CN108671754B - 借助膜片过滤和分离流动介质的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助膜片(13)过滤和分离流动介质(11)的方法和装置(10)，其包括：基本上密封的壳体(14)，在该壳体内设置有大量的膜片(13)；至少一个用于将需分离的流动介质引入装置(10)内(11)的入口(15)；和至少一个用于将渗透物(18)从装置(10)内引出的排出口(16)以及用于将滞留物(19)引出的排出口(17)，其中根据膜片垫的类型构造膜片(13)，这些膜片垫具有用于排出积聚在膜片内腔(137)内的渗透物(18)的开口区域(131)。根据需分离的流动介质(11)将构成膜片束(12)的膜片(13)的数量中的各部分数量的膜片构造用于不同的分离范围，因此不同分离范围的膜片(13)的数量中的各部分数量的膜片利用需分离的介质(11)的分别事先确定的、不同的压力或以在膜片(13)的渗透侧上的不同的真空进行工作。

Description

借助膜片过滤和分离流动介质的方法和装置

本申请是2013年11月11日提交的、申请号为201310557137.2的名称为“借助膜片过滤和分离流动介质的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种借助膜片过滤和分离流动介质的方法，其包括：基本上密封的壳体，在该壳体内设置有大量的膜片；至少一个用于将需分离的流动介质引入装置内的入口；和至少一个用于从装置内引出渗透物以及引出滞留物的排出口，其中根据膜片垫的样式构造膜片，这些膜片垫具有用于排出积聚在膜片内腔内的渗透物的开口区域；以及

本发明涉及一种用于借助膜片过滤和分离流动介质的装置，其包括：基本上密封的壳体，在该壳体内设置有大量的膜片；至少一个用于将需分离的流动介质引入装置内的入口；和至少一个用于从装置内引出渗透物的排出口以及一个用于引出滞留物的排出口，其中根据膜片垫的样式构造膜片，这些膜片垫具有用于排出积聚在膜片内腔内的渗透物的开口区域。

背景技术

例如在EP-A-1 445 013中介绍了一种方法或一种可以实施这样的方法的装置，其中，根据以所谓的缠绕膜片形式构造的原本的分离单元构造该装置，该分离单元可以收纳在一个密封的壳体内。

在此使用的膜片元件经常构造成所谓的膜片垫形式，在技术领域中也被称为垫膜(Kissenmembran)或者膜袋，这些膜片元件无论是在需分离的介质方面，还是在其大小(膜片面)方面均适合各种分离目的，但其中同样要根据需分离的介质的分离目的来专门挑选构成膜片垫的、材料可选的原始膜片。

人们将以压力进行工作的分离技术划分成过滤、超渗滤、毫微过滤和逆向渗透。这些以压力进行工作的分离技术部分地相互重叠，因此理论上只有基于膜片中进行的材料分离的物理作用机制才被专业人员视为严格的分离。尽管如此，还是经常使用上述粗略的分类，请参照“膜片分离法，超渗滤和逆向渗透，Robert Rautenbach著，Salle+Sauerlaender出版社，1981”。

借助膜片的材料分离进入了工商业经济的几乎所有领域并且涉及范围例如从海洋设施如船舶和在海上使用或锚固的钻井平台上的材料分离到用于生产工商业用水和淡水的海水淡化领域和渗透水领域，如在垃圾处理场还有在工商业的和地方的污水处理领域发生的那样。

这些液态的流动介质中的多数由不同的液态成份的各种混合物组成，部分甚至混合有气态成份，由于这些成份的原因迄今为止为了每个在经过分离处理方法之后的所期望的分离产物，不得不使用一种可以实施一种分离处理方法的装置或者一种产物特定的分离装置。如可以容易地看出的那样，这需要高额的设备支出和另外还需要为了分离复杂的混合物而不得不开发的或者不得不实施的方法所使用的昂贵的控制装置。材料混合物中多数的需分离的物质都必须利用以上序言所述的不同的分离机制才能从需分离的混合物中分离出去，因为某种特定的分离方法并不适用于需分离的混合物中的某些特定的物质且只有其他的方法才能实现这些物质的分离。甚至混合物中的属于化学/物理上相同的材料组的不同的物质有时候只能借助一种材料分离方法，而不是借助另一种材料分离方法从需分离的整个混合物中分离出来。

