DE2327106A1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING INDIVIDUAL COMPONENTS FROM A FLOW MIXTURE - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING INDIVIDUAL COMPONENTS FROM A FLOW MIXTURE

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DE2327106A1
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Description

DR. BERS DIPU-ING, STAPFDR. BERS DIPU-ING, STAPF PATENTANWÄLTE O *} ? 7 1 Π RPATENT LAWYERS O *}? 7 1 Π R

β MÜNCHEN SO. MAUERKIRCHERSTR. 48 Z O Z / I U Dβ MUNICH SO. MAUERKIRCHERSTR. 48 Z O Z / I U D

Anualtsakte 23 960 2 8. Mai t3?3Anualtsakte 23 960 2 May 8 t3? 3

Charles Uilliam Skarstrom Nontvale, Neu Jersey 07757, USACharles Uilliam Skarstrom Nontvale, New Jersey 07757, USA

3ack Kertzman Oceanport, Neu 3ersey 07757, USA3ack Kertzman Oceanport, New 3ersey 07757, USA

l/erfahren und Vorrichtung zum Trennen einzelner Komponenten aus einem Strömungsgemisch·l / experienced and device for separating individual components from a flow mixture

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Trennen von Ausuahl- oder Schlüssel-Komponenten von vermischten Strömungsmitteln, uia das Trennen von Feuchtigkeit und/oder Kohlendioxid von Luft, souie eine Vorrichtung, uelche für die Durchführung solcher Trennungen vor- S The invention relates to a continuous method of separating Ausuahl- or key components from mixed fluids, uia the separation of moisture and / or carbon dioxide from air, souie an apparatus for carrying out such separations uelche pre S

teilhaft ist. A09847/0701is partaking. A09847 / 0701

(MlI] 9IB272 «7043 983310 Tttegrammi 1EK6STAPFPATENT MOndwn TEUX OS 34 5« IEIO <J Bonki Baywndi· Vtrtfeubank MBnAm 453100 Po*tid»dti MOndMn «S3 43(MlI] 9IB272 «7043 983310 Tttegrammi 1EK6STAPFPATENT MOndwn TEUX OS 34 5« IEIO <J Bonki Baywndi · Vtrtfeubank MBnAm 453100 Po * tid »dti MOndMn« S3 43

Nach einem Merkmal der Erfindung uerden Strömungsmittel getrocknet, indem aus ihnen Wasser mittels Membranelementen abgezogen wird, die in der Form von kleinen hohlen Fäden ausgebildet sind, uelche aus organischen polymeren Zusammensetzungen hergestellt sind, die uahlueise für Uasser durchlässig sind. Insbesondere schafft die Erfindung eine Trennvorrichtung, sowie Verfahren zum Betrieb derselben. Nach einem Merkmal sieht die Erfindung eine kalte Zone am Austrittsende der Säule vor, so daß der Wasseranteil des Erzeugnisses ueiter abgesenkt uird. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung uird eine aufgeheizte Zone an dem Zuführende vorgesehen, damit die maximale Aufnahmefähigkeit eines Reinigungsgases für Uasser vergrößert uird, uodurch die Fähigkeit des Systems ausge-According to one feature of the invention, fluids are used dried by extracting water from them by means of membrane elements, which are in the form of small hollow ones Threads are made of organic polymers Compositions are made which are optionally permeable to water. In particular, the invention provides a separation device, as well as methods of operating the same. According to one feature, the invention provides cold zone at the outlet end of the column, so that the water content of the product uird uird lowered. According to another feature of the invention, a heated zone is provided at the feed end in order to achieve the maximum The ability of a cleaning gas to absorb water is increased, and the system's ability to

dehnt uird, souohl Strömungsmittel mit hoher Taupunkttemperatur, als auch Strömungsmittelströma, uelche flüssiges Uasser mit sich führen, zu trocknen· Nach einem weiteren Merkmal uird erfindungsgemäß eine aufgeheizte Zone in der Mitte der Säule angeuendet, um einen Teil der Verdampfungsuärme von Uasser zum Entfernen von Uasser aus mit Uasser mischbaren Flüssigkeiten, souie Uasser selbst, zuzuführen.stretches uird, so a fluid with high dew point temperature, as well as fluid currents, uelche liquid Carry out water to dry. According to a further feature, according to the invention, a heated zone in the Middle of the column applied to part of the heat of evaporation von Uasser to remove Uasser from liquids that are miscible with Uasser, such as adding Uasser itself.

Nach einem ueiteren Merkmal uird grfindungsgemäß vorgesehen) einzelne Fäden oder Bündel dieser Fäden in eineAccording to another feature, it is provided according to the invention) individual threads or bundles of these threads into one

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Wasser enthaltende Flüssigkeit einzutauchen, uodurch das Uasser selektiv den Faden oder das Bündel von Faden durchdringt. Außerdem schafft die Erfindung ein l/erfahren zur Entfernung von Uasser aus konstanten Siedegemischen·Immersing liquid containing water, through the Uasser selectively penetrates the thread or bundle of thread. In addition, the invention creates a l / experienced for Removal of water from constant boiling mixtures

Einer der Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Trenntechnik zum kontinuierlichen Trennen von Strömungsmitteln und der erfindungsgetaäOen Ourchdringungssäule liegt in deren Einfachheit. Es handelt sich um einen vollständig kontinuierlichen passiven Prozeß, welcher keine Umlaufventile, keine Zeitschalter und keine Vorwärmer erfordert und keine Bedienungsprobleme mit austauschbaren Büchaen oder Patronen kennt» Es gibt keine festen oder flüssigen korrosiven Rückstände, die zu entfernen sind, zu regenerieren sind oder zu ersetzen sind oder die zusätzliche Verunreinigungen beim Industrieabfall bilden· Bei der Anwendung der Erfindung zum Trocknen von Luft werden keine Verunreinigungen der feuchten oder trockenen Luft hinzugefügt, so wie Staub, Geruchsbildner, Wärme oder chemische Dämpfe und Dünste, wie es bei bekannten Verfahren der Fall ist. Außerdem ist kein flüssiges Uasser abzuziehen, da es sich als Dampf entwickelt.One of the main advantages of the separation technique of the invention for continuously separating fluids and the The penetration column according to the invention lies in its simplicity. It is a completely continuous passive process with no circulation valves, none Time switch and no preheater required and no operating problems with replaceable books or cartridges knows »There are no solid or liquid corrosive residues that have to be removed, regenerated or closed are to be replaced or which form additional impurities in industrial waste · When using the invention for Drying air does not add any impurities to the humid or dry air, such as dust, odorants, heat, or chemical vapors and fumes, as is the case with known procedure is the case. In addition, no liquid water has to be withdrawn, as it develops as vapor.

Die Bezeichnung "Durchtrittsmasse", wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf diejenige Fraktion des Vielkomponentenspeisestroms, welche in die selektiv- oder halbdurchlässi-The term "passage mass" as used here refers to that fraction of the multicomponent feed stream which is in the selectively or semi-permeable

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ge Membrane eindringt, oder durch diese diffundiert oder hindurchdringt.ge membrane penetrates, or diffuses through this or penetrates.

Die Bezeichnung "Rückstand" bezieht sich auf den nicht hindurchgedrungenen Rest des Speisestromes oder des Pro— duktstromes.The term "residue" refers to the remainder of the feed stream or the product that has not penetrated. duct stream.

Die Bezeichnung "Gas" und "gasförmig" beziehen sich nicht lediglich auf Medien, die üblicherweise als Gase angesprochen werden, sondern auch auf solche Materialien, die üblicherweise als Dämpfe angesprochen werden.The terms "gas" and "gaseous" do not only refer to media that are usually referred to as gases but also to materials that are usually referred to as vapors.

Die Bezeichnung "Auswahl-11 oder ltSchlüssel-"Komponente, wie μ sie hier verwendet wird, soll diejenige Komponente oderThe term "selection key 11 or LT" component, such as μ it is used herein, is meant that component or

V diejenigen Komponenten angeben, welche durch die selektiv—V specify those components that are affected by the selective-

oder halbdurchlässige Membran aus einem Strom aus mitor semipermeable membrane from a stream from with

Flüssigkeit gemischtem Zuführmaterial hindurchtritt bzw. hindurchtreten, welches anfänglich dem System zugeführtLiquid mixed feed material passes through or which is initially fed into the system

wurde.became.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Anordnung aus einer Hülle und aus Röhrchen, wobei die letzteren aus einem Polymer hergestellt sind, welches hochselektiv für Wasser durchlässig ist. Die eng aufgepaßte Hülle bildet einen Kanal rings dar Röhrchen für eine im Gegenstrom ver-The device according to the invention comprises an arrangement of a sheath and of small tubes, the latter from a polymer which is highly selectively permeable to water. The tightly fitted shell forms a channel around the tube for a countercurrent

