專利名稱：膜卡及其生產(chǎn)方法以及其用途的制作方法
膜卡及其生產(chǎn)方法以及其用途發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及從一種液體中分離出不同尺寸材料的廣泛領(lǐng)域，更特 別是其涉及生產(chǎn)膜、膜包裝和將該材料從流體中分離出的分離單元的 方法，涉及該膜的質(zhì)量控制方法以及從液體中分離材料的更有效的系統(tǒng)。發(fā)明背景二十 一世紀(jì)可能被作為氣候變化無(wú)法控制的時(shí)期而被記住，其對(duì) 人類的人口造成許多不利影響，該不利影響之一是在世界上一些地區(qū) 產(chǎn)生許多嚴(yán)重的干旱，而這些地區(qū)以前沒有經(jīng)歷過這種干旱。人們相 信這會(huì)導(dǎo)致對(duì)于額外的新鮮飲用水的巨大需求。毫無(wú)疑問，新鮮飲用 水是地球上最重要的化合物，因?yàn)闆]有水，所有的生命都結(jié)束了。在從未經(jīng)凈化的未處理水中分離出不需要材料來生產(chǎn)新鮮飲用水 方面有大量現(xiàn)有技術(shù)。采用過濾系統(tǒng)來從未經(jīng)凈化的水中除去不同尺 寸的顆粒造成凈化水含有溶解的鹽，主要是氯化鈉。將一些系統(tǒng)用于 海水的脫鹽或有鹽味水的去礦物化，例如，反滲透或超濾膜分離系統(tǒng)除去例如l - IO埃單位范圍內(nèi)的溶解鹽材料并且包括分子量約為180 - 15,000的化合物，納米過濾系統(tǒng)除去例如10-IOO埃單位范圍內(nèi)的 材料，超濾系統(tǒng)除去30 - 1100埃單位范圍內(nèi)的材料，其包括分子量為 10,000 - 250,0000的大分子，以及微孔過濾系統(tǒng)除去599埃-20,000 -2jLim)埃范圍內(nèi)的材料；例如見美國(guó)專利號(hào)6，5W,刃5。這些膜分離系統(tǒng)通常采用螺旋巻式膜包裝或組件，其導(dǎo)致低壓力 損失并且能夠以較低的成本制造。通常，螺旋巻式膜包裝是由螺旋巻 式分離膜形成的，該分離膜包括納米過濾膜、超濾膜或微孔過濾膜； 例如，見美國(guó)專利號(hào)6，5<15，747。所采用的脫鹽系統(tǒng)的具體類型取決于水中雜質(zhì)的性質(zhì)和數(shù)量。例 如，微粒形式和溶液中的雜質(zhì)兩者都可能需要從水中除去。目的是凈 化水以使其含有極少量的懸浮粒子、懸浮微生物和溶解鹽以滿足用于 飲用、食品和飲料生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉及其它工業(yè)用途的水質(zhì)量要求；例如，
見美國(guó)專利號(hào)6,793,824。除了反滲透之外，其它凈化水的方法包括過濾和蒸餾。在常規(guī)微 粒過濾方法中，利用多孔結(jié)構(gòu)例如編織網(wǎng)、織物或無(wú)紡布來除去大于 約10 pm的粒狀雜質(zhì)，例如懸浮無(wú)機(jī)粒子。在必須過濾非常小的粒子 情形中，采用半滲透或多微孔的聚合物膜，即該膜具有穿過膜的非常 小的蝕刻孔。為了解決水缺乏的問題，除了用于海水脫鹽或有鹽味水去礦物化 的大量現(xiàn)有技術(shù)之外，分離系統(tǒng)是眾所周知的用于制備電子工業(yè)和醫(yī) 學(xué)領(lǐng)域的超純水、廢水再循環(huán)和分離、凈化和濃縮食品、藥品和精細(xì) 化學(xué)品領(lǐng)域中液體的設(shè)備；見美國(guó)專利號(hào)6,565,747。通常，分離系統(tǒng)是用于從液體中分離出不需要和需要的材料。待 通過分離方法除去的材料包括懸浮固體、溶解固體、污染物、鹽、生 物材考+、乳化油，以及從例如水、血、油等液體中除去的類似材料。層壓在多孔載體上的薄膜全氟?；男缘拇姿崂w維素膜可用于海 水脫鹽、超濾、微孔過濾和腎透析，但是優(yōu)選用于氣體分離；見美國(guó) 專利號(hào)4,549,012。制造用于超濾和微孔過濾的膜的 一種現(xiàn)有技術(shù)方法包括以下步 驟擠出、受控?zé)崂旌屠鋮s。用于該膜的材料例子包括多微孔聚四 氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯；見美國(guó)專利號(hào)6，5^9，W5。將各種分離膜安裝在超濾和微孔過濾裝置中，將其依次置于用來 選擇性過濾出包括各種尺寸和分子量的化合物的材料的系統(tǒng)中，這是 根據(jù)所需分離的類型將這些膜的孔尺寸處理到理想尺寸范圍來進(jìn)行 的。已知超濾系統(tǒng)達(dá)到了增強(qiáng)的過濾效能，這是由于利用振蕩斷續(xù)器 藉助于液壓蓄能器來逆流洗滌膜；見由版權(quán)保護(hù)的蘇聯(lián)發(fā)明證書 No.1667912, 1991年8月7日公告No.29。但是該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)復(fù) 雜并且造成過濾成本高。在2000年1月20日公告No. 2的俄羅斯專利No.2144422中公開和要 求了其它現(xiàn)有技術(shù)液體過濾系統(tǒng)。這些液體過濾系統(tǒng)包括過濾器、用 于逆流洗滌過濾器的液壓蓄能器、水源管、具有調(diào)節(jié)閥的加工或未加 工液體、水源泵、逆流洗滌電動(dòng)閥和計(jì)時(shí)器。據(jù)才艮道這些系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 是由于加工水的逆流洗滌因此過濾器壽命延長(zhǎng)，并且該系統(tǒng)不停止地
進(jìn)行沖洗；實(shí)施沖洗步驟是通過據(jù)報(bào)道是制造和操作簡(jiǎn)單的設(shè)備來完 成的。但是，這些過濾系統(tǒng)的缺點(diǎn)是沖洗步驟期間在過濾器中工作泵 產(chǎn)生附加的壓力，其降低了經(jīng)過每個(gè)系統(tǒng)的壓力落差導(dǎo)致該系統(tǒng)效率 減小。根據(jù)先前指定的計(jì)時(shí)方案實(shí)行沖洗，其既不考慮源水的組成即 懸浮粒子的濃度、污染物等的種類，也不考慮過濾過程期間可能發(fā)生 的變化。這些缺點(diǎn)可導(dǎo)致用于逆流洗滌的加工水消-毛過多，或因?yàn)闆_ 洗之間的時(shí)間太長(zhǎng)過濾器滲透性迅速降低。在不久的將來，預(yù)言指出急需效率增加的水凈化和分離系統(tǒng)，還 需要從除了水之外的流體中分離出各種材料的系統(tǒng)以及生產(chǎn)改進(jìn)的多 孔膜、膜包裝和該分離系統(tǒng)的分離元件的方法。附圖簡(jiǎn)要說明由以下和特別是本發(fā)明各種實(shí)施方式的說明，將更顯而易見進(jìn)一步的特4正和優(yōu)點(diǎn)，如附圖所示，其中圖l是本發(fā)明的生產(chǎn)可用于分離裝置的分離元件的方法的筒化程 序框圖；圖2 A是

圖1所示方法的聚合物膜切割帶蝕刻步驟采用的典型盒子的左側(cè)透—見圖；圖2B是圖2A所示盒子的內(nèi)部構(gòu)件的側(cè)橫剖圖； 圖3是本發(fā)明制造可用于分離裝置的膜元件的方法的另一實(shí)施方式的簡(jiǎn)化程序框圖；圖4是典型的螺旋巻式分離元件的左側(cè)透視圖；圖5 A是圖4和6 D所示分離元件的接收管的左側(cè)透視圖；圖5B是一種膜卡的左側(cè)透視圖，其包括層壓到圖6D所示分離元件的多孔襯塾上的多孔有軌道薄膜；圖5C是圖4和6D所示分離元件的排放口的左側(cè)透視圖；圖5D是圖4和6D所示分離元件的湍流增強(qiáng)器的左側(cè)透視圖；圖6A是本發(fā)明制造分離元件方法的一種實(shí)施方式的第一步之后的左側(cè)透視圖，其中四個(gè)膜卡安裝在圖5A所示類型的接收管上；圖6B是所述本發(fā)明制造分離元件方法的實(shí)施方式的第二步之后的左側(cè)透視圖，其中排放口的四個(gè)片連接在各個(gè)膜卡之間以形成四舌形膜包裝；圖6C是所述本發(fā)明制造分離元件方法的實(shí)施方式的第三步之后的 左側(cè)透視圖，其中湍流增強(qiáng)器的四個(gè)片連接在各個(gè)四舌形膜包裝膜卡之間；圖6D是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式制造的最后分離元件的左側(cè)透 視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的測(cè)定多孔有軌道薄膜的最大 孔徑尺寸的測(cè)試裝置的優(yōu)選實(shí)施例的圖示；圖8是本發(fā)明又一實(shí)施方式的分離系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的工藝流 程圖；圖9是含有本發(fā)明的一種實(shí)施方式的分離元件的典型分離系統(tǒng)。本發(fā)明各種實(shí)施方式的詳細(xì)i兌明在此采用以下定義 "流體"是一種處于未加工狀態(tài)的氣體或液體，其范圍從空氣、 水、血、烴到其它流體并且含有用包括本發(fā)明的那些方法和系統(tǒng)分離 的材料。"接收管"是用于收集加工流體的多孔管。"膜卡"是利用粘合劑層合到多孔襯墊的多孔膜或多孔有軌道薄 膜，其中層合的膜具有指定的參數(shù)。"膜包裝"是兩種不同膜卡的兩種設(shè)計(jì)組合，其具有散布在該設(shè) 計(jì)的各個(gè)多孔襯墊表面之間的一個(gè)或多個(gè)排放口片。"多孔膜"是聚合物軟薄片或?qū)?，其含有從流體分離或過濾出材 料的孔。"多孔有軌道薄膜"是一種有軌道的薄膜，其被沿軌道化學(xué)蝕刻 而產(chǎn)生具有指定直徑的孔。"分離系統(tǒng)"是用于從流體中分離材料至少一種分離裝置、泵、 閥、管或線路、以及其它裝置的組合。"分離裝置"是其中一個(gè)或多個(gè)分離元件被可操作地安裝以實(shí)施 從流體分離或過濾材料。"分離元件"是連接到流體接收管的一個(gè)或多個(gè)膜包裝，其具有 一個(gè)或多個(gè)位于各個(gè)膜包裝之間的湍流增強(qiáng)器。"有軌道的薄膜"是一種聚合物膜，其受到重離子轟擊以產(chǎn)生用 作生產(chǎn)孔的蝕刻位置的軌道。"材料"具有范圍為約0.01 - 1.5pm的有限尺寸的任何材料，利
