NL9401233A

NL9401233A - Werkwijze voor membraangasabsorptie.

Info

Publication number: NL9401233A
Application number: NL9401233A
Authority: NL
Inventors: Paul Hubert Maria Feron; Albert Edward Jansen
Original assignee: Tno
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1995-11-01
Also published as: BR9507191A; EP0751815A1; NO963914L; CA2186461C; DE69522213T2; NO316947B1; EP0751815B1; WO1995026225A1; DK0751815T3; NO963914D0; JP3828146B2; ATE204200T1; CA2186461A1; PL316446A1; DE69522213D1; JPH10500612A; ES2160157T3; US5749941A

Description

Werkwi.ize voor membraangasabsorptie.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het absorberen van een of meer gasvormige componenten uit een gasfase, doordat men de gasfase met de daarin aanwezige te absorberen component(en) in kontakt brengt met een vloeistoffase, waarbij de gasfase en de vloeistoffase worden gescheiden door een hydrofoob membraan van een van polytetrafluor-etheen verschillend materiaal, waarbij de vloeistoffase water en een met water mengbaar en/of in water oplosbaar absorptiemiddel omvat.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het artikel van H. Matsumoto c.s., "Fundamental Study on C02 Removal from the Flue Gas of Thermal Power Plant by Hollow-Fiber Gas-Liquid Contactor", Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. and Tokyo Electric Power Company, presented at C02 Chemistry Workshop, Hemavan, Sweden, 19-23 september 1993·

Volgens deze werkwijze wordt kooldioxide met behulp van holle vezelmembranen geabsorbeerd uit het rookgas van electriciteitscentrales, waarbij als vloeistoffase een oplossing van monoethanolamine in water wordt gebruikt.

In bovenvermeld artikel wordt een vergelijking van polypropeen (PP)-, polyetheen (PE)- en polytetrafluoretheen (PTFE, Teflon)-holle vezels weergegeven en hieruit blijkt, dat met polypropeen- en polyetheen-membranen de stofoverdrachtcoëfficiënt bij continu gebruik na enige tijd afneemt. Hierdoor is het niet mogelijk met deze membranen gas/vloeistof-absorptie over langere tijd stabiel te bedrijven. Daarom wordt in dit artikel de voorkeur gegeven aan Teflon-holle vezel membranen.

De gebruikte Teflon-membranen vertonen echter een aanzienlijk lagere stofoverdrachtscoëfficiënt dan de polypropeen- en polyetheen-membranen. Bovendien is de bewerking van Teflon zeer moeilijk. Het is bijvoorbeeld niet mogelijk uit Teflon holle vezels met kleine buitendiameters (<0,72 mm) te vervaardigen welke voor toepassing in compacte apparatuur voor bijvoorbeeld de 'offshore'-industrie en de lucht- en ruimtevaart worden gewenst.

Het eerste doel van de uitvinding is derhalve het verbeteren van de bovenstaande gas/vloeistof-absorptiemethodiek, meer in het bijzonder het verschaffen van werkwijze voor membraangasabsorptie, die over langere tijd stabiel kan worden bedreven in een systeem met kleine afmetingen.

Een dergelijk compact systeem zou kunnen worden verschaft door het gebruik van bijvoorbeeld polypropeen- of polyetheen-holle vezels in plaats van teflon-holle vezels, in combinatie met een waterige oplossing van een gebruikelijk absorptiemiddel, zoals monoethanolamine.

Uit onderzoek van Aanvraagster is nu echter gebleken, dat bij gebruik van een in de stand der techniek gebruikelijke waterige oplossing van een organische absorptiemiddel (zoals monoethanolamine/ water-meng-sels) met polyetheen- of polypropeen-holle vezelmembranen naast de hierboven hierboven vermelde problemen ten aanzien van de afname van de stof-overdrachtscoefficiënt lekkage optreedt, een probleem wat in de bovenstaande stand der techniek niet wordt erkend.

Een tweede doel van de uitvinding is derhalve het voorkomen en/of tegengaan van lekkage bij membraangasabsorptie, in het bijzonder met holle vezelmembranen, waardoor het mogelijk wordt membraangasabsorptie gedurende langere tijd stabiel te bedrijven met bijvoorbeeld polypropeen-of polyetheen-holle vezelmembranen.

Een derde doel van de uitvinding is het verschaffen van vloeistoffasen voor toepassing bij membraangasabsorptie, die geen lekkage geven en/of werkzaam zijn bij het voorkomen en of tegengaan van lekkage, en die tegelijkertijd aanvaardbare of verbeterde voor membraangas- absorptie relevante eigenschappen geven, zoals stofoverdracht, kinetiek, regeneratie-energie en/of corrosiviteit, afzonderlijk en in combinatie.

Een vierde doel van de uitvinding is het verschaffen van een systeem voor het uitvoeren van membraangasabsoptie, dat geringe afmetingen heeft, betrouwbaar is en geen lekkage vertoont, en desalniettemin goede en snelle verwijdering van de te verwijderen gasvorminge componenten geeft, waarbij bij voorkeur polypropeen- en/of polyetheen-holle vezels met geringe afmetingen worden toegepast.

Verdere doeleinden van de uitvinding zullen uit de onderstaande beschrijving duidelijk worden.

Volgens de uitvinding wordt vloeistoffase zodanig gekozen dat de membraangasabsorptie gedurende langere tijd stabiel kan worden bedreven zonder dat lekkage optreedt.

De uitvinding verschaft hiertoe verschillende vloeistoffasen die de uit de gasefase te verwijderen gasvormige componenten absorberen en die geen lekkage van het membraan geven dan wel werkzaam zijn bij het voorkomen van lekkage van het membraan. Sommige van deze vloeistoffasen zijn op zichzelf bekend als vloeistoffasen bij gas/vloeistofabsorptie, bijvoorbeeld in kolomapparatuur.

De volgens de uitvinding toegepaste vloeistoffasen zijn echter nog niet toegepast bij membraangasabsorptie voor het voorkomen van lekkage, een probleem dat zoals reeds vermeld in de stand der techniek als zodanig ook niet wordt erkend.