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laufende Strömung aus einem Reinigungsströmungsmedium. Die Länge der Vorrichtung ist, verglichen mit den Durchmessern dar Hülle oder der Röhrchen groß. Kopfstücke, die an jedem Ende angeordnet sind, schaffen dicht abgeschlossene Eintritte oder Austritts für den Speisestrom und den Klärstrom von den Röhrchen und der Hülle. Dasjenige Ende der Anordnung, uo der nasse Speisestrom in die Röhrchen eintritt und der nasse Klärstrom die Hülle verläßt, in uelcher die Röhrchen eingeschlossen sind, ist das Zuführende. Das andere Ende wird mit Produktande bezeichnet, uo der trockene Speisestrom (das sogenannte Produkt) die Röhrchen verläßt und der trockene Klärstrom in die Hülle eintritt. Die Rollen der Röhrchen und der Hülle können vertauscht werden. Das Schlüsselprinzip für das Arbeiten mit dieser Trennvorrichtung besteht in der Verwendung eines Gegenstromes zuIschen den Röhrchen und der äußeren Hülle. Der Transport von Wasser geschieht quer durch die Uände dar durchlässigen Röhrchen von dem nassen Speisestrom in den yegenströmenden trockenen Klärstrom. Wenn die Vorrichtung verglichen mit ihrem Durchmesser lang gemacht wird, ist ein Feuchtigkeits— gradient in Längsrichtung vorhanden, uelcher eine Wirkung ähnlich derjenigen in einer Destillationskolonne erzeugt. Die Schlüsselbedingungen für ein maximales Trocknen von Gasen erfordern, daß die aktuelle volumetrische Klärstrom-ongoing flow from a cleaning fluid. the The length of the device is large compared to the diameters of the sheath or tubes. Headjoints on each Arranged at the end, create tightly sealed entrances or exit for the feed stream and the clarification stream from the tubes and the envelope. That end of the Arrangement, uo the wet feed stream enters the tube and the wet sewage stream leaves the shell, in uelcher the tubes are included is the feeding end. The other end is labeled Produktande, uo the dry one Feed stream (the so-called product) leaves the tubes and the dry sewage stream enters the shell. The roles the tube and the sheath can be interchanged. That Key principle for working with this separator consists in the use of countercurrent flow to the tubes and outer sheath. The transport of Water happens across the Uände to permeate Tubes from the wet feed stream into the countercurrent dry sewage stream. If the device is made long compared to its diameter, there is a moisture- gradient exists in the longitudinal direction, which produces an effect similar to that in a distillation column. The key conditions for maximal drying of gases require that the actual volumetric sewage flow

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Strömungsratg die aktuelle volumetrische Spaisestrom-Strömungsrate an allen Stellen entlang der Säule übersteigt. Ein sehr gutes Trocknen des Produkts kann mit ausreichender Säulenlänge und großer Verweilzeit erhalten werden.Flowrate is the current split volumetric flow rate exceeds at all points along the column. A very good drying of the product can be done with sufficient column length and long residence time can be obtained.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, erläutert. In der Zeichnung zeigt:
The invention is illustrated in the following description of
Embodiments, which are shown in the drawing, explained. In the drawing shows:

Fig. 1 eine abgebrochen gezeichnete Teilansicht, teilweise im Schnitt, der Gesamtstruktur einer Ausführungsform der Erfindung, welche einen Kühlmantel zeigt, der auf das Produktende der Hülle aufgeschoben ist,Fig. 1 is a broken partial view, partially in section, of the overall structure of an embodiment the invention showing a cooling jacket pushed onto the product end of the casing,

Fig. 1A einen Querschnitt der Vorrichtung entlang der Linie 1A in Fig. 1,Fig. 1A shows a cross section of the device along the Line 1A in Fig. 1,

Fig. 1B eine schematische, die Verwendung einer äußeren Schutzabdeckung zeigenden Darstellung der Vorrichtung, 1B is a schematic representation of the device showing the use of an outer protective cover,

Fig. 2 eine abgebrochen gezeichnete Ansicht des Speiseendes der Vorrichtung mit einem Heizmantel, welcherFig. 2 is a broken away view of the feed end of the device with a heating jacket, which

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auf das Zuführende der HUHb geschoben ist,is pushed onto the infeed end of the HUHb,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches heiße und kalte Zonen zeigt, die in Kombination verwendet werden,Figure 3 is a block diagram showing hot and cold zones shows which are used in combination,

Fig. 4 einen Schnitt für ein Vorrichtungsbeispiel einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Mittelabschnitt der Hülle geheizt ist,Fig. 4 is a section for an example of a device of another embodiment of the invention, in which the middle section of the envelope is heated,

Fig. 5 eine Seitenansicht im Schnitt der Hülle in Fig. 4, welcher eine andere Ausf ührungsforrn zum Heizen der Mitte der Hülle zeigt,Fig. 5 is a sectional side view of the sheath in Fig. 4 showing a different embodiment for heating the middle of the shell shows

Fig. 5A ein Flußdiagramm für das i/erfahren und die Uor~ richtung gemäß Erfindung für die Uerwendung zum Trocknen von Luft und/oder zum Rückgewinnen anderer Gase aus Luft,Fig. 5A is a flow diagram for the i / experience and the Uor ~ direction according to the invention for the use for Drying air and / or recovering other gases from air,

Fig. 5B eine andere Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung zum Trocknen von Luft wie gemäß Fig. 5A, wo immer der Trockenluftklärstrom oder —rückstram proportional zum Trockenluftproduktverbrauch ist,Figure 5B shows another embodiment of the invention for use for drying air as shown in FIG. 5A, wherever the dry air purification flow or return flow is proportional to the dry air product consumption,

Fig. 5C eine schematische Zeichnung eines Luftdurchdringungs—Trocknungssystems, wie in den Arbeitsbei— spielen angewendet,5C is a schematic drawing of an air permeation drying system; as applied in the working examples,

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Fig. 6 ein Flußdiagramm in Übereinstimmung mit dem l/erfahren und der Vorrichtung einer Ausführungsform dar Erfindung, wobei eine Kaltzone an dem Produktende der Vorrichtung verwendet wird, um das Trocknen der Luft dadurch zu verbessern,Figure 6 is a flow chart in accordance with the I / experience and the apparatus of one embodiment of the invention, wherein a cold zone at the product end the device is used to improve the drying of the air by

Fig. 6A eine graphische Darstellung der Ergebnisse, die bei einer erfindungsgemäßen Anwendung auf Luft während des Betriebs erzielt wurden, wobei das System zum Trocknen von Luft verwendet wurde, ohne daß eine Kaltzone an dem Produktende der Vorrichtung vorgesehen war,6A is a graphical representation of the results obtained when the invention was applied to air during of operation using the air drying system without a Cold zone was provided at the product end of the device,

Fig. 7 eine graphische Darstellung von Übergangsergebnissen, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wurden, wobei das Produktende der Vorrichtung in einem auf das Trocknen von Luft angewendeten System gekühlt ist,7 is a graphical representation of transition results obtained in a method according to the invention with the product end of the device applied in one to air drying System is cooled,

Fig. 8 eine graphische Darstellung von Dauerzustandsergebnissen, die durch Variation der Zuführraten erzielt wurden, wobei deren Wirkung auf das Absenken des Taupunktes des Produktes eingetragen ist, wenn das Produktende gekühlt wird,8 is a graphical representation of steady-state results; which have been achieved by varying the feed rates, with their effect on the lowering the dew point of the product is entered when the end of the product is cooled,

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Fig. 8A eine graphische Darstellung, welche zeigt, daß ein niedrigerer Taupunkt für das Produkt durch Kühlung bzu. Gefrierung erhalten werden kann,Fig. 8A is a graph showing that a lower dew point for the product by cooling bzu. Freezing can be obtained,

Fig. 9 ein Flußdiagramm in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsfarm gemäß'Erfindung, wobei ein Selbstklären und ein Aufheizen des Speiseendes der Hülle angewendet wird,Fig. 9 is a flow chart in accordance with a second embodiment according to the invention, wherein self-clearing and heating of the food end of the casing is used,

Fig. 10 ein Flußdiagramm in Übereinstimmung mit der zueiten Ausführungsform gemäß Erfindung, wobei das Speiseende der Hülle geheizt ist und ein äußerlicher Klärstrom angewendet wird,Fig. 10 is a flow chart in accordance with the second embodiment of the invention, wherein the The food end of the shell is heated and an external one Sewage stream is applied,

Fig. 11 eine graphische Darstellung für das Trocknen uon übersättigten Speiseströmen mit Umgebungsluft, welche zeigt, daß Umgebungsluft für übersättigte Speiseströme als Klärstrom verwendet werden kann, uobei sich ein weniger trockenes Produkt ergibt,Fig. 11 is a graph for drying uon oversaturated feed streams with ambient air, which shows that ambient air for oversaturated Feed streams can be used as sewage streams, resulting in a less dry product,

Fig. 12 eine graphische Darstellung für das Fortschreiten der kalten Zone zu dem Trockenproduktende hin, wodurch uor einem Uasserdurchbruch gewarnt wird,Figure 12 is a graph showing progression the cold zone towards the end of the dry product, which warns of a breakthrough,

Fig. 13 eine graphische Darstellung, welche die Wirkungen der Anwendung eines Heizers an dem SpeiseendeFig. 13 is a graph showing the effects the use of a heater at the feed end

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zur Manipulierung von Speiseströmen mit hohem Taupunkt zeigt,shows how to manipulate feed streams with a high dew point,

Fig0 14 eine graphische Darstellung, uelche Mehrfachwirkungen durch dia Permeationsdestillierung van Wasser zeigt, uobei die in den Figo 4 und 5 gezeigte und im Zusammenhang damit beschriebene Vorrichtung verwendet wird, 0 Figure 14 shows a graph uelche multiple effects by dia Permeationsdestillierung van water so described apparatus is used uobei that shown in Figures 4 and 5 and o in connection,

