[发明专利]用于质量交换、分离和过滤的膜设备和方法

权利要求书

1.一种膜设备，包括：

两个或多个膜盒，所述两个或多个膜盒被布置成一个膜盒堆，所述膜盒堆包括至少第一膜盒和第二膜盒，每个膜盒包括：

布置在一个支撑框架的相应面上的多个多孔金属膜，所述支撑框架限定一个开口空间，且所述支撑框架包括第一半框架和第二半框架，所述第一半框架包括第一多个凹陷，所述第二半框架包括第二多个凹陷，并且多个渗透或扫掠流动槽安置在所述支撑框架的一个边缘上或者两个相对边缘上，且所述多个渗透或扫掠流动槽与所述开口空间流体连通；

其中所述第一半框架上的所述第一多个凹陷能连接至所述第二半框架上的所述第二多个凹陷，以形成所述膜盒堆中的多个供给流动槽，所述多个供给流动槽和多个渗透或者扫掠流动槽安置在所述膜盒堆的相应侧上，在运行期间流动路径运输选定的流体横穿所述膜盒中的所述多孔金属膜的表面，所述多孔金属膜分离或过滤引入到所述膜设备内的流体中的选定尺寸的粒子或分子。

2.根据权利要求1所述的膜设备，其中第一半框架还包括第三多个凹陷，且第二半框架还包括第四多个凹陷，所述第四多个凹陷能连接至所述第三多个凹陷，以形成所述支撑框架中的所述多个渗透或者扫掠流动槽。

3.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个供给流动槽和所述多个渗透或者扫掠流动槽被配置成在运行期间针对交叉流流动型态以90度的相对定向，或以逆流流动型态来运输选定的流体或分子通过所述膜设备。

4.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个多孔金属膜被布置成在所述支撑框架上间隔开选定距离。

5.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个多孔金属膜包括对称多孔金属膜。

6.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个多孔金属膜包括尺寸在0.010μm到10μm之间的孔隙，具有在20μm和200μm之间选择的厚度。

7.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个多孔金属膜包括多孔基底材料，所述多孔基底材料包括具有从0.01mm到5mm的孔隙开口。

8.根据权利要求7所述的膜设备，其中所述多孔基底材料包括具有0.3mm到3.0mm的液压直径的流动路径。

9.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述供给流动槽和/或渗透槽限定具有在0.5mm到5.0mm之间选择的高度尺度的开口。

10.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述膜盒中的所述多个多孔金属膜中的至少一个在其上包括安置在一个多孔金属支撑片上的沸石膜，所述沸石膜包括一层具有选定厚度的选定沸石，所述沸石膜被构造以在如下一个压力梯度下去除引入到所述膜设备内的供给流中的选定的分子，所述压力梯度产生不存在所述选定的分子的渗透流。

11.根据权利要求10所述的膜设备，其中所述沸石膜是水选择性膜，所述水选择性膜具有对水分子的渗透有选择性的孔隙，所述孔隙提供大于或等于1E-06Mol/m²/Pa/s的水渗透量，用于选择性地去除引入到所述膜设备内的供给流中的水。

12.根据权利要求1所述的膜设备，其中所述多个多孔金属膜包括一个非对称多孔金属膜。

13.根据权利要求1所述的膜设备，还包括与所述多个多孔金属膜接触的多孔基底材料，所述多孔基底材料包括能连接至所述多个渗透或者扫掠流动槽的通道，以提供用于渗透流或者扫掠流的流动路径。

14.一种方法，包括：

递送包括待被从其中过滤或分离出的成分的供给流进入根据权利要求1所述的膜设备的多个供给流动槽，从而允许所述供给流流过多孔金属膜并且允许所述成分从所述供给流被运输至一个渗透流或者扫掠流，所述渗透流或者扫掠流随后从所述渗透或者扫掠流动槽排出。