In ruimste zin heeft de uitvinding derhalve betrekking op een werkwijze van het in de aanhef beschreven type, met het kenmerk, dat een vloeistoffase wordt toegepast, geen lekkage geeft dan wel werkzaam is bij het voorkomen of tegengaan van lekkage.

Een eerste voorkeursaspect van de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de vloeistoffase water en een in water oplosbaar of met water mengbaar organisch absorptiemiddel omvat, waarbij de oppervlaktespanning van de vloeistoffase bij 20 C op tenminste op 60.10"3 N/m is gebracht door het toevoegen van een in water oplosbaar zout.

Een tweede voorkeursaspect van de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de vloeistoffase een waterige oplossing van een in water oplosbaar aminozuur en/of een in water oplosbaar zout van een aminozuur omvat.

Een derde voorkeursaspect van de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de vloeistoffase een waterige oplossing van een in water oplosbaar fosfaatzout omvat.

Verdere voorkeursaspecten van de uitvinding en de voordelen hiervan zullen uit het onderstaande aan deskundigen duidelijk worden.

Er dient echter begrepen te worden de uitvinding niet tot deze drie voorkeursaspecten is beperkt, maar dat iedere vloeistoffase, bij voorkeur waterige vloeistoffase, die de gewenste gasvormige verontreiniging absorbeert en die werkzaam is ten aanzien van het voorkomen en/of tegengaan van lekkage bij membraan gasabsorptie onder het gebied van de uitvinding valt. Aan de hand van hetgeen in de onderhavige aanvrage wordt beschreven zullen deskundigen in staat zijn te bepalen wanneer lekkage optreedt en welke vloeistoffasen geen lekkage geven dan wel werkzaam zijn bij het voorkomen en/of tegengaan hiervan.

Vanuit het oogpunt van de verdere voor membraangasabsorptie relevante eigenschappen, zoals stofoverdracht, kinetiek en/of regeneratieenergie, corrosiviteit en dergelijke, verdienen de drie hierboven genoemde vloeistoffasen echter de voorkeur, zoals uit de onderstaande beschrijving zal blijken.

Hierbij verschaft de uitvinding meerdere alternatieve vloeistoffasen, die alle bij membraangasabsorptie kunnen worden toegepast zonder dat lekkage wordt verkregen. Hierdoor wordt een deskundige in staat gesteld door de keuze van de vloeistoffase en de verdere omstandigheden een zo optimaal mogelijk membraangasabsorptiesysteem voor de gewenste toepassing te verschaffen, waarbij verder factoren zoals de te verwijderen gasvormige verontreiniging, het gebruikte membraan, de gebruikte appara tuur, de gewenste verwijderingsgraad, de temperatuur, de gewenste stof-overdracht en kinetiek, de wijze van regenereren en dergelijke een rol spelen. In het bijzonder en bij voorkeur zullen de vloeisoffasen van de uitvinding een goede kinetiek en hoge stofoverdracht vertonen, die ook bij continue werking gedurende langere tijd constant blijven. In het bijzonder kan met de vloeistoffasen van de uitvinding een ongewenste afname van de stof overdracht in de tijd, zoals beschreven in het hierboven beschreven artikel van Matsumoto et al voor de toepassing van mono-ethanolamine/water-oplossingen bij polypropeen- of polyetheen- holle vezels, worden vermeden.

Verder is het ook mogelijk dat verschillende elementen van de hierboven genoemde voorkeursaspecten worden gecombineerd, hetgeen binnen het gebied van de uitvinding valt. Zo kan bijvoorbeeld een vloeistoffase worden toegepast, die een waterige oplossing van zowel een in water oplosbaar fosfaatzout als een in water oplosbaar aminozuur of een zout hiervan, of bijvoorbeeld een fosfaatzout van een in water oplosbaar aminozuur omvat. Ook kan een fosfaatzout, een in water oplosbaar aminozuur of in water oplosbaar zout hiervan worden gebruikt om de oppervlaktespanning bij 20 C van een waterige oplossing van een organisch absorptiemid-del in water boven de volgens de uitvinding vereiste waarde te brengen. Verdere mogelijke combinaties zullen aan deskundigen duidelijk zijn.

Verder valt het binnen het gebied van de uitvinding dat niet iedere vloeistoffase in gelijke mate geschikt is voor iedere denkbare toepassing. De deskundige zal echter uit de volgens de onderhavige aanvrage aangeboden alternatieven een geschikte combinatie van vloeistoffase, membraanmateriaal en omstandigheden voor de gewenste toepassing kunnen kiezen.

De uitvinding wordt in ruimste zin toegepast met membranen die met bekende vloeistoffasen, zoals bijvoorbeeld waterige oplossingen van gebruikelijke organische absorptiemiddelen, lekkage vertonen.

Onder lekkage moet volgens de onderhavige aanvrage worden verstaan de ongewenste permeatie van de absorptievloeistof door het membraan. Hierbij raken de poriën van het membraan gevuld en/of bevochtigd met de absorptievloeistof, en kan in ernstige gevallen de essentiële werking van het membraan ten aanzien van het gescheiden houden van de gasfase en de vloeistoffase worden aangetast.

De uitvinding is echter niet beperkt tot een specifiek mechanisme of een specifieke verklaring voor het optreden van de lekkage. Aanvraagster is gebleken dat het al dan niet optreden van lekkage samenhangt met verschillende factoren in het absorptiesysteem, waaronder het gebruikte membraan en de gebruikte vloeistoffase.

Door het optreden van deze lekkage is het mogelijk dat de absorp-tiewerking van het membraansysteem afneemt of zelfs geheel verloren gaat, het scheidingsrendement wordt verminderd, of dat de apparatuur verstopt raakt en/of beschadigd wordt. Hieruit moge blijken dat lekkage een ernstig probleem kan zijn wat de werking en betrouwbaarheid van een mem-braangasabsorptiesysteem kan aantasten, hetgeen juist in toepassingen waarin een hoge betrouwbaarheid gewenst is -zoals de offshore industrie en de lucht- en ruimtevaart- zeer ongewenst is.

