[发明专利]平板接触器和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求保护2011年6月3日提交的美国临时专利申请系列No.61/492.839的益处和优先权，该临时专利申请据此通过引用并入本文。

发明领域

本申请涉及平板多孔膜接触器和/或它们的制造和/或使用方法。在至少所选择的实施方案中，本发明涉及平板微孔膜接触器和/或它们的制造和/或使用方法。在至少某些特定的实施方案中，本发明涉及平片和/或中空纤维阵列平板接触器、接触器系统、和/或它们的制造和/或使用方法。在至少所选择的实施方案中，本发明涉及中空纤维膜接触器和/或它们的制造和/或使用方法。在至少某些所选择的实施方案中，本发明涉及平板中空纤维膜接触器和/或它们的制造和/或使用方法。在至少某些特定的实施方案中，本发明涉及中空纤维阵列平板接触器、接触器系统、和/或它们的制造和/或使用方法。在至少特定的所选择的实施方案中，接触器适合于放置在空气导管(例如，HVAC导管)中，且具有封闭至少一个缠绕的、打褶的或折叠的平片和/中空纤维阵列、灌封粘贴缠绕的、打褶的或折叠的平片和/中空纤维阵列的每一个端部的矩形框架或壳体，且适合于具有与缠绕的、打褶的或折叠的平片和/或中空纤维的开放端部连通的第一流体，和与缠绕的、打褶的或折叠的平片的外表面和/或中空纤维的壳连通的第二流体。在至少特定的可能优选的实施方案中，接触器适合于放置在空气导管(例如，HVAC导管)中，且具有封闭包括多个中空纤维膜的至少一个缠绕的、打褶的或折叠的中空纤维阵列、灌封粘贴中空纤维的每一个端部的矩形框架或壳体，且适合于具有与中空纤维的开放端部连通的第一流体且和与中空纤维的壳连通的第二流体。

发明背景

膜接触器可以用于许多目的，包括但不限于，从液体除去夹带的气体、使液体脱泡、过滤液体，和将气体加入液体中。已知膜接触器用于许多不同的应用中，例如，膜接触器可以用于从用于印刷的油墨除去夹带的气体。

膜接触器还可以提供实现气体/气体、气体/液体、和液体/液体(其可以包括液体/溶解的固体)分离、转移或添加的手段。膜接触器通常用于使两种不混溶的流体相—例如第一液体和第二液体或气体和液体彼此接触，以实现一种或多种组分从一种流体到另一种流体的分离和/或转移。

中空纤维膜接触器通常包括圆柱形的微孔中空纤维束或丛（mat），和封闭纤维束的刚性圆柱形壳或壳体。壳可以设置有多个端口，例如，四个流体端口：用于引入第一流体的入口，用于排出第一流体的出口，用于引入第二流体的入口，和用于排出第二流体的出口。中空纤维可以在两个端部被罐装在壳体内，以形成具有纤维孔的聚合物管片，纤维孔在每一个端部通向壳的共同的第一端盖部分和第二端盖部分。在管侧（tube-side）或腔侧（lumen-side）接触器中，第一端盖可以包含用于第一流体的入口，第一流体被指定为管侧或腔侧流体，因为其是经过纤维的内部腔的流体。第二端盖包含用于排出腔侧流体的出口。被指定为壳侧流体的第二流体，通常通过布置在管片之间的入口和出口端口进入和离开壳体，借此壳侧流体接触纤维的外表面。壳侧流体流过在纤维束的纤维之间的间隙，且可以被引导成平行于或垂直于纤维长度流动。

在壳侧接触器中，接触器可以包括经过端盖且具有用作用于第一流体的入口的第一端部的中心芯，第一流体被指定为壳侧流体，因为其是在中空纤维的外部或壳上经过的流体。第一端盖可以包含用于第二流体的入口，第二流体被指定为管侧或腔侧流体，因为其是经过纤维的内部腔的流体。第二端盖包含用于排出腔侧流体的出口。指定为壳侧流体的第一流体，通常通过穿孔的芯的入口和出口端口(开放端部)进入和离开壳体，且通常离开和再进入芯中的在管片之间的穿孔，借此壳侧流体接触纤维的外表面。壳侧流体流过在纤维束的纤维之间的间隙，且可以被引导成平行于或垂直于纤维长度流动。

因为管片将腔侧流体与壳侧流体分开，所以腔侧流体没有与壳侧流体混合，且在腔侧流体和壳侧流体之间的唯一传递通过中空纤维的壁而发生。纤维壁中的细孔通常填充有两种流体中的一种的固定层，另一种流体由于表面张力和/或压力差影响而被排出孔。质量传递和分离通常通过扩散来引起，扩散通过转移物质在两相之间的浓度差来驱动。通常，没有发生跨过膜的对流或总体流动。

在气体/液体分离的情况下，膜接触器通常由疏水性的中空纤维微孔膜制造。因为膜是疏水性的且具有非常小的孔，所以液体将不容易经过孔。膜作为使液相和气相直接接触而不分散的惰性载体。在两相之间的质量传递通常受正被转移的气体物质的分压差支配。