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EP2734288A1 - Membrane module for organophile pervaporation - Google Patents

Membrane module for organophile pervaporation

Info

Publication number
EP2734288A1
EP2734288A1 EP12737211.8A EP12737211A EP2734288A1 EP 2734288 A1 EP2734288 A1 EP 2734288A1 EP 12737211 A EP12737211 A EP 12737211A EP 2734288 A1 EP2734288 A1 EP 2734288A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
permeate
pockets
feed
membrane module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12737211.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heiko Notzke
Torsten Brinkmann
Thorsten Wolff
Ulrike Withalm
Jan Wind
Patrick Schiffmann
Jens-Uwe Repke
Heike Matuschewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PolyAn Gesellschaft zur Herstellung von Polymeren fur spezialle Anwendung und Analytik mbH
Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum fuer Material und Kustenforschung GmbH
Original Assignee
PolyAn Gesellschaft zur Herstellung von Polymeren fur spezialle Anwendung und Analytik mbH
Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum fuer Material und Kustenforschung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PolyAn Gesellschaft zur Herstellung von Polymeren fur spezialle Anwendung und Analytik mbH, Helmholtz Zentrum Geesthacht Zentrum fuer Material und Kustenforschung GmbH filed Critical PolyAn Gesellschaft zur Herstellung von Polymeren fur spezialle Anwendung und Analytik mbH
Publication of EP2734288A1 publication Critical patent/EP2734288A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/36Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
    • B01D61/362Pervaporation
    • B01D61/3621Pervaporation comprising multiple pervaporation steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08Flat membrane modules
    • B01D63/082Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/084Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/08Flow guidance means within the module or the apparatus

Definitions

  • the invention relates to a membrane module for, in particular organophilic, pervaporation, with a liquid-tight housing having at least one feed inlet, at least one Retentatauslass and at least one can be acted upon or acted upon by a vacuum or vacuum Permeatauslass, wherein a membrane pocket stack is arranged in a housing interior, a plurality of has superimposed membrane pockets and seals, wherein the membrane pockets are acted upon or acted upon by a Druckbeetzschungsvorraum for mutual sealing of the membrane pockets in the stacking direction with mechanical pressure, so that the housing interior through the membrane pockets in a feed space on the outside of the membrane pockets and a Permeatraum inside the membrane pockets is divided. Furthermore, the invention relates to a use of a membrane module according to the invention.
  • the membrane In contrast to pressure-driven filtration methods, the membrane is impermeable to liquids except for diffusion.
  • the pervaporation is operated by applying a negative pressure or a vacuum on the permeate side, while on the feed side, although a feed flow is generated, but this is not associated with particular pressure.
  • the pervaporation is driven by the fact that the liquid components of the feed flow diffuse through the membrane and hit on the permeate side of the membrane to a strong negative pressure or a vacuum.
  • the permeate evaporates instantaneously on the permeate side of the membrane and thus reaches the permeate outlet.
  • This pressure difference between the vacuum or low air pressure on the permeate side and the normal liquid pressure on the feed side, which is also the retentate side drives the diffusion process or the pervaporation process.
  • This process can also be based on the concentration the solution component which diffuses through the membrane is considered, since the concentration of this liquid component at the feed side of the membrane is large and at the permeate side is low due to the evaporation on the permeate side.
  • This concentration gradient drives the pervaporation process.
  • the rate at which pervaporation occurs therefore depends on the prevailing pressure difference on either side of the membrane for any point on the membrane.
  • membrane modules for pervaporation in the art.
  • Most membrane modules are based on flat membranes.
  • a membrane is clamped between a feed plate and a module end plate, a permeate channel spacer with a perforated plate being arranged on the permeate side.
  • a permeate channel spacer with a perforated plate being arranged on the permeate side.
  • a complicated seal required.
  • alternating layers of flat membranes are wound in a spiral winding module about a central porous permeate tube, between which layers of feed spacer and layers of permeate spacer are alternately arranged.
  • the feed stream is fed in parallel to the permeate tube.
  • the applicant has a membrane module for pervaporation based on a membrane pocket stack with at their Rims welded round membrane pockets, which are stacked on a central porous permeate tube.
  • the membrane pockets with a round cross-section each have a central, round opening whose radius coincides with the diameter of the permeate tube.
  • the membrane pockets, with their two membrane surfaces lying one on top of the other, are held open by permeation pacers inside the membrane pockets, so that applying a negative pressure in the permeate tube does not cause the membrane pockets to collapse.
  • the membrane pockets are sealed at their contact lines together with the permeate tube so that the outer sides of the permeate pockets in the membrane module result in a feed space which is sealed by a permeate space on the inside of the membrane pockets and the permeate tube.
  • a membrane module for, in particular organophilic, pervaporation having a liquid-tight housing with at least one feed inlet, at least one retentate outlet and at least one permeate outlet which can be acted upon or acted upon by a vacuum or vacuum, wherein a membrane pocket stack is arranged in a housing interior , which has a plurality of superimposed membrane pockets and seals, wherein the membrane pockets are acted upon or acted upon by means of a pressurizing device for mutual sealing of the membrane pockets in the stacking direction with mechanical pressure, so that the housing interior is divided by the membrane pockets into a feed space on the outside of the membrane pockets and a permeate space in the interior of the membrane pockets, which is further developed in that the membrane pockets have a substantially rectangular cross-section and in their membrane surfaces have slot-like openings, wherein the in Membrane pocket stack stacked on each other slot-shaped openings and seals therebetween form at least one common permeate channel, which leads to the at least one permeate outlet.
  • the invention is based on the idea that a membrane module developed by the applicant with a Mebrantaschen- stack with substantially circular membrane pockets and circular central opening for a central permeate tube is changed to the effect that the geometry in favor of a larger pressure difference between the permeate side and feed side of the membrane is changed.
  • this problem had not come up, since the pressure difference between the permeate side and the feed side at each point of the flat membranes was the same.
  • Applicants' membrane module pocket round mem- brane pockets did not have this problem because the separation efficiencies in both selectivity and permeation rates were comparable or superior to those of conventional prior art modules.
  • the permeation rate through the membranes can be significantly increased again by changing the geometry.
  • the driving force for the diffusion of the liquid-lesser component in the membrane in the outer region of the membrane pocket is much less strong than in the inner region where the pressure difference between the permeate side and the feed side of the membrane is greater than in the outer region.
  • the pressure loss curve is particularly pronounced in the interior of the membrane pockets, while flattening off radially outwardly. Therefore, a large part of the membrane area is affected by the inefficiency.
  • the thickness of the membrane pockets plays only a minor role, since this is kept constant by means of Permeatspacern in the radial direction.
  • the increasing pressure loss has to do mainly with a change in the size of the membrane pocket in the circumferential direction, which can be illustrated by concentric circular rings of the same thickness, the surface of which shrinks linearly as the radius decreases.
  • the slot-shaped openings are arranged on the longer of the two axes of symmetry of the membrane pockets.
  • the areas of the membrane pockets in which non-converging permeate flows are present are maximized and areas in which permeate flow lines converge are minimized. This improves the efficiency of the pervaporative separation.
  • the at least one permeate channel opens into a permeate tube on one side of the membrane pocket stack, which has one or more permeate outlets.
  • the vacuum is not applied directly to a permeate channel in the membrane pocket stack, but to a permeate tube on one side or both sides of the permeate tube, which simplifies the construction of the membrane module as a whole.
  • the slot-shaped cross section of the permeate channel or the permeate channels in the membrane pocket stack is converted into a tubular cross section which is better suited for applying a reduced pressure.
  • a plurality of slot-shaped permeate channels may be provided in a row adjacent to each other.
  • the pressure application device has tie rods which lead from one side of the membrane pocket stack to the other side of the membrane pocket stack and are arranged in an axis of symmetry of the membrane pockets in order to ensure the most uniform possible pressure build-up, for example by means of a pressure plate ,
  • the slots of the permeate channels and the tie rod (s) then alternate on the symmetry axis.
  • a plurality of permeation spacers are arranged in the membrane pockets in layers, the fineness of the porosity increasing from the inside to the outside.
  • a layer of a coarse Permeatspacers be provided, for example, crosswise superimposed polymer threads, while outwardly decreases the thickness of the polymer threads and optionally in a outermost layer, a fine nonwoven fabric is arranged, which has a certain small-scale flexibility and in particular has relatively little contact surface with the permeate side of the membrane of the membrane pockets, so that the largest possible flow cross section on the permeate side of the membranes for the pervaporation is actually available.
  • one or more pressure plates are additionally arranged between the membrane pockets and a permeate spacer between the membrane pockets.
  • the pressure plates absorb the pressure forces exerted by the seals arranged between the membrane pockets on the diaphragms and form an abutment for the seals.
  • the seal between the feed space and Permeatraum is still improved.
  • a perforated support tube for stabilizing the permeate or the permeate is arranged, which has substantially the same cross-section as the permeate.
  • a support tube prevents seals or parts under the action of the vacuum present in the interior of the membrane stack be sucked inward on membrane pockets, so that would be broken in the interior of the housing as a result of such an event, the seal between the feed space and Permeatraum. In this case, the feed fluid could freely penetrate into the permeate space.
  • a support tube reliably prevents such an incident.
  • the housing interior is divided into several subspaces or compartments by means of deflecting disks arranged between individual membrane pockets, wherein the deflecting disks each comprise openings for guiding a feed flow from one compartment to the next compartment, the openings being arranged alternately to create a meandering feed flow through the compartments.
  • the generation of a meandering feed flow ensures that the feed stream is guided in succession over several membrane pockets in the successive compartments, so that the effective membrane area which presents itself to the feed stream is multiplied. This leads to a further increase in the efficiency of the porous separation of the liquid mixture.
  • the flow velocity is increased due to the lower compartment height and the number of available membrane pockets in the compartment is reduced, thus also the available membrane area, so that in this area the meanwhile enriched area is avoided Majority component of the liquid mixture vaporized.
  • a different distribution of the numbers of membrane pockets per compartment is included according to the invention, for example, a reduction, which merges into an increase in the number of membrane pockets per compartment to Retentatauslass. The variation can be adjusted as required.
  • the housing is preferably arranged in a pressure vessel.
  • the object underlying the invention is also achieved by using a previously described membrane module according to the invention for the pervaporative separation of liquid mixtures, in particular mixtures of organic solvents and organic substances dissolved therein.
  • FIG. 1 is a schematic view of a disk module of the prior art
  • Fig. 2 is a schematic representation of another
  • FIG. 3 is a schematic representation of a spiral winding module of the prior art
  • Fig. 4 is a schematic cross-sectional view through a known membrane pocket module
  • FIG. 7 is a perspective view of a pressure vessel of a membrane module according to the invention.
  • FIG. 10 is a side cross-sectional view through a membrane module according to the invention.
  • 1 1 is a schematic detail of a cross section through a membrane module according to the invention
  • Fig. 12 are schematic representations of a seal
  • Fig. 1 3 is a schematic representation of a pressure plate.
  • a plate module 100 from Sulzer-Chemtech with open Permeatraum in an exploded view is shown schematically in perspective.
  • a feed plate 106 with a circumferential seal 107 Between a top plate 104 and a bottom plate 105, a feed plate 106 with a circumferential seal 107, a membrane 108 and a perforated plate 109 with subsequent Permeatkanalspacer 1 10 are arranged sealingly.
  • the upper plate 104 and the lower plate 105 are firmly connected to one another by means of screws and the layers lying therebetween are subjected to pressure on the circumferential seal 107 and thus sealed against one another.
  • the upper plate 104 has inputs for a feed 101 on a liquid component enriched with a minor component. mixed as well as for an outlet for a retentate 102 on the opposite side.
  • permeate exits through the permeate channel 103 through the permeate channel spacer 110 in different directions.
  • the circumferential seal 1 07 must be carried out consuming to ensure a secure seal of the feed space from the permeate.
  • the membrane plates 205 each have a diamond-shaped membrane 206, which are connected to the openings for the permeate channels 212. With the intermediate plates 207 framing them, each membrane 206 divides the space between two successive intermediate plates 207 into a feed space and a permeate space. In each feed space, a feed liquid flows transversely from the feed channel 201 to the opposite retentate channel 21 1. In the respective Permeatraum the permeate diffuses from the entire membrane surface to the two permeate channels 212.
  • the flow arrows for liquids are each provided with a black arrow end, while the flow arrows for the gaseous streams, so the permeate, with a white arrow end are provided.
  • FIG. 3 schematically illustrates a membrane module according to an alternative design principle, namely a spiral winding module 300 having a perforated tube 304 in the center. Two flat membranes 305 are spirally wound around this tube, between which a permeate spacer 306 or a feed spacer 307 is alternately arranged.
  • a feed 301 is introduced into the spiral membrane part in the direction of the perforated tube 304, which feed exits again as retentate 302 on the other side.
  • Permeate enters the porous tube 304 from the space between the membranes 305 filled with the permeate spacer 306 and exits the tube 304 as a retentate 302.
  • FIG. 4 schematically shows a membrane module 400 with a stack of membrane pockets 409 in cross section, which has been developed by the applicant.
  • This has a container 404 or a housing which has a feed inlet 406 for a feed 401, which, guided by deflecting disks 408 which are arranged alternately on different walls of the container 404, is guided in the changing flow direction through the container 404 and on a retentate outlet 407 emerges as retentate 402 again.
  • a stack of membrane pockets 409 is arranged, which are arranged around a central permeate tube 405 around and sealed by O-rings 410 against the feed 401.
  • the membrane pockets 409 of the pervaporation module 400 in FIG. 4 have a substantially circular circumference and the central opening with the permeate tube 405 is circular.
  • the feed 401 is meandering passed through the container 404, that he respectively flows along the outer surfaces of the membrane pockets 409 along.
  • the minor component diffuses more than the majority component of the feed 401 through the membranes of the membrane pockets 409 and reaches the inside of the membrane where it vaporizes and flows to the permeate tube 405 and is aspirated as gaseous permeate 403 at the ends of the permeate tube 405.
  • the dot-dashed arrows indicate the direction of flow of the evaporated retentate in the interior of the membrane pocket 409, ie the permeate stream 422. It can clearly be seen that the permeate stream 422 is directed toward the center from all directions.
  • FIGS. 6 a) and 6 b) schematically show the flow conditions in a membrane pocket 20 according to the invention with a rectangular cross-section and slot opening 22 and a conventional round membrane pocket 409, as also shown in FIG. 5. While the circular membrane pocket 409 shown in Fig. 6b) has a permeate flow 422 with converging flow lines toward the central permeate tube 405, the flow lines of the permeate flow 25 in Fig. 6a) are parallel to each other. They also remain almost parallel to each other up to the side surfaces of the membrane pocket 20. Only directly at the side surface do some convergent, not shown, currents arise. tion lines. Of these, only a small, peripheral part of the membrane pocket 20 is affected.
  • the membrane module 1 has a cylindrical pressure vessel 2, which through a front plate 3 and through a cover plate 4th is sealed, which are screwed to annular end flanges of the pressure vessel 2.
  • a feed connection piece 5 is arranged centrally at the bottom and two retention pins 6, 6 'arranged at the top, between which a permeat connection piece 7 is additionally arranged centrally.
  • a similar Permeatan gleichstutzen in the end plate 4 is not shown, because it is hidden in perspective.
  • FIG. 8 the membrane module 1 according to FIG. 7 without front panel 3 shown from the front.
  • an inner container 1 1 is arranged with a feed inlet 12 at the bottom and reten bronzeuslasses 13, 1 3 'and a permeate outlet 14 at the top.
  • the flow direction of the feed is thus from bottom to top, from the feed inlet 12 to the Permeatausläs- sen 14.
  • a membrane pocket stack 15 is arranged with a plurality of membrane pockets 20, wherein the interior 18 of the inner container 1 1 by deflecting 16 is additionally divided into several compartments 17a-17f, the height decreases in the flow direction of the feed from bottom to top.
  • the last two compartments 1 7e and 17f are the same size.
  • a part of the membrane module 1 is shown in partial elevation.
  • the cylindrical pressure vessel 2 is sealed by the front plate 3, which is bolted to a flange of the cylindrical pressure vessel 2.
  • the deflection discs 16 and some compartments are shown in the elevation of the inner container 1 1 .
  • the interior opens into a retentate 6a, which opens into a RetentatanBankstut- zen 6 '.
  • Above the membrane pocket stack 15 is a permeate tube with a permeate connection piece 7.
  • the deflecting disks 16 have openings 16a for feeding the feed from one compartment to the next. It can also be seen how the membrane pockets 20 divide a feed space 26 outside the membrane pockets 20 of a permeate space 27 within the membrane pockets 20.
  • FIG. 10 the complete inner container 1 1 of the membrane module 1 according to the invention is shown schematically in a cross-sectional view.
  • the inner container 1 1 has end plates 30 and side plates or side walls, not shown, and a top plate 31 and a lower pressure plate 32, which are connected to each other by means of a plurality of tie rods 33.
  • each tie rod 33 is secured at its upper side by means of nuts 34 and at the opposite end to clamping nuts 36 which press with O-rings 35 against the pressure plate 32.
  • the pressure exerted by the tie rods 33 on the pressure plate 32 can be amplified.
  • Another O-ring 35 'seals the top plate 31 from the outside in the pressure vessel 2.
  • a meandering flow of the feed through the membrane module 1 is adjusted by the deflection disks 16 and the alternating arrangement of the openings 16a in the deflection disks 16, so that the feed flows several times past membrane pockets 20 and has the opportunity several times that dissolved in the feed Release minor component to the permeate.
  • slot-shaped Permeatkanäle 40 which are formed by the succession of the slots 22 in the membrane pockets 20.
  • These are in the embodiment of FIG. 10 each supported by a porous support tube 43 which is shown in phantom.
  • the support tubes 43 prevent the permeate channels 40 from collapsing under the negative pressure applied to the permeate outlets 42.
  • These permeate channels 40 and porous support tubes 43 open into a permeate tube 41, which opens into permeate outlets 42 on both sides.
  • Each membrane pocket 20 accordingly has a circumferential, for example welded, edge seal 21, on which the membranes which form the membrane pocket 20 are firmly connected to one another.
  • the membranes of the membrane pocket first diverging and then parallel and form the actual membrane pocket 20. Since the membrane pocket 20 under Application of negative pressure would be located inside the membrane pocket 20 Permeatspacer 52 to 55.
  • Permeatspacer 55 In the center of a large Permeatspacer 55 is arranged, which is surrounded on both sides by a finer Permeatspacer 54. These are in turn surrounded on their outside by very fine Permeatspacern 53. These can also be surrounded by a fleece 52.
  • the permeate spacers 53, 54 and 55 may, for example, consist of layers of plastic threads arranged one above the other in a crosswise arrangement, the degree of fineness of which increases towards the outside, while the nonwoven fabric has an irregular structure.
  • 1 1 pressure plates 60 are arranged on the inner sides of the membrane of the membrane pockets 20 in Fig. 1, which give the membrane pockets 20 additional stability. These are used in particular to give slot seals 65, which are arranged between the consecutive membrane pockets 20, an opponent, in order to reliably separate the permeate space 27 in the interior of the membrane pockets 20 and in the permeate channels 40 from the feed space 26 outside the membrane pockets 20. Both the pressure plates 60 and the slot seals 65 are located in or around the membrane pockets 20 only in the immediate vicinity of the slot-shaped permeate channels 40.
  • a slot seal 65 is shown schematically.
  • the plan view in the direction of the permeate channels 40 is shown.
  • the elongated hole seal 65 has a circumferential bead of sealing material 67, for example an elastic material, for example rubber.
  • a flat frame 66 has openings 68 for tie rods 33 and openings 69 for permeate channels 40.
  • Such a slot seal 65 is inserted between successive membrane pockets 20 at the location of the permeate channels 40 and the tie rods 33.
  • Fig. 12b) is a cross-sectional view through the slot seal 65 along the section line AA of Fig. 12a) is shown in a larger magnification.
  • the slot seal 65 has the opening 69 for a permeate channel 40. This is bounded on the top and bottom of a frame 66 having the corresponding opening 69 at this point.
  • the frame 66 includes on its sides the sealing material 67, which occurs bead-shaped on the sides 66 on the sides.
  • FIG. 13 shows a corresponding pressure plate 60 in the same perspective view as the slot seal 65 from FIG. 12a).
  • the pressure plate 60 shown in FIG. 13 is a flat body made of an incompressible or less compressible material, such as a metal or plastic, in its circumference and in the arrangement of openings 31 for tie rods 33 and openings 62 for Permeatkanäle 40 of the arrangement of the openings 68 and 69 of the slot seal 65 of FIG. 12a) corresponds.
  • the pressure plate 60 is arranged in the membrane pockets 20 and serves as a counterpart for the slot seals 65 in order to absorb the pressure forces when tightening the tie rods 33.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The invention relates to a membrane module (1) for pervaporation, in particular organophile pervaporation, having a liquid-tight housing (11) with at least one feed inlet (12, 37), at least one retentate outlet (6a, 13, 13') and at least one permeate outlet (14, 42) that is or can be subjected to a negative pressure or vacuum, wherein a membrane pocket stack (15) is arranged in a housing interior (18) and has a plurality of membrane pockets (20) and seals (65) laid on one another, wherein mechanical pressure is or can be applied to the membrane pockets (20) in the stacking direction by means of a pressure application device (32, 33) for the mutual sealing of the membrane pockets (20), so that the housing interior (18) is divided up by the membrane pockets (20) into a feed chamber (26) on the outside of the membrane pockets (20) and a permeate chamber (27) in the interior (20) of the membrane pockets. The invention further relates to a use of a membrane module (1) according to the invention. The membrane module according to the invention is characterized in that the membrane pockets (20) have a substantially rectangular cross section and, in their membrane surfaces, have openings (22) in the form of slots, wherein the slot-like openings (22) arranged on one another in the membrane pocket stack (15) and the seals (65) located therebetween form at least one common permeate channel (40), which leads to the at least one permeate outlet (14).

