleece or open-pored foam |
| US8104748B2 (en) | 2005-06-20 | 2012-01-31 | Carl Freudenberg Kg | Hollow fiber system |
| CN102918337B (en) * | 2010-04-01 | 2015-09-09 | 埃克森美孚研究工程公司 | Waste heat utilization using fiber sorption system and method of use thereof |
| CN102918337A (en) * | 2010-04-01 | 2013-02-06 | 埃克森美孚研究工程公司 | Waste heat utilization using fiber sorption system and method of use thereof |
| US9492792B2 (en) | 2010-04-20 | 2016-11-15 | Fibracast Ltd. | Formed sheet membrane element and filtration system |
| EP2560811A4 (en) * | 2010-04-20 | 2014-01-15 | Fibracast Ltd | MEMBRANE ELEMENT IN SHAPED SHEET AND FILTRATION SYSTEM |
| US10478777B2 (en) | 2010-04-20 | 2019-11-19 | Fibracast Ltd. | Formed sheet membrane element and filtration system |
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| EP4353469A3 (en) * | 2010-04-20 | 2024-07-03 | Fibracast Ltd. | Formed sheet membrane element and filtration system |
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