De lekkage die de uitvinding beoogt tegen te gaan of te voorkomen, treedt met gebruikelijke absorptievloeistoffen in het algemeen pas op nadat het systeem al enige tijd -variërend van enige uren tot meerdere dagen- continu werkzaam is geweest. Dit maakt het optreden van deze lekkage des te verrassender, daar men zou verwachten dat lekkage direct optreedt wanneer het membraan met de absorptievloeistof in contact wordt gebracht, eenvoudigweg omdat de werking van het membraan onvoldoende is om de vloeistoffase en de gasfase gescheiden te houden.

In de praktijk is echter gebleken dat lekkage bij continu bedrijf van de absorptieeenheid gedurende pas na enige tijd begint, zodat men aan de hand van kortlopende experimenten niet kan voorspellen of een bepaalde absorptievloeistof effectief is in het voorkomen of tegengaan hiervan. Hieruit blijkt nogmaals het belang van het erkennen van het probleem van het optreden van lekkage, dat tot de onderhavige uitvinding heeft geleid.

Het optreden van lekkage kan visueel of op iedere andere geschikte wijze worden geconstateerd, zoals aan deskundigen duidelijk zal zijn. Wanneer eenmaal is vastgesteld dat een membraansysteem lekkage vertoont kan vervolgens een geschikte vloeistoffase volgens de uitvinding worden gekozen en toegepast.

De werkwijze en vloeistoffasen van de uitvinding zal/zullen in het algemeen worden toegepast met membranen van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal, zoals polypropeen (PP), polyetheen (PE), polytetrafluoretheen (PTFE), polyvinylideenfluoride (PVDF) en polysulfon (PSU). Verder kan de uitvinding worden toegepast bij beklede of behandelde membraansystemen, zoals plasmamembranen met siloxaanrubbers (PDMS) beklede membranen, met fluor behandelde membranen, paraffine e.d., in het geval dat tevens lekkage optreedt.

De membranen kunnen in iedere gewenste vorm worden toegepast, zoals in de vorm van vlakke membranen met doorvoerkanalen, de z.g. "plate and frame"-modules (zowel gelijk gericht als in tegenstroom, hetgeen de voorkeur verdient), of in de vorm van spiraalsgewijs gewonden vlakke membranen te gebruiken ("spiral wound membranes") zoals aan een deskundige duidelijk zal zijn.

Met membranen in de vorm van vlakke vezels van bijvoorbeeld poly-propeen of polyetheen kunnen dezelfde pakkingsdichtheden worden bereikt als met de polytetrafluoretheen holle vezels uit de stand der techniek. Polypropeen- en polyetheenmembranen zijn echter goedkoper en eenvoudiger te vervaardigen dan polytetrafluoretheen holle vezels.

De uitvinding wordt echter bij voorkeur en met voordeel toegepast bij membraangasabsorptie met behulp van holle vezels, meer in het bijzonder holle vezels met een geringe diameter, die kunnen worden verwerkt tot en/of worden toegepast in apparatuur met geringe afmetingen.

Dergelijke holle vezelmembranen, de vervaardiging en de toepassing hiervan zijn in het vakgebied algemeen bekend. Zo beschrijft het Amerikaanse octrooi 4.286.279 de toepassing van holle vezelmembranen bij gas/-vloeistof-absorptie voor toepassing in een kunstlong, echter zonder dat melding wordt gemaakt van problemen ten aanzien van de stabiliteit resp. lekkage van het membraan bij continu gebruik gedurende langere tijd.

Het gebruik van holle-vezel membranen als contactmedium kan in principe de dimensies van een absorbeerinrichting verkleinen, doordat grote uitwisselende oppervlakken (>1000 m2/m3) met commercieel verkrijgbare membranen haalbaar zijn. Vergeleken met conventioneel gepakte kolommen die normaliter een specifiek oppervlak van ca 100 m2/m3 hebben is dit aanzienlijk hoger. Hierdoor kunnen belangrijke reducties in de omvang van de apparatuur bewerkstelligd worden.

Daarnaast bestaan er additionele voordelen: - volledig vrije keuze uit verhouding gas/vloeistof-debieten; - geen entrainment, flooding of foaming; - lage drukval gaszijdig, laag percentage aanstroomoppervlak met membranen; - kleine vloeistof-hold-up; - tegenstroomoperaties goed instelbaar met behulp van intem geschakelde segmenten.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding zijn de membranen derhalve bij voorkeur holle vezelmembranen vervaardigd van een inert, van Teflon verschillend poreus materiaal. Deze holle vezels hebben met voordeel een buitendiameter van minder dan 1 mm, bijvoorbeeld 0,33 mm· Dergelijke kleine vezels kunnen geenszins met Teflon worden verwezenlijkt.

Materialen voor het vervaardigen van dergelijke holle vezelmembra-nen, zoals polypropeen (PP), polyetheen (PE), polytetrafluoretheen (PTFE), polyvinylideenfluoride (PVDF) en polysulfon (PSU), zijn uit de stand der techniek bekend. Uit deze materialen vervaardigde holle vezel-membranen zijn vaak in de handel verkrijgbaar als uitwisselbare modulen, die bijvoorbeeld gesinterde vezels met een porositeit van 40-70)( omvatten.

De uitvinding verschaft derhalve een werkwijze voor het bedrijven van gas/vloeistofabsorptie met behulp van holle vezel membranen, die een hoge efficiency heeft, d.w.z. een hoog specifiek oppervlak en een hoge stofoverdrachtscoëfficient, waarbij bovendien ook geen ongewenste afname van de stofoverdracht in de tijd wordt waargenomen.

Ook maakt de uitvinding het mogelijk polypropeen- en polyetheen-holle vezels te gebruiken, die niet alleen een geringe kostprijs bezitten, maar ook kleinere buitendiameters kunnen hebben dan de bekende Teflon-vezels. Op basis hiervan kan de werkwijze volgens de uitvinding in compacte apparatuur worden bedreven.

De werkwijze van de uitvinding kan worden gebruikt voor het verwijderen van allerlei verschillende verontreinigingen uit gasfasen en is in breedste zin niet beperkt tot specifieke verontreinigingen.