Description

Membranmodul für organophile Pervaporation Beschreibung  Membrane module for organophilic pervaporation Description

Die Erfindung betrifft ein Membranmodul für, insbesondere organophile, Pervaporation, mit einem flüssigkeitsdichten Gehäuse mit wenigstens einem Feedeinlass, wenigstens einem Retentatauslass und wenigstens einem mit einem Unterdruck oder Vakuum beaufschlagbaren oder beaufschlagten Permeatauslass, wobei in einem Gehäuseinnenraum ein Membrantaschenstapel angeordnet ist, der eine Mehrzahl von aufeinander gelegten Membrantaschen und Dichtungen aufweist, wobei die Membrantaschen mittels einer Druckbeaufschlagungsvorrichtung zur gegenseitigen Abdichtung der Membrantaschen in Stapelrichtung mit mechanischem Druck beaufschlagt oder beaufschlagbar sind, so dass der Gehäuseinnenraum durch die Membrantaschen in einen Feedraum an der Außenseite der Membrantaschen und einen Permeatraum im Inneren der Membrantaschen aufgeteilt ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Membranmoduls. The invention relates to a membrane module for, in particular organophilic, pervaporation, with a liquid-tight housing having at least one feed inlet, at least one Retentatauslass and at least one can be acted upon or acted upon by a vacuum or vacuum Permeatauslass, wherein a membrane pocket stack is arranged in a housing interior, a plurality of has superimposed membrane pockets and seals, wherein the membrane pockets are acted upon or acted upon by a Druckbeaufschlagungsvorrichtung for mutual sealing of the membrane pockets in the stacking direction with mechanical pressure, so that the housing interior through the membrane pockets in a feed space on the outside of the membrane pockets and a Permeatraum inside the membrane pockets is divided. Furthermore, the invention relates to a use of a membrane module according to the invention.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Die Pervaporation ist ein Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeitsgemischen und beruht auf der Trennwirkung von Membranen, die für verschiedene Flüssigkeitskomponenten per Diffusion verschieden durchlässig sind. Für jede Anwendung muss eine geeignete Membran gewählt werden, durch die die in geringerer Konzentration vorhandene Komponente, auch die Minderkomponente genannt, besser hindurch diffundiert als die Majoritätskomponente, die im Überschuss vorliegt. Ein Beispiel hierfür ist etwa die Trennung von Bioethanol, das beispielsweise 96 Gew.-% Ethanol und 4 %Wasser enthält, also ein azeotopes Gemisch, das durch andere Trennverfahren nicht mehr weiter separiert werden kann. Hierzu wird beispielsweise eine hydrophile Membran gewählt, in die die Minderkomponente Wasser gut eintreten kann, während das Ethanol von der Membran stärker abgewiesen wird. CONFIRMATION COPY Pervaporation is a process for the purification of liquid mixtures and is based on the separation effect of membranes, which are different permeable to different liquid components by diffusion. For each application, a suitable membrane must be chosen, by which the component present in lower concentration, also called the minor component, diffuses better through than the majority component which is present in excess. An example of this is, for example, the separation of bioethanol, which contains, for example, 96% by weight of ethanol and 4% of water, ie an azeotopic mixture which can no longer be separated by other separation processes. For this purpose, for example, a hydrophilic membrane is chosen, in which the minor component water can enter well, while the ethanol is rejected by the membrane stronger.