用具有約為0.01 - 1.5vim的適當(dāng)孔徑范圍的多孔膜可將其從流體中分離出來。1.可用于從流體中分離材料的膜卡和分離元件的制造方法 圖l示出了一種本發(fā)明方法的實(shí)施方式的框圖，其中制造一種有 襯墊或支撐的多孔有軌道薄膜即膜卡，并將其與湍流增強(qiáng)器結(jié)合以形 成可用于從流體分離或過濾材料的分離元件?？?0表示獲得聚合物膜的步驟，該聚合物膜通常是在不同寬度的 連續(xù)輥中得到的，通常寬度約為600毫米(mm)，并且厚度通常約為 10pm。 一種本發(fā)明實(shí)施方式不限于特定的聚合物膜類型，只要該膜能 夠成為多孔的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)待蝕刻成所需多孔性的聚合物材料的典型例 子包括聚酰胺、含氟聚合物、聚苯乙烯、聚丙烯腈、醋酸纖維素酯、 聚砜和聚烯烴例如聚丙烯、聚乙烯及其共聚物。在一種本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，聚合物膜是含氟聚合物膜，更 優(yōu)選為聚偏二氟乙烯(PVDF)膜。雖然聚偏二氟乙烯(PVDF)膜是 優(yōu)選的，但是其它含氟聚合物膜也可以采用，其包括(但不限于)那 些聚三氟氯乙烯(PCTFE)、三氟氯乙烯與乙烯的共聚物(BCTFB)、 聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯與全氟烷氧基乙烯的共聚物(PFA)、四 氟乙烯與六氟丙烯的共聚物(FEP)、四氟乙烯和六氟丙烯與全氟烷氧基 乙烯的三元共聚物(EPE)、四氟乙烯與乙烯的共聚物(ETFE)、聚氟乙 烯(PVF)、以及這些含氟聚合物樹脂的任意組合?？?20)表示曝光步驟，其中聚合物膜被重離子轟擊以提供一種 具有預(yù)定軌道密度的膜。軌道密度是來自回旋加速器或其它質(zhì)點(diǎn)加速 器的重離子即高能量帶電粒子在軌道路徑上運(yùn)動(dòng)留下的聚合物膜表面 上每單位面積的軌道數(shù)，由這些帶電粒子留下的每條軌道能夠在適當(dāng) 的蝕刻劑下起作用。用于該目的的合適重離子的典型例子包括(但不限于)以下氬、 氪、氙、鉍及其這些重離子的組合。優(yōu)選地，軌道密度在約10、m一2 - 109 cm - 2的范圍內(nèi)，見美國(guó)專利No.5,449,917和俄羅斯專利 No.2233196,于2004年7月27日公布，該曝光步驟的相關(guān)討論在此引 入^乍為參考。另夕卜見B. U. Apel， "Measurements of the Diameter of Selectively Etchable Tracks Produced in Polymer by Heavy Ions.(由重離Nuclear Tracks上的文章，Vol.6， Nos.2-3， P115 - 118, 1982?？?0的蝕刻步驟是一種本發(fā)明實(shí)施方式的下一個(gè)主要步驟，在該 步驟中，將有軌道的薄膜置于或通過蝕刻溶液中以蝕刻具有對(duì)應(yīng)于軌 道密度的孔的薄膜。該蝕刻步驟導(dǎo)致聚合物膜在帶電粒子于該膜表面 上留下的基本上每條軌道上都具有孔。在所得多孔膜中，在通過該膜 的孔的孔密度與高能量粒子軌道的軌道密度之間基本上是——對(duì)應(yīng) 的。寬度約為600mm、厚度約為10pm并且長(zhǎng)度約為1 - 20m的薄膜具 有的軌道密度約為107條軌道/每01112例如107cm —2,導(dǎo)致尺寸約為1 pm的 孔的孔密度為10、m —2。類似地，相同尺寸薄膜具有的軌道密度約為 109cm —2,導(dǎo)致尺寸約為O.Ol fim的孔的孔密度為l(^cm —2。通過在這些 下限和上限之間改變專九道密度，可控制孔密度。通過改變蝕刻時(shí)間， 孔徑尺寸可被控制在大約O.Ol -1.5 pm的范圍內(nèi)。如果聚合物膜是由 含氟聚合物樹脂制造的，則優(yōu)選將堿性溶液用于蝕刻。已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)證明對(duì)于蝕刻P VD F膜，優(yōu)選的堿性溶液是高錳酸 鉀堿性溶液。優(yōu)選在約為100 - 15(TC范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行PVDF膜的 蝕刻。 一種將該堿性溶液保持在大于約10(TC的方法是加入堿金屬鹽， 優(yōu)選氯化鈉，達(dá)到足夠的濃度以得到所希望的蝕刻溫度上升。在優(yōu)選的蝕刻方法中另 一 變型是在保持湍流的條件下將堿性溶液 與PVDF接觸，這是通過在雷諾數(shù)約為100 - 500下在PVDF膜上循環(huán)蝕 刻溶液來完成的。在該流速下，與該力莫接觸的溶液溫度梯度大體上降 低到O并且在薄膜表面的所有軌道上蝕刻速度是大體上相同的。因此， 這些流速導(dǎo)致在完成的多孔有軌道薄膜上的孔徑尺寸分布范圍縮小。當(dāng)蝕刻步驟進(jìn)行的時(shí)間在約為l - 24小時(shí)范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)于高錳酸 鉀石咸性溶液推薦約為3 - 9小時(shí)的短時(shí)間周期，精確的蝕刻時(shí)間取決于 所需孔徑和薄膜厚度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)于長(zhǎng)蝕刻時(shí)間周期，由于蝕刻反應(yīng)形成二氧化錳并且 其沉積在薄膜表面上，二氧化錳的沉積阻礙了蝕刻溶液接近反應(yīng)區(qū)并 且導(dǎo)致反應(yīng)速度減小。通過在如上所述湍流條件下使蝕刻溶液在刻蝕 浴中循環(huán)，沉淀的二氧化錳反應(yīng)產(chǎn)物至少部分被洗刷掉離開薄膜表 面，并且在整個(gè)蝕刻步驟期間反應(yīng)速度保持大致恒定。通過控制如上所述的工藝條件溫度、流速和時(shí)間，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蝕 刻步驟在沒有任何顯著過熱現(xiàn)象下進(jìn)行。在沒有顯箸過熱下蝕刻被定
義為沒有過熱或如果出現(xiàn)蝕刻溶液過熱，那么也不超過rc,這些條件可被表示在以下等式中 N S Q . Cs AT如果AT保持在不高于rC或。K,則NSQ.Cs。時(shí)間間隔和溫度是由以下因素確定的，優(yōu)選蝕刻不在低于100°C 的溫度下進(jìn)行，因?yàn)槲g刻時(shí)間增加很多而導(dǎo)致加工效率低。另一方面， 利用建議的添加堿金屬鹽方法難于提供120 °C以上的溫度。如果蝕刻 時(shí)間不多于約l小時(shí)，則在該膜上沒有孔形成。如果蝕刻時(shí)間多于指 定范圍24小時(shí)，則沒有進(jìn)一步增加任何有利效果。另外，高孔隙率膜 在蝕刻時(shí)間處于理想范圍之外的情況下將損失其機(jī)械性能。保持這些最優(yōu)加工條件的結(jié)果是得到高品質(zhì)半透膜，即多孔膜。 通過本發(fā)明該實(shí)施方式的方法制造的多孔膜的 一個(gè)特征是所得多孔膜 在分離系統(tǒng)中其整個(gè)使用壽命期間保持相同的最大孔徑尺寸，即該膜 必須被替換之前通常平均為約6個(gè)月?？?5表示獲得多孔襯墊的步驟，該多孔襯墊保護(hù)多孔有軌道薄膜 在整個(gè)使用壽命期間在分離系統(tǒng)中免遭破壞。優(yōu)選該多孔襯墊浸漬有 環(huán)氧粘合劑以使其具有理想的強(qiáng)度來在分離系統(tǒng)中使用期間抵擋所得 膜卡上的嚴(yán)酷的力?？? 0的層壓步驟或適合于形成在分離系統(tǒng)所采用分離元件之中的膜卡制造中所需的最后主要步驟。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)以上本發(fā)明加工條件 制造的多孔有軌道薄膜可被層壓到多孔襯墊上，盡管已知在沒有該條 件時(shí)含氟聚合物膜的粘合性差。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)條件下施加適當(dāng)?shù)?粘合劑以得到多孔襯墊和多孔有軌道薄膜之間的良好粘合是關(guān)鍵性 的。多孔襯墊的類型是不苛求的，可包括能透過水汽的機(jī)織織物、無(wú) 紡布或粘合紙、纖維織物和濾網(wǎng)。合適的襯墊材料的例子是由對(duì)于濕 氣穩(wěn)定的有機(jī)和無(wú)機(jī)聚合物，例如聚酯、玻璃纖維、以及聚烯烴，例 如聚乙烯和聚丙烯等的纖維構(gòu)造的那些?？傻玫揭r墊與多孔有軌道薄膜的最優(yōu)粘合來制造膜卡的一種層壓其中:是預(yù)熱器的功率，W; 是浸蝕溶液的流速，mVs; 是該溶液的比熱容，J/(m3.K); 是該溶液的過熱，K。Q