如在上面已经简述的那样会出现如下情况：迄今为止对复杂地混合在一起的流动介质而言，要再次经由多种装置通过依次重新实施分离来实现对半成品的分离，这些装置分别适用于需分离出来的所期望的产物。这除了已经述及的高额设备支出之外还需要很多的时间，并且需要高额的能源支出。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种方法，利用该方法能够在一个处理过程中从一个复杂的、需分离的混合物中将分别只通过不同的分离机制才能获得的不同的产物分离出来，其中所述方法与迄今为止的分离装置相比需要很小的设备支出以及例如，不需要对应该能够实施这样的方法的装置进行改造，因此所述方法能够迅速而经济地得以实施。

这个目的根据本发明的第一方案通过如下方式得以实现：在膜片束中，能够以需分离的介质的、分别事先确定的不同的压力促使不同分离范围(Trennbereich)的各自数量的膜片进行工作，并且这个目的在本发明的第二方案中通过如下方式得以实现：在膜片束中，能够以需分离的介质的、分别事先确定的不同的真空促使不同分离范围的各自数量的膜片进行工作。

本发明的两个非常有益的方案中的后一个还能够例如，将只有借助例如，按照渗透汽化法进行工作的膜片才能够分离出来的物质从复杂的混合物中分离出来。

鉴于各分离方法，本发明的方案的优点在于：根据目的力争达到在一定程度上在一个处理过程中，根据所有被加载的膜片元件数量的各个部分数量所选择的不同的分离范围实现可选择的材料分离，就是说，可以从需分离的混合物中有选择性地分离出各个所期望的产物。通过这种方式迄今为止需要的、需多次使用的分离方法原则上可以减少到一种分离方法。如力争达到的那样，这不仅仅是一个可观的设备方面的优点，而也是一个体现在节省时间和开支方面的优点。

原则上，同样的优点也在本发明提出的借助负压(真空)实施材料分离过程的方案中得以实现，就是说，借助仅仅利用膜片元件的渗透侧上的负压能够分离一定的混合物的方法。

根据本方法的一个有益的发展设计，以需分离的介质的不同的压力促使膜片束的膜片数量中的可事先确定的部分数量的膜片进行工作，就是说，膜片束的各个数量的膜片元件仅仅负责一个分离任务或者一个分离范围，而所述膜片束的膜片数量中的另一部分数量的膜片则被规定用于需分离的介质的其他的分离范围。膜片的各个部分数量的基数(Maechtigkeit)又由产生的、需分离的流动介质的和需分离的整个混合物中特定的不同物质的可预期部分的数量(体积)确定。

就其意义而言，同样的内容还有益地适用于借助负压的材料分离，其中膜片束的膜片数量中的可事先确定的部分数量的膜片鉴于需分离的介质被有益地施加不同高低的真空。

同样可以有益地如此运用本方法，即鉴于需分离的介质，膜片束的膜片数量中的至少事先确定的第一部分数量的膜片被施加不同高低的真空以及膜片数量中的至少可事先确定的第二部分数量的膜片被施加不同的压力。

优选地以如下方式构造出一种借助膜片来过滤和分离流动介质的装置，利用该装置可以实施文首述及的借助膜片来过滤和分离流动介质的方法：根据需分离的流动介质将构成膜片束的膜片数量中的各部分数量的膜片构造用于不同的分离范围。

这样构成膜片束的膜片数量中的一个部分数量有益地由例如，适合于毫微过滤的膜片组成，膜片的另一个部分数量由可以按照逆向渗透的原理实施分离而进行工作的膜片组成，并且膜片束的另一个数量的膜片由被构造用于按照超渗滤的原理实施分离的膜片组成，其中用于不同的分离范围的不同的膜片数量的这个列举此处应该仅仅理解为范例性的，其中所有其他的膜片同样可以组成膜片束的此处未明确列举的各个部分数量的膜片。在就其意义而言目的相同的情况下，与文首述及的本发明的方法相关地列举的优点明确地适用于按本发明构成的装置。

尽管原则上本发明的装置鉴于膜片在该装置内或者在属于该装置的壳体内的布置可以被任意适当地选择，就是说，原则上膜片元件由中空纤维膜片或毛细管膜片构成的装置也适用，但是将膜片束构造成多层螺旋的样式是极其有益的。这样的膜片束也被称为螺旋模块并且具有如下的大优点，即，实际上在从端面侧流经该螺旋的需分离的介质横贯布置成螺旋状的、用于该需分离的介质的膜片的过程中，在所有的膜片位置上均存在相同的压力比。这样的也被称为缠绕模块的螺旋模块能够在相同的空间容积上比例如一个膜片元件束容纳更大的膜片面，在该膜片元件束中需分离的介质从用于需分离的介质的入口到滞留物从装置中的排出口为止被曲折地引导穿过该膜片元件束。