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Wirkung der Anwendung von Trockenmittelspeiseströmen und der Anwendung einer Klärabdeckung rings der äußeren Uände einer Vorrichtung gemäß Erfindung,Fig. 15 is a graphic representation of the effect of the application of desiccant feed streams and the application of a sewage cover around the outer Uands of a device according to the invention,

Fig. 16 eine graphische Darstellung von Betriebsdaten für verschiedene Durchtrittsmaterialien in Trockensäulen in Übereinstimmung mit der Erfindung,16 is a graph showing operational data for various passage materials in drying columns in accordance with the invention,

Fig. 17 eine graphische Darstellung für ein extremesFig. 17 is a graph for an extreme

Trocknen, welches durch Anwendung von geringen Strömungsraten für den Speisestrom bei einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß Erfindung erhalten wird,Drying, which is achieved by using low flow rates for the feed stream in a process and a device according to the invention is obtained,

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Fig. 18 die Beschreibung eines Strömungsverfahrens für
die Anwendung eines einzigen hohlen Röhrchens
oder eines Bündels von Röhrchen,ohne daß eine
eng aufgepaßte Hülle vorhanden ist,
Fig. 18 describes a flow method for
the use of a single hollow tube
or a bundle of tubes without any
a tightly fitted cover is present,

Figo 19 eine graphische Darstellung der Wirkung für die Anwendung eines Klärgases zur Entfernung von
Üasser aus dem Strömungsmaterial,
FIG o 19 is a graph depicting the effect of applying a sewage gas to remove
Water from the flow material,

Fig. 20 eine graphische Darstellung, uelche die Wirkung der Aufrechterhaltung eines minimalen Einlaß—
druckes für den Klärstrom zeigt,
Fig. 20 is a graph showing the effect of maintaining a minimum intake.
pressure for the sewage flow shows

Fig. 21 eine graphische Darstellung, uelche die Wirkung der Klärstromeinlaßströmung zeigt,21 is a graph showing the effect the sewage inlet flow shows

Fig. 22 eine graphische Darstellung, uelche die Wirkung des Klärgases auf die Erhöhung des Wassertransportes zeigt, und22 is a graph showing the effect of the sewage gas indicates the increase in water transport, and

Fig. 23 ein Schaubild, uelches zeigt, daß der durch den Klärstrom angetriebene Wassertransport proportional zu dem Dampfdruck des Wassers ist.Fig. 23 is a diagram showing that the Sewage flow-driven water transport is proportional to the steam pressure of the water.

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Gemäß Erfindung ist ein kontinuierliches l/erfahren für das Abtrennen von Auswahl- oder Schlüsselkomponenten won Mehrkomponenten-Strömungsgemischen geschaffen, wobei folgende Werfahrensschritte durchgeführt werden:According to the invention is a continuous l / experience for the separation of selection or key components won Multi-component flow mixtures created, whereby the following process steps are carried out:

a) Ein f'lehrkomponenten-Strömungsgemisch oder ein Speisestrom, welches bzw. welcher eine oder mehrere Schlüsselkomponenten aufweist, wird mit einem vorbestimmten, anfänglich verhältnismäßig großen Druck entlang und in Berührung mit der Oberfläche von einem oder mehreren semipermeablen membranartigen hohlen Gliedern entlanggeführt oder zum Strömen gebracht, welche eine größere Länge als Durchmesser aufweisen und welche für die Auswahl- oder Schlüsselkomponenten des Speisestromes durchlässig sind.a) A teaching component flow mixture or a feed flow, which or which has one or more key components is determined with a predetermined, initially relatively large pressure along and in contact with the surface of one or more semipermeable membrane-like hollow limbs guided along or made to flow, which have a greater length than diameter and which for the Selection or key components of the feed stream are permeable.

b) Ein zweiter Strömungsmittelstrom wird unter geringerem Druck und bei anderer Zusammensetzung als der Speisestrom im Gegenstrom oder entgegengesetzt zu der Strömung des Speisestromes von diesem durch die Wände des halbdurchlässigen, membranartigen Hohlgliedes s mit einer Strömungsrate geführt, die wenigstens im wesentlichen gleich der Strömungsrate des Speisestromes ist, so daß die Auswahl- oder Schlüsselkomponenten des Speisestromes (Durchtrittsmasse) durch Permeation abgeführt werden,b) A second fluid stream is under lesser Pressure and with a different composition than the feed flow in countercurrent or opposite to the flow of the feed stream from this through the walls of the semi-permeable, membrane-like hollow member s with a Out of flow rate which is at least substantially equal to the flow rate of the feed stream, so that the selected or key components of the feed stream (passage mass) are removed by permeation,

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wodurch sin Druckgradient und ein Konzentrationsgradient quer zu den Uänden und entlang der Wände des Hohlgliedes s erzeugt uird und das Hindurchtreten der selektiv/ durchtrittsfähigen Komponenten des Speisestromes (Durchtrittsmasse) durch die Wände das Hohlgliedes s und das Eintreten in den zweiten Strömungsmittelstrom begünstigt uird.whereby a pressure gradient and a concentration gradient are transverse to the walls and along the walls of the hollow member s is generated and the passage of the selectively / Passable components of the feed stream (passage mass) favored by the walls of the hollow member s and the entry into the second fluid stream uird.

c) Das Strömungsmittelprodukt (Rückstand, welches wesentlich weniger an durchtrittsfähigen Auswahlkomponenten enthält, als in dem Speisestrom vorhanden sind, wird abgezogen·c) The fluid product (residue, which is essential contains fewer permeable selection components than are present in the feed stream deducted

Damit die Trocknungskapazität der Vorrichtung verbessert wird, wird das Hohlglied entlang ausgewählten Teilen davon entweder aufgeheizt oder gekühlt.This improves the drying capacity of the device the hollow member will be along selected parts thereof either heated or chilled.

Der erwähnte zweite Strömungsmittelstrom kann einen Anteil des Produktstromes mit oder ohne zusätzliche Klärstrümungsmittel enthalten und kann daher als Ruckflußströmung angesehen werden. Falls jedoch erwünscht, kann der zweite Strömungsmittelstrom unabhängig von dem Pro— duktstrom sein, jedoch sollte er keine Komponenten enthalten, welche durch die Uände des Hohlgliedes hindurchtreten oder in diese eintreten und somit den Speisestrom verunreinigen. The mentioned second fluid flow can have a portion of the product stream with or without additional clarifying agents and can therefore be viewed as a reflux flow. However, if desired, can the second fluid stream should be independent of the product stream, but should not contain any components, which pass through the walls of the hollow member or enter them and thus contaminate the feed stream.

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Eine unerwartete Erscheinung wurde beobachtet, wenn das Produktende der Hülle von einer Kältezone umgeben uurde. Bei der Anwendung einer Kältezone rings des Produktendes der Hülle konnten niedrigere Taupunkte des Produktes erhalten werden.An unexpected phenomenon was observed when the The product end of the casing is surrounded by a cold zone. By using a cold zone around the product end of the casing, lower dew points of the product could be obtained will.

Diese Technik ist auf alle Strömungsmittel oberhalb von deren Schmelzpunkten anwendbar, so wie bei verschiedenen organischen und anorganischen Lösungsmitteln, Hydrakar— bonen, Fluor— und Chlorkarbonen, Chloroprenen, Freonen und anderen Flüssigkeiten. Gase, wie Luft, Stickstoff, HCl, SO2, HF, HBr, SFg, Cl2, Br, NH3, inerte Gase und dergleichen können unter Anwendung dieser Technik ebenfalls getrocknet werden.This technique is applicable to all fluids above their melting points, such as various organic and inorganic solvents, hydrocarbons, fluorocarbons, chlorocarbons, chloroprenes, freons and other liquids. Gases such as air, nitrogen, HCl, SO 2 , HF, HBr, SF g , Cl 2 , Br, NH 3 , inert gases, and the like can also be dried using this technique.

Unter "Trocknen" wird dabei allgemein das Abtrennen von Auswahl- oder Schlüsselkomponenten verstanden·"Drying" is generally understood to mean the separation of selected or key components ·

Diese oben angeführte besondere Ausführungsform der Vorrichtung ist in den Figuren 1 und 1A gezeigt, wobei das Bezugszeichen 10 eine Mehrzahl von hohlen Permeatiansrohren bezeichnet, die in Form eines Rohrbündels mit einem Zuführende A und einem Produktende B vorgesehen sind und in einer eng aufgepaßten Außanhülle 12 eingeschlossen sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß das Rohrbündel 10 auch ohneThis particular embodiment of the device mentioned above is shown in Figures 1 and 1A, where the reference numeral 10 is a plurality of hollow permeation tubes denotes, which are provided in the form of a tube bundle with a feed end A and a product end B and in a closely fitted outer shell 12 are included. It should be noted, however, that the tube bundle 10 without