Im Unterschied zu druckgetriebenen Filtrationsmethoden ist die Membran für die Flüssigkeiten bis auf Diffusion undurchlässig. Die Pervaporation wird durch Anlegen eines Unterdrucks oder eines Vakuums auf der Permeatseite betrieben, während auf der Feedseite zwar eine Feedströmung erzeugt wird, dies jedoch nicht mit besonderem Druck verbunden ist. In contrast to pressure-driven filtration methods, the membrane is impermeable to liquids except for diffusion. The pervaporation is operated by applying a negative pressure or a vacuum on the permeate side, while on the feed side, although a feed flow is generated, but this is not associated with particular pressure.

Die Pervaporation wird dadurch angetrieben, dass die Flüssigkeitskomponenten der Feedströmung durch die Membran hindurch diffundieren und auf der Permeatseite der Membran auf einen starken Unterdruck bzw. ein Vakuum treffen. Damit verdampft das Permeat augenblicklich an der Permeatseite der Membran und gelangt so zum Permeatauslass. Diese Druckdifferenz zwischen dem Vakuum oder niedrigen Luftdruck auf der Permeatseite und dem normalen Flüssigkeitsdruck auf der Feedseite, die gleichzeitig auch die Reten- tatseite ist, treibt den Diffusionsvorgang bzw. den Pervaporations- vorgang an. Dieser Vorgang kann auch anhand der Konzentration der die Membran durchdiffundierenden Lösungskomponente betrachtet werden, da die Konzentration dieser Flüssigkeitskomponente an der Feedseite der Membran groß ist und an der Permeatseite gering ist aufgrund der Verdampfung auf der Permeatseite. Dieses Konzentrationsgefälle treibt den Pervaporationsvorgang. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Pervaporation vollzieht, hängt aus diesem Grund für jeden beliebigen Punkt auf der Membran von der herrschenden Druckdifferenz auf den beiden Membranseiten ab. The pervaporation is driven by the fact that the liquid components of the feed flow diffuse through the membrane and hit on the permeate side of the membrane to a strong negative pressure or a vacuum. Thus, the permeate evaporates instantaneously on the permeate side of the membrane and thus reaches the permeate outlet. This pressure difference between the vacuum or low air pressure on the permeate side and the normal liquid pressure on the feed side, which is also the retentate side, drives the diffusion process or the pervaporation process. This process can also be based on the concentration the solution component which diffuses through the membrane is considered, since the concentration of this liquid component at the feed side of the membrane is large and at the permeate side is low due to the evaporation on the permeate side. This concentration gradient drives the pervaporation process. The rate at which pervaporation occurs therefore depends on the prevailing pressure difference on either side of the membrane for any point on the membrane.

Im Stand der Technik existieren verschiedene Konstruktionsweisen von Membranmodulen für die Pervaporation. Die meisten Membranmodule basieren auf Flachmembranen. So ist bei einem Plattenmodul der Firma Sulzer-Chemtech mit offenem Permeatraum eine Membran zwischen einer Feedplatte und einer Modulendplatte eingespannt, wobei auf der Permeatseite ein Permeatkanalspacer mit einem Lochblech angeordnet ist. Hier ist eine aufwendige Dichtung erforderlich. There are various designs of membrane modules for pervaporation in the art. Most membrane modules are based on flat membranes. Thus, in the case of a plate module from Sulzer-Chemtech with an open permeate space, a membrane is clamped between a feed plate and a module end plate, a permeate channel spacer with a perforated plate being arranged on the permeate side. Here is a complicated seal required.

Bei einem Plattenmodul der Firma CM-Celfa mit geschlossenem Permeatraum wechseln sich Membranplatten und undurchlässige Platten ab, was ebenfalls einen hohen Dichtungsaufwand erfordert. In a plate module from CM-Celfa with closed permeate space alternate membrane plates and impermeable plates, which also requires a high sealing effort.

In einer alternativen Konstruktionsbauweise sind in einem Spiralwickelmodul um ein zentrales poröses Permeatrohr abwechselnde Schichten von Flachmembranen gewickelt, zwischen denen jeweils Schichten aus Feedspacer und Schichten aus Permeatspacer alternierend angeordnet sind. Der Feedstrom wird parallel zum Permeatrohr eingespeist. Diese Bauweise ist für den Einsatz in Pervaporati- onsprozessen nur bedingt geeignet. In an alternative design construction, alternating layers of flat membranes are wound in a spiral winding module about a central porous permeate tube, between which layers of feed spacer and layers of permeate spacer are alternately arranged. The feed stream is fed in parallel to the permeate tube. This design is only of limited suitability for use in pervaporation processes.

Schließlich hat die Anmelderin ein Membranmodul für die Pervaporation auf der Grundlage eines Membrantaschenstapels mit an ihren Rändern verschweißten runden Membrantaschen entwickelt, die auf einem zentralen porösen Permeatrohr aufgestapelt sind. Die Membrantaschen mit rundem Querschnitt weisen dafür jeweils eine zentrale runde Öffnung auf, deren Radius mit dem Durchmesser des Permeatrohrs übereinstimmt. Die Membrantaschen mit ihren jeweils zwei aufeinander liegenden Membranflächen werden durch Per- meatspacer im Inneren der Membrantaschen offengehalten, so dass ein Anlegen eines Unterdrucks im Permeatrohr nicht dazu führt, dass die Membrantaschen kollabieren. Außerdem sind die Membrantaschen an ihren Berührungslinien zusammen mit dem Permeatrohr so abgedichtet, dass die Außenseiten der Permeattaschen in dem Membranmodul einen Feedraum ergeben, der von einem Per- meatraum auf der Innenseite der Membrantaschen und dem Permeatrohr abgedichtet ist. Finally, the applicant has a membrane module for pervaporation based on a membrane pocket stack with at their Rims welded round membrane pockets, which are stacked on a central porous permeate tube. The membrane pockets with a round cross-section each have a central, round opening whose radius coincides with the diameter of the permeate tube. The membrane pockets, with their two membrane surfaces lying one on top of the other, are held open by permeation pacers inside the membrane pockets, so that applying a negative pressure in the permeate tube does not cause the membrane pockets to collapse. In addition, the membrane pockets are sealed at their contact lines together with the permeate tube so that the outer sides of the permeate pockets in the membrane module result in a feed space which is sealed by a permeate space on the inside of the membrane pockets and the permeate tube.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Membranmodul für die Pervaporation zur Verfügung zu stellen, mittels dessen eine weiter verbesserte Trennleistung, insbesondere eine erhöhte Permeatmenge, bei gleichzeitig gleichbleibend guter Selektivität erreicht wird. In contrast, it is the object of the present invention to provide a membrane module for pervaporation, by means of which a further improved separation efficiency, in particular an increased permeate amount, is achieved at the same time with consistently good selectivity.

Diese Aufgabe wird durch ein Membranmodul für, insbesondere or- ganophile, Pervaporation, mit einem flüssigkeitsdichten Gehäuse mit wenigstens einem Feedeinlass, wenigstens einem Retentataus- lass und wenigstens einem mit einem Unterdruck oder Vakuum beaufschlagbaren oder beaufschlagten Permeatauslass, wobei in einem Gehäuseinnenraum ein Membrantaschenstapel angeordnet ist, der eine Mehrzahl von aufeinander gelegten Membrantaschen und Dichtungen aufweist, wobei die Membrantaschen mittels einer Druckbeaufschlagungsvorrichtung zur gegenseitigen Abdichtung der Membrantaschen in Stapelrichtung mit mechanischem Druck beaufschlagt oder beaufschlagbar sind, so dass der Gehäuseinnenraum durch die Membrantaschen in einen Feedraum an der Außenseite der Membrantaschen und einen Permeatraum im Inneren der Membrantaschen aufgeteilt ist, gelöst, das dadurch weitergebildet ist, dass die Membrantaschen einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in ihren Membranflächen langlochförmi- ge Öffnungen aufweisen, wobei die im Membrantaschenstapel aufeinander angeordneten langlochförmigen Öffnungen und dazwischen liegenden Dichtungen wenigstens einen gemeinsamen Per- meatkanal bilden, der zu dem wenigstens einen Permeatauslass führt. This object is achieved by a membrane module for, in particular organophilic, pervaporation, having a liquid-tight housing with at least one feed inlet, at least one retentate outlet and at least one permeate outlet which can be acted upon or acted upon by a vacuum or vacuum, wherein a membrane pocket stack is arranged in a housing interior , which has a plurality of superimposed membrane pockets and seals, wherein the membrane pockets are acted upon or acted upon by means of a pressurizing device for mutual sealing of the membrane pockets in the stacking direction with mechanical pressure, so that the housing interior is divided by the membrane pockets into a feed space on the outside of the membrane pockets and a permeate space in the interior of the membrane pockets, which is further developed in that the membrane pockets have a substantially rectangular cross-section and in their membrane surfaces have slot-like openings, wherein the in Membrane pocket stack stacked on each other slot-shaped openings and seals therebetween form at least one common permeate channel, which leads to the at least one permeate outlet.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass ein von der Anmelderin entwickeltes Membranmodul mit einem Mebrantaschen- stapel mit im Wesentlichen runden Membrantaschen und kreisförmiger zentraler Öffnung für ein zentrales Permeatrohr dahingehend geändert wird, dass die Geometrie zugunsten einer größeren Druckdifferenz zwischen der Permeatseite und Feedseite der Membran verändert wird. Bei den herkömmlichen Membranmodulen mit Flachmembranen hatte sich dieses Problem nicht gestellt, da die Druckdifferenz zwischen der Permeatseite und der Feedseite an jeder Stelle der Flachmembranen gleich war. Bei den runden Membrantaschen des Membranmoduls der Anmelderin war dieses Problem nicht bekannt, da die Trennleistungen sowohl in Selektivität als auch in Permeationsrate mit denen herkömmlicher Module des Standes der Technik vergleichbar waren oder diese übertrafen. Es hat sich allerdings überraschenderweise herausgestellt, dass sich die Permeationsrate durch die Membranen durch Änderung der Geometrie noch einmal deutlich steigern lässt. The invention is based on the idea that a membrane module developed by the applicant with a Mebrantaschen- stack with substantially circular membrane pockets and circular central opening for a central permeate tube is changed to the effect that the geometry in favor of a larger pressure difference between the permeate side and feed side of the membrane is changed. In the conventional membrane modules with flat membranes, this problem had not come up, since the pressure difference between the permeate side and the feed side at each point of the flat membranes was the same. Applicants' membrane module pocket round mem- brane pockets did not have this problem because the separation efficiencies in both selectivity and permeation rates were comparable or superior to those of conventional prior art modules. However, it has surprisingly been found that the permeation rate through the membranes can be significantly increased again by changing the geometry.

Dies beruht auf dem Umstand, dass Permeat, das an einer Stelle einer runden Membrantasche, die radial weit außen gelegen ist, als Gas in Richtung auf das Zentrum zum Permeatrohr hinströmen muss. Dies gilt für Permeat, das von jeder beliebigen Stelle der Membrantasche aus nach innen zuströmt. In Richtung auf das zentrale Permeatrohr hin nimmt das Permeat ein immer kleineres Volumen ein, so dass es in Richtung auf das Zentrum hin verdichtet wird. Diese Verdichtung geht mit einem erhöhten Widerstand und Druckabfall einher. Das bedeutet, dass von den Außenbereichen der Membrantaschen zum Zentrum hin eine starke Druckdifferenz entsteht, so dass in den Außenbereichen der Unterdruck, der an der Permeatseite der Membran anliegt, weniger stark ausgeprägt ist als im Zentrum. Damit ist auch die Triebkraft für die Diffusion der Flüs- sigkeits-Minderkomponente in der Membran im äußeren Bereich der Membrantasche deutlich weniger stark als im inneren Bereich, wo die Druckdifferenz zwischen Permeatseite und Feedseite der Membran größer ist als im Außenbereich. Dies führt zu einer Ineffizienz des Pervaporationsvorgangs im Außenbereich der Membran, also im flächenmäßig größeren Teil der Membrantaschen. Die Druckverlustkurve ist im Innenbereich der Membrantaschen besonders ausgeprägt, während sie radial nach außen hin stark abflacht. Daher ist ein großer Teil der Membranfläche von der Ineffizienz betroffen. This is due to the fact that permeate, which flows at a location of a circular membrane pocket, which is located radially far outward, as gas in the direction of the center to the permeate tube got to. This applies to permeate, which flows in from any point in the membrane pocket. In the direction of the central permeate tube, the permeate assumes an ever smaller volume, so that it is compressed in the direction of the center. This compression is associated with increased resistance and pressure drop. This means that a strong pressure difference arises from the outer areas of the membrane pockets towards the center, so that in the outer areas the negative pressure, which is applied to the permeate side of the membrane, is less pronounced than in the center. Thus, the driving force for the diffusion of the liquid-lesser component in the membrane in the outer region of the membrane pocket is much less strong than in the inner region where the pressure difference between the permeate side and the feed side of the membrane is greater than in the outer region. This leads to an inefficiency of the pervaporation process in the outer region of the membrane, ie in the larger area of the membrane pockets. The pressure loss curve is particularly pronounced in the interior of the membrane pockets, while flattening off radially outwardly. Therefore, a large part of the membrane area is affected by the inefficiency.