螺旋模块或者缠绕模块的构成对于本发明的不同分离范围的膜片数量的各个部分数量的分配来说具有如下优点：需分离的介质(feeds)的压力比同样在膜片面的任何地方都相同。

在膜分离技术中重要的是：在材料可选择的膜片元件之间，就是说，在膜片垫的原本的膜片之间的膜片垫的内腔内产生的渗透物能够迅速且无干扰地流出。由于在不同的、膜片为其而配置的分离范围内渗透物具有不同的流变特性，将这些流变特性通过如下方式进行优化是有益的，即在膜片元件之间的其内腔中设置至少一个中间元件，该中间元件不仅具有间隔功能，即负责使膜片垫的膜片的两个内表面保持间距，而且还能够使膜片垫的内腔中的渗透物无干扰地或无阻地流出。

有益的是：构造成基本上平面的中间元件具有一个可根据膜片垫的分离范围事先选择的不同的厚度，其中该厚度与所选定的、膜片元件为其所选定或所构成的分离范围协调一致并且它被赋予一个最佳化的形状，以防止积聚在膜片内腔中的渗透物的流出受阻。

为了使需分离的流动介质尽可能无阻地流过膜片束，根据本发明的一个另外的有益的设计在构成膜片束的膜片垫之间设置有间隔件。这些间隔件应该负责使需分离的流动介质能够基本上无阻地流过膜片束。关于需分离的介质流过膜片束用的流动通道同样很有益的是：构造成基本上平面的或者格子状的间隔件具有可以根据至少分别两侧邻接的膜片垫的膜片元件的分离范围选择的不同的厚度。间隔件的这个厚度对于需分离的流动介质尽可能无阻地流过膜片束来说也是决定性的，其中可以与各膜片垫的所选择的分离范围相匹配地选择间隔件的厚度。通过这种方式，还可以进行简单的调节达到实现需分离的介质最佳地流过膜片束的目的。

根据本发明的一个另外的有益的设计，构成膜片束的膜片垫按照螺旋的样式围绕一个横贯装置的渗透排出和收集装置如下地重叠缠绕，即所述膜片垫的开口区域与所述渗透排出和收集装置的相应的渗透排出口保持连接。为此渗透排出和收集装置具有大量的孔，这些孔穿过其管状的壳，其中这些孔如下地定向，即它们与膜片垫的渗透排出口或渗透排出区域保持连接以及渗透物能够通过这些孔流出。

根据本发明的再一个另外的有益的设计，构造成螺旋的样式的膜片束缠绕在一个单独的管元件上，其中在其内孔上收纳有渗透排出和收集装置。这具有如下优点：可以事先在一定程度上功能完备地批量生产螺旋模块或缠绕模块并只需套装在构造成管状的、在这个设计中为单独的渗透排出和收集装置上。在装置的这个设计中，管状的渗透排出和收集装置还可以用作中心的、横贯所述装置的壳体的夹紧螺栓，以便能够将螺旋模块或缠绕模块密封地收纳在壳体内。

如同样在文首已经简述的那样，也可以将本发明的装置的原理应用在由大量的交替地堆叠起来的、构造成盘状的间隔件和膜片垫构成的膜片束上。例如由EP-A-0 289 740公知了一种这样的装置，该装置在原则上相同的构造中在现有技术的很多设计中是众所周知的。本发明在装置方面同样在方法方面的原理能够同样无问题地应用在这样的膜片束上。

为了在构造成这样的膜片束中在效果上类似于上述构造成平面的、通常构造成格子状的间隔件那样在膜片面的上方和在膜片面的下方实现需分离的介质用的相应的空间，优选在间隔件的至少一个表面上设置有大量的超越表面***的凸起，以如下方式确定这些凸起在其高度方面的尺寸，即，使得膜片垫的各个流体可选择的面并不放置在凸起的表面上，而是在需要的情况下仅仅与膜片垫保持微小间距地支承。在另一种类型的凸起中，相对盘状的间隔件的表面***的凸起构造有平行于间隔件的表面的微小的平面，这样膜片元件可以支承在凸起的这些平行的表面上，以防止损伤材料可选择的膜片表面。