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Außenhülle 12 verwendet uerden kann. 3edes Ende des Rohrbündels ist innerhalb der Hülle durch Stützmittel, uie den Kopfstücken 14 und 16 gehalten. Die Vorrichtung ist mit Leitungsanschlüssen 18, 20, 22 und 24 ausgestattet, die für den Durchtritt des Speiseströmungsmittels, des Produktstromes und des Rückfluß- oder Klärstromes durch die Hülle und die Rohre vorgesehen sind. Uie gezeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 18 den Einlaß für ein Speiseströmungs— mittelgemisch, welcher mit den Hohlgliedern oder Kanälen der Rohre 10 nahe das Speiseendes A in Verbindung steht. Der ProduktauslaQ 20 steht in Verbindung mit den Rohren an dem Produktende B. Der Einlaß 22 für den Rückfluß- oder Klärstrom steht in Verbindung mit dem Bereich 60 zwischen und rings der Rohre 10 und der Außenhülle 12 und ist in dichter Nähe zu dem Produktende B der Vorrichtung angeordnet. Der Auslaß 24 für den Rückfluß- oder Klärstrom steht in Verbindung mit dem Bereich 60 zuischen den Rohren 10 und der Außenhülle 12 und ist in dichter Nähe zu dem Zuführende A der Vorrichtung angeordnet. Die Enden der Vorrichtung sind mit Enddichtungen 26 und 28, souie Klemmhülsen 30 und 32 unter Anwendung von üblichen Verfahren abgedichtet.Outer shell 12 can be used. 3 of the end of the tube bundle is held within the shell by support means, uie the head pieces 14 and 16. The device is with Line connections 18, 20, 22 and 24 equipped for the passage of the feed fluid, the product stream and the reflux or clarification flow through the shell and tubes are provided. Uie shown labeled reference numeral 18 the inlet for a feed fluid mixture which is connected to the hollow members or channels of the pipes 10 near the feed end A communicates. The product outlet 20 is connected to the pipes the product end B. The inlet 22 for the reflux or clarification stream is in communication with the area 60 between and around the tubes 10 and the outer shell 12 and is in placed in close proximity to the product end B of the device. The outlet 24 for the reflux or sewage flow is in communication with the area 60 to be admixed with the pipes 10 and the outer shell 12 and is located in close proximity to the feed end A of the device. The ends of the device come with end seals 26 and 28, souie ferrules 30 and 32 are sealed using conventional techniques.

An dem Produktende ist ein gekühlter Hohlmantel 34 rings der Hülle 12 angeordnet. Der Hantel wird auf die gewünschteA cooled hollow jacket 34 is arranged around the casing 12 at the product end. The dumbbell is set to the point you want

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Temperatur mittels geeigneter nicht gezeigter Einrichtungen gekühlt. Der Kühlmantel erstreckt sich bis zu maximal der halben Länge der Hülle. Die in Fig. 1 gezeigte l/orrichtung umfaßt außerdem an dem Speiseende Λ und an dem Produktende B einen Sammelraum oder Bereich 36 bzw. 38. Der Sammelraum 36 dient zur Verteilung des Speiseströmungsmittelgsmisches aus dem Speiseeinlaß 18 in jedes der Permeationsrohre 10. Der Sammelraum 38 dient zum Sammeln des aus den Permeationsrohren 10 austretenden Produktes.Temperature by means of suitable devices not shown chilled. The cooling jacket extends up to a maximum of half the length of the shell. The l / device shown in FIG also comprises at the feed end Λ and at the product end B a collection space or area 36 and 38, respectively Collection space 36 serves to distribute the feed fluid mix from the feed inlet 18 into each of the permeation tubes 10. The collecting space 38 is used for collecting of the product emerging from the permeation tubes 10.

Der Produktauslaß 20 steht in Verbindung mit der Produkt-Rückflußleitung 40 und dem Rückflußeinlaß 22. In der Rückflußleitung 22 ist ein Ventil 42 vorgesehen, damit eine Produktmenge aus dem Produktauslaß 20 zur Erzielung eines geringen Klärdruckes zugemessen und abgezogen werden kann, d. h. eines Druckes, uelcher geringer ist als der Druck in den Rohren 10. Der Rückflußeinlaß 22 steht außerdem in Verbindung mit der Klärstromeinlaßleitung 44, welche ein Kontrolluentil 45 aufweist, welches eine Kombination aus einem Regler zur Herabsetzung des Druckes und einem Durchflußsteueruentil zur Steuerung des Durchflusses des von außen kommenden Klärstromes in den Rückflußeinlaß 22 sein kann.The product outlet 20 is in communication with the product reflux line 40 and the reflux inlet 22. In the reflux line 22, a valve 42 is provided so that a The amount of product from the product outlet 20 can be metered in and withdrawn to achieve a low clarifying pressure, d. H. a pressure which is less than the pressure in the tubes 10. The reflux inlet 22 is also available in connection with the sewage flow inlet line 44 which has a control valve 45 which is a combination from a regulator to reduce the pressure and a flow control valve to control the flow of the sewage stream coming from the outside into the reflux inlet 22 may be.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 kann ein Teil des aus dem Pro-To carry out the method according to the invention with a The device according to FIG. 1 can be a part of the

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duktauslaß 20 ausfließenden Produktstromes' abgezogen und durch das Steuerventil 42 zur Reduzierung des Druckes auf einen vorbestimmten Wert hindurchgeführt und dann durch den Rückflußeinlaß 22 in den Raum 60 zwischen den Rohren und der Außenhülle 12 zugeführt uerden. Der durch die Abführleitung 40 durch das Ventil 43 abgezogene Produktanteil wird einem Produktvorratsbehälter zugeführt oder . verbraucht. Der ausgeglichene Rückstrom enthält alle Produktkomponenten einschließlich Wasserdampf bei einem geringeren Gesamtdruck, so daß jede Komponente des Rückstromes, im vorliegenden Fall Wasser, einen geringeren Teildruck hat, als in der Hochdruck-Speisephase. Somit ist ein Druckgradient und ein Konzentrationsgradient für jede Komponente quer zu und entlang den Wänden der Permeationsrohre 10 vorhanden, was das Vorhandensein von Antriebskräften für die Permeation von Wasser bewirkt. Die Per— meationsrohre 10 sind aus einem Material hergestellt, welches eine verhältnismäßig hohe Permeabilität für Wasser aufweist, wobei das Wasser die Wände der Permeationsrohre 10 mit einer sehr viel größeren Geschwindigkeit durchdringt, als andere in dem Speisestrom vorhandene Komponenten. Zusätzliches Klärgas wird in erforderlicher Menge dem Einlaß 22 aus der Leitung 44 durch das Ventil 45 zugeführt.Duktauslaß 20 outflowing product stream 'withdrawn and passed through the control valve 42 to reduce the pressure to a predetermined value and then through the reflux inlet 22 is fed into the space 60 between the tubes and the outer shell 12. The one through the Discharge line 40 withdrawn through the valve 43 product portion is fed to a product storage container or. consumed. The balanced return flow contains all product components including water vapor at a lower total pressure, so that each component of the return flow, in the present case water, has a lower partial pressure than in the high pressure feed phase. Thus is a Pressure gradient and a concentration gradient for each component across and along the walls of the permeation tubes 10 present, which causes the presence of driving forces for the permeation of water. The per- meation tubes 10 are made of a material which has a relatively high permeability for water, the water passing through the walls of the permeation tubes 10 penetrates at a much greater speed than other components present in the feed stream. Additional Sewage gas is fed in the required amount to the inlet 22 from the line 44 through the valve 45.

Auf diese Weise wird die Hochdruckphase an dem Produktende schrittweise ärmer an Wasser und der Rückstrom wird mitIn this way, the high pressure phase at the end of the product gradually becomes poorer in water and the return flow becomes with it

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Wasser angereichert. Uenn der Rückstrom in dem Hüllraum im Gegenstrom zu dem Speiseende A des Rohrbündels strömt, wird seine Anreicherung mit Uasser größer«. Langsam entsteht entlang dem gesamten Rohrbündel ein in Längsrichtung verlaufender Zusammensetzungsgradient. Abhängig von der Art des Materials für die halbdurchlässigen Rohre und von dem Wasseranteil, uelcher aus dem Speisestrom abgetrennt werden soll, uird in einem Zeitraum von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen ein gleichbleibender Zustand eingestellt. Das Ergebnis ist, daß das Produkt eine geringe Konzentration an Uasser und der Rückstrom eine hohe Konzentration an Wasser aufweisen.Water enriched. Uenn the return flow in the envelope flows in countercurrent to the feed end A of the tube bundle, its enrichment with water is greater «. Slowly emerges a composition gradient running in the longitudinal direction along the entire tube bundle. Depending on the type the material for the semi-permeable pipes and the water content that needs to be separated from the feed stream should, uird in a period of several hours up to a constant state for several days. The result is that the product has a low concentration of water and the return flow have a high concentration of water.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag, die Hülle 12 an dem Produktende B der Rohre zu kühlen, ändert diesen gleichbleibenden Zustand hin zu einer besseren Bedingung und ermöglicht es, ein trockeneres Produkt zu erhalten, als in einem Fall,wo der Kühlmantel 34 nicht an der Vorrichtung vorgesehen ist.By the proposal according to the invention, the shell 12 on the Cooling product end B of the tubes changes this constant state to a better condition and enables it is to obtain a drier product than in a case where the cooling jacket 34 is not attached to the device is provided.

Eine andere Ausführungsform des Produktendes B der Vorrichtung gemäß Erfindung ist in Fig. 1B dargestellt, uo ein Außenmantel oder eine Außenabdeckung verwendet wird, welche die Außenhülle 12 umgibt.Another embodiment of the product end B of the device according to the invention is shown in FIG. 1B, including a Outer jacket or an outer cover is used, which surrounds the outer shell 12.