Zo is membraangasabsorptie een zeer geschikte techniek voor het verwijderen van bijvoorbeeld kooldioxide of uit gasfasen zoals lucht, rook- en afgassen, hetgeen een voorkeursaspect van de uitvinding vormt.

Belangrijke aspecten bij de keuze van het specifieke proces zijn hierbij de C02-concentratie, de gewenste verwijderingsgraad, de degradatie door aanwezig zuurstof in het afgas, de corrosiviteit, de gewenste zuiverheid van de geproduceerde C02 en de heersende procescondities van de afgasstroom.

Vooral voor toepassingen zoals de "offshore"-industrie en de luchten ruimtevaart zijn kleine dimensies, een laag gewicht en een hoge betrouwbaarheid (d.w.z. stabiliteit) van de apparatuur van belang. Naast het beschikbare kontaktoppervlak is hierbij ook de kinetiek van het proces bepalend voor het volumebeslag van de apparatuur. De uitvinding stelt de deskundige hierbij in staat de gewenste eigenschappen in het uiteindelijke systeem te vrekrijgen zonder het optreden van lekkage of een ongewenste afanme van de stofoverdracht.

Door een juiste keuze van de vloeistoffase kan de uitvinding verder worden gebruikt voor het verwijderen van bijvoorbeeld zwavelwaterstof of waterdamp uit gasfasen. Ook kan de uitvinding worden toegepast voor het voorkomen van lekkage bij desorptieprocessen waarbij membraantechnieken worden toegepast, waarbij ook de regeneratie energie van de vloeistoffase een belangrijke procesparameter kan zijn.

De uitvinding heeft verder betrekking op een systeem voor mem-braangas-absorptie, omvattend een membraammodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal en een houder, die een waterige vloeistoffase omvat, waarbij de vloeistoffase geen lekkage van het membraan geeft dan wel werkzaam is bij het voorkomen of tegengaan van lekkage van het membraan.De uitvinding zal hier aan de hand van de hierboven genoemde voorkeursaspecten en niet beperkende voorbeelden worden besproken.

A. Combinatie van een organisch oplosmiddel en een in water oplosbaar zout.

Volgens het eerste voorkeursaspect van de uitvinding wordt een vloeistoffase gebruikt, die water en een in water oplosbaar of met water mengbaar organisch absorptiemiddel omvat, waarbij de oppervlaktespanning van de vloeistof bij 20 C op tenminste op 60.10'3 N/m is gebracht door het toevoegen van een in water oplosbaar zout.

Hierbij wordt het in water oplosbare zout bij voorkeur gekozen uit in water oplosbare carbonaten, bij voorkeur kaliumcarbonaat en natrium-carbonaat. Het zout wordt met voordeel in een concentratie van 0,05“10 M, bij voorkeur 0,1-5 M gebruikt.

Het organisch absorptiemiddel wordt bij voorkeur gekozen uit mono-ethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), methyldiethanolamine (MDEA), methylethylketon (MEK), methylisobutylketon (MIBK), (poly)ethyleen-glycolen, ethers, alcoholen en N-methylpyrrolidon, met meer voorkeur uit monoethanolamine of diethanolamine.

Het organisch absorptiemiddel wordt met voordeel gebruikt in een concentratie van 0,05-10 M, bij voorkeur 0,1-5 M.

De uitvinding is echter niet beperkt tot de bovenstaande in water oplosbare zouten, organische absorptiemiddelen en concentraties, en verdere geschikte mogelijkheden zullen aan deskundigen duidelijk zijn.

Zoals reeds hierboven vermeld worden bij het gebruik van combinaties van water en de hierboven genoemde organische absorptiemiddelen alleen met bijvoorbeeld polypropeen- of polyetheen-holle vezels problemen ten aanzien van de stofoverdracht en ten aanzien van lekkage verkregen. Verrassenderwijs is gebleken, dat met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding gas/vloeistofabsorptie met bijvoorbeeld polyetheen- en poly- propeen-holle vezelmembranen op stabiele wijze kan worden bedreven zonder dat er een achteruitgang van de stofoverdrachtscoëfficient in de tijd optreedt zoals wordt verkregen met waterige oplossingen van monoethanol-amine alleen. Bovendien is op verrassende wijze gebleken, dat -ten opzichte van de bekende monoethanolamine/water-systemen- het vervangen van een gedeelte van de monoethanolamine door een in water oplosbaar zout niet leidt tot een significante afname van de stofoverdrachtscoëfficiënt.

De uitvinding heeft verder betrekking op de toepassing van een waterige oplossing van een met water mengbaar organisch absorptiemiddel en een in water oplosbaar zout met een oppervlaktespanning van tenminste 60.10'3 N/m bij 20°C bij membraangasabsorptie, en op een systeem voor membraangasabsorptie, omvattend een holle vezel-membraanmodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal en een vloeistof, omvattend een waterige oplossing van een met water mengbaar organisch absorptiemiddel en een in water oplosbaar zout, waarbij deze oplossing een oppervlaktespanning van meer dan 60.10'3 N/m heeft.

Overeenkomstig de uitvinding moet de oppervlaktespanning van de vloeistoffase door het toevoegen van het in water oplosbare zout tenminste op een zodanige waarde worden gebracht, dat de absorptievloeistof de poriën van de holle vezelmembranen niet bevochtigt.

Voor polypropeen (AccurelR) is de grenswaarde van de oppervlaktespanning bij kamertemperatuur 60.10"3 N/m. Voor andere membraanmaterialen kan deze spanning iets lager liggen, zodat bij deze materialen ook iets lagere oppervlaktespanningen kunnen worden toegepast en dit valt binnen het gebied van de uitvinding.

Voor praktische toepassing verdient het echter de voorkeur dat de oppervlaktespanning boven de kritische oppervlaktespanning van het membraanmateriaal ligt, opdat een stabiel en betrouwbaar systeem wordt verkregen. Bovendien is de oppervlaktespanning van de vloeistoffase afhankelijk van de temperatuur.

Absorptievloeistoffen of mengsels ervan beneden de grenswaarde voor de oppervlaktespanning kunnen derhalve in principe niet stabiel en/of zonder lekkage worden toegepast.