根据优选的方式，间隔件的厚度由凸起的高度界定，这种设置方式普遍适用。

最后，在膜片束的这个设计中，间隔件同样可以设置一个外部环绕的、分别从间隔件的表面***的边缘，其中间隔件的厚度由该间隔件的边缘的高度界定。

因此，在膜片束的这个设计中保障如下：始终根据所希望的介质分离范围以简单的方法、与凸起的高度和/或边缘的高度配合地保障用于需分离的介质的通道。

附图说明

现在参照下面的示意图借助第一实施例对本发明进行详细的阐述，其中对第二实施例仅仅就其相对第一实施例的变动之处加以简短说明。其中：

图1是本发明的装置的剖视图；

图2是图1所示出的装置的部件的剖视图，该部件由以垫膜和间隔件构成的螺旋组成，该螺旋重叠缠绕在一个管元件上以及基本上横贯所述装置的、螺栓状的渗透排出和收集装置可以套装在该螺旋上；

图3是螺旋的根据图2中的线C-D的剖视图，但是与图2相比在管元件的内腔中嵌入有比图2比例放大的渗透排出和收集装置以及还未重叠缠绕的膜片垫和设置在膜片垫之间的间隔件，用以说明本发明的构造；

图4a是间隔件的比例大幅放大的局部侧视剖面图；

图4b是间隔件的比例大幅放大的顶视图；

图5是本发明使用的膜片垫，该膜片垫具有构成渗透排出口的单侧区域；

图6是沿图5的线A-B的剖面的局部，其示出具有中间元件的膜片垫的构造；

图7是沿图5的线E-F的剖面的局部，其示出无中间元件的膜片垫的构造；

图8是间隔件的顶视图，如其使用在分离装置中那样，这些分离装置构造成基本上圆柱形的膜片束的样式，在该膜片束中所有间隔件的数量与所有膜片垫的数量交替(本发明的装置的第二变型)，示出膜片垫的顶视图；和

图9是图8的间隔件的侧面剖视图，为了理解装置省略了不必要的细节。

具体实施方式

关于装置10的构造，首先参考图1和2。装置10包括一个密封的壳体14，该壳体此处在附图中构造成圆管状的元件。相对壳体14基本上轴向地设置有一个基本上横贯装置10的渗透排出和收集装置21，该渗透排出和收集装置另外具有夹紧螺栓的功能，该夹紧螺栓支承或紧固分离单元110，对此还将在下面进行详细阐述。

在图2中示出的是分离单元110的一部分，其中这个分离单元除了螺栓状地横贯装置10的渗透排出和收集装置21以外具有封堵元件25、26，这些封堵元件在图2中为了清楚起见未被示出。

在渗透排出和收集装置21上具有一个单独的管元件27，该管元件可以被推开，但是该管元件也可以从渗透排出和收集装置21中除去。

根据膜片垫13的类型构造的大量膜片在同样基本上横贯装置10以及在其轴向长度上略微短于壳体14的轴向长度的单独的管元件27上重叠缠绕成多元件的或者多层类型的螺旋20，另请参照图3。在图1和2中示出的是最终的重叠缠绕状态的多元件螺旋20。

如图1和2所示出的所有数量的膜片元件构成一个如其在图3中所示出的那样和如其在下文中被进一步详细说明的那样的膜片束12。鉴于需分离的流动介质11，构成膜片束12的膜片垫13被构造用于不同的分离范围。就是说，膜片束12的一部分由被构造用于例如，逆向渗透，例如，毫微渗透，例如，超渗透，或还有用于按照渗透汽化法的材料分离的膜片元件13构成。

根据上述内容，构成膜片束12的膜片垫13的数量中的特定部分数量的膜片垫可以用于构成膜片束12。

也可以例如在合适地构成膜片垫13的情况下借助真空辅助的渗透汽化法实施材料分离。流动介质11的不同分离范围的全部组合是可能的并且能够构成组装成螺旋形的膜片束12。

图3的图示示出了图2的沿线C-D的剖面，然而其比例较大，与图2中所示出的内容不同，该图示出的是嵌入管元件27的孔270内的渗透排出和收集装置21，由单独的膜片垫13构成的、处于非重叠缠绕状态的多元件螺旋20。在图3中用连续线示出的膜片垫被非正常比例地示出。在一个经过实施的实施方式中膜片垫具有例如950mm的宽度和755mm的长度，其中所述长度视为膜片垫13沿管元件27的方向的有效长度。前述鉴于膜片垫的宽度数据和长度数据涉及的仅仅是一个可能的实施例，但是也可以根据装置10的不同的设计设置完全不同的膜片垫13的宽度和长度。