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4G9847/07Ö14G9847 / 07Ö1

Gemäß der l/orrichtung in Fig. 1B ist ein Mantel oder eine Außenabdeckung 348 in Form einer Hülle oder eines Außenrohres rings der Außenhülle 12 angeordnet, wodurch ein Spalt oder ein Raum 350 zwischen der Außenhülle 12 und dem Mantel oder dem Außenabdeckrohr 348 gebildet ist.According to the device in FIG. 1B, a jacket or a Outer cover 348 arranged in the form of a shell or an outer tube around the outer shell 12, whereby a Gap or space 350 is formed between the outer shell 12 and the jacket or outer cover tube 348.

Eine Leitung 352 steht mit dem Raum 350 zwischen der Außenhülle 12 und dem Außenabdeckrohr 348, sowie mit dem Rück— stromeinlaß 352a, 322a in Verbindung, welcher Strömungs— steuermittel oder -ventile 353, uie gezeigt, aufweist. Außerdem steht die Leitung 352 in Verbindung mit der Klärleitung 352b, 345a, welche, wie gezeigt, Steuer- oder Ventilmittel 353a und 345b aufweist. Eine äußere Klärleitung 344a, 344b, welche Druckregeleinrichtungen 349 aufweist, steht in Verbindung mit der Leitung 352b, 345a, wie dies gezeigt ist. Ein Ventil 353 steuert den Durchfluß des Rückstromes in die Leitung 352a, 352 und den Raum 350, welcher die Außenhülle 12 umgibt. Ventile 353, 353a und 345b können eingestellt werden, damit eine Strömung des Rückstandes aus der Rückstromlextung 22 durch die Leitung 345a zugelassen ist und eine Durchmischung des von außen kommenden Rückstromes mit dem Rückstand erzielt wird, sowie eine Strömung des Gemischs in die Leitung 352 und in den Raum zwischen der Außenhülle 12 und dem Außenabdeckrohr 348 erzielt wird. Uie ersichtlich, können die Ventile 353, 345b, 353a und 349 derart eingestellt werden, daß lediglich der ZuflußA line 352 is connected to the space 350 between the outer shell 12 and the outer cover pipe 348, as well as to the rear flow inlet 352a, 322a in connection, which flow- control means or valves 353 as shown. In addition, the line 352 is in connection with the clarification line 352b, 345a which, as shown, has control or valve means 353a and 345b. An external sewage pipe 344a, 344b, which has pressure regulators 349 is in communication with line 352b, 345a as shown. A valve 353 controls the flow of the return flow into the line 352a, 352 and the space 350, which is the outer shell 12 surrounds. Valves 353, 353a and 345b can be adjusted to allow flow of the residue from the Reverse flow extraction 22 is permitted through line 345a and a mixing of the return flow coming from the outside is achieved with the residue, as well as a flow of the mixture in the line 352 and in the space between the Outer shell 12 and the outer cover tube 348 is achieved. Uie can be seen, the valves 353, 345b, 353a and 349 can be set so that only the inflow

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an won außen kommendem Klärmittelstrom in den Raum 350on the clarifying agent flow coming outside into the room 350

zugelassen ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere Vorteilhaft, wenn extrem niedrige Taupunkte erwünscht sind, uobei die Außenhülle 12 geringfügig durchlässig für Wasserdampf sein kann.is allowed. This embodiment is particular It is advantageous when extremely low dew points are desired, with the outer shell 12 being slightly permeable to Can be water vapor.

Falls erwünscht, kann die Ausführungsform in Fig. 1B dadurch modifiziert werden, daß die äußere Klärleitung 344a, 344b und die Druckregeleinrichtung 349, sowie die Leitungen 352b, 345a und die Ventile 353a und 345b weggelassen werden. If desired, the embodiment in FIG. 1B can thereby be modified that the outer clarification line 344a, 344b and the pressure control device 349, as well as the lines 352b, 345a and valves 353a and 345b can be omitted.

Der ausfließende Rückstrom bei den vorher angeführten Verfahren und der Vorrichtung, welcher eine hohe Konzentration an hochdurchtrittsfähigen Komponenten hat, kann abgeschieden werden oder er kann, falls wünschenswert, verdichtet und/oder kondensiert werden und zurück in die unter hohem Druck stehende Phase des Strömungsmittelspeisegemischs eingebracht werden, nachdem das Kondensat entfernt ist. Alternativ kann, wenn die in der Rückstromphase oder für diesen Fall in der von außen kommenden Klärphase vorhandenen Durchtrittskomponenten weiter konzentriert werden sollen, eine Stripperstufe angewendet werden, wobei die Zuleitung des Rohmittelstromes zwischen dem Stripper und den Abzugsabschnitten vorgenommen wird. Das wiederverdichtete Rückströmmittsl, welches beide Abschnitte durch-The outflowing backflow in the previously mentioned method and device, which has a high concentration of highly permeable components can be deposited or it can, if desired, be compacted and / or condensed and back into the high pressure phase of the fluid feed mixture be introduced after the condensate has been removed. Alternatively, if the in the reverse flow phase or, in this case, in the clarification phase coming from the outside, existing passage components are further concentrated are to be used a stripper stage, the feed of the raw material flow between the stripper and the trigger sections. The recompressed return flow medium, which runs through both sections

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quert hat, wird in den Boden des Strippars geleitet und in ihm vorhandene hochkonzentrierte Durehtrittskomponenten können aus dem Boden des Strippers abgezogen uerden.has crossed, is directed into the bottom of the strippar and Highly concentrated penetration components present in it can be drawn off from the bottom of the stripper.

Bei großen Anlagen kann die Expansion des Rückstandes an der Stelle 42 in einer Expansionsmaschine zum Erzielen einer Kühlung und mechanischer Leistung vorgenommen uerden. Durch die Kühlung wird eine Vortrocknung des nassen Speisestromes erzielt. Die erzeugte mechanische Leistung kann für die Kompressoren für den Speisestrom oder den zufließenden Klärmittelstrom verwendet werden.In large plants, the expansion of the residue at point 42 can be achieved in an expansion machine cooling and mechanical performance. The cooling results in a pre-drying of the wet feed stream achieved. The generated mechanical power can be used for the compressors for the feed stream or the incoming Clarifying agent stream can be used.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung können in ein kontinuierliches Betriebssystem integriert uerden, welches für die Fertigung von spezifizierter Zusammensetzung aus einem bestimmten Speisemittelbestand vorgesehen ist. Beispielsweise kann ein Speisemittelgemisch in eine Permeationssäulenvorrichtung gemäß Erfindung eingeführt uerden und es kann ein Teil des dabei erhaltenen Rückstandes zurückgeführt und im Gegsnstrom hinter die permeablen Rohre, welche den Speisestrom führen, geführt uerden. Die Schlüssalkomponenten aus dem Speisestrom dringen in die Rohre ein und uerden durch den Rückstrom oder Klärstrom abgeführt. Der Rückstrom einschließlich dar Durchtrittsmasse kann dann in eine Stripparstufe eingeführt werden,The method and the device according to the invention can be integrated into a continuous operating system, which is intended for the production of a specified composition from a certain stock of foodstuffs is. For example, a feed mixture can be introduced into a permeation column device according to the invention uerden and part of the residue obtained in this way can be returned and in countercurrent behind the permeable Pipes, which carry the supply current, are routed. The key components from the feed stream penetrate into the pipes in and are discharged by the return flow or sewage flow. The return flow including the passage mass can then be introduced into a stripping stage,

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welche eine Durchtrittsmasse fertigt, die noch reicher an den durchtrittsPähigen Komponenten ist, und der Rückstand wird ähnlich in eine andere Permeationsstufe oder eine Stripperstufe eingeführt, uelche eine verbleibende Masse fertigt, die ärmer an durchtrittsfähigeren Komponenten ist. Ein solches System ist in mancher Hinsicht in seinem Strömungsmuster einer Mehrfach-Fraktionierkolonne sehr ähnlich. Außerdem kann man unterschiedliche Membranen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit und unterschiedlichem Trennvermögen in ausgewählten Abschnitten des Systems verwenden, um die Anzahl von Stufen zu minemieren oder die Reinheit des Produkts zu rnaximieren.which creates a penetration mass that is even richer is the permeable components, and the residue is similar to another permeation stage or a Stripper stage introduced, there is a remaining mass manufactures that is poorer in more penetrable components. Such a system is in some ways in its flow pattern very similar to a multiple fractionation column. You can also use different membranes with different Use permeability and different separability in selected sections of the system, to minimize the number of stages or to maximize the purity of the product.

Beim Trocknen von Strömungsmitteln, wo das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung angewendet werden, ist das volumetrische Strömungsverhältnis zwischen optimalem Klärstrom pro Speisestrom größer als 1 und liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1 und einem Gesamtrückstrom, der zur Selbstreinigung verwendet wird. Die aktuelle volumetrische Strömungsrate für den Rückstrom kann gemäß der folgenden Formel bestimmt werden!In the drying of fluids where the method and apparatus according to the invention are applied the volumetric flow ratio between optimal sewage flow per feed flow is greater than 1 and is preferably in the range of about 1 and a total return flow that is used for self-cleaning. The actual volumetric flow rate for the return flow can be determined according to the following formula!