Bei diesen Überlegungen spielt die Dicke der Membrantaschen, also der Abstand zwischen den Membranen der Membrantasche, nur eine untergeordnete Rolle, da dieser mittels Permeatspacern in radialer Richtung konstant gehalten wird. Der steigende Druckverlust hat vor allem mit einer Veränderung der Größe der Membrantasche in Umfangsrichtung zu tun, was sich anhand von konzentrischen Kreisringen gleicher Dicker anschaulich machen lässt, deren Oberfläche bei sinkendem Radius linear schrumpft. In these considerations, the thickness of the membrane pockets, so the distance between the membranes of the membrane pocket, plays only a minor role, since this is kept constant by means of Permeatspacern in the radial direction. The increasing pressure loss has to do mainly with a change in the size of the membrane pocket in the circumferential direction, which can be illustrated by concentric circular rings of the same thickness, the surface of which shrinks linearly as the radius decreases.

Die Wahl eines im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts der Membrantaschen sowie einer langlochförmigen Öffnung führt zu einer Änderung der Strömungsstrukturen des Permeats in den Memb- rantaschen. Anstatt radial von außen zu einem Zentrum hin zu strömen und damit eine Querschnittsverkleinerung in Kauf zu nehmen, gelangt das Permeat nunmehr auf geradem Wege weitgehend ohne Querschnittsverengung zu dem zentralen Langloch. Lediglich im unmittelbaren Endbereich des Langlochs oder der Langlöcher ergeben sich konvergierende Strömungslinien , die zu einem ähnlichen Druckverlust führen. Über die Länge des Langlochs hingegen konvergieren die Strömungslinien nicht oder nur kaum, wodurch der Druckverlust von innen nach außen in den Membrantaschen signifikant gesenkt wird. Damit liegen in einem Großteil der Fläche der Membrantaschen gleichartige niedrige Werte des Unterdrucks an, so dass in diesem Bereichen ein großer Druckunterschied zwischen der Permeatseite und der Feedseite der Membranen vorherrscht, wodurch eine sehr effiziente Pervaporation sichergestellt wird. Die erreichbaren Pervaporationsraten, also Permeatmengen, lassen sich auf diese Weise um ein Mehrfaches vergrößern, ohne die Selektivität der Trennung von Minderkomponente und Majoritätskomponente negativ zu beeinflussen. The choice of a substantially rectangular cross-section of the membrane pockets and a slot-shaped opening leads to a change of the flow structures of the permeate in the membrane. rantaschen. Instead of flowing radially from the outside to a center and thus accepting a reduction in cross-section, the permeate now reaches a straight path largely without cross-sectional constriction to the central slot. Only in the immediate end region of the oblong hole or slots there are converging flow lines, which lead to a similar pressure loss. By contrast, the flow lines do not converge or only barely converge over the length of the elongated hole, as a result of which the pressure loss from the inside to the outside in the membrane pockets is significantly reduced. Thus, in a large part of the area of the membrane pockets, similar low values of the negative pressure are present, so that in these areas there is a large pressure difference between the permeate side and the feed side of the membranes, which ensures a very efficient pervaporation. The achievable pervaporation rates, ie permeate levels, can be increased in this way many times without negatively influencing the selectivity of the separation of the minor component and the majority component.

Vorzugsweise sind die langlochförmigen Öffnungen auf der längeren der beiden Symmetrieachsen der Membrantaschen angeordnet. Mit dieser Maßnahme werden die Bereiche der Membrantaschen , in denen nicht konvergierende Permeatströmungen vorhanden sind, ma- ximiert und Bereiche, in denen Permeatströmungslinien konvergieren, minimiert. Dies verbessert die Effizienz der pervaporativen Trennung. Preferably, the slot-shaped openings are arranged on the longer of the two axes of symmetry of the membrane pockets. With this measure, the areas of the membrane pockets in which non-converging permeate flows are present are maximized and areas in which permeate flow lines converge are minimized. This improves the efficiency of the pervaporative separation.

In einer vorteilhaften Weiterbildung mündet der wenigstens eine Permeatkanal in ein Permeatrohr an einer Seite des Membrantaschenstapels, das einen oder mehrere Permeatauslässe aufweist. In diesem Fall wird somit das Vakuum nicht direkt an einen Permeatkanal im Membrantaschenstapel angelegt, sondern an ein Permeat- rohr an einer Seite oder an beiden Seiten des Permeatrohrs, was die Konstruktion des Membranmoduls insgesamt vereinfacht. Auf diese Weise wird der langlochförmige Querschnitt des Permeatka- nals oder der Permeatkanäle im Membrantaschenstapel in einen rohrförmigen Querschnitt übergeleitet, der zum Anlegen eines Unterdrucks besser geeignet ist. In an advantageous development, the at least one permeate channel opens into a permeate tube on one side of the membrane pocket stack, which has one or more permeate outlets. In this case, therefore, the vacuum is not applied directly to a permeate channel in the membrane pocket stack, but to a permeate tube on one side or both sides of the permeate tube, which simplifies the construction of the membrane module as a whole. In this way, the slot-shaped cross section of the permeate channel or the permeate channels in the membrane pocket stack is converted into a tubular cross section which is better suited for applying a reduced pressure.

Anstelle eines langlochförmigen Permeatkanals können auch mehrere langlochförmige Permeatkanäle in einer Reihe aneinander vorgesehen sein. Dies ist insbesondere in einer Ausführungsform des Membranmoduls vorgesehen, in der die Druckbeaufschlagungsvorrichtung Zuganker aufweist, die von einer Seite des Membrantaschenstapels zur anderen Seite des Membrantaschenstapels führen und dabei in einer Symmetrieachse der Membrantaschen angeordnet sind, um einen möglichst gleichmäßigen Druckaufbau beispielsweise mittels einer Druckplatte zu gewährleisten. In einem solchen Fall wechseln sich dann auf der Symmetrieachse die Langlöcher der Permeatkanäle und der oder die Zuganker ab. Instead of an oblong-shaped permeate channel, a plurality of slot-shaped permeate channels may be provided in a row adjacent to each other. This is provided in particular in one embodiment of the membrane module in which the pressure application device has tie rods which lead from one side of the membrane pocket stack to the other side of the membrane pocket stack and are arranged in an axis of symmetry of the membrane pockets in order to ensure the most uniform possible pressure build-up, for example by means of a pressure plate , In such a case, the slots of the permeate channels and the tie rod (s) then alternate on the symmetry axis.

Vorzugsweise sind poröse Permeatspacer in den Membrantaschen und/oder poröse Feedspacer zwischen Membrantaschen im Membrantaschenstapel angeordnet. Die porösen Permeatspacer dienen dazu , die Membrantaschen bei Anlegen von Unterdruck vor einem Kollabieren zu bewahren und somit einen gleichbleibenden Per- meatraum in den Membrantaschen zu definieren. Die Permeatspacer sind porös und weisen eine genügende Festigkeit auf, um die Form der Membrantaschen auch bei Anlegen von Unterdruck zu bewahren. Die Feedspacer dienen der Stabilisierung der Membrantaschen, insbesondere in Bezug auf die Feedströmung im Membranmodul. So wird eine konstante Geometrie des Membrantaschenstapels gewährleistet und auch gewährleistet, dass die Membranen der aufeinander folgenden Membrantaschen sich nicht berühren, so dass eine möglichst große Oberfläche für die Pervaporation zur Verfügung steht. Preferably, porous permeate spacers are arranged in the membrane pockets and / or porous feed spacers between membrane pockets in the membrane pocket stack. The porous permeate spacers serve to prevent the membrane pockets from collapsing upon application of negative pressure and thus to define a constant permeate space in the membrane pockets. The permeate spacers are porous and have sufficient strength to preserve the shape of the membrane pockets even when negative pressure is applied. The feed spacers serve to stabilize the membrane pockets, in particular with regard to the feed flow in the membrane module. This ensures a constant geometry of the membrane pocket stack and also ensures that the membranes of the successive membrane pockets do not touch each other that as large a surface as possible is available for pervaporation.

In den Membrantaschen sind vorteilhafterweise mehrere Per- meatspacer schichtweise angeordnet, deren Feinheit der Porosität von innen nach außen hin zunimmt. So kann beispielsweise im Zentrum bezüglich der Dicke der Membrantaschen eine Schicht eines groben Permeatspacers aus beispielsweise kreuzweise übereinander gelegten Polymerfäden vorgesehen sein, während nach außen hin die Dicke der Polymerfäden abnimmt und gegebenenfalls in einer äußersten Schicht ein feines Faservlies angeordnet ist, das eine gewisse kleinräumige Flexibilität aufweist und insbesondere relativ wenig Berührungsfläche mit der Permeatseite der Membran der Membrantaschen aufweist, so dass ein möglichst großer Strömungsquerschnitt auf der Permeatseite der Membranen für die Pervaporation tatsächlich zur Verfügung steht. Advantageously, a plurality of permeation spacers are arranged in the membrane pockets in layers, the fineness of the porosity increasing from the inside to the outside. Thus, for example, in the center with respect to the thickness of the membrane pockets, a layer of a coarse Permeatspacers be provided, for example, crosswise superimposed polymer threads, while outwardly decreases the thickness of the polymer threads and optionally in a outermost layer, a fine nonwoven fabric is arranged, which has a certain small-scale flexibility and in particular has relatively little contact surface with the permeate side of the membrane of the membrane pockets, so that the largest possible flow cross section on the permeate side of the membranes for the pervaporation is actually available.

Zur weiteren Stabilisierung des Membrantaschenstapels sowie der Permeatkanäle oder des Permeatkanals sind zwischen den Membrantaschen zusätzlich ein oder mehrere Andruckbleche zwischen der Membran und einem Permeatspacer angeordnet. Die Andruckbleche nehmen die von den zwischen den Membrantaschen angeordneten Dichtungen auf die Membranen ausgeübten Druckkräfte auf und bilden ein Widerlager für die Dichtungen. Damit wird die Abdichtung zwischen Feedraum und Permeatraum noch verbessert. To further stabilize the membrane pocket stack as well as the permeate channels or the permeate channel, one or more pressure plates are additionally arranged between the membrane pockets and a permeate spacer between the membrane pockets. The pressure plates absorb the pressure forces exerted by the seals arranged between the membrane pockets on the diaphragms and form an abutment for the seals. Thus, the seal between the feed space and Permeatraum is still improved.

Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem wenigstens einen Permeatkanal ein perforiertes Stützrohr zur Stabilisierung des oder der Permeatkanäle angeordnet ist, das im Wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Permeatkanal aufweist. Ein solches Stützrohr verhindert, dass unter der Einwirkung des im Inneren des Membranstapels anliegenden Unterdrucks Dichtungen oder Teile on Membrantaschen nach innen gesogen werden, so dass in der Folge eines solchen Vorfalls die Versiegelung zwischen Feedraum und Permeatraum im Innenraum des Gehäuse durchbrochen wäre. In diesem Fall könnte die Feedflüssigkeit ungehindert in den Permeatraum eindringen. Ein Stützrohr verhindert einen solchen Vorfall zuverlässig. It is further preferably provided that in the at least one permeate channel, a perforated support tube for stabilizing the permeate or the permeate is arranged, which has substantially the same cross-section as the permeate. Such a support tube prevents seals or parts under the action of the vacuum present in the interior of the membrane stack be sucked inward on membrane pockets, so that would be broken in the interior of the housing as a result of such an event, the seal between the feed space and Permeatraum. In this case, the feed fluid could freely penetrate into the permeate space. A support tube reliably prevents such an incident.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Membranmoduls ist der Gehäuseinnenraum mittels zwischen einzelnen Membrantaschen angeordneten Umlenkscheiben in mehrere Teilräume oder Kompartmente unterteilt, wobei die Umlenkscheiben jeweils Öffnungen zur Leitung einer Feedströmung von einem Kom- partment zum nächsten Kompartment umfassen, wobei die Öffnungen alternierend angeordnet sind, um eine mäandernde Feedströmung durch die Kompartmente zu erzeugen. Die Erzeugung einer mäandernden Feedströmung sorgt dafür, dass der Feedstrom jeweils über mehrere Membrantaschen nacheinander in den aufeinander folgenden Kompartmenten geführt wird , so dass die effektive Membranfläche, die sich dem Feedstrom präsentiert, vervielfacht wird. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Effizienz der perva- porativen Trennung des Flüssigkeitsgemischs. In an advantageous development of the membrane module according to the invention, the housing interior is divided into several subspaces or compartments by means of deflecting disks arranged between individual membrane pockets, wherein the deflecting disks each comprise openings for guiding a feed flow from one compartment to the next compartment, the openings being arranged alternately to create a meandering feed flow through the compartments. The generation of a meandering feed flow ensures that the feed stream is guided in succession over several membrane pockets in the successive compartments, so that the effective membrane area which presents itself to the feed stream is multiplied. This leads to a further increase in the efficiency of the porous separation of the liquid mixture.

Dies wird vorzugsweise dadurch weitergebildet, dass die Höhe der Kompartmente und die Anzahl der Membrantaschen pro Kompartment in Richtung vom Feedeinlass zum Retentatauslass wenigstens teilweise abnehmen. Damit verengt sich der Querschnitt, der dem Feedstrom zur Verfügung steht, im Innenraum des Gehäuses vom Feedeinlass zum Retentatauslass kontinuierlich , was eine zunehmend größere Strömungsgeschwindigkeit zur Folge hat. Dies bedeutet auch, dass zu Anfang, nahe beim Feedeinlass, die konzentrierte Feedflüssigkeit vergleichsweise lange bei einer vergleichsweise großen Anzahl von Membrantaschen und somit einer großen Membranoberfläche verweilt und somit am Anfang bereits eine vergleichsweise starke Abtrennung der Minderkomponente aus dem Flüssigkeitsgemisch stattfindet. In den darauf folgenden Kom- partmenten ist die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der geringeren Höhe der Kompartmente vergrößert und die Anzahl der zur Verfügung stehenden Membrantaschen im Kompartment verringert, somit auch die zur Verfügung stehende Membranfläche, so dass in diesem Bereich vermieden wird, dass verstärkt die inzwischen angereicherte Majoritätskomponente des Flüssigkeitsgemisches per- vaporiert. Auch eine anderweitige Verteilung der Anzahlen der Membrantaschen pro Kompartment ist erfindungsgemäß umfasst, beispielsweise eine Reduktion, die in eine Erhöhung der Anzahl der Membrantaschen pro Kompartment zum Retentatauslass übergeht. Die Variation kann anforderungsgemäß eingestellt werden. This is preferably further developed in that the height of the compartments and the number of membrane pockets per compartment at least partially decrease in the direction from the feed inlet to the retentate outlet. Thus, the cross section, which is available to the feed stream, narrows continuously in the interior of the housing from the feed inlet to the retentate outlet, which results in an increasingly greater flow velocity. This also means that at the beginning, close to the feed inlet, the concentrated feed liquid comparatively long with a comparatively large number of membrane pockets and thus one dwells large membrane surface and thus at the beginning already a relatively strong separation of the minor component takes place from the liquid mixture. In the subsequent compartments, the flow velocity is increased due to the lower compartment height and the number of available membrane pockets in the compartment is reduced, thus also the available membrane area, so that in this area the meanwhile enriched area is avoided Majority component of the liquid mixture vaporized. Also, a different distribution of the numbers of membrane pockets per compartment is included according to the invention, for example, a reduction, which merges into an increase in the number of membrane pockets per compartment to Retentatauslass. The variation can be adjusted as required.

Bei dem erfindungsgemäßen Membranmodul ist vorzugsweise das Gehäuse in einem Druckbehälter angeordnet. In the membrane module according to the invention, the housing is preferably arranged in a pressure vessel.

Ferner wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch eine Verwendung eines zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Membranmoduls zur pervaporativen Trennung von Flüssigkeitsgemischen, insbesondere von Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und darin gelösten organischen Stoffen , gelöst. Furthermore, the object underlying the invention is also achieved by using a previously described membrane module according to the invention for the pervaporative separation of liquid mixtures, in particular mixtures of organic solvents and organic substances dissolved therein.

Die zu dem erfindungsgemäßen Membranmodul genannten Merkmale, Vorteile und Eigenschaften gelten ohne Einschränkung auch für die erfindungsgemäße Verwendung des Membranmoduls. The features, advantages and properties mentioned for the membrane module according to the invention also apply without restriction to the use according to the invention of the membrane module.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen. Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may be individual features or a Combine several features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen: The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Plattenmoduls des Standes der Technik, 1 is a schematic view of a disk module of the prior art,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Fig. 2 is a schematic representation of another

Plattenmoduls des Standes der Technik,  Plate module of the prior art,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Spiralwickelmoduls des Standes der Technik, 3 is a schematic representation of a spiral winding module of the prior art,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung durch ein bekanntes Membrantaschenmodul Fig. 4 is a schematic cross-sectional view through a known membrane pocket module

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer bekannten runden Membrantasche, 5 is a schematic representation of a known round membrane bag,

Fig. 6a), 6b) schematische Darstellung der Strömungslinien in Fig. 6a), 6b) schematic representation of the flow lines in

Membrantaschen,  Membrane pockets,

Fig. 7 eine Perspektivdarstellung eines Druckbehälters eines erfindungsgemäßen Membranmoduls, 7 is a perspective view of a pressure vessel of a membrane module according to the invention,

Fig. 8 eine schematische Frontaldarstellung eines erfindungsgemäßen Membranmoduls, Fig. 9 eine Aufrisszeichnüng zu einem erfindungsgemäßen Membranmodul, 8 shows a schematic front view of a membrane module according to the invention, 9 is a Aufrisszeichnüng to a membrane module according to the invention,

Fig. 10 eine seitliche Querschnittsdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Membranmodul, 10 is a side cross-sectional view through a membrane module according to the invention,

Fig. 1 1 eine schematische Detaildarstellung eines Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes Membranmodul, 1 1 is a schematic detail of a cross section through a membrane module according to the invention,

Fig. 12 schematische Darstellungen einer Dichtung und Fig. 12 are schematic representations of a seal and

Fig. 1 3 eine schematische Darstellung eines Andruckblechs. Fig. 1 3 is a schematic representation of a pressure plate.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird. In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.

In Fig. 1 ist ein Plattenmodul 100 der Firma Sulzer-Chemtech mit offenem Permeatraum in einer Explosionszeichnung schematisch perspektivisch dargestellt. Zwischen einer oberen Platte 104 und einer unteren Platte 105 sind eine Feedplatte 106 mit einer umlaufenden Dichtung 107, eine Membran 108 sowie ein Lochblech 109 mit anschließendem Permeatkanalspacer 1 10 dichtend angeordnet. Dafür sind die obere Platte 104 und die untere Platte 105 mittels Schrauben fest miteinander verbunden und die dazwischen liegenden Schichten mit Druck an der umlaufenden Dichtung 107 beaufschlagt und somit gegeneinander abgedichtet. In Fig. 1, a plate module 100 from Sulzer-Chemtech with open Permeatraum in an exploded view is shown schematically in perspective. Between a top plate 104 and a bottom plate 105, a feed plate 106 with a circumferential seal 107, a membrane 108 and a perforated plate 109 with subsequent Permeatkanalspacer 1 10 are arranged sealingly. For this purpose, the upper plate 104 and the lower plate 105 are firmly connected to one another by means of screws and the layers lying therebetween are subjected to pressure on the circumferential seal 107 and thus sealed against one another.

Die obere Platte 104 verfügt über Eingänge für einen Feed 101 auf einem mit einer Minderkomponente angereicherten Flüssigkeitsge- misch sowie für einen Auslass für ein Retentat 102 auf der gegenüberliegenden Seite. Außerdem ist an der Unterseite dargestellt, dass Permeat durch den Permeatkanal 103 durch den Permeatka- nalspacer 1 10 in unterschiedliche Richtungen austritt. Hierbei muss die umlaufende Abdichtung 1 07 aufwendig ausgeführt sein, um eine sichere Abdichtung des Feedraums vom Permeatraum zu gewährleisten. The upper plate 104 has inputs for a feed 101 on a liquid component enriched with a minor component. mixed as well as for an outlet for a retentate 102 on the opposite side. In addition, it is shown on the underside that permeate exits through the permeate channel 103 through the permeate channel spacer 110 in different directions. Here, the circumferential seal 1 07 must be carried out consuming to ensure a secure seal of the feed space from the permeate.

In Fig. 2 ist ein Plattenmodul 200 der Firma CM-Celfa mit geschlossenem Permeatraum schematisch in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Das Plattenmodul 200 umfasst einen Stapel oder Turm aus einer Deckplatte 204, abwechselnden Membranplatten 205 und Zwischenplatten 207 sowie einer abschließenden Endplatte 209, die beabstandet dargestellt sind, um das Funktionsprinzip darzustellen, die im Plattenmodul 200 jedoch abdichtend aufeinander angeordnet sind. Die Platten 204, 205 und 207 verfügen an ihren Ecken jeweils über Öffnungen für Feedkanäle 201 , Retentatkanäle 21 1 und Per- meatkanäle 212, durch die jeweils ein Feed 201 , ein Retentat 202 bzw. ein Permeat 203 hindurch treten. 2, a plate module 200 from CM-Celfa with closed permeate space is shown schematically in an exploded view. The plate module 200 comprises a stack or tower of a top plate 204, alternating membrane plates 205 and intermediate plates 207, and a final end plate 209, which are shown spaced apart to illustrate the principle of operation but sealingly disposed in the plate module 200. The plates 204, 205 and 207 have at their corners in each case openings for feed channels 201, retentate channels 21 1 and permeate channels 212, through which in each case a feed 201, a retentate 202 or a permeate 203 pass.

Die Membranplatten 205 weisen jeweils eine rautenförmige Membran 206 auf, die mit den Öffnungen für die Permeatkanäle 212 verbunden sind. Mit den sie umrahmenden Zwischenplatten 207 unterteilt jede Membran 206 den Raum zwischen zwei aufeinander folgenden Zwischenplatten 207 in einen Feedraum und einen Permeatraum. In jedem Feedraum strömt eine Feedflüssigkeit quer von dem Feedkanal 201 zum gegenüberliegenden Retentatkanal 21 1 . In dem jeweiligen Permeatraum diffundiert das Permeat von der gesamten Membranoberfläche zur den beiden Permeatkanälen 212. Die Strömungspfeile für Flüssigkeiten sind jeweils mit einem schwarz gezeichneten Pfeilende versehen, während die Strömungspfeile für die gasförmigen Ströme, also das Permeat, mit einem weißen Pfeilende versehen sind. The membrane plates 205 each have a diamond-shaped membrane 206, which are connected to the openings for the permeate channels 212. With the intermediate plates 207 framing them, each membrane 206 divides the space between two successive intermediate plates 207 into a feed space and a permeate space. In each feed space, a feed liquid flows transversely from the feed channel 201 to the opposite retentate channel 21 1. In the respective Permeatraum the permeate diffuses from the entire membrane surface to the two permeate channels 212. The flow arrows for liquids are each provided with a black arrow end, while the flow arrows for the gaseous streams, so the permeate, with a white arrow end are provided.

