平板接触器和方法技术

提供了多孔膜接触器和/或它们的制造和/或使用方法。在至少所选择的实施方案中，本发明专利技术涉及平板中空纤维或平片膜接触器和/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，本发明专利技术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管道系统)中，且具有封闭至少一个缠绕的中空纤维阵列或膜束的矩形框架或壳体。

【技术实现步骤摘要】
该申请是分案申请，优先权日是2011年6月3日，原国际申请日是2012年6月1日，母案进入中国国家阶段的日期是2013年12月17日；原国家申请号是PCT/US2012/040334，母案的中国国家申请号是201280029856.0；原申请的专利技术名称是《平板接触器和方法》。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。专利
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，本专利技术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，本专利技术涉及平片和/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，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。JPH10-197106A的附图1示出，其各中空纤维5呈直线排列。CN101450284A的附图1和图3示出，其各中空纤维1呈直线排列。CN101732995A的膜束可以折叠为层状，像纸摞中的纸张一样。专利技术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。对于液体系统，每一个孔处的液体/液体界面通常通过适当选择膜和液相压力而固定不动。在该情况下，膜还作为促进两种不混溶的相的直接接触而不混合的惰性载体。这样的已知的大体上圆柱形的膜接触器可以用于各种应用，包括从流体分离组分或将一种流体的组分转移到另一种流体。例如，膜接触器可以用于从流出物流除去污染物。在许多工业工艺中，被污染的流出物流作为副产物被生成。考虑到环境关心、分离组分的愿望、保护设备的需要、和/或改进工艺效率的努力，常常需要或期望例如从流出物流除去一种或多种组分或污染物，使得组分或污染物不会污染环境，不利地影响设备，或使得其可以被回收。现有的工业工艺经常必须被升级以减少环境排放物和/或增加效率。因此，常常产生对可以经济地对现有设备进行改型以减少排放物、保护设备、循环、或改进效率的工艺和系统的需求。已经发现至少某些现有的膜接触器在特定应用中对于某些条件或类似物是达不到完全令人满意的。例如，大部分壳型接触器通常必须在高压下操作。因此，对用于特定应用、用于某些条件和/或类似物的具有比已知的膜接触器改进的设计或特征的改进的中空纤维膜接触器存在需求。期望提供满足本专利技术的至少所选择的实施方案可以涉及的这些和/或其他需求的多孔中空纤维膜装置和/或方法。已知多孔材料用于气体的选择性通过和液体的堵塞的用途。例如，由Celgard的部门Membrana-Charlotte(Charlotte的LLC，North Carolina)销售的中空纤维膜接触器，用于使液体脱气或脱泡。更特别地，膜接触器在世界范围内广泛用于微电子学、药物、电力、食物、饮料、工业、摄影、油墨和分析市场中的液体的排气。可能已知多孔材料用于湿气(水分蒸气)的选择性通过和液体水、液体干燥剂或其他水溶液的堵塞的用途。在这样的液体干燥剂系统中，温度和湿气可以通过吸收或散发水蒸气的盐溶液(或干燥剂)来控制。在能量回收通风(ERV)方面，可能已知多孔材料用于水蒸气(热和湿气)的选择性通过和气体(排出气体和吸入气体)的堵塞的用途，其中热和湿气在通风系统中的补给空气和排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板中空纤维接触器，包括：至少一个手风琴折叠式中空纤维阵列，该阵列包括由支撑线保持在一起的多个中空纤维膜；灌封粘贴中空纤维的每一个端部，且适合于具有与中空纤维的开放端部连通的第一流体和与中空纤维的壳连通的第二流体；以及矩形的平板框架，其在顶部、底部和两侧环绕所述中空纤维阵列，该框架具有从框架的一侧延伸的至少两个端口，其中，所述接触器适合于放置在空气处理、通风或导管系统。

【技术特征摘要】
2011.06.03 US 61/492,8391.一种平板中空纤维接触器，包括：至少一个手风琴折叠式中空纤维阵列，该阵列包括由支撑线保持在一起的多个中空纤维膜；灌封粘贴中空纤维的每一个端部，且适合于具有与中空纤维的开放端部连通的第一流体和与中空纤维的壳连通的第二流体；以及矩形的平板框架，其在顶部、底部和两侧环绕所述中空纤维阵列，该框架具有从框架的一侧延伸的至少两个端口，其中，所述接触器适合于放置在空气处理、通风或导管系统。2.根据权利要求1所述的平板中空纤维接触器，其中，所述空气处理、通风或导管系统是标准炉、AC、ERV或HVAC管道或系统。3.根据权利要求1所述的平板中空纤维接触器，其中，该阵列每英寸具有10-58纤维或每厘米3.94-22.83纤维。4.根据权利要求1所述的平板中空纤维接触器，其中，所述中空纤维阵列在尺寸上略小于所述矩形壳体，使得当被插入到所述壳体中时...

【专利技术属性】
技术研发人员：加雷思·P·泰勒，蒂莫西·D·坡赖斯，阿密塔瓦·塞古坡塔，保罗·A·彼得森，C·格伦·温斯利，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US