[发明专利]双端空心纤维束和流体分离装置

说明书

本发明涉及一种（double  ended）空心纤维束以及一种四管口流体分离装置或是用于从含有流体混合物的喂入（feed）流体中分离一种流体组分的设备。本发明还涉及一种三管口流体分离装置。用于整个本说明书中的流体混合物这一术语适用于液体混合物和/或气体混合物。在逆向流动分布的一个实施例中，它与一种流体分离设备有关。该设备便于喂入流体输入到空心纤维分离设备的外表侧壁里，通过入口区域的喂入流体与空心纤维选择性渗透薄膜束的外表面接触，从空心纤维薄膜束两端处的开口孔排出渗透组分，并通过一个排出管排出非渗透组分，分离是在沿空心纤维束的整个长度保持逆向流动分布时完成的，在本说明书中还描述了其它实施例。

已揭示了用来分离带有空心纤维束流体混合物的各种类型的装置。在许多流体分离中，实际上存在三种流束（stream），一种是喂入流束，一种是渗透流束，一种是非渗透流束。因此渗透器通常将要求总数仅为三个的进出管口;然而，偶尔也使用四管口，并且渗透流体从两分离管口排出。已经知道，在一个大的、纵向的外壳内，使用一单个长的纤维束可产生过量的和不希望的空心纤维孔侧壁（bore-side）的压力差。

由R.P.defilippi等人发明的，公开于1970年10月27日的美国专利US3，536，611，涉及一种毛细管薄膜装置。在该装置中，一纤维网绕着一个中心分配管编织。喂入流束被引入到在纤维束一端上的纤维孔里，而非渗透流束在纤维束的相对端被回收。渗透流束径向地流到分配管的轴心，但是没有措施来产生并流或逆流。

由G.B.Clark发明的，公开于1978年3月4日的美国专利US4，082，296，描述了一种空心纤维渗透器。在该渗透器中，渗透流束从在同一外壳里的两纤维束中排出。该发明没有教导渗透流束如何从同一纤维束的两端排出。此外，仅仅描述了一种径向类型的流动型。

由D.W.Edwards发明的，公开于1986年11月11日的美国专利US4，622，143，描述了一种三管口渗透器。在该渗透器中，渗透流束从纤维束的两端排出。然而，它没有表示关于该组件如何能够用于并流或逆流流型中的情况。

由H.K.Johnson发明的，公开于1987年11月17日的美国专利US4，707，267，涉及一种由空心纤维束组成的流体分离装置，该纤维以其每一端固定到一个树脂管板里。渗透流体通过分离器的每端出口而实现分离的，但是仅表示了一种径向型流动分布。

由M.Sekino等人发明的，公开于1988年11月1日的美国专利US4，781，834，描述了一种包括有空心纤维束的薄膜分离装置。空心纤维束的外表面被一种不可渗透膜覆盖，仅有一小部分未被覆盖。这种结构产生一种并流或逆流流型。然而，渗透出口仅限制在纤维束的一端。

由M.J.Coplan发明的，公开于1989年9月12日的美国专利US4，865，736，公开了一种空心纤维分离组件。在该分离组件中，一种环形空心纤维束被包围在不可渗透的阻挡层里，虽然组件能够在并流或者逆流分布中工作，但仅有纤维束的一端能够做为渗透流体的出口。

由B.Bikson等人发明的，公开于1989年11月21日的美国专利US4，881，955，描述了一种缠绕的空心纤维筒，其中喂入流体进入在纤维束一端上的一些孔内，而非渗透流体在纤维束的相对端引出。利用这种设计并流和逆流流型都容易实现，但是，这种排列限制了孔侧壁喂入流体的流动形状。

由M.Sekino等人发明的，公开于1981所10月6日的美国专利US4，293，419，描述了一种空心纤维组件。在该组件中，渗透流体在相同压力保持容器内，从两纤维束中排出。这种排列限制了渗透流体仅从一个纤维束回收，并且是径向流动形状，没有产生逆流或并流分布的措施。