Verder kan bij de uitvinding ten opzichte van bekende systemen een gedeelte van het organische absorptiemiddel worden vervangen door het in water oplosbare zout zonder dan dit leidt tot een afname van de kinetiek. Hierdoor kan een lagere concentratie van het organische absorptiemiddel worden toegepast.

Bij de uitvinding is echter gebleken dat door het toevoegen van zouten, ionen of andere structuurmakers de oppervlaktespanning van de vloeistoffase kan worden verhoogd, zonder dat afbreuk wordt gedaan aan de kinetiek.

De uitvinding maakt het derhalve mogelijk om absorptievloeistoffen met een lage oppervlaktespanning inzetbaar te maken voor membraangas-absorptie door een menging met andere (eventueel bekende) absorptiestof-fen die de oppervlaktespanning verhogen. Zulks zonder grote nadelige gevolgen voor de reactiekinetiek en/of de belading.

Kaliumcarbonaatoplossingen hebben hierbij in het algemeen een veel tragere kinetiek dan oplossingen van monoethanolamine in water. De stabiliteit van het systeem hangt voornamelijk samen met de stofoverdrachtsco-efficiënt. De stofoverdrachtscoëfficiënt geeft aan hoeveel materie er per tijdseenheid en oppervlakte-eenheid bij gelijkblijvende drijvende kracht wordt overgedragen, en is dus een belangrijke grootheid bij de dimensio-nering van apparatuur. Deze coëfficiënt moet ook bij gebruik gedurende langere tijd constant blijven.

Een andere belangrijke procesparameter is de regeneratie-energie. Zo geven natronloog en kaliloog weliswaar een hoge kinetiek, maar dergelijke systemen vereisen een te hoge regeneratie-energie.

Uit het hierboven genoemde artikel van Matsumoto c.s., alsmede uit experimenten van Aanvraagster is gebleken, dat bij proeven ten aanzien van de C02-absorptie met 5 Μ MEA (30% in water), uitgevoerd in een hydrofobe polypropeen holle vezel-membraanmodule, dit systeem een hoge stofoverdrachtscoëfficiënt vertoont (k>1.10~3 m/s).

Het is echter bekend uit deze literatuurplaats, dat de stofoverdrachtscoëfficiënt van dit systeem na enige tijd afneemt. Voorts is bij onderzoek van Aanvraagster gebleken, dat na enige tijd, uiteenlopend van enige uren tot meerdere dagen, lekkage van de vloeistoffase optreedt.

Het is niet geheel duidelijk waardoor deze lekkage wordt veroorzaakt. Wel is duidelijk dat de lekkage niet samenhangt met een te lage doorslagdruk. Met doorslagdruk is bedoeld de druk waaronder de vloeistof-fase de poriën bevochtigt. De gewenste doorslagdruk ligt rond 1 bar, doch is minimaal 0,5 bar. De doorslagdruk van een 5 M MEA-oplossing is groter dan 1,0 bar, de gewenste doorslagdruk voor een membraansysteem. Ook hangt het optreden van lekkage niet uitsluitend samen met de oppervlaktespanning van de vloeistof fase, omdat men bij een te lage oppervlaktespanning van de vloeistoffase bij gebruik direkt lekkage zou verwachten, en niet na enige tijd continu gebruik.

De werkwijze van de uitvinding is in het bijzonder geschikt gebleken voor het absorberen van kooldioxide uit de gasfase. Hierbij wordt als het in water oplosbare zout bij voorkeur een in water oplosbaar carbo-naat, met voordeel natrium- of kaliumcarbonaat gebruikt in een concentratie van 1,5-2,5 M, bij voorkeur 2 M. Als het organisch absorptiemiddel wordt met voordeel monoethanolamine gebruikt in een concentratie van 0,1-1,5 M, bij voorkeur 1 M.

Tenslotte kan de uitvinding ook worden gebruikt voor desorptie, waarbij een gasvormige component vanuit de vloeistoffase naar de gasfase wordt overgedragen. In het algemeen kan worden gesteld dat zowel bij absorptie van gasvormige componenten uit de gasfase als bij desorptie zich een evenwicht instelt tussen de gasfase en de vloeistoffase.

De uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van een waterige oplossing van een met water mengbaar organisch absorptiemiddel en een in water oplosbaar zout, waarbij deze oplossing een oppervlaktespanning bij 20°C van meer dan 60.1CT3 N/m heeft, bij membraangas-absorptie, in het bijzonder bij de absorptie van kooldioxide uit de gasfase, of de absorptie van waterdamp uit de gasfase.

De uitvinding heeft tenslotte betrekking op een systeem voor mem-braangasabsorptie, omvattend een holle vezel-membraanmodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal en een houder, die een waterige oplossing van een met water mengbaar organisch absorptiemiddel en een in water oplosbaar zout bevat, waarbij deze oplossing een oppervlaktespanning bij 20°C van meer dan 60.10"3 N/m heeft.

Voor de bovenstaande toepassing en het bovenstaande systeem gelden dezelfde voorkeuren als voor de bovenstaande werkwijze.

B. Aminozuren.

Volgens een tweede voorkeursaspect van de uitvinding wordt als de vloeistoffase een oplossing van een in water oplosbaar aminozuur of een in water oplosbaar zout hiervan gebruikt.

Onder aminozuren wordt volgens dit aspect van de uitvinding verstaan alle organische verbindingen, die een of meer aminogroepen en een of meer carbonzuur- of sulfonzuurgroepen bevatten.

Hierbij kunnen de carbonzuur/sulfonzuurgroep en de aminogroep aan hetzelfde atoom van de organische verbinding zijn gebonden, zoals bij de natuurlijk voorkomende aminozuren, maar dit is volgens de uitvinding niet vereist. Ook aminozuren waarin de aminogroep en de carbonzuurgroep door twee of meer atomen, zoals koolstofatomen, worden gescheiden kunnen met voordeel bij de uitvinding worden toegepast·

Voor toepassing bij membraanabsorptie worden deze aminozuren onderverdeeld in sterisch gehinderde en niet-sterisch gehinderde aminozuren, afhankelijk van de toegankelijkheid van de aminogroep voor de te absorberen verbinding.