在图3中所示出的实施例中多元件螺旋20由18个膜片垫13构成，其中在这种情况中还需要指出的是：也可以由其他数量的膜片垫13构成螺旋20。

根据所希望的使用方式选择膜片垫13的数量中的各个部分数量的构成膜片束12的膜片垫并且为了力求实现复杂地混合的流动介质11的材料分离可以事先对膜片垫进行组装，就是说：整体上根据质量上和数量上所希望实现的分离程度和所期望的分离结果进行选择和组装。

同样需要指出的是：为了更好地理解图3的图示装置10仅仅是示意性的。因此在此处同样在一个在一定程度上展开的图示中示出各个构成多元件螺旋20的膜片垫13。

膜片垫13具有一个如在图5、6和7中示出的构造，对此将在下文中做进一步详细的阐述。在多元件螺旋20的最终重叠缠绕的状态中该螺旋20具有一个如在图1和2中的剖面侧视图中示出的形状。

多元件螺旋20的膜片垫13相对具有渗透排出口131的管元件27如下地设置，即渗透排出区域或渗透排出口131指向构造在管元件27中的径向孔271或者汇入这些孔中，请再次参照图3。这样具有如下可能性：从膜片13的渗透排出口中排出的渗透物18可以流入径向孔271并且能够通过这些径向孔流进定位在管元件27的内孔270内的渗透排出和收集装置21的渗透入口210(Permeateinlaufoeffnung)内并且由于该渗透入口210以轴向槽的形式构造在渗透排出和收集装置21上，所以渗透物可以从那里被引向构造在渗透排出和收集装置21的端部上的环形槽并从那里通过渗透物排出口16排向外部。

但是还有如下的可能性：在管元件27的内孔270与基本上横贯装置10的螺栓状的渗透排出和收集装置21之间代替单独的槽形的渗透入口210设置一个环形槽，通过该环形槽渗透物18然后被引向渗透物排出口16。

在此处阐述的装置10的实施例中，在管元件27中按照18个膜片垫13设置有18个径向孔271。沿着单独的管元件27根据膜片垫13的长度设置有大量的、沿轴向方向排列的径向孔271，以保障离开膜片垫13的渗透物18尽可能均匀地流出。

第二多元件螺旋22由间隔件23构成，这些间隔件如下地设置，即构成多元件螺旋20的膜片垫13通过所述的、构成第二多元件螺旋22的大量间隔件23彼此之间保持间距。在图3中，与膜片垫13相反用虚线示出间隔件23。

与膜片垫13具有几乎一样的长度和宽度的间隔件23具有一个格子状的结构，参照图4a和4b。为了说明间隔件23的构造，图4a和4b中的间隔件23的图示被放大示出。间隔件23的格子状的结构由大量的相互基本上正交的第一和第二元件230、231构成。元件230、231构造成棒状的。同时第一元件230在横截面方面构造得大于第二元件231。为了构成多元件的第二螺旋22，间隔件23在装置10内或者相对由膜片垫13构成的多元件的第一螺旋20如下地设置，即该间隔件23的第一元件230相对管元件27或相对螺栓状的渗透排出和收集装置21基本上轴向定向，这样穿过螺旋20或22的、需分离的流动介质11可以沿着第二元件231流动，就是说，构成一个对于需分离的流动介质来说小到可以忽略的流动阻力。

在此处在图4a和4b中示出的实施例中，间隔件23的第一和第二元件230、231具有基本上圆形的结构。但是如果例如应该有针对性地在需分离的流动介质11穿过多元件螺旋20从膜片垫13中溢出时实现涡流流动的话，原则上也可以是其他的横截面形状，这对于装置的具有特殊要求的使用情况会是必要的。间隔件23由弹性材料构成，例如可以是弹性塑料的塑料。

根据由特定数量的各种所期望的膜片垫13构成的膜片垫13中的部分数量的膜片垫的类型可以进行以下设定：间隔件23具有可选择的、不同的厚度232。通过间隔件23的可选择的厚度232，可以确定两个邻接的膜片垫13之间的流动介质11用的各流动通道，更确切地说是同样要考虑所期望的流动介质11的分离结果以及各所期望的分离范围。因此在一个膜片束12中根据被构造用于特定的分离范围的各部分数量的膜片垫13也同样可以使用不同的，即具有不同厚度232的间隔件23。