步驟實(shí)施方式是將粘合劑在濃度約為l - 30 gm/n^下噴到多孔襯墊的一 個(gè)表面上，然后將多孔襯墊覆蓋到多孔有軌道薄膜上面來層壓。由框45表示的另 一層壓步驟實(shí)施方式是在將多孔襯墊覆蓋在多孔 有軌道薄膜上面之前將粘合劑以約1 - 2 0滴粘合劑/每平方英寸的濃度 施加到多孔襯墊的 一個(gè)表面上并且使膜卡在適當(dāng)?shù)膲毫ο鹿袒?。已?jīng)找到的最有效的粘合類型是用聚酯粘合劑噴淋例如聚酯多孔 襯墊的 一 個(gè)表面，并將該多孔襯墊粘附到由上述蝕刻步驟而得的P VDF 多孔有軌道薄膜上。 一 種合適的聚酯粘合劑是由3 M公司銷售的S uper 77粘合劑。另一方面，通過將粘性可移動(dòng)帶施加到一個(gè)多孔襯墊表面 上和將該表面粘合到PVDF多孔有軌道薄膜，來將多孔襯墊粘合到 P VDF多孔有軌道薄膜上。適當(dāng)?shù)恼澈蟿┦怯? M公司銷售的#924粘性 可移動(dòng)帶。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式中，在框30的蝕刻步驟之前將有軌 道聚合物膜切割成許多有限長(zhǎng)度的獨(dú)立部分。通過將有軌道薄膜切割 成易處理長(zhǎng)度，利用圖2A所示盒子200可以以間歇式操作來進(jìn)^f亍蝕刻 步驟，對(duì)于盒子200優(yōu)選有軌道薄膜的長(zhǎng)度在約1 - 20m范圍內(nèi)。圖2A和2B示出了蝕刻裝置200，其包括以模型顯示的盒子200和浴 220。盒子210包括框架215、安裝在框架215上的第一側(cè)面支撐227上 的第 一旋轉(zhuǎn)支撐225 、安裝在框架215上的第二側(cè)面支撐237上的第二 旋轉(zhuǎn)支撐235 、以及許多相等間隔固定的上水平支撐255和下水平支撐 265。框架215具有其上安裝有上水平支撐255的上部構(gòu)件250和其上安 裝有下水平支撐265的下部構(gòu)件260。在蝕刻操作的裝載薄膜步驟期間，將盒子210從浴220中取出，有 軌道聚合物膜的第 一段長(zhǎng)度262右端被第 一夾子254固定在固定的上水 平支撐255上，將第一段長(zhǎng)度262的自由左端進(jìn)料在下水平支撐265下 面并且然后在上水平支撐255之上，直到該自由左端在旋轉(zhuǎn)支撐225 上。然后通過第二夾子256將左端連接到旋轉(zhuǎn)支撐225上，以使該薄膜 的第一部分262牢固地固定在支撐上的適當(dāng)位置。同樣地，通過第三 夾子257將該薄膜的第二段長(zhǎng)度267的左端固定到固定的上水平支撐 255上，將第二段長(zhǎng)度267的自由右端進(jìn)料在下水平支撐265下面并且 然后在上水平支撐255之上直到該自由端在旋轉(zhuǎn)支撐235上，然后通過 第四夾子258將該右端連接到旋轉(zhuǎn)支撐235上以使該薄膜的第二部分
267牢固地固定在適當(dāng)位置。優(yōu)選所有夾子都是由鈦制造的。這時(shí)在蝕刻方法中，旋轉(zhuǎn)支撐225和235分別沿反時(shí)針方向和順時(shí) 針方向旋轉(zhuǎn)，以使第一段和第二段長(zhǎng)度262和267處于足夠的初步的或 受控的拉伸程度，當(dāng)它們位于蝕刻溶液溫度不小于10(TC的刻蝕浴中 時(shí)，該拉伸補(bǔ)償了該薄膜長(zhǎng)度擴(kuò)展的趨勢(shì)。雖然僅示出了兩段薄膜固 定到該支撐上的位置中，但是用 一個(gè)盒子可容易地容納至多四4爻。在蝕刻操作期間，將蝕刻溶液倒入浴220中并且將盒子210》丈到浴 220中，使盒子210上升和下降以增進(jìn)蝕刻反應(yīng)。以下例子示范了采用蝕刻裝置200的方法。在以下的每個(gè)例子中， 含有20質(zhì)量。/。KMnO4、 13質(zhì)量％ NaOH、濃度從200 g/l到沸點(diǎn)達(dá)到完 全飽和濃度的堿金屬鹽的溶液被倒入刻蝕浴220中，將泵和電力p熱器 4姿通，使蝕刻溶液在其進(jìn)入工作溫度時(shí)循環(huán)。當(dāng)該溶液達(dá)到必需的溫 度時(shí)，容納有已經(jīng)受到重帶電粒子轟擊的含氟聚合物膜的盒子210被 浸入浴220中并且進(jìn)行3 - 9小時(shí)范圍內(nèi)的化學(xué)蝕刻。由于刻蝕浴內(nèi)蝕 刻溶液的連續(xù)循環(huán)，有軌道薄膜的所有表面的加熱是均勻的。如上所 述，對(duì)于不同類型的薄膜，蝕刻的精確溫度和時(shí)間是不同的。實(shí)施例l將厚度為13/am并且首先受到加速Kr離子轟擊以使其軌道密度為 1.1 08 cm-2的聚偏二氟乙烯薄膜在含有20質(zhì)量。/。KMn04、 13質(zhì)量％ NaOH和20 % NaCl的110 °C蝕刻溶液中蝕刻5小時(shí)。該蝕刻溶液在刻蝕 浴內(nèi)以流速為l mVh循環(huán)來為該實(shí)施例才是供NRe二 200。在該實(shí)施例中 制造的多孔有軌道薄膜的有效孔徑為O. 3jim。實(shí)施例2為了對(duì)比，進(jìn)行類似的實(shí)施例，其中將相同的有軌道PVDF膜在 含有20質(zhì)量。/。KMnO4和13質(zhì)量％ NaOH的10CTC刻蝕浴中蝕刻6小時(shí) 來制造有效孔徑為O. 17nm的多孔有軌道薄膜，與在10CTC以上的溫度 制造的多孔有軌道薄膜相比，該直徑減小到1 /1.8 。實(shí)施例3將厚度為25inm并且首先受到加速Kr離子轟擊以使其軌道密度為
5.1 07cm —2的另一PVDF薄膜在含有20質(zhì)量。/。KMnO4、 13質(zhì)量％ NaOH 和20 % NaCl的105 °C蝕刻溶液中蝕刻8小時(shí)。該蝕刻溶液在刻蝕浴內(nèi)以 相同的流速循環(huán)來提供與實(shí)施例l相同的NRe。在該實(shí)施例中制造的多 孔有軌道薄膜的有效孔徑為O.化m。為了對(duì)比，進(jìn)行類似的實(shí)施例，其中將相同的有軌道PVDF膜在 含有20質(zhì)量。/。KMnO4和13質(zhì)量％ NaOH的100。C刻蝕浴中蝕刻8小時(shí) 來制造有效孔徑為O. lnm的多孔有軌道薄膜，與在10CTC以上的溫度制 造的多孔有軌道薄膜相比，該直徑減小到1/4。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過將加工溫度嚴(yán)格地控制在10(TC以上，制造 給定最大孔徑的時(shí)間是當(dāng)溫度保持在10(TC時(shí)所需時(shí)間的四分之一 。將有襯墊的多孔有軌道薄膜切割成框4 0中具有所需尺寸的膜卡， 用于與框80表示的排放口和框90表示的湍流增強(qiáng)器相結(jié)合，以形成由 框95表示的分離元件用于以下所述類型的分離系統(tǒng)。圖3示出了制造膜卡的另一實(shí)施方式，其中由框310表示的有軌道 聚合物膜連續(xù)巻被傳遞到框320來受到如上所述的重離子轟擊。將該 有軌道薄膜連續(xù)巻從框320傳遞到框330在如上所述適當(dāng)?shù)奈g刻溶液中 進(jìn)行蝕刻，但是，在連續(xù)巻的情形中，預(yù)期連續(xù)蝕刻裝置(未示出) 包括在蝕刻裝置的有軌道薄膜入口端引入新鮮蝕刻溶液和在有4九道薄 膜出口端排出用過失效的蝕刻溶液。來自框340的多孔襯墊連續(xù)巻被噴有 一層粘合劑，該粘合劑層在 框3 5 0中多孔襯墊的上表面上。蝕刻的有軌道薄膜巻被層壓到多孔襯 墊巻上并且被切割成框360中的所需長(zhǎng)度膜卡。然后將該膜卡與來自 框380的排放口以及框390中的湍流增強(qiáng)器結(jié)合以形成框395中的分離 膜元件。2. —種可用于從流體中分離材料的分離裝置的制造方法 圖4A示出了適用于分離裝置的典型螺旋巻式分離元件400。