Deze twee categorieën aminozuren doorlopen bij de absorptie van kooldioxide een verschillend reactiepad. Bij niet-sterisch gehinderde aminozuren verloopt de absorptie van kooldioxide via de vorming van een carbamaat via het volgende reactieschema: C02 + 2 RNH2 -> RNH3 + RNHCOO'

Bij sterisch gehinderde aminozuren verloopt de absorptie van kooldioxide via de vorming van een bicarbonaat volgens: C02 + RNH2 + H20 --> HC03’ + rnh3+

In niet-sterisch gehinderde aminozuren zullen de aminogroep en de zuurgroep in het algemeen door twee of meer atomen worden gescheiden. Bij voorkeur toegepaste voorbeelden van deze niet-sterisch gehinderde aminozuren zijn tauraat en derivaten hiervan, welke worden beschreven in Canadees octrooi 619.193 -waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen- voor de absorptie van kooldioxide in absorptiekolommen. Dit Canadese octrooi beschrijft echter niet de toepassing van taurine en derivaten hiervan bij membraangasabsorptie.

De overige niet-sterisch gehinderde aminozuren die bij de onderhavige uitvinding kunnen worden toegepast zullen aan deskundigen duidelijk zijn, voorbeelden zijn o.a.: methyltaurine, methyl-a-aminopropion-zuur, N-(B-ethoxy)taurine, N-(fi-aminoethyl)taurine, zoals beschreven in Canadees octrooischrift 619-193. waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen.

Voorbeelden van sterisch gehinderde aminozuren zijn de natuurlijk voorkomende animozuren -d.w.z. aminozuren die in de natuur onderdeel uitmaken van eiwitten- waarbij door de aanwezigheid van een aminogroep en een carbonzuurgroep aan hetzelfde koolstofatoom de toegankelijkheid van de aminogroep voor de te absorberen stof wordt beperkt.

Voorbeelden hiervan zijn bijvoorbeeld alanine en glycine, als ook derivaten hiervan, zoals dimethylglycine. Waterige oplossingen van dergelijke aminozuren voor toepassing als absorptievloeistof zijn in de handel verkrijgbaar onder de handelsnaam Alkazyd N (alanine) en Alkazyd di-K (dimethylglycine).

Verder is mogelijk aminozuren te gebruiken, die meerdere aminogroe-pen per molecuul bevatten, zoals asparagine, glutamine, lysine en histidine.

De aminozuren kunnen al dan niet in optisch actieve vorm worden toegepast. Verdere gewenste aminozuren kunnen worden bereid via bijvoorbeeld de Strecker-synthese, zoals aan deskundigen duidelijk zal zijn.

De sterisch gehinderde aminozuren zullen kooldioxide absorberen in een verhouding van 1 mol kooldioxide per mol aminogroep, bij niet-ste-risch gehinderde aminen ligt deze verhouding vanwege het carbamaat-reactiepad op 0,5:1. De niet-sterisch gehinderde aminozuren bieden ten opzichte van sterisch gehinderde aminozuren echter het voordeel dat zij in het algemeen een lagere bindingsenergie voor kooldioxide vertonen en derhalve gemakkelijker te regenereren zijn.

Het aminozuur wordt bij de uitvinding toegepast in een voor absorptie en het voorkomen van lekkage werkzame hoeveelheid, in het algemeen 0,1-10 M, bij voorkeur 1-6 M.

De aminozuuroplossingen zullen in het algemeen een basische pH, meer in het bijzonder bij een pH van 9-13 hebben. Het gebruik van een basische oplossing van het aminozuur biedt het voordeel, dat het grootste gedeelte van de aminogroepen in de aminozuren in vrije vorm, d.w.z. niet geprotoneerde vorm, beschikbaar zijn voor absorptie.

Voor het verkrijgen van de absorptievloeistof wordt het aminozuur opgelost in water, waarbij vooraf, tijdens of na het toevoegen van het aminozuur de pH op een gewenste waarde wordt ingesteld. Het aminozuur wordt bij voorkeur toegevoegd in de vorm van een in water oplosbaar zout. Voor niet-sterisch gehinderde aminozuren worden bij voorkeur natrium- en kaliumzouten, meer in het bijzonder kaliumzouten toegepast. Dergelijke zouten zijn met sterisch gehinderde aminozuren, die kooldioxide absorberen via het bicarbonaatmechanisme, minder gewenst omdat bij de absorptie van kooldioxide een bicarbonaatneerslag kan ontstaan.

De aminozuren kunnen eventueel worden gecombineerd met andere in water oplosbare zouten, zoals carbonaatzouten. Hierbij kunnen de onderlinge concentraties van de zouten zodanig worden gekozen, dat een optimale combinatie van overdagscoëfficiënt en opnamecapaciteit wordt verkregen, waarbij het aminozuur-bestanddeel in sterkere mate bijdraagt dan de overdagscoëfficiënt, terwijl het carbonaatbestanddeel in grotere mate bijdraagt aan de opnamecapaciteit. De aminozuuroplossingen hoeven echter naast het aminozuur geen organische absorptiemiddelen te bevatten, omdat het aminozuur als het absorptiemiddel dient.

De oppervlaktespanning van de gebruikte aminozuuroplossingen zal in t het algemeen en bij voorkeur boven de grenswaarde van het gebruikte membraan, d.w.z. 60.1CT3 N/m bij 20*0 voor Accurel-vezels, liggen. Indien gewenst kan de oppervlaktespanning van de aminozuuroplossing verder worden verhoogd door het toevoegen van een in water oplosbaar zout, zoals hierboven vermeld.

Verdere voordelen van het gebruik van aminozuuroplossingen t.o.v. bijvoorbeeld monoethanolamine/water -naast het voorkomen en/of tegengaan van lekkage- zijn: aminozuren zijn minder corrosief; - aminozuren zijn 02-stabieler; de opnamecapaciteit is vergelijkbaar met bijvoorbeeld monoethanol- amine; de regeneratie-energie is vergelijkbaar met monoethanolamine.

geen afname van de stofoverdrachtscoefficiënt in de tijd.