如果由膜片垫13构成的多元件的第一螺旋20进入其最终形状的话，参照图1和2，设置在膜片垫13之间的间隔件23紧贴在各邻接的膜片垫13的各邻接的膜片元件133、134的表面上，但却防止所述各邻接的膜片垫13的各膜片元件133、134直接摞在一起以及因此构成一个用于需分离的流动介质11的流动通道，这样这个流动介质可以从端面侧流入由膜片垫13构成的多元件螺旋20，参照图1右侧，以及在流过(Ueberstreichen)膜片垫13的整个长度之后再次从多元件螺旋20中流出，参照图1左侧。由于设置有定位在多元件的第一螺旋20的膜片元件之间的、同样构成多元件的第二螺旋22的间隔件23，永久地保障了在流体横截面上用于流动介质11的足够大的流动通道。

在多元件的、在此处阐述的实例中然后由三十六个元件，即十八个膜片垫13和十八个间隔件23构成的第一和第二螺旋20、22进入其最终的缠绕位置时，参照图1和2，就是说，膜片垫13然后在其间分别安置间隔件23的情况下摞在一起，螺旋20、22在它们的外圆周24上被固定，参照图2。可以通过如下方式实现这一点：将螺旋20、22然后在其外圆周24上用线状的元件或者大量的线状元件缠绕。为了使螺旋20、22在缠绕状态中依然具有较高的稳定性，可以使用可硬化的树脂或者塑料浸润线状元件。然后在螺旋20、22的缠绕完成之后可以通过适当的加温或者通过适当地调节树脂或者塑料的硬化过程诱发线状元件的凝固过程。但是也可以例如利用由弹性材料构成的带材对螺旋20、22在其外圆周24上按照线圈的方式进行缠绕。

如其在图2中所示出的那样由螺旋20、22如此地制成的物体然后被套装在螺栓状地横贯装置10的渗透排出和收集装置21上。然后这个由多元件螺旋20、22以及管元件27构成的物体在两端设置有分别限定两端的封堵元件25、26，在这些封堵元件中分别设置有至少一个需分离的介质11用的入口15和至少一个滞留物19用的排出口17。封堵元件25、26利用适宜的密封胶以及连接套被相对管元件17密封固定，其中封堵元件25、26配置有密封胶，借助该密封胶这些封堵元件然后能够在由螺旋20、22、渗透排出和收集装置20以及封堵元件25、26构成的分离单元110嵌入壳体14内之后相对该壳体14密封地定位，参照图1。

在装置10中使用的膜片垫13基本上具有矩形的结构，参照图5。

例如EP-B-0 129 663对这种类型的膜片垫13进行了介绍并能够以众所周知的方式制造。

这种膜片垫13经常由两个膜片元件133、134构成并且通常由适宜的聚合材料制成，其中如下地选择聚合物，即为了专门与装置10共同完成分离任务，即根据需分离的流动介质11对它们进行选择。两个膜片元件133、134在它们环绕的边缘136上以众所周知的方式例如借助超声处理被焊接或者适当地粘合在一起。

与本发明的装置关联使用的膜片垫13的特别之处在于：在膜片垫13中在其端面之一132上，即在一个事先确定的区域内构造有渗透排出口131，该渗透排出口如下地与管元件27的上面介绍的径向孔271对准，即从膜片垫13中经渗透排出口131流出的渗透物18能够流入管元件27的径向孔271内。在膜片垫13的内部，就是说在构成膜片垫13的膜片元件133、134之间可以设置至少一个中间元件135，请参照按照图6的膜片垫13的构造。

中间元件135同样可以具有不同的厚度139，以使在两层材料可选择的、构成一个膜片垫13的膜片层之间产生的空腔鉴于沉积在膜片垫13内的渗透物18的情况最佳地适合需分离的流动介质11。根据需借助装置10分离的流动介质11，通过适宜地选择中间元件135的厚度139除原本的膜片的构成方法和间隔件23的合适的可选择的厚度232之外还存在另外的参数，该参数为可选择的并能够最佳地适合需分离的流动介质11。中间元件135还能够对膜片垫13起到机械稳定的作用，其中所有中间元件135的数量又能够附加地在机械方面对整体膜片束12进行加固。