制造 膜包裝400的方法從流體接收管401開始，其上以螺旋方式纏繞了兩片 多孔有軌道薄膜402或?qū)φ鄣囊黄嗫子熊壍辣∧?02,根據(jù)如上所述 的一種本發(fā)明實(shí)施方式的方法將多孔有軌道薄膜402層壓到多孔襯墊 403上。另一方面，由聚丙烯紡粘纖維等形成的兩塊多孔襯墊403被 使用在多孔有軌道薄膜402的兩半之間。在該選擇方式中，排》文口404 的 一 片被間置在所示各個(gè)多孔襯墊403之間以保證加工過的流體排放 到接收管4 01的穿孔。然后放置湍流增強(qiáng)器405的第 一 片作為所得螺旋 巻式元件410的頂部或上部表面408 。放置湍流增強(qiáng)器405的第二片作 為元件410的底部或下部表面412。這種定向結(jié)果是利用本領(lǐng)域眾所周 知的技術(shù)使一部分底部表面412直接接觸并連接到管401。在本發(fā)明該實(shí)施方式的方法的最后一步中，將一個(gè)或多個(gè)分離元 件400安裝在圖9所示類型的分離裝置中，湍流增強(qiáng)器405是由多孔紗 狀材料制造的。排放口404也是由多孔紗狀材料制造的。多孔紗狀材 料可以是棉或聚合物織物例如聚酯布制造的紗布。圖5A- 5D示出了獨(dú)立組件，將其組合以生產(chǎn)圖6D所示的分離元 件。圖SA示出了接收管510,其具有沿著管510上部522的一系列相等 間隔的上部穿孔520和沿著管510下部530的下部穿孔525。圖5B示出了 膜卡540，其具有優(yōu)選根據(jù)上述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的方法層壓到多 孔襯墊550的多孔有軌道薄膜545。圖5C示出了泄水布或紗布560。圖5D 示出了湍流增強(qiáng)器570,優(yōu)選其是由比泄水布5 60中釆用的多孔性更大 的紗布制造的。湍流增強(qiáng)器570底部邊緣上的保護(hù)器575設(shè)置有將湍流 增強(qiáng)器570粘合到膜卡540的接片，如下所述。保護(hù)器575防止在分離 元件制造期間及其自身過濾或分離操作期間在多孔有軌道薄膜545和 湍流增強(qiáng)器570之間的接觸處多孔有軌道薄膜545可能破壞，為此目的 采用保護(hù)器是本領(lǐng)域已知的。圖6A - 6C示出了制造圖6D所示分離元件600的優(yōu)選實(shí)施方式中的 三個(gè)基本步驟。分離元件600的制造是通過首先沿著圖6A所示在接收 管510周圍連接四個(gè)膜卡540以使多孔襯墊550朝向接收管510以及多孔 有軌道薄膜545從接收管510面向外面。每個(gè)膜卡540沿著彎曲線607彎 曲以使其具有在膜卡540的一面上的第一凸起605以及在其另一面上的 第二凸起610。通過以下詳述的適當(dāng)粘合劑將膜卡540的第一凸起605 和第二凸起610之間的中央部分615連接到接收管510的一部分。沿接 收管510的上部522定位第一膜卡540的第一凸起605以使彎曲線607平 行于相等間隔的上部穿孔520排的另一面。以類似的方式，沿與下部 穿孔排525的一面鄰近的接收管510下部530定位第三膜卡540的第一凸 起605以及沿與下部穿孔排525的另一面鄰近的接收管510下部530定位 第四膜卡540的第二凸起610。排放口 560的四個(gè)分離片被間置在每個(gè) 第 一 凸起605的多孔襯墊550側(cè)和第二凸起610之間。
如圖6B所示將每個(gè)多孔襯墊550壓在周邊周圍而形成膠接處630。 將膠水施加到每個(gè)膠接處630并且膠水沿著膠接處630和在包括中央部 分615的膜卡540的多孔襯墊550表面的周邊周圍漂移。然后將每個(gè)第 一凸起605和第二凸起610以及中央部分615和接收管510壓在一起，然 后將膠水施加到每個(gè)湍流增強(qiáng)器570的保護(hù)器575并且將每個(gè)保護(hù)器壓 到膜卡540的中央部分615。優(yōu)選這些操作所采用的膠水類型與將多孔 襯墊550粘合到多孔有軌道薄膜545所采用的是不一樣的。通過適當(dāng)?shù)?輥壓機(jī)在最后的步驟中輥軋由圖6A - 6C所示步驟所得分離元件以生產(chǎn) 圖6D所示的分離裝置600。優(yōu)選分離裝置400和分離裝置600的長(zhǎng)度由下式確定其中L是膜包裝的長(zhǎng)度，米(m) Ki是排放參數(shù)，mVhr'Mpa; K2是膜卡參數(shù)，mVhr'MPa'm2。本發(fā)明膜元件被認(rèn)為是在至少 一部分排放口與接收管5IO的穿孔 流體連通時(shí)可操作地連接到接收管。在圖6D所示的實(shí)施方式中，上部 排放口635和下部排放口640正好在上部穿孔520和下部穿孔525排之上 正中央以保證當(dāng)分離元件安裝在分離系統(tǒng)中時(shí)，加工流體通過月荑卡540 和排》文口635進(jìn)入^妄收管510內(nèi)部并且通過加工流體出口離開，^t口下面 結(jié)合圖8所述。3.多孔膜最大孔徑尺寸的測(cè)定方法本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是控制如上所述方法分離的多孔膜類型的 結(jié)構(gòu)特性，該膜在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子及其它工業(yè)上具有廣泛用途，其 中所有膜具有已經(jīng)精確確定的給定最大孔徑尺寸是嚴(yán)格要求的。研究多孔材料的現(xiàn)有技術(shù)方法是基于從多孔膜表面蒸發(fā)液體期間 的最大流速與在有效靜壓差下的流速的對(duì)比。這些現(xiàn)有技術(shù)方法使人 們可以計(jì)算毛細(xì)管的平均半徑。利用這些方法得到的測(cè)量結(jié)果是間接 的，測(cè)量誤差取決于多孔體的狀態(tài)，當(dāng)多孔膜中具有大孔時(shí)，誤差將 會(huì)過高，該方法使人們不可能確定最大孔徑的精確尺寸；見USSR No. 524110， MPK: G01N1 1/00,公布在05.08,76, bull. No.29。GOST R 50516 - 93; "Polymer Membranes. A Method Of Determination Of The Point Of A Bubble For Plane Membranes. ( f朵合4勿
膜。 一種確定平面薄膜泡點(diǎn)的方法。)"中教導(dǎo)了利用氣泡法確定最 大孔徑尺寸的方法。在該氣泡法中，將多孔薄膜浸入液體中直到其被 滲透然后一皮夾在電池中。該電池充滿液體，Y吏得液體表面完全;f隻蓋多 孔膜表面。將氣體進(jìn)料到該膜下的電池中，同時(shí)連續(xù)測(cè)量氣壓，在第 一個(gè)氣泡通過該膜的壓力下計(jì)算最大孔徑尺寸。該方法是簡(jiǎn)單有效 的，但是其實(shí)際使用受到膜強(qiáng)度的限制。特別是在測(cè)定規(guī)定孔徑尺寸為0.05 - 0.5pm的膜的最大孔徑尺寸時(shí)，膜上壓差造成破壞該膜的應(yīng)力，襯墊的使用扭曲了測(cè)量結(jié)果。該方法在實(shí)踐中不作為測(cè)定本發(fā)明 有軌道薄膜的最大孔徑尺寸的方法，因?yàn)槠鋵?dǎo)致在測(cè)試中將它們破 壞。本發(fā)明這種實(shí)施方式的目的是增加最大孔徑尺寸測(cè)量的《爻率，而 且不造成對(duì)于該膜的破壞。該實(shí)施方式的另一目的是增大膜厚度范 圍，在其上有可能進(jìn)行這些測(cè)量。通過將預(yù)先浸漬液體的多孔有軌道薄膜安裝到電池中，用液體填 充電池，將氣體供給電池并測(cè)量其壓力。將具有該膜的電池置于容器中，該電池和容器4皮此水力耳關(guān)系，當(dāng)液體祐:從容器中抽出時(shí)， 一奪非石皮壞性壓差施加到該膜，與電池中液體具有相同組成的蒸汽形式氣體被 進(jìn)料到容器中，不斷地測(cè)量容器中蒸汽壓力，在膜上出現(xiàn)壓差時(shí)記錄 壓力， 一旦記錄了該壓力，就測(cè)定了液體表面張力值。利用該凄t據(jù)， 采用拉普拉斯公式計(jì)算膜孔尺寸的最大值，因?yàn)楫?dāng)施加壓差時(shí)通過從 該膜抽出液體將膜上壓差減至最小，因此實(shí)現(xiàn)了該方法的完整性并且 由于在測(cè)試期間破壞而造成的膜損失被減至最小。具體地，用于確定該膜的最大孔尺寸的計(jì)算如下具有電池的容 器被相同的液體蒸汽加壓導(dǎo)致膜表面上蒸汽冷凝。這樣一來，溫度增 加。由于冷凝而發(fā)生了從蒸汽供給的熱量向液體浸漬膜表面的轉(zhuǎn)移， 由于熱傳導(dǎo)性發(fā)生了熱量從該膜傳到液體，通過以下等式確定邊界條 件標(biāo)準(zhǔn)Bi = a . d/1其中Bi -邊界相似性標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)Bio); a=對(duì)流;改熱系凄t; 1=導(dǎo)熱系數(shù)；以及 d=典型尺寸(電池直徑)。