De onderhavige aminozuuroplossingen kunnen derhalve worden gebruikt bij toepassingen, waarbij het gebruik van organische oplosmiddelen of corrosieve zouten en combinaties hiervan niet gewenst zijn, zoals toepassingen bij verhoogde temperaturen van meer dan 70°C. Bij deze toepassingen verschaffen de aminozuur-vloeistoffasen een waardevol alternatief voor de organische-absorptiemiddel bevattende vloeistoffasen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van een waterige oplossing van een in water oplosbaar aminozuur of een in water oplosbaar zout hiervan bij membraangasabsorptie voor het voorkomen van lekkage.

De uitvinding heeft tenslotte betrekking op een systeem voor membraangasabsorptie, omvattend een holle vezel-membraanmodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal, en een houder, die een waterige oplossing van een in water oplosbaar aminozuur of een in water oplosbaar zout hiervan bevat.

C. Fosfaatzouten

Volgens een derde voorkeursaspect van de uitvinding wordt als de vloeistoffase een waterige oplossing van een in water oplosbaar fosfaat-zout gebruikt.

Hierbij kan ieder in water oplosbaar fosfaatzout worden gebruikt, waarbij natrium-, kalium- en ammoniumfosfaat, en in het bijzonder kalium-fosfaat de voorkeur verdienen.

De fosfaatzouten zullen in het algemeen worden toegepast in een concentratie die werkzaam is ten aanzien van het voorkomen of tegengaan van lekkage en die de gewenste absorptiecapaciteit, stofoverdracht en kinetiek geeft. Deze concentratie zal in het algemeen 0,5-5 M, bij voorkeur ongeveer 2 M bedragen.

De fosfaatzouten zullen in het algemeen worden toegepast in basische oplossing, meer in het bijzonder een pH van 9“13· Dit betekent dat het fosfaatanion in deze oplossing voor het merendeel in de PO/,3' vorm aanwezig zal zijn.

Voor het verkrijgen van de vloeistoffase wordt het fosfaatzout opgelost in water, waarna eventueel de pH op een gewenste waarde wordt ingesteld. Hierbij verdient het de voorkeur dat een fosfaatzout wordt toegevoegd dat geen H+-ionen bevat, hoewel het ook mogelijk is mono- en diwaterstoffosfaat toe te voegen en vervolgens de pH op de gewenste basische waarde te brengen, waarbij de driewaardige fosfaationen worden verkregen .

Het volgens de uitvinding toegepaste fosfaatzout dient als absorp-tiemiddel, zodat men naast de fosfaatzouten geen organische absorptie-middelen hoeft toe te voegen.

De oppervlaktespanning van de fosfaatoplossingen zal in het algemeen en bij voorkeur meer zijn dan de grenswaarde van het gebruikte membraan, d.w.z. meer dan 60 x 10"3 N/m bij 20°C voor bijvoorbeid Accurel-vezels.

De volgens de uitvinding toegepaste fosfaatzouten zijn in het bijzonder geschikt voor het verwijderen van kooldioxide uit afvoerstromen. Een andere zeer geschikte toepassing van de fosfaatzouten is het verwijderen van zwavelwaterstof uit een gasvormige stroom, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 1.9^5*163 -waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen- bij kolomgasabsorptie. Dit octrooi beschrijft echter niet de toepassing van fosfaatzouten bij membraangas-absorptie.

Verdere voordelen van het gebruik van fosfaatzouten zijn: fosfaatzouten zijn minder corrosief; fosfaatzouten zijn 02-stabieler; de opnamecapaciteit is vergelijkbaar met bijvoorbeeld monoethanol- amine; de regeneratie-energie is vergelijkbaar met monoethanolamine.

geen afname van de stofoverdrachtscoefficiënt in de tijd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van een waterige oplossing van een in water oplosbaar fosfaatzout bij membraan-gasabsorptie voor het voorkomen van lekkage.

De uitvinding heeft tenslotte betrekking op een systeem voor membraangasabsorptie, omvattend een holle vezel-membraanmodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal, en een houder, die een waterige oplossing van een in water oplosbaar fosfaatzout bevat.

De uitvinding en de hierboven genoemde voorkeursaspecten zullen hieronder worden toegelicht aan de hand van de onderstaande voorbeelden, die het gebied van de uitvinding echter niet beperken.

Voorbeeld 1

Dit voorbeeld beschrijft de verwijdering van kooldioxide uit een mengsel met stikstof (6% C02) bij kamertemperatuur met een waterige oplossing van 1 M monoethanolamine en 2 M kaliumcarbonaat, gebruikmakend van poreuze holle vezelmembranen (AccurelR, polypropyleen, uitwendige diameter 1 mm, inwendige diameter 0,6 mm in Microdyn module LM2P06).

Tijdens het (duur)experiment werd de absorptievloeistof continu door de lumen van de vezel gepompt bij een laag debiet (0,2 1/min) en een geringe overdruk aan vloeistofzijde (0,04 bar). Er werd tijdens het experiment geen lekkage waargenomen.

Voorts is op een drietal tijdstippen tijdens de 8 dagen durende testperiode de stofoverdrachtscoëfficiënt bepaald. Deze bepaling werd uitgevoerd door het beschreven gasmengsel door de membraanmodule te leiden (buiten de vezels) en C02-concentraties aan in- en uitgang te meten. De onderstaande tabel geeft aan dat de stofoverdrachtscoëfficiënt constant bleef gedurende de testperiode hetgeen betekent dat er geen lekkage is opgetreden.

TABEL 1

Stofoverdrachtscoëfficiënt met poreuze polypropyleen holle vezelmembranen (Microdyn/Accurel-vezels); Gas: 6% C02 in N2; Absorptievloeistof: 1 M monoethanolamine, 2 M K2C03; Gasdebiet: 5 Ι/min.; Vloeistofdebiet: 0,14 Ι/min.; Vloeistofoverdruk: 0,04 bar.

Voorbeeld 2

Dit voorbeeld beschrijft de verwijdering van kooldioxide uit een mengsel met stikstof (6 % C02) bij kamertemperatuur met een waterige oplossing van 2 M taurine en kaliloog toegevoegd tot pH 11,68, gebruikmakend van poreuze holle vezelmembranen (Accurel R, polypropyleen, uitwendige diameter 1 mm, inwendige diameter 0,6 mm in Microdyn module LM2P06).