中间元件135可以具有类似无纺布的结构，通过这种方式渗透物能够更容易地流向渗透排出口131或者流出。但是原则上也可以在膜片元件133、134之间不设置中间元件135，请参照按照图7的膜片垫13的构造。

之前与一般在螺旋膜片模块(Spiralmembranmodul)或缠绕膜片模块(Wickelmembranmodul)中通常的构造相关地对装置10进行了阐述。本发明的装置10和本发明的方法原则上也可以应用在构造成分离装置样式的膜片束12中，在这些分离装置中在每个膜片垫13的中间层下分别设置有按照圆柱形的束的方式束状地组装的间隔件，其中例如在EP-A-0 289 740中对一个这样的装置进行了介绍。

例如在图8和9中示出一个这样的盘状的间隔件，其中流动介质11从流动介质11用的入口到滞留物用的排出口曲折地流经由膜片垫13和构造成平面状的间隔件23构成的束。渗透物以本身众所周知的方法积聚在中心的渗透排出和收集装置21中并通过渗透物用的排出口从在此处未被详细示出的装置中被引出。间隔件23具有两个表面28、29，这两个表面构造成基本上彼此平行并具有大量的、其高度31对于流动介质11用的流动通道来说为决定性的凸起30，在各两个凸起之间包围构成一个膜片垫13。不是作为凸起30的高度31以外的可选就是作为对凸起30的高度31的补充，环绕间隔件23两面的边缘32、33同样可以确定间隔件23的表面的两面上流动介质11用的流动横截面。如在现有技术中众所周知的那样，在间隔件23的一些实施方式中，膜片垫12仅仅支承在凸起30的顶点之间，然而并不放置在这些顶点上，而在另一个间隔件23中膜片垫12则轻轻地放置在凸起30的顶点上的、构造成与间隔件的表面平行和成平面的凸起面(Vorsprungsflaeche)上。

如与图8和9相关地对其阐述的那样，装置10可以设置有膜片垫12并运转，正如根据之前所述的螺旋膜片模块或缠绕膜片模块进行阐述的那样，这适用于一般情况。

本发明的方法例如在使用本发明所阐述的装置10的情况下如下地得以实现：

流动介质11借助膜片13被分离，其中装置10具有基本上密封的、其内设置有大量的膜片13的壳体14，并且该装置包括至少一个用于将需分离的流动介质11引入所述装置内的入口15，和至少一个用于将渗透物11从所述装置中引出的排出口13，以及用于引出的滞留物的排出口17。根据膜片垫的类型构造膜片13，这些膜片垫具有用于排出积聚在膜片内腔137内的渗透物18的开口区域131。本方法被如此地实施以及装置10被如下地构成：根据需分离的流动介质11将构成膜片束12的膜片垫13的数量中的各部分数量的膜片垫构造用于不同分离范围。

本方法和所述装置10被如下地构成：对于膜片束12的膜片13的不同的分离范围，本方法和装置利用分别可事先确定的、不同的、作用在需分离的流动介质11上的压力运转。但对于不同的分离范围本方法和装置也可以分别将不同的、事先确定的真空施加在需分离的介质的例如，渗透侧上。

附图标记列表

10 装置

110 分离单元

11 流动介质

12 膜片束

13 膜片/膜片垫

130 膜片垫的端部

131 渗透排出口

132 端面

133 膜片元件

134 膜片元件

135 中间元件

136 区域

137 膜片内腔

138 边缘

139 中间元件的厚度

14 壳体

15 入口

16 渗透物排出口

17 渗透物排出口

18 渗透物

19 滞留物

20 螺旋(第一)

21 渗透排出和收集装置

210 渗透入口(渗透排出和收集装置)

22 螺旋(第二)

23 间隔件

230 棒状第一格栅元件

231 棒状第二格栅元件

232 间隔件的厚度

24 外圆周(螺旋)

25 封堵元件

26 封堵元件

27 管元件

270 内孔

271 径向孔

28 表面

29 表面

30 凸起

31 凸起的高度

32 边缘

33 边缘

34 边缘的高度

Claims (17)

1.一种借助膜片过滤和分离流动混合介质的方法，其包括：密封的壳体，在该壳体内设置有大量的膜片；位于所述壳体中的多个封堵元件；至少一个用于将需分离的流动混合介质通过所述封堵元件引入到装置内的入口；和至少一个用于将渗透物以及滞留物从装置内引出的排出口，其中根据膜片的类型构造膜片，这些膜片具有用于排出积聚在膜片内腔内的渗透物的开口区域，其特征在于：在膜片束中，不同分离范围的膜片数量中的各个部分数量的膜片利用需分离的所述流动混合介质的分别事先确定的、不同的压力进行工作，