當(dāng)Bi趨于無(wú)窮大(實(shí)際上Bi〉 100)時(shí)，膜表面溫度將等于膜上蒸汽 溫度；見"熱工程學(xué)-熱-4支術(shù)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)(Theoretical Foundations Of Heat Engineering - Heat - Technical Experiment )， ，， V A. Grogoriev 和VM. Zorin編輯的參考書，第2巻，莫斯科，"Energoatomizda"出 版社，1988， pp.197 - 198)。采用液體氟利昂12,對(duì)于電池直徑為50mm 標(biāo)準(zhǔn)Bi等于1000，利用膜上蒸汽壓可確定液體浸漬膜表面的溫度， 因?yàn)樵谠撃は掳l(fā)生蒸汽突破，由于液體加熱造成表面張力值減小，因 此，膜上壓差消失。該方法不包括該膜的表觀檢查，因此通過這種氣泡測(cè)試方法增加 了膜最大孔尺寸測(cè)定的精確度。該方法可用于測(cè)定膜的最大孔徑而沒 有在孔徑測(cè)定期間破壞該膜。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施方式用于測(cè)定多孔膜最大孔尺寸 的優(yōu)選測(cè)試裝置700。首先用液體浸漬多孔膜701，將其安裝在適當(dāng)?shù)?固定器705上并且置于電池702中，將含有多孔膜701的電池702安裝 到密封容器703中，電池702的下部具有孔將多孔膜701下的腔與容器 703水力聯(lián)系，容器703充填液體直到完全覆蓋電池702的程度。然后 通過出口715從容器703逐漸抽出液體，這樣一來，在毛細(xì)力作用損失 的情況下，浸漬多孔膜701保有了液體，從而，在電池702中液體和容 器703的水平面之間出現(xiàn)差異，通過壓差傳感器704將其記錄，在達(dá)到 多孔膜701上指定壓差時(shí)停止泵送液體。在壓力有些過度下通過多孔 膜701下的入口710將相同液體蒸汽進(jìn)料到容器703,利用壓力計(jì)720在 容器703中連續(xù)測(cè)量漸增的蒸汽壓，在多孔膜701表面上出現(xiàn)了液體薄 層，當(dāng)容器703中壓力增加時(shí)該層的溫度增加，由于通過冷凝傳遞到 多孔膜701表面上的對(duì)流熱大大地超過了從多孔膜701釋放到液體的熱 量，多孔膜701的表面溫度呈現(xiàn)出等于環(huán)境蒸汽溫度的值并且能夠通 過飽和蒸氣狀態(tài)公式確定容器703中的壓力。當(dāng)多孔膜701的溫度增加 時(shí)，多孔膜701中浸漬液體的表面張力減小，在某些時(shí)候，多孔膜701 上的壓差超過了多孔膜701的毛細(xì)管持有能力。在這點(diǎn)上，蒸氣突破 多孔膜701并且多孔膜701上的壓差消失。記錄多孔膜701上壓力消失 時(shí)的容器703中壓力，在達(dá)到該壓力時(shí)，根據(jù)飽和蒸氣曲線確定液體 表面張力系數(shù)值并且利用拉普拉斯公式計(jì)算最大孔尺寸值。完成以下實(shí)施例以證明上述測(cè)試方法。
實(shí)施例5利用氟利昂12作為工作流體來測(cè)量含氟聚合物膜601的最大孔尺 寸，當(dāng)容器703中初壓為5.4巴時(shí)在多孔膜601上保持壓差為7.5 kPa。當(dāng) 容器603中氟利昂壓力增大至7.52巴時(shí)壓差消失，基于該壓力，表面張 力系數(shù)值等于7.5.10 —3 N/m,利用拉普拉斯公式計(jì)算最大孔尺寸為d = 1.0,:d = is P其中d=孑L徑，m;ct= 液體的表面？長(zhǎng)力，N/mP=壓力，Pa 不言而喻，在該計(jì)算結(jié)果中膜上接觸角的余弦等于l。4.用于從流體中分離材料的分離系統(tǒng)圖8示出了表示本發(fā)明另一實(shí)施方式的分離系統(tǒng)800，其中更有效 地從流體源中分離材料。在分離系統(tǒng)800中，這些材料沉積在安裝于 圖9所示類型的分離裝置801中的分離元件上，并且沉積材料被周期性 地逆流洗滌到加工流體中進(jìn)4亍處理。系統(tǒng)800包括泵802，其用于通過供料管線805、第一閥820 (優(yōu)選 觸發(fā)閥)以及入口 825將流體源進(jìn)料到含有過濾元件或膜元件830的分 離裝置801中，將第一壓力計(jì)835可操作地連接到入口 825來測(cè)量流體 源通過第一閥820的壓力。液力蓄能器838與至少一個(gè)加工流體出口840 流體連通，加工流體是已經(jīng)通過分離元件830的流體，該分離元件例 如(但不限于)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式制造的分離元件。將第二 壓力計(jì)842可4喿作地連^妻到加工流體出口 840來測(cè)量加工流體通過液力 蓄能器838的壓力，第二閥848位于連接到至少一個(gè)未加工流體出口850 的未加工流體管線849中，第三閥855位于連接到加工流體出口 840的 加工流體管線858中，旁通管線860在流體源供料管線805和未加工流 體管線849之間延伸，第四閥865位于旁通管線860上以控制供料管線 805中未加工流體到流體源的再循環(huán)量。在分離系統(tǒng)800中，經(jīng)由泵802將供料管線805中的流體源通過觸
發(fā)閥820供給流體源入口 825 。當(dāng)加工流體通過加工流體出口 840時(shí)， 除去進(jìn)料到含分離元件830的分離裝置801中的 一部分流體源。 一部分 加工流體開始填充液力蓄能器838并且其它部分加工流體被引導(dǎo)通過 加工流體管線858和閥855至用于最終用戶的儲(chǔ)存容器(未示出)，當(dāng) 未加工流體通過用于出料的未加工流體出口 850、管線849和閥時(shí)，除 去被進(jìn)料到分離裝置801的其它部分流體源。另 一方面在一定條件下， 未加工流體通過旁通管線860和閥865再循環(huán)到用于第二次通過分離裝 置801的供料管線805。分別通過閥855和948以及壓力計(jì)842和868來控 制加工和未加工流體的流速和壓力，調(diào)整旁通管調(diào)節(jié)閥865以使泵802在其設(shè)定參數(shù)內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)液力蓄能器838逐漸充滿時(shí)，加工流體的壓力增加，如壓力調(diào) 節(jié)器842所示。在達(dá)到了指示液力蓄能器838已經(jīng)充滿的指定壓力時(shí)， 壓力傳感器875的加工流體區(qū)870向分離系統(tǒng)800發(fā)出信號(hào)進(jìn)行分離裝 置801的逆流洗滌，指定壓力值取決于分離裝置的設(shè)計(jì)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說壓力增加的原因是顯而易見的，因?yàn)樵?分離裝置801運(yùn)轉(zhuǎn)以除去流體源中含有的懸浮材料期間，這些材料被 分離裝置801內(nèi)的分離元件830保留下。在傳感器875的未加工流體區(qū) 878上檢測(cè)壓力，在達(dá)到指定壓力時(shí)，由系統(tǒng)設(shè)計(jì)和過濾規(guī)范規(guī)定， 傳感器875的未加工流體區(qū)878發(fā)出信號(hào)以打開第五閥880，該閥是可 操作地連接到傳感器875的電動(dòng)閥，這是由壓力傳感器875發(fā)出的信 號(hào)，其將分離系統(tǒng)800從運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變到?jīng)_洗模式。在沖洗模式中，未加工流體管849中的壓力變得小于加工流體管 中的壓力，通過流體源入口825的流體源的流動(dòng)停止。蓄能器838中的 加工流體流動(dòng)通過加工流體出口 840向后通過系統(tǒng)801中的過濾元件 830以沖洗殘留材料。在損失壓差的情況下，來自含有除去材料的液 力蓄能器838的加工流體通過未加工流體管805、旁通管線860、閥865、 線路885和第五閥880 (—種可操作地連接到傳感器875的電動(dòng)閥)被 從系統(tǒng)中排出。在分離系統(tǒng)800沖洗操作期間，加工流體的流體壓力下降到分離 裝置801的設(shè)計(jì)所規(guī)定的指定值，通過壓力調(diào)節(jié)器842測(cè)量該壓降并且 由傳感器875的加工流體區(qū)870將其記錄，在該指定值，傳感器875根 據(jù)來自加工流體區(qū)870的信號(hào)發(fā)出關(guān)閉電動(dòng)閥880的信號(hào)。當(dāng)閥880關(guān) 閉時(shí)，逆流洗滌操作停止并且恢復(fù)分離系統(tǒng)800的運(yùn)轉(zhuǎn)模式。