[其他]带内部包层的改进空心纤维薄膜装置

说明书

本发明涉及改进的空心纤维薄膜装置，其中一种较薄的材料包围并约束着设置在注入流量分配装置周围的多个内部纤维。

美国专利第3，339，341号描述了一种传统的空心纤维薄膜装置，其中可柔曲的带孔套管部件包围着纤维。最好的是用园形接合纤维套管。该套管用来便于把纤维束插入加压容器中，并且在插入过程中按要求压缩纤维束横截面。

美国专利第3，526，001号公布了在空心纤维薄膜束上采用可柔曲带孔套管，作为辅助的加工手段。

美国专利第4，380，460号公布了一种薄膜设备，其中带开口的管子围绕着纤维束，但该管子得到膨胀，从而与所述装置外壳的内表面相接触。因此带开口的管子不严重阻碍空心纤维的移动。该带开口的管子用来保护纤维束免受外壳内表面的皮屑和其它污物的损害。

美国专利第4，421，529号描述了一种使薄膜气体分离装置间歇运转以减少性能降低的方法。据该文中公布，可用带孔聚合物外包层围绕在纤维束的周围，以阻止纤维的移动。在其实例中使用的是DYNEL布外包层。DYNEL是俄亥俄州克利夫兰的Lamports    Filter    Media公司（Lamports    Filter    Media    Inc    of    Cleveland    Ohio）销售的聚酯纤维纺织品。

美国专利3，690，465号描述了一种设置在带孔聚烯烃芯子周围的空心纤维薄膜装置，该芯子包括由薄带孔材料隔开的基本平行开的空心纤维层，该带孔材料阻止维拥滑动，并防止嵌套。带孔材料的存在大大地降低了这类装置的体积产量。

空心纤维薄膜装置用来从溶液或流体混合物中有选择地分离出至少一种流体成份。这类装置通常包括多个空心纤维薄膜，所述薄膜能够有选择地使流体混合物的至少一种成份渗过。该空心纤维薄膜设置在一个外壳内。该外壳至少有一个入口，用于使流体注入并与空心纤维薄膜的一个表面相接触。最好设有促进注入流体均匀分布的装置。同时还需要至少一个用于排出不能渗过薄膜的流体的出口，和至少一个用于排出渗过薄膜的流体的出口。将空心纤维嵌入至少一个管板。这些纤维的腔与外壳的渗入出口相连通，该管板同外壳的内表面相密封连接。

本发明的目的在于一种改进的空心纤维薄膜装置，该装置包括设置成围绕注入流体分配装置的纤维束的多个空心纤维薄膜，其中薄膜嵌入至少一个管板中，且纤维的腔中通过该管板连通。所作的改进包括至少一个由包围多根围绕注入流量分配装置设置的内部纤维的轴向主要部分的材料制成的包层。把该包层设置在适当的位置，使其距注入流量分配装置的距离不超过穿过垂直于纤维来纵轴的空心纤维外表面横截面的最长弦的25%，在正常工作中，该装置的包层约束在该包层内的纤维的移动，但该包层是带孔的，或是包含有使得注入流体能够通过内部纤维到达空心纤维薄膜的开口。

图1是空心纤维薄膜装置横截面的原理示意图，它代表本发明的一个实施方案。

以往技术中，用于从混合物或溶液中分离出流体成份的空心纤维薄膜装置是已知的。美国专利第3，228，876、第3，455，460和第4，061，574号描述了这类装置。注入流体可以是液态的溶液，如逆渗透情况下那样。本发明的改进空心纤维薄膜装置的特征在于约束包层，并特别适合于分离气体混合物。

在薄膜装置中的空心纤维一般被设置在中心带孔导管或等注入流量分配装置周围。要在芯子上适当安排孔眼，以使流体能基本均匀地沿径向通过空心纤维束向外流动。注入流量分配装置最好包括用以缓冲流量变化及均匀分配流量的带孔聚烯烃导管。

在注入流量分配装置的周围，设置有被约束包层包围的纤维。这些内部纤维可以是空心或实心的，并且，其成份可以与空心纤维薄膜的成份相同或不同。内部纤维最好具有与空心纤维薄膜相同的成份。但要对最接近注入流量分配装置的内部纤维的腔进行密封以使这些内部纤维的腔不与管板相通。

在一个实施方案中，约束包层是可柔曲的带孔材料，以后称作带孔材料或包层。该带孔材料应具有足够的物理强度，以使它在薄膜装置的正常运转期间能维持其完整性，并能约束内部纤维束。说带孔包层包围多根纤维是指：从注入流量分配装置上的一点到空心纤维束最接近的外表面引出的直线依次穿过多根内纤维（最好不少于100根）、带孔包层和多根空心纤维。