在一个处理过程中，膜片束的膜片数量中的可事先确定的部分数量的膜片利用需分离的所述流动混合介质的不同的压力进行工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述膜片束构造成多层螺旋的样式。

3.一种借助膜片过滤和分离流动混合介质的方法，其包括：密封的壳体，在该壳体内设置有大量的膜片；位于所述壳体中的多个封堵元件；至少一个用于将需分离的流动混合介质通过所述封堵元件引入装置内的入口；和至少一个用于将渗透物以及滞留物从装置内引出的排出口，其中根据膜片的类型构造膜片，这些膜片具有用于排出积聚在膜片内腔内的渗透物的开口区域，其特征在于：在膜片束中，不同分离范围的膜片数量中的各个部分数量的膜片利用在需分离的所述流动混合介质的渗透侧上的分别事先确定的、不同的真空进行工作，

在一个处理过程中，根据需分离的所述流动混合介质而向膜片束的膜片数量中的可事先确定的部分数量的膜片施加不同高低的真空。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述膜片束构造成多层螺旋的样式。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于：鉴于需分离的所述流动混合介质，膜片束的膜片数量中的至少事先确定的第一部分数量的膜片被施加不同高低的真空以及膜片数量中的至少事先确定的第二部分数量的膜片被施加不同的压力。

6.一种借助膜片(13)过滤和分离流动混合介质(11)的装置(10)，其包括：密封的壳体(14)，在该壳体内设置有大量的膜片(13)；位于所述壳体中的多个封堵元件；至少一个用于将需分离的流动混合介质(11)通过所述封堵元件引入装置(10)内的入口(15)；和至少一个用于将渗透物(18)从装置(10)内引出的排出口(16)以及一个用于将滞留物(19)引出的排出口(17)，其中根据膜片的类型构造膜片(13)，这些膜片具有用于排出积聚在膜片内腔(137)内的渗透物(18)的开口区域，其特征在于：鉴于需分离的流动混合介质(11)将构成膜片束(12)的膜片(13)的数量中的各部分数量的膜片构造用于不同的分离范围；

其中，膜片束中不同分离范围的膜片数量中的各个部分数量的膜片利用需分离的所述流动混合介质的分别事先确定的、不同的压力进行工作，

在一个处理过程中，根据需分离的所述流动混合介质而向膜片束的膜片数量中的可事先确定的部分数量的膜片施加不同高低的真空。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：膜片束(12)构造成多层螺旋(20)的样式。

8.根据权利要求6或7中任意一项所述的装置，其特征在于：在材料选择的膜片元件(133，134)之间的膜片(13)的内腔(137)内设置有至少一个中间元件(135)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：构造成平面的中间元件(135)具有按照膜片(13)的分离范围选择的不同的厚度(139)。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：在构成膜片束(12)的膜片(13)之间设置有间隔件(23)，需分离的流动混合介质(11)能够无阻地流经这些间隔件。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：构造成平面的间隔件(23)具有根据至少两侧邻接的膜片的分离范围选择的不同的厚度(232)。

12.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：构成膜片束(12)的膜片(13)按照螺旋(22)的样式围绕着横贯装置(10)的渗透排出和收集装置(21)以如下方式进行重叠缠绕，即所述膜片(13)的开口区域与所述渗透排出和收集装置(21)的相应的渗透排出口(210)保持连接。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：构造成螺旋的样式的膜片束(12)缠绕在单独的管元件(27)上，其中在其内孔(270)内收纳有渗透排出和收集装置(21)。

14.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：膜片束(12)由大量的交替地堆叠起来的、构造成盘状的间隔件(23)和膜片(13)构成。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于：在所述间隔件(23)的至少一个表面上设置有大量的超越所述表面***的凸起(30)。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于：间隔件(23)的功能性的厚度(232)由凸起(30)的高度(31)界定。

17.根据权利要求14至16中任意一项所述的装置，其特征在于：间隔件(23)具有至少一个外部环绕的、分别从表面***的边缘(32，33)，其中所述间隔件(23)的功能性的厚度(232)由所述边缘(32，33)的厚度(34)界定。

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