本發(fā)明的分離系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，這是憑借其由于 在分離時(shí)加工流體產(chǎn)量增加而效率增大達(dá)到的，由于在沖洗期間壓差 增加，該系統(tǒng)的分離元件的壽命增加。實(shí)施例6根據(jù)上述說明，該分離系統(tǒng)具有安裝了分離元件830的操作單元 801并且被用于過濾懸浮物質(zhì)濃度等于10 mg/l的標(biāo)準(zhǔn)水溶液，在過濾 操作之后，該系統(tǒng)在壓差增大至0.07 Mpa下受到?jīng)_洗，沖洗之間的時(shí) 間平均值為7分鐘。該分離系統(tǒng)在速率為500 1/h下操作的效率是這樣 的，其使得沖洗步驟中消耗10%加工流體。對(duì)于本發(fā)明各種實(shí)施方式的膜卡、膜包裝、分離元件、分離裝置 和分離系統(tǒng)的應(yīng)用包括(a)工業(yè)進(jìn)料和廢水的處理、改造、再生和 重新使用；(b)海水脫鹽；(c)對(duì)于各種液體工業(yè)化學(xué)品的液體分離； 以及(d)從原油、天然氣、冷凝物和精制汽油產(chǎn)品中除去硫和硫醇的 膜分離技術(shù)。在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對(duì)用。同樣地，這些變化和改型是適當(dāng)?shù)亍⒑侠淼夭⑶矣杏?jì)劃地在以下 權(quán)利要求等同的全部范圍進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)可用于從流體中分離材料的膜卡的方法，其包括以下步驟a)使聚合物膜受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的薄膜；b)用蝕刻溶液在所得有軌道薄膜中蝕刻孔，以提供具有對(duì)應(yīng)于所述軌道密度的孔密度的薄膜；c)通過粘合劑的方式將所得多孔有軌道薄膜層壓到多孔襯墊；以及d)生產(chǎn)具有指定參數(shù)的膜卡。
2. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述重離子選自以下離子氪、 氬、氛、鉍、及其組合。
3. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述軌道密度的范圍為約10、m _2 -約109cm —2。
4. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述孔的尺寸范圍為約O.Ol -約lliim。
5. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中所述蝕刻溶液是堿性溶液。
6. 權(quán)利要求5中所述的方法，其中所述聚合物膜是含氟聚合物膜。
7. 權(quán)利要求6中所述的方法，其中所述含氟聚合物膜是聚偏二氟 乙烯。
8. 權(quán)利要求7中所述的方法，其中所述堿性溶液是高錳酸鉀堿性 溶液。
9. 權(quán)利要求8中所述的方法，其中所述堿性溶液還含有石咸金屬 鹽，其濃度足以將所得含石咸金屬溶液的沸點(diǎn)增大至大于100 。C的溫度。
10. ;f又利要求9中所述的方法，其中所述蝕刻是在約為100-15(TC 的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。
11. ;f又利要求10中所述的方法，其中讓所述蝕刻溶液以一定流速 通過并與所述有軌道薄膜接觸以產(chǎn)生約為100 - 5 0 0的雷諾數(shù)。
12. 權(quán)利要求ll中所述的方法，其中將所述蝕刻進(jìn)行約為l-24小 時(shí)的一l殳時(shí)間。
13. 權(quán)利要求12中所述的方法，其中至少所述溫度、流速和時(shí)間 是受到控制的，以使蝕刻步驟在蝕刻溶液過熱不大于1 。C下進(jìn)行。
14. 權(quán)利要求13中所述的方法，其中所述堿金屬鹽是氯化鈉。
15. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中以約為l-30 gm/n^的濃度將 所述粘合劑噴到襯墊的一個(gè)表面上，并且將所述多孔有軌道薄膜層壓 到所述多孔襯墊上。
16. 權(quán)利要求15中所述的方法，其中以約為l-20滴粘合劑/每平 方英寸的濃度將所述粘結(jié)劑施加到所述襯墊的表面上，并且將所述多 孔有軌道薄膜層壓到所述多孔襯墊上。
17. 權(quán)利要求l中所述的方法，其中將膜卡以螺旋形纏繞在流體接 收管周圍以形成分離裝置來將其安裝在分離系統(tǒng)中。
18. 權(quán)利要求17中所述的方法，其中將多個(gè)膜卡成形在分離元件 中，其中(a)將每個(gè)膜卡對(duì)折，使多孔襯墊面向折痕的外面并且在所述 多孔襯墊的周邊周圍具有膠接處，(b)至少兩個(gè)膜卡沿彎曲線彎曲以 在每個(gè)膜卡上暴露向外的凸起，該凸起的位置使得所述膜卡的彎曲線 與接收管中的穿孔相鄰，(c)排放口位于每個(gè)向外凸起的暴露的多孔 襯墊之間，以及(d)沿著每個(gè)膜卡的膠接處和彎曲線沉積粘合劑以將 排放口連接到膜卡而形成多個(gè)分離元件的膜包裝。
19. 權(quán)利要求17中所述的方法，其中將多個(gè)膜卡成形在分離元件 中，其中(a)將每個(gè)膜卡彎曲以在每個(gè)膜卡上形成凸起和各個(gè)凸起之間 的中央部分，4吏所述多孔襯墊面向所述彎曲的外面并且在多孔襯墊的 周邊周圍具有膠接處，(b)將每個(gè)中央部分壓到流體接收管上，以使 每個(gè)凸起從彎曲線向外延伸，(c)將排放口間置在各個(gè)凸起的多孔襯 墊之間，以及(d)沿著膠接處和彎曲線沉積粘合劑以將排;改口連接到 每個(gè)膜卡而形成分離元件的膜包裝。
20. 權(quán)利要求19中所述的方法，其中將多孔紗狀材料的湍流增強(qiáng) 器片連接到從多孔接收管向外的凸起上。
21. 權(quán)利要求19中所述的方法，其中在排放口和湍流增強(qiáng)器中所 采用的所述多孔紗狀材料是相同的。
22. 權(quán)利要求19中所述的方法，其中在排放口和湍流增強(qiáng)器中所 采用的所述多孔紗狀材料具有不同的性能。
23. —種生產(chǎn)可用于從流體中分離材料的分離系統(tǒng)的方法，其包 括以下步驟a)使含氟聚合物膜受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的薄膜；b) 將所得的有軌道膜切成多個(gè)獨(dú)立的部分；c) 用蝕刻溶液蝕刻所述有軌道薄膜的部分以提供具有對(duì)應(yīng)于所述軌道密度的孔密度的薄膜部分；d) 通過粘合劑的方式將所得的多孔有軌道薄膜的部分層壓到多 孔3十墊上；e) 生產(chǎn)具有指定參數(shù)的膜卡；f) 在膜卡的多孔襯墊的周邊周圍形成膠接處；g) 將每個(gè)膜卡沿與另 一膜卡相鄰的彎曲線彎曲以形成凸起和各 個(gè)凸起之間的中央部分，以使多孔襯墊面向外面；h) 將每個(gè)膜卡的中央部分壓到流體接收管上，以使每個(gè)凸起從 接收管向外延伸以及被壓到接收管上的至少兩個(gè)膜卡的彎曲線與其穿 孔相鄰；i) 將多孔紗狀排放口間置在多個(gè)膜卡的各個(gè)向外凸起的多孔襯 墊之間以使至少 一個(gè)排放口與接收管中的穿孔相接觸；j) 沿著每個(gè)膜卡的膠接處沉積粘合劑以將排放口與膜卡連接以 及將膜包裝與接收管連接；k) 將至少 一個(gè)湍流增強(qiáng)器片連接到每個(gè)膜卡的中央部分和各凸 起之間，以使分離元件的湍流增強(qiáng)器從流體接收管向外突出；以及1) 生產(chǎn)含有多個(gè)所得膜包裝的分離系統(tǒng)，該膜包裝可操作地連 接到流體接收管。
24. 權(quán)利要求23中所述的方法，其中所述重離子選自以下離子 氪、氬、氙、鉍及其組合。
25. 權(quán)利要求24中所述的方法，其中所述軌道密度的范圍為約 107cm —2 -約l。9cm-2。
26. 權(quán)利要求24中所述的方法，其中所述孔的尺寸的范圍為約0.01 -約l,。
27. 權(quán)利要求24中所述的方法，其中所述蝕刻溶液是堿性溶液。
28. 權(quán)利要求27中所述的方法，其中所述含氟聚合物膜是聚偏二 氟乙烯。
29. 權(quán)利要求28中所述的方法，其中所述堿性溶液是高錳酸鉀堿 性溶液。
30. ^又利要求29中所述的方法，其中所述石成性溶液還含有石成金屬鹽，其濃度足以將所得蝕刻溶液的沸點(diǎn)增大至大于iocrc的溫度。
31. 權(quán)利要求30中所述的方法，其中所述蝕刻是在約為IOO - 150t:范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行的。
32. 權(quán)利要求31中所述的方法，其中使所述蝕刻溶液以一定流速 通過并與所述有軌道膜接觸以產(chǎn)生約為100-500的雷諾數(shù)。
33. ;K利要求32中所述的方法，其中讓所述蝕刻進(jìn)行約為l -24小 時(shí)的一4爻時(shí)間。
34. 權(quán)利要求33中所述的方法，其中所述溫度、流速和時(shí)間條件