In Fig . 3 ist ein Membranmodul nach einem alternativen Konstruktionsprinzip schematisch dargestellt, nämlich ein Spiralwickelmodul 300, das im Zentrum ein perforiertes Rohr 304 aufweist. Um dieses Rohr sind zwei flächige Membranen 305 spiralförmig gewickelt, zwischen denen alternierend ein Permeatspacer 306 bzw. ein Feedspacer 307 angeordnet ist. Zu diesem Spiralwickelmodul 300 wird in Richtung des perforierten Rohrs 304 ein Feed 301 in den Spiralmembranteil eingeleitet, der an der anderen Seite als Retentat 302 wieder austritt. Permeat dringt aus dem Zwischenraum zwischen den Membranen 305, der mit dem Permeatspacer 306 gefüllt ist, in das poröse Rohr 304 ein und tritt als Retentat 302 aus dem Rohr 304 aus. In Fig. 3 schematically illustrates a membrane module according to an alternative design principle, namely a spiral winding module 300 having a perforated tube 304 in the center. Two flat membranes 305 are spirally wound around this tube, between which a permeate spacer 306 or a feed spacer 307 is alternately arranged. To this spiral winding module 300, a feed 301 is introduced into the spiral membrane part in the direction of the perforated tube 304, which feed exits again as retentate 302 on the other side. Permeate enters the porous tube 304 from the space between the membranes 305 filled with the permeate spacer 306 and exits the tube 304 as a retentate 302.

In Fig. 4 ist schematisch ein Membranmodul 400 mit einem Stapel aus Membrantaschen 409 im Querschnitt dargestellt, das von der Anmelderin entwickelt worden ist. Dieses weist einen Behälter 404 oder ein Gehäuse auf, das einen Feedeinlass 406 für einen Feed 401 aufweist, das, durch Umlenkscheiben 408, die alternierend an verschiedenen Wänden des Behälters 404 angeordnet sind, in mä- andernder Flussrichtung durch den Behälter 404 geführt wird und an einem Retentatauslass 407 als Retentat 402 wieder austritt. Im Innenraum des Behälters 404 ist ein Stapel aus Membrantaschen 409 angeordnet, die um ein zentrales Permeatrohr 405 herum angeordnet sind und mittels O-Ringen 410 gegenüber dem Feed 401 abgedichtet sind. FIG. 4 schematically shows a membrane module 400 with a stack of membrane pockets 409 in cross section, which has been developed by the applicant. This has a container 404 or a housing which has a feed inlet 406 for a feed 401, which, guided by deflecting disks 408 which are arranged alternately on different walls of the container 404, is guided in the changing flow direction through the container 404 and on a retentate outlet 407 emerges as retentate 402 again. In the interior of the container 404, a stack of membrane pockets 409 is arranged, which are arranged around a central permeate tube 405 around and sealed by O-rings 410 against the feed 401.

Die Membrantaschen 409 des Pervaporationsmoduls 400 in Fig. 4 haben einen im Wesentlichen runden Umfang und die zentrale Öffnung mit dem Permeatrohr 405 ist kreisförmig. Der Feed 401 wird mäandernd so durch den Behälter 404 geführt, dass er jeweils an den Außenflächen der Membrantaschen 409 entlang strömt. Die Minderkomponente diffundiert stärker als die Majoritätskomponente des Feeds 401 durch die Membranen der Membrantaschen 409 und gelangt auf die Innenseite der Membrane, wo sie verdampft und zu dem Permeatrohr 405 strömt und als gasförmiges Permeat 403 an den Enden des Permeatrohrs 405 abgesaugt wird. The membrane pockets 409 of the pervaporation module 400 in FIG. 4 have a substantially circular circumference and the central opening with the permeate tube 405 is circular. The feed 401 is meandering passed through the container 404, that he respectively flows along the outer surfaces of the membrane pockets 409 along. The minor component diffuses more than the majority component of the feed 401 through the membranes of the membrane pockets 409 and reaches the inside of the membrane where it vaporizes and flows to the permeate tube 405 and is aspirated as gaseous permeate 403 at the ends of the permeate tube 405.

In Fig. 5 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Membrantasche 409 des Pervaporationsmoduls 400 gemäß Fig. 4 gezeigt. Die Membrantasche 409 ist in Fig. 5 teilweise rund dargestellt, wobei allerdings auch zwei parallele gerade Seitenlinien vorhanden sind. Die zentrale Öffnung mit dem Permeatrohr ist kreisrund. Mittels der solide dargestellten Pfeile ist gezeigt, dass ein Feedstrom 420 von einer Seite zu der Membrantasche 409 hinströmt, über diese hinweg strömt und als Retentatstrom 421 weiter fließt. FIG. 5 schematically shows a plan view of a membrane pocket 409 of the pervaporation module 400 according to FIG. 4. The membrane pocket 409 is shown partially circular in FIG. 5, although two parallel straight side lines are also present. The central opening with the permeate tube is circular. By means of the solid illustrated arrows, it is shown that a feed stream 420 flows from one side to the membrane pocket 409, flows over it and continues to flow as retentate stream 421.

Die strichpunktierten Pfeile zeigen die Stromrichtung des verdampften Retentats im Inneren der Membrantasche 409 an, also den Permeatstrom 422. Dabei ist deutlich zu sehen, dass der Permeat- strom 422 aus allen Richtungen zum Zentrum hin gerichtet ist. The dot-dashed arrows indicate the direction of flow of the evaporated retentate in the interior of the membrane pocket 409, ie the permeate stream 422. It can clearly be seen that the permeate stream 422 is directed toward the center from all directions.

In Fig. 6a) und 6b) sind schematisch die Strömungsverhältnisse in einer Membrantasche 20 gemäß der Erfindung mit rechteckigem Querschnitt und Langlochöffnung 22 und einer herkömmlichen runden Membrantasche 409, wie sie auch in Fig. 5 dargestellt ist, gezeigt. Während die in Fig. 6b) gezeigte runde Membrantasche 409 eine Permeatströmung 422 mit konvergierenden Strömungslinien in Richtung auf das zentrale Permeatrohr 405 hin aufweist, sind die Strömungslinien der Permeatströmung 25 in Fig. 6a) parallel zueinander. Sie bleiben auch fast bis zu den Seitenflächen der Membrantasche 20 parallel zueinander. Erst unmittelbar an der Seitenfläche ergeben sich einige konvergierende, nicht dargestellte Strö- mungslinien. Davon ist nur ein kleiner, peripherer Teil der Membrantasche 20 betroffen. FIGS. 6 a) and 6 b) schematically show the flow conditions in a membrane pocket 20 according to the invention with a rectangular cross-section and slot opening 22 and a conventional round membrane pocket 409, as also shown in FIG. 5. While the circular membrane pocket 409 shown in Fig. 6b) has a permeate flow 422 with converging flow lines toward the central permeate tube 405, the flow lines of the permeate flow 25 in Fig. 6a) are parallel to each other. They also remain almost parallel to each other up to the side surfaces of the membrane pocket 20. Only directly at the side surface do some convergent, not shown, currents arise. tion lines. Of these, only a small, peripheral part of the membrane pocket 20 is affected.

Im Gegensatz hierzu sind die Strömungslinien der Retentatströmung 422 der runden Membrantasche 409 in Fig. 6b) überall konvergierend. Dieser verkleinerte Strömungsquerschnitt führt, im Gegensatz zu den parallelen Strömungslinien in Fig. 6a), zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes und somit zu einem gesteigerten Druckverlust von innen nach außen in der Membrantasche 409 und somit zu einer abnehmenden Treibkraft der Diffusion der Minderkomponente des Flüssigkeitsgemischs im Feed durch die Membran. Bei der rechteckigen Membrantasche 20 gemäß Fig. 6a) mit den parallelen Strömungslinien senkt sich der Strömungsquerschnitt nicht, so dass ein deutlich geringerer Strömungswiderstand vorhanden ist. In der Folge ist auch der Druckverlust nach außen hin in der rechteckigen Membrantasche 20 wesentlich geringer, so dass auch in den Außenbereichen der rechteckigen Membrantasche 20 eine hohe Druckdifferenz zwischen Permeatseite und Feedseite der Membran vorhanden ist, die die Diffusion der Minderkomponente des Feeds durch die Membran antreibt. Dies wird durch die Kombination der rechteckigen Geometrie der Membrantaschen und der Anordnung der Geometrie der Langlöcher in den Membrantaschen 20 erzeugt. In contrast, the flow lines of the retentate flow 422 of the circular membrane pocket 409 in Fig. 6b) are convergent everywhere. This reduced flow cross-section leads, in contrast to the parallel flow lines in Fig. 6a), to an increase of the flow resistance and thus to an increased pressure loss from the inside to the outside in the membrane pocket 409 and thus to a decreasing driving force of the diffusion of the minor component of the liquid mixture in the feed through the membrane. In the case of the rectangular membrane pocket 20 according to FIG. 6 a) with the parallel flow lines, the flow cross-section does not sink, so that a significantly lower flow resistance is present. As a result, the pressure loss to the outside in the rectangular membrane bag 20 is much lower, so that even in the outer regions of the rectangular membrane bag 20, a high pressure difference between the permeate side and feed side of the membrane is present, the diffusion of the minor component of the feed through the membrane drives. This is created by the combination of the rectangular geometry of the membrane pockets and the arrangement of the geometry of the elongated holes in the membrane pockets 20.

In Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Membranmoduls 1 zur Pervaporation dargestellt, das insbesondere zur Pervaporation von organischen Flüssigkeitsgemischen geeignet ist, beispielsweise für die Abtrennung von Benzol aus höhermolekularen Waschflüssigkeiten oder für die Reinigung von Bioethanol. FIG. 7 shows a schematic view of a membrane module 1 according to the invention for pervaporation, which is particularly suitable for pervaporation of organic liquid mixtures, for example for the separation of benzene from relatively high molecular weight washing liquids or for the purification of bioethanol.

Das Membranmodul 1 weist einen zylindrischen Druckbehälter 2 auf, der durch eine Frontplatte 3 und durch eine Abschlussplatte 4 abgedichtet ist, die an ringförmigen Endflanschen des Druckbehälters 2 angeschraubt sind. In der Frontplatte 3 ist ein Feedan- schlussstutzen 5 zentral unten sowie zwei oben angeordnete Reten- tatanschlussstutzen 6, 6' angeordnet, zwischen denen außerdem ein Permeatanschlussstutzen 7 zentral angeordnet ist. In der perspektivischen Darstellung nach Fig. 7 ist ein gleichartiger Permeatanschlussstutzen in der Abschlussplatte 4 nicht dargestellt, weil er perspektivisch verdeckt ist. The membrane module 1 has a cylindrical pressure vessel 2, which through a front plate 3 and through a cover plate 4th is sealed, which are screwed to annular end flanges of the pressure vessel 2. In the front panel 3, a feed connection piece 5 is arranged centrally at the bottom and two retention pins 6, 6 'arranged at the top, between which a permeat connection piece 7 is additionally arranged centrally. In the perspective view of FIG. 7, a similar Permeatanschlussstutzen in the end plate 4 is not shown, because it is hidden in perspective.

In Fig. 8 ist das Membranmodul 1 gemäß Fig . 7 ohne Frontplatte 3 von vorne gezeigt. In dem zylindrischen Druckbehälter 2 ist ein Innenbehälter 1 1 mit einem Feedeinlass 12 an der Unterseite und Re- tentatauslässen 13, 1 3' und einem Permeatauslass 14 an der Oberseite angeordnet. Die Strömungsrichtung des Feeds ist somit von unten nach oben, von dem Feedeinlass 12 zu den Permeatausläs- sen 14. In dem Innenbehälter 1 1 ist ein Membrantaschenstapel 15 mit einer Mehrzahl von Membrantaschen 20 angeordnet, wobei der Innenraum 18 des Innenbehälters 1 1 durch Umlenkscheiben 16 zusätzlich in mehrere Kompartmente 17a-17f unterteilt ist, deren Höhe in Strömungsrichtung des Feeds von unten nach oben hin abnimmt. Die letzten beiden Kompartmente 1 7e und 17f sind allerdings gleich groß. In FIG. 8, the membrane module 1 according to FIG. 7 without front panel 3 shown from the front. In the cylindrical pressure vessel 2, an inner container 1 1 is arranged with a feed inlet 12 at the bottom and retentateauslasses 13, 1 3 'and a permeate outlet 14 at the top. The flow direction of the feed is thus from bottom to top, from the feed inlet 12 to the Permeatausläs- sen 14. In the inner container 1 1 a membrane pocket stack 15 is arranged with a plurality of membrane pockets 20, wherein the interior 18 of the inner container 1 1 by deflecting 16 is additionally divided into several compartments 17a-17f, the height decreases in the flow direction of the feed from bottom to top. The last two compartments 1 7e and 17f, however, are the same size.