P/F χ (R+D) R(PHi/pLo) > (1) R= oder P/F = = 1P / F χ (R + D) R (PHi / p Lo)> (1) R = or P / F = = 1

PHi/PLo χ R+DPHi / PLo χ R + D

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4098A7/070 14098A7 / 070 1

uorin R die Strömungsrate für den Rückstrom bezeichnet, welcher in volumetrischen Standardeinheiten pro Zeiteinheit gemessen wird, z. B. gemäß der amerikanischen Abkürzung scfm, uorin D den Anteil der Strömungsrate am Gesamtprodukt bezeichnet, welches aus dem System für einen äußerlichen Gebrauch abgezogen wurde und in denselben Standardeinheiten wie R gemessen wird, uorin p^ den vollen Druck in der Hochdruckphase an dem Produktende des Systems, ohne Rücksicht auf die Art in welcher das nach außen abgezogene Produkt entfernt.ist, sei es bei vollem Druck oder unter Reduktion durch ein Ventil oder einen Druckregler, bezeichnet und in absoluten Druckeinheiten, uie die amerikanische Druckeinheit psia gemessen ist, worin pi den Druck in der Niederdruckphase an dem Ende des Systems bezeichnet, in welches der Rückstrom oder der zu— geführte Klärstrom einfließt und in denselben absoluten Druckeinheiten wie t^, wie in der amerikanischen Druck— einheit psia, gemessen ist, und worin P/F das Verhältnis der aktuellen volumetrischen Strömung des Rückstromes oder Klärstromes zu der aktuellen volumetrischen Strömung des Speisestromes bezeichnet und gleich oder größer als ist.uorin R denotes the flow rate for the return flow, which in volumetric standard units per unit of time is measured, e.g. B. according to the American abbreviation scfm, uorin D is the proportion of the flow rate in the total product denotes which was withdrawn from the system for external use and in the same Standard units of how R is measured, uorin p ^ the full Pressure in the high pressure phase at the product end of the system, regardless of the manner in which the withdrawn to the outside Product removed. Be it at full pressure or under reduction by a valve or a pressure regulator, designated and in absolute pressure units, uie the American unit of pressure is measured as psia, where pi is the pressure in the low pressure phase at the end of the System designates into which the return flow or the supplied sewage flow flows and in the same absolute flow Pressure units like t ^, as in American printing— unit psia, and where P / F is the ratio of the actual volumetric flow of the return flow or clarification flow to the current volumetric flow of the feed flow and is equal to or greater than is.

Wenn das Speiseströmungsmittelgemisch eine mit Wasser un— mischbare Flüssigkeit ist, nimmt Gleichung (i) eine unter—If the feed fluid mixture is un- is a miscible liquid, equation (i) assumes a sub-

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schiedlicho Farm an. Ein zusätzlicher Klärstrorn ist erforderlich, falls das 'Wasser komprimiert ist, uenn es in dem flüssigen Strümungsmittelstram geläst ist. In einem Fall, ijo ein Teil des flüssigen Produktes verdampft wird, damit es als Klärmittel bei einem Druck p. dient, nimmt die Gleichung die folgende Form an:different farm. An additional sewage flow is required if the water is compressed when it is in the liquid Strümmittelstram is relieved. In one In the event that part of the liquid product is evaporated, so that it acts as a clarifier at a pressure p. serves, the equation takes the following form:

(2) eR = (P/F) χ (R+D) x Hf ,(2) eR = (P / F) χ (R + D) x H f ,

worin e das Volumen-Expansionsuerhältnis des Klärmittels ist, uelches verdampft ist und auf die Temperatur der Permeationskolonne gebracht ist, worin Hf die Henrysche Lösungskonstante für die flüchtige durchtrittsfähige Komponente in der Form eines Verhältnisses der Raumladungsdichte der Komponente im Lösungszustand zu derjenigen in einem Gasraum im Gleichgewicht mit dem Speisestrom bei Säulentemperatur ist. Bei einem flüssigen Speisestrom, wo das HückfluSströmungsmittel ein geeignetes Gas oder ain geeigneter Dampf ist, sollte der Klärstrom den Speisestrom in Η« übersteigen. Fi it einer geeigneten Flüssigkeit für den Klärmittelstrom modifiziert Hf seine minimale erforderliche Strömungsrate.where e is the volume expansion ratio of the clarifying agent, uelches is evaporated and brought to the temperature of the permeation column, where H f is Henry's solution constant for the volatile permeable component in the form of a ratio of the space charge density of the component in the solution state to that in a gas space in Equilibrium with the feed stream at column temperature. In the case of a liquid feed stream, where the return flow medium is a suitable gas or vapor, the clarification flow should exceed the feed flow in 3/4. For a suitable liquid for the clarifier flow, H f modifies its minimum required flow rate.

Die volumetrische Speisestromrate wird bei einem Druck bestimmt, bei welchem der Speisestrom durch die Rohre hindurchtritt. Diese Rate wird aus den Reßergebnissen einesThe volumetric feed flow rate is determined at a pressure at which the feed stream passes through the pipes. This rate is made up of the tear results of a

4098 4-7/0701 - 25 -4098 4-7 / 0701 - 25 -

23271 OB23271 OB

atmosphärischen NaÜzühlers für das Produkt und das ab-" fließende Klärmittel errechnet und ergibt das aktuelle Volumen des Speisestroms pro [''iinutB, Jenn das Ergebnis durch das Innenvolumen der Rohre getoi.lt wurde, uurde eine Speisestromrate in Musdrücken des aktuellen Volumens des Speisestromes pro Minute pro Volumen der Rohre gefunden, abgekürzt V/v/min. Für beste Ergebnisse uird vorzugsweise eine Speisestromrats im Bereich von 0,01 V/v/min bis 100.ODO V/V/min verwendet.atmospheric water cooler for the product and the flowing clarifier is calculated and gives the current volume of the feed stream per ['' iinutB, Jenn the result was determined by the internal volume of the tubes, a feed flow rate in puree pressures of the actual volume of the Feed flow found per minute per volume of the tubes, abbreviated V / v / min. For best results it is preferred a feed rate in the range of 0.01 V / v / min to 100.ODO V / V / min used.

Allgemein u/erden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die in der Hochdruckphase oder der Speiseströmungsmittelgemischphase verwendbaren Drücke durch die mechanische Festigkeit und die Abmessungen der permeablen Hohlglieder oder Rohre und der Außenhülle bestimmt. Drücke von unterhalb oes Umgebungsdruckes bis ungefähr 1.000 Atmosphären können als durchführbar angesehen werden, wenn Rohre mit geringem Durchmesser von ungefähr 0,05 bis ungefähr 12,7 mm oder mehr angewendet werden. Die Drücke in der Hochdruckphase undiin der Niederdruck-Rückstrüm- oder Klärphase können unterhalb des Atmosphärendrucks liegen, solange eine Druckdifferenz zwischen den beiden Phasen vorhanden ist. Die Phase mit dem geringeren Druck oder das Rückströmmittel sollte einen Druck haben, der im Bereich von etwa 90 % bis weniger als ungefähr 1 %, und vorzugsweise ungefähr 50 /ΌIn general, when carrying out the process of the invention, the pressures that can be used in the high pressure phase or the mixed feed fluid phase are determined by the mechanical strength and dimensions of the permeable hollow members or tubes and the outer shell. Pressures from below ambient to about 1,000 atmospheres can be considered feasible when using small diameter pipes of about 0.05 to about 12.7 mm or more. The pressures in the high pressure phase and in the low pressure backflow or clearing phase can be below atmospheric pressure as long as there is a pressure difference between the two phases. The lower pressure phase or return fluid should have a pressure ranging from about 90 % to less than about 1 %, and preferably about 50 / Ό

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oder ueniger des Druckes in der Hochdruckphase beträgt, uenn eine Selbstklärung angeuendet uird. Uenn ein von außen kommender Klärstrom verwendet uird, welcher im wesentlichen frei von Wasser ist, kann der von außen kommende Klärstram einen geeigneten Druck haben, der höher, niedriger oder gleich dem Druck in der Hochdruckphase ist. Der Druck von gesättigtem Wasserdampf bei Umgebungstemperatur kann als untere Grenze für den Klärmitteldruck verwendet werden. Im allgemeinen soll je nach der verwendeten Ausrüstung beim Trocknen von Luft die Hochdruckphase oder Speisemittelphase vorzugsweise unter einem Druck stehen, der im Bereich von etwa 1.000 atm bis ungefähr 2 atm absolut liegt, und die Niederdruckphase soll vorzugsweise unter einem Druck stehen, der etwa 50 y0 oder weniger als derjenige der Hochdruckphase beträgt und vorzugsweise Atmosphärendruck ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß ein Klärmittelstrom oder Rückflußstrom unter atmosphärem Druck bei einem Speisemitteldruck verwendet werden kann, welcher in der Nähe des atmosphärischen Druckes liegt.or less of the pressure in the high pressure phase, if a self-clearing u is used. If a sewage stream coming from the outside is used which is essentially free of water, the sewage stream coming from the outside can have a suitable pressure which is higher, lower or equal to the pressure in the high pressure phase. The pressure of saturated water vapor at ambient temperature can be used as the lower limit for the clarifier pressure. In general, depending on the equipment used, when drying air, the high pressure phase or the feed phase should preferably be under a pressure which is in the range of about 1,000 atm to about 2 atm absolute, and the low pressure phase should preferably be under a pressure which is about 50 y Is 0 or less than that of the high pressure phase, and is preferably atmospheric pressure. It should be noted, however, that an atmospheric pressure clarifier stream or reflux stream can be used at a feed pressure which is near atmospheric pressure.