35. 權(quán)利要求、34中所述的-方法，其中所述堿、金屬鹽是氯化:內(nèi)。
36. 權(quán)利要求23中所述的方法，其中將所述切割的有軌道月莫的部 分置于盒子內(nèi)以進(jìn)行步驟(c)通過將薄膜的一端固定到多個(gè)固定支撐物 之一上面，使薄膜的自由端圍繞固定支撐物的其余部分延伸，將自由 端固定到旋轉(zhuǎn)的支撐物上，以及使旋轉(zhuǎn)的支撐物旋轉(zhuǎn)以在蝕刻之前提 供薄膜的初步拉伸。
37. 權(quán)利要求36中所述的方法，其中將盒子置于蝕刻溶液中。
38. 權(quán)利要求23中所述的方法，其中以約為1-30 gm/m2的濃度將 所述粘合劑噴到襯墊的一個(gè)表面上，并且將多孔有軌道薄膜層壓到多 孔襯墊上。
39. 權(quán)利要求23中所述的方法，其中以約為l -20滴粘合劑/每平 方英寸的濃度將所述粘結(jié)劑施加到襯墊的 一 個(gè)表面上，并且將多孔有 軌道薄膜層壓到多孔襯墊上。
40. —種生產(chǎn)可用于從流體中分離材料的分離系統(tǒng)的方法，其包 括以下步驟a) 使聚合物膜的連續(xù)巻受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的 薄膜；b) 當(dāng)該有軌道薄膜連續(xù)巻通過蝕刻溶液時(shí)對(duì)其進(jìn)行蝕刻，以提 供具有對(duì)應(yīng)于所述軌道密度的孔密度的薄膜部分；c) 通過粘合劑的方式將所得多孔有軌道薄膜巻層壓到多孔襯墊 的巻上；d) 將有襯墊的多孔有軌道薄膜的連續(xù)巻切成多個(gè)膜卡；e) 在膜卡的多孔襯墊的周邊周圍形成膠接處；f) 將相鄰的膜卡沿著各自的彎曲線彎曲以形成凸起和各個(gè)凸起之間的中央部分以-使多孔4于墊面向外面；g) 將每個(gè)膜卡的中央部分壓到流體接收管上，以使每個(gè)凸起從 接收管向外延伸以及使被壓到接收管上的至少兩個(gè)膜卡的彎曲線與其 穿孔相鄰；h) 將多孔紗狀排放口間置在多個(gè)膜卡的各個(gè)向外凸起的多孔襯 墊之間，以使至少 一個(gè)排放口與接收管中的穿孔相接觸；i) 沿著每個(gè)膜卡的膠接處沉積粘合劑，以將排放口與膜卡和接 收管連接；j) 在每個(gè)中央部分的多孔膜表面上和各凸起之間連接多孔紗狀 材料的湍流增強(qiáng)器片，以使湍流增強(qiáng)器從多孔流體接收管向外突出； 以及k) 生產(chǎn)含有多個(gè)膜卡的分離系統(tǒng)，該膜卡可操作地連接到流體 接收管。
41. 一種生產(chǎn)可用于從流體中分離材料的膜卡的方法，其包括以 下步驟a) 使含氟聚合物膜受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的薄膜；b) 用蝕刻溶液在所得有軌道薄膜中蝕刻孔以提供具有對(duì)應(yīng)于所 述軌道密度的孔密度的薄膜；c) 測(cè)定所得多孔有軌道薄膜的最大孔徑；以及d) 通過粘合劑的方式將具有所需最大孔尺寸的多孔有軌道薄膜 層壓到多孔襯墊上；以及e) 生產(chǎn)含有多孔襯墊并具有指定參數(shù)的膜卡。
42. 權(quán)利要求41中所述的方法，其中步驟(c)包括a) 將浸漬了液體的膜安裝到電池中；b) 用液體i真充電;也；c) 將氣體進(jìn)料到電池中；d) 測(cè)量電池上的壓差；e) 將電池置于閉合容器內(nèi)，以使電池和閉合容器流體連通；f) 將非破壞性壓差施加到膜上，同時(shí)從閉合容器抽出液體；g) 將具有與液體相同組成的氣體進(jìn)料到通過從容器除去液體而 形成的容器中的所得的腔中；h) 在膜表面上連續(xù)測(cè)量壓力和壓差；i) 記錄在膜上壓差消失時(shí)膜表面上的壓力；j)測(cè)定在步驟i所記錄的壓力下的液體表面張力系數(shù)的值；以及 k) 根據(jù)拉普拉斯公式計(jì)算最大孔尺寸的值。
43. —種測(cè)定膜孔的最大直徑的方法，其包括a) 將浸漬了液體的膜安裝到電池中；b) 用液體填充電池；c) 將氣體進(jìn)料到電池中；d) 測(cè)量電池的壓力；e) 將電池置于閉合容器內(nèi)，以使電池和閉合容器流體連通；f) 將非破壞性壓差施加到膜上，同時(shí)從閉合容器抽出液體；g) 將具有與液體相同組成的氣體進(jìn)料到通過從容器除去液體而形 成的容器中的所得的腔中；h) 在膜表面上連續(xù)測(cè)量壓力和壓差；i) 記錄在膜上壓差消失時(shí)膜表面上的壓力；J)測(cè)定在步驟(g)所記錄的壓力下的液體表面張力系數(shù)的值； 以及k)根據(jù)拉普拉斯公式計(jì)算最大孔徑的值。
44. 一種從流體中分離材料的方法，其包括以下步驟a) 使聚合物膜受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的薄膜；b) 用蝕刻溶液在所得有軌道薄膜中蝕刻孔以提供具有對(duì)應(yīng)于所 述軌道密度的孔密度的薄膜；c) 通過粘合劑的方式將所得多孔有軌道薄膜層壓到多孔襯墊上；d) 生產(chǎn)具有指定參數(shù)的膜卡；以及e) 將膜卡安裝到分離裝置中。
45. 權(quán)利要求44中所述的方法，其中所述分離裝置具有至少一個(gè) 流體源入口 、至少 一個(gè)加工流體出口和至少 一個(gè)未力。工流體出口 。
46. 權(quán)利要求45中所述的方法，其中所述分離裝置具有在基于加 工流體出口和未加工流體出口中的壓力之間壓差的予貞定時(shí)間之后將分 離裝置從加工模式轉(zhuǎn)換到逆流洗滌模式的機(jī)構(gòu)。
47. 權(quán)利要求46中所述的方法，其中所述機(jī)構(gòu)通過傳感器來運(yùn)行。
48. 權(quán)利要求47中所述的方法，其中所述傳感器具有第一和第二部分，所述第一部分用于接收加工流體出口的壓力讀數(shù)的信號(hào)以及所 述第二部分用于接收未加工流體出口的壓力讀數(shù)的信號(hào)，用來記錄加 工流體出口中的壓力和未加工流體出口中的壓力之間的壓差，并且用 于發(fā)出響應(yīng)所得壓差的信號(hào)來將分離裝置從加工模式轉(zhuǎn)換到逆流洗滌 模式。
49. 權(quán)利要求48中所述的方法，其中加工流體出口中的壓力增加 超過未加工流體出口中的壓力達(dá)到預(yù)定水平，因?yàn)橐呀?jīng)懸浮在流體源 中的材料的累積加大了由所述傳感器記錄的壓差而將分離裝置轉(zhuǎn)換到 逆流洗涂模式。
50. 權(quán)利要求49中所述的方法，其中與加工流體出口流體連通的 液力蓄能器被設(shè)計(jì)成在加工模式期間抽吸部分加工流體來提供在逆流 洗滌模式期間必需的加工流體。
51. 權(quán)利要求50中所述的方法，其中所述的加工才莫式包括以下步驟a) 通過流體源入口將流體源進(jìn)料到分離裝置；b) 傳送部分流體源通過膜卡；c) 通過加工流體出口排出加工流體；d) 通過未加工流體出口排出未加工的流體源的其它部分；e) 連續(xù)測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口中的壓力；f) 連續(xù)測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口之間的壓差；以及g) 繼續(xù)進(jìn)行加工模式直到傳感器將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到逆流洗滌模式。
52. 權(quán)利要求51中所述的方法，其中逆流洗滌模式包括以下步驟a) 關(guān)閉流體源流動(dòng)通過流體源入口以停止加工才莫式；b) 關(guān)閉未力p工流體流動(dòng)通過未力口工流體出口 ；c) 通過使加工流體的正常流動(dòng)逆轉(zhuǎn)反向通過加工流體出口進(jìn)入分 離裝置來使來自液力蓄能器的加工流體再循環(huán)；d) 通過分離裝置中的膜卡將加工流體逆流洗滌；e) 通過流體源入口排出逆流洗滌的加工流體；f) 傳送逆流洗、滌的加工流體通過旁通管線至未加工出口 ；g) 連續(xù)地測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口中的壓力;h) 連續(xù)；也測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口之間的壓差；以 及l(fā))繼續(xù)進(jìn)行逆流洗滌模式直到傳感器將分離裝置轉(zhuǎn)換到加工模式。
53. 權(quán)利要求52中所述的方法，其中加工流體出口中的壓力降低， 這是因?yàn)樵谀媪飨礈觳僮髌陂g材料從膜卡排出進(jìn)入未加工流體中降低 了被所述傳感器記錄的壓差，從而將分離裝置轉(zhuǎn)換到加工模式。