In Fig. 9 ist ein Teil des Membranmoduls 1 in teilweisem Aufriss dargestellt. Der zylindrische Druckbehälter 2 wird von der Frontplatte 3 abgedichtet, die mit einem Flansch des zylindrischen Druckbehälters 2 verschraubt ist. In dem Aufriss ist der Innenbehälter 1 1 dargestellt, wobei der Membrantaschenstapel 1 5, die Umlenkscheiben 16 und einige Kompartmente gezeigt sind. Der Innenraum mündet in einen Retentatkanal 6a, der in einen Retentatanschlussstut- zen 6' mündet. Oberhalb des Membrantaschenstapels 15 befindet sich ein Permeatrohr mit einem Permeatanschlussstutzen 7. Wie in Fig . 9 ebenfalls zu erkennen ist, weisen die Umlenkscheiben 16 Öffnungen 16a zur Durchleitung des Feeds von einem Kompartment in das nächste auf. Außerdem ist erkennbar, wie die Membrantaschen 20 einen Feedraum 26 außerhalb der Membrantaschen 20 von einem Permeatraum 27 innerhalb der Membrantaschen 20 unterteilen. In Fig. 9, a part of the membrane module 1 is shown in partial elevation. The cylindrical pressure vessel 2 is sealed by the front plate 3, which is bolted to a flange of the cylindrical pressure vessel 2. In the elevation of the inner container 1 1 is shown, wherein the membrane pocket stack 1 5, the deflection discs 16 and some compartments are shown. The interior opens into a retentate 6a, which opens into a Retentatanschlussstut- zen 6 '. Above the membrane pocket stack 15 is a permeate tube with a permeate connection piece 7. As shown in FIG. 9, the deflecting disks 16 have openings 16a for feeding the feed from one compartment to the next. It can also be seen how the membrane pockets 20 divide a feed space 26 outside the membrane pockets 20 of a permeate space 27 within the membrane pockets 20.

In Fig. 10 ist der komplette Innenbehälter 1 1 des erfindungsgemäßen Membranmoduls 1 in einer Querschnittsdarstellung schematisch dargestellt. Der Innenbehälter 1 1 weist Stirnplatten 30 und nicht dargestellte Seitenplatten oder Seitenwände auf, sowie eine Oberplatte 31 und eine untere Druckplatte 32, die mittels mehrerer Zuganker 33 miteinander verbunden sind. Hierzu ist jeder Zuganker 33 an seiner Oberseite mittels Muttern 34 befestigt und am entgegengesetzten Ende an Spannmuttern 36, die mit O-Ringen 35 gegen die Druckplatte 32 drücken. Durch das Anziehen der Schraubenmuttern 34 kann der Druck, der mittels der Zuganker 33 auf die Druckplatte 32 ausgeübt wird, verstärkt werden. Dabei kann durch Einstellung einer gleichmäßigen Vorspannung der Zuganker 33 ein gleichmäßiger Druck auf den Membrantaschenstapel 15 ausgeübt werden. Ein weiterer O-Ring 35' dichtet die Oberplatte 31 gegenüber dem Außenraum in dem Druckbehälter 2 ab. In Fig. 10, the complete inner container 1 1 of the membrane module 1 according to the invention is shown schematically in a cross-sectional view. The inner container 1 1 has end plates 30 and side plates or side walls, not shown, and a top plate 31 and a lower pressure plate 32, which are connected to each other by means of a plurality of tie rods 33. For this purpose, each tie rod 33 is secured at its upper side by means of nuts 34 and at the opposite end to clamping nuts 36 which press with O-rings 35 against the pressure plate 32. By tightening the nuts 34, the pressure exerted by the tie rods 33 on the pressure plate 32 can be amplified. In this case, by setting a uniform bias of the tie rod 33, a uniform pressure on the membrane pocket stack 15 are exercised. Another O-ring 35 'seals the top plate 31 from the outside in the pressure vessel 2.

In der Druckplatte 32 ist auf der linken Seite ein Feedkanal 37 dargestellt, durch den die Feedflüssigkeit in das erste Kompartment 1 7a gelangt und von links nach rechts in Fig . 10 an den Membrantaschen 20 außen vorbeiströmt. Ebenfalls erkennbar ist die umlaufende Randversiegelung 21 der Membrantaschen 20. Nach Durchströmen des ersten Kompartments 1 7a von links nach rechts gelangt der Feedstrom zu der Öffnung 16a in der ersten Umlenkscheibe 16 und tritt durch diese in das zweite Kompartment 1 7b ein, das es von rechts nach links in Fig. 10 durchströmt. Dort trifft es auf die nächste Öffnung in der nächsten Umlenkscheibe 16, durch das es in das nächste Kompartment 1 7c eintritt. Auf diese Weise wird durch die Umlenkscheiben 16 und die alternierende Anordnung der Öffnungen 16a in den Umlenkscheiben 16 ein mäandernder Fluss des Feeds durch das Membranmodul 1 eingestellt, so dass der Feed mehrmals an Membrantaschen 20 vorbeiströmt und mehrmals die Gelegenheit hat, die in dem Feed gelöste Minderkomponente an das Permeat abzugeben. In the pressure plate 32, a feed channel 37 is shown on the left side through which the feed liquid enters the first compartment 1 7a and from left to right in FIG. 10 flows past the membrane pockets 20 outside. The circulating edge seal 21 of the membrane pockets 20 can also be seen. After flowing through the first compartment 1 7a from left to right, the feed stream reaches the opening 16a in the first deflection disk 16 and enters through this into the second compartment 1 7b it flows through from right to left in Fig. 10. There it encounters the next opening in the next deflection disk 16, through which it enters the next compartment 1 7c. In this way, a meandering flow of the feed through the membrane module 1 is adjusted by the deflection disks 16 and the alternating arrangement of the openings 16a in the deflection disks 16, so that the feed flows several times past membrane pockets 20 and has the opportunity several times that dissolved in the feed Release minor component to the permeate.

Zwischen den Zugankern 33 befinden sich in dem Membrantaschenstapel 1 5 langlochförmige Permeatkanäle 40, die durch die Aufeinanderfolge der Langlöcher 22 in den Membrantaschen 20 gebildet werden. Diese sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 jeweils durch ein poröses Stützrohr 43, das strichpunktiert dargestellt ist, gestützt. Die Stützrohre 43 verhindern, dass unter dem an den Permeatauslässen 42 anliegenden Unterdruck die Permeatkanäle 40 kollabieren. Diese Permeatkanäle 40 und porösen Stützrohre 43 münden in ein Permeatrohr 41 , das beidseitig in Permeatauslässen 42 mündet. Between the tie rods 33 are in the membrane pocket stack 1 5 slot-shaped Permeatkanäle 40, which are formed by the succession of the slots 22 in the membrane pockets 20. These are in the embodiment of FIG. 10 each supported by a porous support tube 43 which is shown in phantom. The support tubes 43 prevent the permeate channels 40 from collapsing under the negative pressure applied to the permeate outlets 42. These permeate channels 40 and porous support tubes 43 open into a permeate tube 41, which opens into permeate outlets 42 on both sides.

Durch einen Kreis im rechten Teil der Fig. 10 und den Buchstaben „X" ist ein Detailausschnitt des Membrantaschenstapels 1 5 kenntlich gemacht, der in Fig. 1 1 im Detail dargestellt ist und aus dem die Detailstruktur des Membrantaschenstapels 15 hervorgeht. By a circle in the right part of Fig. 10 and the letter "X" is a detail of the membrane bag stack 1 5 identified, which is shown in Fig. 1 1 in detail and from which the detailed structure of the membrane bag stack 15 emerges.

Jede Membrantasche 20 weist demnach eine umlaufende, beispielsweise verschweißte Randversiegelung 21 auf, an der die Membranen, die die Membrantasche 20 bilden, miteinander fest verbunden sind. Nach innen zu verlaufen die Membranen der Membrantasche zunächst divergierend und dann parallel und bilden die eigentliche Membrantasche 20. Da die Membrantasche 20 unter Anlegen von Unterdruck kollabieren würde, befinden sich im Inneren der Membrantasche 20 Permeatspacer 52 bis 55. Im Zentrum ist ein großer Permeatspacer 55 angeordnet, der beidseitig von einem feineren Permeatspacer 54 umgeben ist. Diese sind ihrerseits an ihrer Außenseite von sehr feinen Permeatspacern 53 umgeben. Diese können außerdem noch durch ein Vlies 52 umgeben sein. Die Permeatspacer 53, 54 und 55 können beispielsweise aus Lagen von übereinander kreuzweise angeordneten Kunststofffäden bestehen, deren Feinheitsgrad nach außen hin zunimmt, während das Vlies eine unregelmäßige Struktur aufweist. Each membrane pocket 20 accordingly has a circumferential, for example welded, edge seal 21, on which the membranes which form the membrane pocket 20 are firmly connected to one another. To run inward, the membranes of the membrane pocket first diverging and then parallel and form the actual membrane pocket 20. Since the membrane pocket 20 under Application of negative pressure would be located inside the membrane pocket 20 Permeatspacer 52 to 55. In the center of a large Permeatspacer 55 is arranged, which is surrounded on both sides by a finer Permeatspacer 54. These are in turn surrounded on their outside by very fine Permeatspacern 53. These can also be surrounded by a fleece 52. The permeate spacers 53, 54 and 55 may, for example, consist of layers of plastic threads arranged one above the other in a crosswise arrangement, the degree of fineness of which increases towards the outside, while the nonwoven fabric has an irregular structure.

Außerdem sind an den Innenseiten der Membrane der Membrantaschen 20 in Fig. 1 1 Andruckbleche 60 angeordnet, die den Membrantaschen 20 zusätzliche Stabilität verleihen . Diese dienen insbesondere dazu, Langlochdichtungen 65, die zwischen den aufeinander folgenden Membrantaschen 20 angeordnet sind, einen Widerpart zu geben, um den Permeatraum 27 im Inneren der Membrantaschen 20 und in den Permeatkanälen 40 sicher vom Feedraum 26 außerhalb der Membrantaschen 20 zu trennen. Sowohl die Andruckbleche 60 als auch die Langlochdichtungen 65 befinden sich in bzw. um die Membrantaschen 20 herum nur in unmittelbarer Umgebung der langlochförmigen Permeatkanäle 40. In addition, 1 1 pressure plates 60 are arranged on the inner sides of the membrane of the membrane pockets 20 in Fig. 1, which give the membrane pockets 20 additional stability. These are used in particular to give slot seals 65, which are arranged between the consecutive membrane pockets 20, an opponent, in order to reliably separate the permeate space 27 in the interior of the membrane pockets 20 and in the permeate channels 40 from the feed space 26 outside the membrane pockets 20. Both the pressure plates 60 and the slot seals 65 are located in or around the membrane pockets 20 only in the immediate vicinity of the slot-shaped permeate channels 40.

In Fig. 12a), 12b) ist schematisch eine Langlochdichtung 65 dargestellt. In Fig. 12a) ist die Draufsicht in Richtung der Permeatkanäle 40 dargestellt. In dieser Ansicht weist die Langlochdichtung 65 einen umlaufenden Wulst aus Dichtmaterial 67, beispielsweise ein elastisches Material, beispielsweise Gummi, auf. Ein flächiger Rahmen 66 weist Öffnungen 68 für Zuganker 33 und Öffnungen 69 für Permeatkanäle 40 auf. Eine solche Langlochdichtung 65 wird zwischen aufeinander folgende Membrantaschen 20 am Ort der Permeatkanäle 40 und der Zuganker 33 eingesetzt. In Fig. 12b) ist in einer stärkeren Vergrößerung eine Querschnittsdarstellung durch die Langlochdichtung 65 entlang der Schnittlinie A-A aus Fig. 12a) dargestellt. Zentral weist in dieser Querschnittsdarstellung die Langlochdichtung 65 die Öffnung 69 für einen Per- meatkanal 40 auf. Diese ist an der Ober- und Unterseite von einem Rahmen 66 begrenzt, der die entsprechende Öffnung 69 an dieser Stelle aufweist. Der Rahmen 66 schließt an seinen Seiten das Dichtmaterial 67 ein, das an den Seiten wulstförmig auf dem Rahmen 66 auftritt. In Fig. 12a), 12b), a slot seal 65 is shown schematically. In Fig. 12a), the plan view in the direction of the permeate channels 40 is shown. In this view, the elongated hole seal 65 has a circumferential bead of sealing material 67, for example an elastic material, for example rubber. A flat frame 66 has openings 68 for tie rods 33 and openings 69 for permeate channels 40. Such a slot seal 65 is inserted between successive membrane pockets 20 at the location of the permeate channels 40 and the tie rods 33. In Fig. 12b) is a cross-sectional view through the slot seal 65 along the section line AA of Fig. 12a) is shown in a larger magnification. In the middle of this cross-sectional view, the slot seal 65 has the opening 69 for a permeate channel 40. This is bounded on the top and bottom of a frame 66 having the corresponding opening 69 at this point. The frame 66 includes on its sides the sealing material 67, which occurs bead-shaped on the sides 66 on the sides.