Für die Betriebstemperaturen und die Temperaturen des Speise· strömungsmitteigemischs und des Rückfluß- oder Klärströmungsmittsls sind die oberen und unteren Temperaturen abhängig von der thermischen Stabilität und der Aufrechterhaltung der Permeabilität des verwendeten permeablen Materials^,For the operating temperatures and the temperatures of the feed fluid mixture and the reflux or clarifying fluid the upper and lower temperatures are dependent on the thermal stability and maintenance the permeability of the permeable material used ^,

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Demgemäß können Temperaturen im Bereich von etua -500C bis etua +400 C angewendet werden. Es künnen jedoch auch Temperaturen außerhalb dieser Temperaturbereichsgrenzen bei einem speziellen semipermeabler membranartigen Material veruendet uerden.Accordingly, temperature can be employed in the range of etua -50 0 C to +400 C etua. However, temperatures outside these temperature range limits can also be used with a special semipermeable membrane-like material.

Für das obige l/erfahren und die obige Vorrichtung uird darauf hingewiesen, daß der Speiseströmungsmittelstrom in den zwischen der Außenhülle und den Rohren gebildeten Raum, d. h. durch die Hülle, eingebracht uerden kann und daO der Rückflußstrom oder Klärmittelstrom im Gegenstrom durch das Rohrbündel geführt uerden kann. Jedoch ist es manchmal vorteilhaft, daß die Phase mit dem höheren Druck, d. h. das Speiseströmungsmittelgemisch, in das Innere der kleinen Hohlglieder oder Rohre ehsr eingeführt uird, als durch die weite Hülle, damit die Notwendigkeit vermieden wird, Hüllen auszubilden, die hohen Drücken uiderstehen.Learn about the above and the above device noted that the feed fluid flow in the space formed between the outer shell and the tubes, d. H. through the shell, introduced and daO the reflux stream or clarifying agent stream can be passed through the tube bundle in countercurrent. However, sometimes it is advantageous that the phase with the higher pressure, i. H. the feed fluid mixture, inside the small ones Hollow links or tubes are introduced rather than through the wide envelope to avoid the need to form envelopes that can withstand high pressures.

Das Verhältnis P/F von Klärmittel- zu Speisemittelstrom liegt im Bereich von grüßer als 1 bis zum Gesamtrückfluß— strom. Ein vergrößertes Verhältnis von P/F ist besser fähig, den Taupunkt des Produktes von täglichen Wechseln der Umgebungstemperatur und des Feuchtigkeitsgrades an dem Speiseende der Säule abzuschirmen. Bei einem Betrieb in gleichbleibendem Zustand bei einem Gesamtrückflußstrom wird die maximale Trocknungsfähigkeit des Systems Druck—The P / F ratio of clarifier to feed stream is in the range from greater than 1 to total reflux - current. An increased P / F ratio is better able to reduce the dew point of the product from daily changes the ambient temperature and humidity level at the feeding end of the column. At one company in a steady state with a total reflux flow, the maximum drying capacity of the pressure system is

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2 3-J 7 1 062 3- J 7 1 06

und Strömungsbedingungen gernessen.and flow conditions.

Bsi einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt Fig. einen Heizmantel 11, welcher rings der Hülle 12' am Speiseende A1 angeordnet ist. Das Kopfstück 14', das Rohrbündel 10',. der Lgitungsanschluß 18', 24', der Sammelraum 36' und die Endabdichtung 26' sind sämtlich wie auch ihre erforderlichen Gegenstücke an dem Produktende B in derselben Weise angeschlossen, uie in Fig. 1 gezeigt und im Zusammenhang damit beschrieben.In another embodiment of the invention, FIG. 1 shows a heating jacket 11 which is arranged around the casing 12 'at the feed end A 1 . The head piece 14 ', the tube bundle 10',. the conduit connector 18 ', 24', the plenum 36 'and the end seal 26', as well as their required counterparts, are all connected to the product end B in the same manner as shown in FIG. 1 and described in connection therewith.

Dieser Heizmantel ist fähig, die Säulenkapazität auszudehnen, so daß Speisemittelstrüme mit höherer Taupunkttemperatur bearbeitet worden können, uie auch Speisemittelströrne, die mitgerissenes Uasssr enthalten.This heating mantle is able to expand the column capacity so that feed streams with higher dew point temperatures can be processed, including feed streams that contain entrained Uasssr.

Die Temperatur des Speiseendes A1 uird auf einer Temperatur gehalten, die größer ist, als diejenige für das Hroduktende der Säule und die im Bereich i/on -17,5 bis 93,5 C (1 bis 200°F), und vorzugsweise von -6,1 bis +37,80C (20 bis 100 F)The temperature of the feed end A 1 is maintained at a temperature greater than that for the product end of the column and that is in the range of from -17.5 to 93.5 C (1 to 200 ° F), and preferably from -6.1 to +37.8 0 C (20 to 100 F)

liegt.lies.

Damit somit Speiseströme mit hohen Taupunktstemperaturen v/erarbeitet werden können, wurde gefunden, daß es wünschenswert ist, die Säule an dem Speiseende aufzuheizen.So that feed streams with high dew point temperatures can be processed, it has been found to be desirable is to heat the column at the food end.

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

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GernäO Fig. 3 wird ein nasser Speisemittelstrom vor seinem Eintritt in die aufgeheizte Zone 46 einer geeigneten Säule aufgeheizt,, Der Speisemittel strom durchläuft dann eine Mehrzahl won Zonen 47 bis 52, welche fortschreitend kühler sind, bis er die kühlste Zone 52 an dem Produktende der Säule erreicht. Es ist auch möglich, den Klärmittel- oder RückfIu3strom (bei der Selbstklärung) vorzukühlen,. bevor er in die Säule an dem Produktende eintritt. Auch wird darauf hingewiesen, daß zusätzliches vorgeheiztes Klärmittel in die Säule .an irgendeiner geeigneten Stelle eingeführt werden kann«As shown in Fig. 3, a wet feed stream is in front of it Entry into the heated zone 46 of a suitable column heated, the feed stream then passes through a plurality of zones 47 to 52, which progressively cooler until it reaches the coolest zone 52 at the product end of the column. It is also possible to use the clarifier or Pre-cooling the return flow (during self-clarification). before it enters the column at the product end. Also will advised that additional preheated clarifier introduced into the column at any convenient location can be"

Die dritte Ausführungsform gemäß der Erfindung betrifft einen Fall, bei dem ein KlärmittBlstrom aus trockenem Gas im Gegenstrom für das Einleiten der Verdampfung und Abkühlung eines flüssigen Speisestromes verwendet wird, welcher mischbares Wasser enthält, wobei der Speisemittelstrom in der Mitte der S,äule aufgeheizt wird und die Kondensationswärme des Uasserdestillatas zum Vorwärmen des flüssigen Speisemittelstroms am bodenseitigen Ende der Säule ausgenutzt wird.The third embodiment according to the invention relates to a case in which a clarifying agent stream of dry gas countercurrent to initiate evaporation and cooling a liquid feed stream is used which contains miscible water, the feed medium stream in the middle of the column is heated and the condensation heat of the Uasserdestillatas to preheat the liquid Feed medium flow is used at the bottom end of the column.

Diese Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, welche eine mehrfach uirkende kontinuierliche Uasserdesfcillationssäule oder -hülle 54 zeigt, die ein Bündel von Rohren 56 aufweist,This embodiment is shown in Fig. 4, which is a multiple operating continuous water desfcillation column shows or envelope 54 comprising a bundle of tubes 56,

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welche aus sinem gcsigneten Material bestehen, welches selektiv/ für Wasser durchlässig ist.which consist of their signed material, which selective / permeable to water.

Gemäß Fig. 4 ist die Hülle 54 in einem Winkel zur Vertikalen angebracht, um die Entfernung von Lufttaschen aus der Mülle dadurch zu gewährleisten, daß der flüssige Speisemittelstrom aufwärts strömt. Eine Mehrzahl von hohlen Permeationsrohren 56 sind innerhalb der Hülle angeordnet. Rings der Hülle ist in der hitte der Säule eine eng gewickelte Heizschlange 58 angebracht. Die Heizschlange wird derart angeordnet, daß sie eine Heizzone 59 erzeugt, die sich gleich weit von jedem Ende der Hülle 54 befindet. An ihrem Mittelpunkt wird die Temperatur der Heizzone durch einen Temperaturfühler 62 (z. B. ein Thermoelement) gemessen. Ein Signal wird über die Leitung 64 in eine Temperaturkontrolleinrichtung 66 geleitet, welche die Temperatur der Zone 59 auf einem vorbestimmten Wert T hält. Eine Pumpeinrichtung 68 hält die kontinuierliche Zirkulation des flüssigen Speisemittelstroms durch die Hülle 54 aufrecht. Temperaturfühler (Thermoelemente) 70, 72, 74 und 76 werden an richtigen Stellen rings der Hülle zur Messung der Temperaturen am Speiseflüssigkeitseinlaß und -auslaß ange— r ordnet, die an einem Uielpunkt-Temperaturanzeigegerät 78 abgelesen werden.4, the envelope 54 is mounted at an angle to the vertical to ensure the removal of air pockets from the garbage by causing the liquid feed stream to flow upward. A plurality of hollow permeation tubes 56 are disposed within the envelope. A tightly wound heating coil 58 is attached around the envelope in the middle of the column. The heating coil is positioned to create a heating zone 59 equidistant from each end of the envelope 54. At its center point, the temperature of the heating zone is measured by a temperature sensor 62 (e.g. a thermocouple). A signal is passed via line 64 to a temperature control device 66 which maintains the temperature of zone 59 at a predetermined value T. A pumping device 68 maintains the continuous circulation of the liquid feed stream through the sheath 54. Temperature sensors (thermocouples) 70, 72, 74 and 76 are rings of the casing for measuring the temperatures at the feed fluid inlet and outlet reasonable r arranged to be read on a Uielpunkt temperature display device 78 at right places.