54. —種用于從流體分離材料的分離系統(tǒng)，其包括a) 分離裝置，其包含具有至少一個(gè)流體源入口 、至少一個(gè)加工流 體出口和至少一個(gè)未加工流體出口的分離元件；b) 用于將流體源進(jìn)料通過流體源入口的泵；c) 在流體源入口中的第 一 閥；d) 在流體源入口中的第一壓力計(jì)，其用于測(cè)量流體源通過第一 閥的壓力；e) 與加工流體出口流體連通的液力蓄能器；f) 在加工流體出口中的第二壓力計(jì)，其用于測(cè)量將加工流體傳送到液力蓄能器的壓力；g) 在未加工流體出口中的第二閥；h) 在加工流體出口中的第三閥；i) 在流體源入口和未加工流體出口之間的第 一 旁通管線； j)在第一旁通管線上的第四閥；k)連接在未加工出口和第四閥之間的第二旁通管線 l)在第二旁通管線上的第五閥；以及m)具有第一和第二部分的傳感器，第一部分用于接收加工流體 出口中的第二壓力計(jì)的壓力讀數(shù)的信號(hào)以及第二部分用于接收未加工 流體出口中的第一壓力計(jì)的壓力讀數(shù)的信號(hào)，用來記錄在加工流體出 口中的壓力和未加工流體出口中的壓力之間的壓差，并且用于向第五 閥發(fā)出響應(yīng)所得壓差的信號(hào)來控制用于加工模式和逆流洗滌模式的第 一和第五閥的分別打開和關(guān)閉。
55.—種用于從流體中分離材料的方法，其包括以下步驟a) 使含氟聚合物膜受到重離子轟擊以提供具有軌道密度的薄膜；b) 將所得有軌道薄膜切成多個(gè)獨(dú)立的部分；c) 用蝕刻溶液蝕刻有軌道薄膜部分以提供具有對(duì)應(yīng)于所述軌道密 度的孔密度的薄膜部分；d) 通過粘合劑的方式將所得有軌道薄膜部分層壓到多孔襯墊上；e) 生產(chǎn)具有指定參數(shù)的膜卡；f) 在至少兩個(gè)膜卡的多孔襯墊的周邊周圍形成膠接處；g) 將每個(gè)膜卡沿著與另 一膜卡相鄰的彎曲線彎曲以形成凸起和 各個(gè)凸起之間的中央部分，以使多孔襯墊面向外面；h) 將每個(gè)膜卡的中央部分壓到流體接收管上，以使每個(gè)凸起從 接收管向外延伸以及使被壓到接收管上的至少兩個(gè)膜卡的彎曲線與其 穿孔相鄰；i) 將多孔紗狀排放口間置在多個(gè)膜卡的各個(gè)向外凸起的多孔襯墊 之間，以使至少一個(gè)排放口與接收管中的穿孔相接觸；j)沿著每個(gè)膜卡的膠接處沉積粘合劑以將排放口與膜卡連接以及 使膜包裝與接收管連接；k) 將至少 一個(gè)湍流增強(qiáng)器片連接到每個(gè)膜卡的中央部分和各凸 起之間，以使分離元件的湍流增強(qiáng)器從流體接收管向外凸出；以及1) 生產(chǎn)含有多個(gè)膜包裝的分離裝置，該膜包裝可操作地連接到 流體接收管；以及m) 裝配分離系統(tǒng)。
56. 權(quán)利要求55中所述的方法，其中所述分離系統(tǒng)具有至少一個(gè) 流體源入口 、至少 一個(gè)加工流體出口和至少 一個(gè)未力o工流體出口 。
57. 權(quán)利要求56中所述的方法，其中所述分離系統(tǒng)具有用于在基 于加工流體出口中的壓力和未加工流體出口中的壓力之間的壓差的預(yù) 定時(shí)間之后從加工模式轉(zhuǎn)換到逆流洗滌模式的調(diào)節(jié)裝置。
58. 權(quán)利要求57中所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)裝置是傳感器。
59. 權(quán)利要求58中所述的方法，其中所述傳感器具有第一和第二 部分，第一部分用于接收加工流體出口的壓力讀數(shù)的信號(hào)以及第二部 分用于接收未加工流體出口的壓力讀數(shù)的信號(hào)，并且其中所述傳感器 檢測(cè)加工流體出口壓力和未加工流體出口壓力之間的壓差，并且發(fā)出 響應(yīng)所得壓差的信號(hào)來將分離系統(tǒng)從加工模式轉(zhuǎn)換到逆流洗滌模式。
60. 權(quán)利要求59中所述的方法，其中加工流體出口中的壓力增加 超過未加工流體出口中的壓力達(dá)到預(yù)定水平，因?yàn)橐呀?jīng)懸浮在流體源中的材料累積造成由所述傳感器記錄的壓差加大而導(dǎo)致從加工模式轉(zhuǎn) 換到逆流洗滌模式。
61. 權(quán)利要求60中所述的方法，其中與加工流體出口流體連通的液力蓄能器被設(shè)計(jì)成在加工模式期間抽吸部分加工流體來提供在逆流 洗滌模式期間必需的加工流體。
62. 權(quán)利要求61中所述的方法，其中所述的加工模式包括以下步驟a) 通過流體源入口將流體源進(jìn)料到分離裝置；b) 傳送部分流體源通過力菱卡；c) 通過加工流體出口排出力。工流體；d) 通過未加工流體出口排出未加工的流體源的其它部分；e) 連續(xù)地測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口中的壓力；f) 連續(xù)地測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口之間的壓差；以及g) 繼續(xù)進(jìn)行加工模式直到傳感器將分離裝置轉(zhuǎn)換到逆流洗滌模式。
63. 權(quán)利要求61中所述的方法，其中逆流洗滌模式包括以下步驟a) 關(guān)閉流體源流動(dòng)通過流體源入口以4亭止加工才莫式；b) 關(guān)閉未加工流體流動(dòng)通過未加工流體出口 ；c) 通過使加工流體的正常流動(dòng)逆轉(zhuǎn)反向通過加工流體出口進(jìn)入分 離系統(tǒng)而使來自液力蓄能器的加工流體再循環(huán)；d) 通過分離系統(tǒng)中的有襯塾膜將加工流體逆流洗滌；e) 通過流體源入口排出逆流洗滌的加工流體；f) 傳送逆流洗滌的加工流體通過旁通管線至未加工流體出口 ；g) 連續(xù)地測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口中的壓力；h) 連續(xù)地測(cè)量加工流體出口和未加工流體出口之間的壓差；以及i) 繼續(xù)進(jìn)行逆流洗涂模式直到傳感器將分離系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到加工模式。
64. 權(quán)利要求63中所述的方法，其中加工流體出口中的壓力降低， 這是因?yàn)閷⒉牧蠌哪たǚ蛛x到逆流洗滌加工流體中導(dǎo)致被所述傳感器 記錄的壓差降低，從而將分離系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到加工模式。
65. —種用于從流體中分離材料的分離裝置，其包括用來形成至少一個(gè)膜包裝的膜卡和排放口以及至少一個(gè)以螺旋形纏繞在接收管上 的瑞流增強(qiáng)器，使得加工流體被收集通過排放口 ，所述膜包裝具有對(duì) 折的膜卡以及間置在膜卡兩半的多孔襯墊表面之間的排放口 ，所述膜包裝的長(zhǎng)度由下式確定 1^3/麵/、，其中L是膜包裝的長(zhǎng)度，米(m) k,是排放參數(shù)，mVhrMpa; k2是膜卡參數(shù)，m3/hrMPa'm2。
66. 權(quán)利要求65中所述的分離裝置，其中所述膜卡是帶有多孔襯 墊的有軌道薄膜。
67. 權(quán)利要求23中所述的方法，其中所述膜包裝的長(zhǎng)度由下式確定<formula>formula see original document page 12</formula>其中L是膜包裝的長(zhǎng)度，米(m) 、是襯墊參數(shù)，m3/hrMpa; k2是膜參數(shù)，m3/hrMPa'm2。
68. 權(quán)利要求17中所述的方法，其中在分離元件中形成多個(gè)膜卡， 其中(a)由多孔紗狀材料制造的第 一湍流增強(qiáng)器片被用于形成包裝的頂 部片材，(b)由紗狀材料制造的排放口片被間置在膜卡的上部和下部片 材的多孔襯墊之間，以使加工流體通過排;故口被收集，以及(c)第二 湍流增強(qiáng)器片被用于形成包裝的底部片材。
全文摘要
提供了制造多孔有軌道薄膜、膜卡、膜包裝、分離元件、分離裝置和分離系統(tǒng)的方法，將其用于從流體分離材料的方法，以及測(cè)定該膜的最大孔徑的方法。制造多孔有軌道薄膜是通過使聚合物膜受到重離子轟擊而提供具有軌道密度的薄膜，用蝕刻溶液在所得有軌道薄膜中蝕刻孔來形成具有對(duì)應(yīng)于所述軌道密度的孔密度的薄膜，并且通過粘合劑的方式將所得多孔有軌道薄膜層壓到多孔襯墊上來制造膜卡。膜包裝和湍流增強(qiáng)器以螺旋形被纏繞在流體接收管周圍以形成分離裝置，該分離裝置被包括在一種分離系統(tǒng)中，該分離系統(tǒng)具有加工流體蓄能器、用于未加工的和加工的流體源管道、與加工的和未加工的流體源管道流體連通的壓力傳感器以在該膜達(dá)到高水平的從流體源分離的材料留著率時(shí)控制分離系統(tǒng)逆流洗滌的定時(shí)。
文檔編號(hào)B01D69/00GK101119791SQ200480044890
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者A·V·埃戈洛夫, A·V·德斯亞托夫, I·M·伊茲沃爾斯基 申請(qǐng)人:德雷斯?fàn)査饺擞邢薰?br>