In Fig. 13 ist ein entsprechendes Andruckblech 60 in der gleichen perspektivischen Ansicht wie die Langlochdichtung 65 aus Fig. 12a) dargestellt. Bei dem Andruckblech 60 gemäß Fig . 13 handelt es sich um einen Flachkörper aus einem inkompressiblen oder wenig kom- pressiblen Material, beispielsweise einem Metall oder einem Kunststoff, das in seinem Umfang und in der Anordnung von Öffnungen 31 für Zuganker 33 und Öffnungen 62 für Permeatkanäle 40 der Anordnung der Öffnungen 68 und 69 der Langlochdichtung 65 aus Fig . 12a) entspricht. Das Andruckblech 60 ist in den Membrantaschen 20 angeordnet und dient als Gegenpart für die Langlochdichtungen 65, um die Druckkräfte beim Anziehen der Zuganker 33 aufzunehmen. FIG. 13 shows a corresponding pressure plate 60 in the same perspective view as the slot seal 65 from FIG. 12a). In the pressure plate 60 shown in FIG. 13 is a flat body made of an incompressible or less compressible material, such as a metal or plastic, in its circumference and in the arrangement of openings 31 for tie rods 33 and openings 62 for Permeatkanäle 40 of the arrangement of the openings 68 and 69 of the slot seal 65 of FIG. 12a) corresponds. The pressure plate 60 is arranged in the membrane pockets 20 and serves as a counterpart for the slot seals 65 in order to absorb the pressure forces when tightening the tie rods 33.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind , werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Bezugszeichenliste All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Membran modul 1 membrane module

2 zylindrischer Druckbehälter  2 cylindrical pressure vessel

3 Frontplatte  3 front panel

4 Abschlussplatte  4 end plate

5 Feedanschlussstutzen  5 feed connection piece

6, 6' Retentantanschlussstutzen  6, 6 'Retentant connection piece

6a Retentatkanal  6a retentate channel

7 Permeatanschlussstutzen  7 permeate connection pieces

1 1 Innenbehälter  1 1 inner container

1 2 Feedeinlass  1 2 Feed inlet

1 3, 13' Retentatauslass  1 3, 13 'retentate outlet

14 Permeatauslass  14 permeate outlet

1 5 Membrantaschenstapel  1 5 Membrane bag stack

16 Umlenkscheibe  16 deflection pulley

16a Öffnung  16a opening

17a - 1 7f Kompartment  17a - 1 7f compartment

18 Innenraum  18 interior

20 Membrantasche  20 membrane bag

21 Randversiegelung  21 edge seal

22 langlochförmige Öffnung für einen Permeatkana 22 slot-shaped opening for a permeatkana

23 Feedströmung 23 Feed flow

24 Retentatströmung  24 retentate flow

25 Permeatströmung  25 permeate flow

26 Feedraum  26 feed room

27 Permeatraum  27 permeate space

30 Stirnplatte  30 face plate

31 Oberplatte  31 top plate

32 Druckplatte  32 pressure plate

33 Zuganker  33 tie rods

34 Mutter O-Ring 34 mother O-ring

Spannmutter locknut

Feedkanal Feed channel

Permeatkanal permeate

Permeatrohr permeate

Permeatauslass permeate

poröses Stützrohr für den Permeatkanal Feedspacer porous support tube for the permeate channel Feedspacer

Vlies fleece

sehr feiner Permeatspacer very fine permeate spacer

feiner Permeatspacer fine permeate spacer

grober Permeatspacer coarse permeate spacer

Andruckblech Andruckblech

Öffnung für Zuganker Opening for tie rods

Öffnung für Permeatkanal Opening for permeate channel

Langlochdichtung Slot seal

Rahmen frame

Dichtmaterial sealing material

Öffnung für Zuganker Opening for tie rods

Öffnung für Permeatkanal Opening for permeate channel

Plattenmodul board module

Feed Feed

Retentat retentate

Permeat permeate

obere Platte upper plate

untere Platte lower plate

Feedplatte Feed plate

Dichtung poetry

Membran membrane

Lochblech perforated sheet

Permeatkanalspacer Permeatkanalspacer

Plattenmodul 201 Feed board module 201 feed

202 Retentat  202 retentate

203 Permeat  203 permeate

204 Deckplatte  204 cover plate

205 Membranplatte 205 membrane plate

206 Membran 206 membrane

207 Zwischenplatte 207 intermediate plate

208 Profil 208 profile

209 Endplatte  209 end plate

21 0 Feedkanal 21 0 feed channel

21 1 Retentatkanal21 1 Retentate channel

212 Permeatkanal212 permeate channel

300 Spiralwickelmodul300 spiral winding module

301 Feed 301 feed

302 Retentat  302 retentate

303 Permeat  303 permeate

304 perforiertes Rohr 304 perforated tube

305 Membran 305 membrane

306 Permeatspacer 306 permeate spacer

307 Feedspacer307 feedspacers

400 Membranmodul400 membrane module

401 Feed 401 Feed

402 Retentat  402 retentate

403 Permeat  403 permeate

404 Behälter  404 containers

405 Permeatrohr 405 permeate tube

406 Feedeinlass406 feed intake

407 Retentatauslass407 retentate outlet

408 Umlenkscheibe408 deflection pulley

409 Membrantasche409 membrane bag

410 O-Ring 410 O-ring

420 Feedstrom Retentatstrom Permeatstrom 420 feed stream Retentate flow Permeate stream

Claims

Membranmodul für organophile Pervaporation Patentansprüche Membrane module for organophilic pervaporation claims 1. Membranmodul (1 ) für, insbesondere organophile, Pervaporation, mit einem flüssigkeitsdichten Gehäuse (1 1 ) mit wenigstens einem Feedeinlass (12, 37), wenigstens einem Retentatauslass (6a, 13, 13') und wenigstens einem mit einem Unterdruck oder Vakuum beaufschlagbaren oder beaufschlagten Permeataus- lass (14, 42), wobei in einem Gehäuseinnenraum (18) ein Membrantaschenstapel (15) angeordnet ist, der eine Mehrzahl von aufeinander gelegten Membrantaschen (20) und Dichtungen (65) aufweist, wobei die Membrantaschen (20) mittels einer Druckbeaufschlagungsvorrichtung (32, 33) zur gegenseitigen Abdichtung der Membrantaschen (20) in Stapelrichtung mit mechanischem Druck beaufschlagt oder beaufschlagbar sind, so dass der Gehäuseinnenraum (18) durch die Membrantaschen (20) in einen Feedraum (26) an der Außenseite der Membrantaschen (20) und einen Permeatraum (27) im Inneren der Membrantaschen aufgeteilt (20) ist, dadurch gekennzeich- net, dass die Membrantaschen (20) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in ihren Membranflächen langlochförmige Öffnungen (22) aufweisen, wobei die im Membrantaschenstapel (15) aufeinander angeordneten langlochförmigen Öffnungen (22) und dazwischen liegenden Dichtungen (65) wenigstens einen gemeinsamen Permeatkanal (40) bilden, der zu dem wenigstens einen Permeatauslass (14) führt. 1. membrane module (1) for, in particular organophilic, pervaporation, with a liquid-tight housing (1 1) with at least one feed inlet (12, 37), at least one Retentatauslass (6a, 13, 13 ') and at least one with a vacuum or vacuum can be acted upon or acted upon Permeataus- let (14, 42), wherein in a housing interior (18) a membrane pocket stack (15) is arranged, which has a plurality of superimposed membrane pockets (20) and seals (65), wherein the membrane pockets (20) by means of a pressurization device (32, 33) for mutual sealing of the membrane pockets (20) in the stacking direction acted upon or acted upon by mechanical pressure, so that the housing interior (18) through the membrane pockets (20) in a feed space (26) on the outside of the membrane pockets (20) and a permeate space (27) in the interior of the membrane pockets (20) is divided, characterized net, that the membrane pockets (20) have a substantially rectangular cross-section and in their membrane surfaces slot-shaped openings (22), wherein in the membrane pocket stack (15) successive arranged slot-like openings (22) and intervening seals (65) at least one common permeate (40) leading to the at least one permeate outlet (14). Membranmodul (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die langlochförmigen Öffnungen (22) auf der längeren der beiden Symmetrieachsen der Membrantaschen (20) angeordnet sind . Membrane module (1) according to claim 1, characterized in that the slot-shaped openings (22) are arranged on the longer of the two axes of symmetry of the membrane pockets (20). Membranmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Permeatkanal (40) in ein Permeatrohr (41 ) an einer Seite des Membrantaschenstapels (1 5) mündet, das einen oder mehrere Permeatauslässe (14, 42) aufweist. Membrane module according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one permeate channel (40) opens into a permeate tube (41) on one side of the membrane pocket stack (1 5) having one or more permeate outlets (14, 42). Membranmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Permeatspacer (52 - 55) in den Membrantaschen (20) und/oder poröse Feedspacer (51 ) zwischen Membrantaschen (20) im Membrantaschenstapel (15) angeordnet sind. Membrane module (1) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that porous permeate spacers (52-55) are arranged in the membrane pockets (20) and / or porous feed spacers (51) between membrane pockets (20) in the membrane pocket stack (15). Membranmodul (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Membrantaschen (20) mehrere Permeatspacer (52 - 55) schichtweise angeordnet sind, deren Feinheit der Porosität von innen nach außen hin zunimmt. Membrane module (1) according to claim 4, characterized in that a plurality of permeate spacers (52-55) are arranged in layers in the membrane pockets (20), the fineness of the porosity increasing from the inside to the outside. Membranmodul (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Membrantaschen (20) zusätzlich ein oder mehrere Andruckbleche (60) zwischen der Membran und einem Permeatspacer (52-55) angeordnet sind. Membrane module (1) according to claim 4 or 5, characterized in that in the membrane pockets (20) additionally an or a plurality of pressure plates (60) are disposed between the membrane and a permeate spacer (52-55). Membranmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Permeatkanal (40) ein perforiertes Stützrohr (43) zur Stabilisierung des oder der Permeatkanäle (40) angeordnet ist, das im Wesentlichen den gleichen Querschnitt wie der Permeatkanal (43) aufweist. Membrane module (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the at least one permeate channel (40) a perforated support tube (43) for stabilizing the permeate (s) (40) is arranged, which has substantially the same cross section as the Permeate channel (43). Membranmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseinnenraum (18) mittels zwischen einzelnen Membrantaschen (20) angeordneten Umlenkscheiben (16) in mehrere Kompartmente (17a - 1 7f) unterteilt ist, wobei die Umlenkscheiben (16) jeweils Öffnungen (16a) zur Leitung einer Feedströmung (23) von einem Kompartment (1 7a - 17e) zum nächsten Kompartment (17b - 1 7f) umfassen, wobei die Öffnungen alternierend angeordnet sind, um eine mä- andernde Feedströmung (23) durch die Kompartmente (17a - 17f) zu erzeugen. Membrane module (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the housing interior (18) by means of individual membrane pockets (20) arranged deflecting discs (16) into a plurality of compartments (17a - 1 7f) is divided, wherein the deflection discs (16 ) each comprise openings (16a) for guiding a feed flow (23) from one compartment (17a-17e) to the next compartment (17b-117f), the openings being arranged alternately, through a modifying feed flow (23) to create the compartments (17a - 17f). Membranmodul (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Kompartmente (1 7a - 17f) und die Anzahl der Membrantaschen (20) pro Kompartment (1 7a - 1 7f) in Richtung vom Feedeinlass (12) zum Retentatauslass (23, 13') wenigstens teilweise abnehmen. Membrane module (1) according to claim 8, characterized in that the height of the compartments (1 7a - 17f) and the number of membrane pockets (20) per compartment (1 7a - 1 7f) in the direction from the feed inlet (12) to the retentate outlet (23 , 13 ') at least partially decrease. Membranmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 1 ) in einem Druckbehälter (2) angeordnet ist. Membrane module (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the housing (1 1) in a pressure vessel (2) is arranged. Verwendung eines Membranmoduls (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur pervaporativen Trennung von Flüssig- keitsgemischen , insbesondere von Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und darin gelösten organischen Stoffen. Use of a membrane module (1) according to one of claims 1 to 10 for the pervaporative separation of liquid keitsgemischen, in particular mixtures of organic solvents and dissolved organic substances.
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