Tijdens het (duur)experiment werd de absorptievloeistof continu door de lumen van de vezel gepompt bij een laag debiet (0,l4 1/min) en een geringe overdruk aan vloeistofzijde (0,04 bar). Er werd tijdens het experiment geen lekkage waargenomen.

Voorts is op een viertal tijdstippen tijdens de 4 dagen durende testperiode de stofoverdrachtscoëfficiënt bepaald. Deze bepaling werd uitgevoerd door het beschreven gasmengsel door de membraanmodule te leiden (buiten de vezels) en C02-concentraties aan in- en uitgang te meten. De onderstaande tabel 2 geeft aan dat de stofoverdrachtscoëfficiënt constant bleef gedurende de testperiode, hetgeen betekent dat er geen lekkage is opgetreden.

Tabel 2

Stofoverdrachtscoëfficiënt met poreuze polypropyleen holle vezelmembranen (Microdyn/Accurel vezels); Gas: 6 % C02 in N2; Absorptievloeistof: 2 M taurine en kaliloog toegevoegd tot pH 11,68; Gasdebiet 5 1/min; Vloei-stofdebiet 0,14 1/min; Vloeistofoverdruk 0,04 bar

Claims

1. Werkwijze voor het absorberen van een of meer gasvormige componenten uit een gasfase, doordat men de gasfase met de daarin aanwezige te absorberen component(en) in kontakt brengt met een vloeistoffase, waarbij de gasfase en de vloeistoffase worden gescheiden door een hydrofoob membraan van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal, waarbij de vloeistoffase water en een met water mengbaar en/of in water oplosbaar absorptiemiddel omvat, met het kenmerk, dat de vloeistoffase geen lekkage van het membraan geeft dan wel werkzaam is bij het voorkomen of tegengaan van lekkage van het membraan.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vloeistoffase een oppervlaktespanning bij 20 C van meer dan 60.10*3 N/m heeft.

3· Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men membranen van polypropeen, polyetheen, polyvinylideenfluoride of polysul-fon toepast.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men membranen in de vorm van holle vezels toepast.

5- Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men holle vezelmembranen met een buitendiameter van < 0,72 mm toepast.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de vloeistof een in water oplosbaar of met water mengbaar organisch absorptiemiddel omvat en dat de oppervlaktespanning van de vloeistof bij 20°C op tenminste op 60.10"3 N/m is gebracht door het toevoegen van een in water oplosbaar zout.

7· Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het in water oplosbare zout wordt gekozen uit in water oplosbare carbonaten, bij voorkeur kaliumcarbonaat en natriumcarbonaat.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7. met het kenmerk, dat het organische absorptiemiddel wordt gekozen uit monoethanolamine, diethanolamine (DEA), methyldiethanolamine (MDEA), methylkethylketon (MEK), me-thylisobutylketon (MIBK), (poly)ethyleenglycolen, ethers, alcoholen en N-methylpyrrolidon.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 6-8, met het kenmerk, dat het organische absorptiemiddel wordt gebruikt in een concentratie van 0,05-10 M, bij voorkeur 0,1-5 M.

10. Werkwijze volgens een der conclusies 6-9, met het kenmerk, dat het zout wordt gebruikt in een concentratie van 0,05~10 M, bij voorkeur 0,1-5 μ.

11. Werkwijze volgens een der conclusies 6-10, met het kenmerk, dat de te absorberen component kooldioxide is.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat als het zout een in water oplosbaar carbonaat, bij voorkeur natrium- of kalium-carbonaat wordt gebruikt en als het organische absorptiemiddel monoetha-nolamine wordt gebruikt.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kenmerk, dat het carbonaat wordt gebruikt in een concentratie van l,5-2,5 M, bij voorkeur 2 M en het monoethanolamine wordt gebruikt in een concentratie van 0,5-1,5 M, bij voorkeur 1 M.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 2-10, met het kenmerk, dat de te absorberen component waterdamp is.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat als het organische absorptiemiddel ethyleenglycol of polyethyleenglycol wordt gebruikt.

16. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de vloeistoffase een waterige oplossing van een in water oplosbaar aminozuur of een in water oplosbaar zout hiervan omvat.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat het aminozuur een carbonzuur- of een sulfonzuurgroep bevat.

18. Werkwijze volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de oplossing van het aminozuur of het zout hiervan een pH van 9“13 heeft.

19. Werkwijze volgens een der conclusies I6-I8, met het kenmerk, dat het aminozuur aanwezig is in een concentratie van 0,1-10 M, bij voorkeur 1-6 M.

20. Werkwijze volgens een der conclusies 16-19, met het kenmerk, dat het aminozuur een niet-sterisch gehinderd aminozuur is.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk dat het aminozuur taurine of een derivaat hiervan is.

22. Werkwijze volgens een der conclusies 16-19, met het kenmerk, dat het aminozuur wordt gekozen uit de natuurlijk voorkomende aminozuren.

23. Werkwijze volgens een der conclusies 16-22, met het kenmerk, de te absorberen component kooldioxide is.

24. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de vloeistoffase een waterige oplossing van een in water oplosbaar fos-faatzout omvat.

25. Werkwijze volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat de oplossing van het in water oplosbasre fosfaatzout en pH van 9~13 heeft.

26. Werkwijze volgens conclusie 24 of 25, met het kenmerk, dat het fosfaatzout aanwezig is in een concentratie van 0,5~5 M, bij voorkeur ongeveer 2 M.

27· Werkwijze volgens een der conclusies 24-26, met het kenmerk, de te absorberen component kooldioxide of zwavelwaterstof is.

28. Systeem voor membraangasabsorptie, omvattend een holle vezel-membraanmodule met holle vezels van een van polytetrafluoretheen verschillend materiaal en een houder, die een waterige vloeistoffase omvat, waarbij de vloeistoffase geen lekkage van het membraan geeft dan wel werkzaam is bij het voorkomen of tegengaan van lekkage van het membraan.