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Ein trockener Klärmittelstrorn (Luft) wird über die Leitung 80 in das Innere der Rohre 56 eingeleitet und über die Leitung 82 in einen Abscheider 04 herausgeleitet, Ventile 86, die in der Leitung 80 angeordnet sind, halten einen geeigneten Druck in dem Klärmittelstrom in den Rohren und ebenfalls die gegenläufige Klärmittelströmung durch die Rohre 56 aufrecht. Ein Naßzähler (nicht gezeigt) mißt die Klärmittelströmung. Vielfache l/ersuche werden angestellt, um die Leckdichtigkeit der Hülle 54 und der Rohre 56 festzustellen. Rings der Hülle 54 uird eine Isolierung angebracht, um Uärmeverluste zu vermeiden. Temperaturfühler 88 und 90 messen die Einlaß- und Auslaßtemperatur des Klärmittelstromes.A dry clarifier stream (air) is over the pipe 80 introduced into the interior of the tubes 56 and via the Line 82 led out into a separator 04, valves 86, which are arranged in line 80, hold one suitable pressure in the clarifying agent flow in the pipes and also the counter-rotating clarifying agent flow through the tubes 56 upright. A wet meter (not shown) measures the clarifier flow. Multiple requests are made, to determine the leak tightness of the envelope 54 and the tubes 56. Insulation is provided around sheath 54 appropriate to avoid heat losses. Temperature sensor 88 and 90 measure the inlet and outlet temperatures of the clarifier stream.

Der flüssige Speisemittelstram tritt in die Hülle 54 bei Umgebungstemperatur ein und der trockene Klärmittelstrom tritt in die Rohre 56 an dem oberen Ende der Hülle 54 ein. Beide dieser Ströme werden geheizt, wenn sie durch die aufgeheizte Hittelzone 59 hindurchströmen. Der flüssige Speisemittelstrom, welcher die Heißzone verläßt, wird durch Abdampfung seines Uassers in den trockenen Klärmittelstrom gekühlt. Der flüssige Speisemittelstrorn, welcher in die Heißzone von dem Zuführende her eintritt, ist durch die ■Condensation von Uasser aus dem Klärmittelstrom uorgeujarrnt, welcher aus der Heißzone austritt. Im idealen FallThe liquid feed stream enters the envelope 54 Ambient temperature and the dry clarifier stream enters tubes 56 at the top of envelope 54. Both of these streams are heated as they pass through the heated central zone 59. The liquid one Feed stream leaving the hot zone is converted into the dry clarifying agent stream by evaporation of its water chilled. The liquid feed stream entering the hot zone from the feed end is through the ■ Condensation of water from the clarifying agent flow uorgeujarrnt, which emerges from the hot zone. In the ideal case

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treten das Speisemittel und das Klärgas in die und aus der Permeations-Destillierhülle 54 bei annähernd derselben Temperatur, mit Vorzug Umgebungstemperatur ein bzuo ausa Der Heizer 58 liefert Uärme lediglich zum Ausgigich von Isolierungsverlusten und von irgendwelchen geringen thermi schen Ungleichgewichten des Systems. Im Ergebnis ist somit die Hülle 54 in eine Verdampfungszone 92 und eine Konden— sationszone 94 unterteilt.enter the feed means and the sewage gas in and out of the permeation Destillierhülle 54 at approximately the same temperature, with preference ambient temperature BZU o from a the heater 58 provides Uärme merely for Ausgigich of insulation losses and any low thermi rule imbalances of the system. As a result, the shell 54 is divided into an evaporation zone 92 and a condensation zone 94.

Das destillierte Speisemittelkondensat tritt aus dem Rohr mit dem nassen Klärmittelstrom über die Leitung 82 aus. Das flüssige Spaisomittel tritt über die Leitung 96 an demjenigen Ende der Hülle 54 aus, uo dar trockene Klärmittel— strom eintritt. Dieser austretende Speisernittelstrom hat einen verringerten Wasseranteil, da er Z'jm Teil in einem Maße getrocknet uurde, welches dem Uasserdampf entspricht^ uelchor durch das Klärgas abgeführt uurdeo The distilled feed condensate exits the pipe with the wet clarifier stream via line 82. The liquid spaiso exits via line 96 at the end of envelope 54 where the dry clarifier stream enters. This exiting feeder medium flow has a reduced water content, since it was partly dried to an extent which corresponds to the water vapor and was discharged by the sewage gas or similar

Eine adiabatische Verdampfung des Wassers aus flüssigem Wasser erzeugt eine Kühlung des Gemische und verringert außerdem den in dem Gemisch verbleibenden Wasseranteil. In dem Verdampfungsabschnitt 92 der Hülle 94 tritt Wasser in die heiße Zone bei einer Temperatur T (heiß) und mit einer Rate Fl? 9A1^n ein, Beim Hindurchlaufen durch den Verdampfungsabschnitt setzt eine Verdampfung von C g/min den Wasseranteil des Speisemittels auf R1 g/min herab undAdiabatic evaporation of the water from liquid water creates a cooling of the mixture and also reduces the proportion of water remaining in the mixture. In the evaporation section 92 of the envelope 94, water enters the hot zone at a temperature T (hot) and at a rate Fl? 9A 1 ^ n a, When passing through the evaporation section, an evaporation of C g / min reduces the water content of the feed to R 1 g / min and

— H —- H -

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kühlt ihn von T (heio) auf T (kalt). Die obige Erscheinung kann durch die folgenden Formeln beschrieben werden:cools it from T (heio) to T (cold). The above appearance can be described by the following formulas:

h
/3\ lr)/ \ = In (I+C/IMjl) - In (1-CA-I2) =
H
/ 3 \ lr) / \ = In (I + C / IMjl) - In (1-CA - I 2 ) =

M1 S[T (heiß) - T (kalt)lM 1 S [T (hot) - T (cold) l

Darin ist In der natürliche Logarithmus, 3 die mittlere spezifische Wärme des Speisewassergernischs oder L die mittlere latente l/erdampfungswärme von Wasser aus dem flüssigen Speisemittel.Therein In is the natural logarithm, 3 the middle one specific heat of the feed water mixture or L is the mean latent l / heat of vaporization of water from the liquid foodstuffs.

Diese Formel gibt nicht an, wieviel Wasser durch diese Art von Vorrichtung verdampft werden kann. Sie beschreibt jedoch lediglich die adiabatische Kühlwirkung in Ausdrücken des Verhältnisses der Wasserverdampfung zu den Uasserzirkulationsströmungen. Sie tragt bei der experimentellen Einstellung der Betriebsvariablen für das thermische Gleichgewicht bei.This formula does not indicate how much water can be evaporated by this type of device. she describes but only the adiabatic cooling effect in terms the ratio of water evaporation to water circulation flows. She contributes to the experimental Setting the operating variables for thermal equilibrium at.

Fig. 5 zeigt sine andere Ausführungsform zum Aufheizen der Nitte der in Zusammenhang mit Fig. 4 beschriebenen Hülle.Fig. 5 shows another embodiment for heating the center of the envelope described in connection with FIG.

In dieser Ausführungsform hat die verwendete Hülle zwei voneinander getrennte Abschnitte, einen Uerdampfungsab-In this embodiment, the sheath used has two separate sections, an evaporation

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schnitt 98 und einen Kondensationsabschnitt 1QG. Das Rohrbündel 102 in dem Verdampfungsabschnitt kann, falls eruünscht, aus einem anderen Material sein, als das Rohr 104, welches in dam Kondensationsabschnitt angeordnet ist. Eine Hußenheizung 106 heizt und steuert die Temperatur des strömenden Speisemittel-Uasser-Gemischs. Bei einer Aus— führungsform uar dia Heizeinrichtung 106 ein HeiiSwasserbad, welches eine Kupferschlange 108 und einen Tauchsieder 110, sowie Temperaturmeßmittel 112 aufwies, die mit einer Temperatursteuereinrichtung 114 verbunden waren. Die Heißwasserleitung 116 tritt in den Hüllenabschnitt 98 ein und tritt aus dsm Kondensationsabschnitt über die Leitung 118 aus. Temperaturmeßmittel 120 und 122 messen dia Einlaß- und Auslaßtemperatur des zirkulierenden Wassers.section 98 and a condensation section 1QG. The tube bundle 102 in the evaporation section can, if so desired, be made of a different material than the tube 104, which is arranged in the condensation section. One The hat heater 106 heats and controls the temperature of the flowing feed-water-mixture. In the event of an management form uar dia heating device 106 a hot water bath, which has a copper snake 108 and an immersion heater 110, and temperature measuring means 112 associated with temperature control means 114 were connected. The hot water line 116 enters the shell section 98 and exits from the condensation section via line 118. Temperature measuring means 120 and 122 measure the inlet and outlet temperatures of the circulating water.

Es wird darauf hingewiesen, daß auch andere Heizmittel hier verwendet werden können und daß dieses l/erfahren auch unkontinuierlich oder postenweise mit rückgeleiteter Flüssigkeit oder kontinuierlich mit einer Folge von Säulen durchgeführt werden kann, um einen gewünschten Trocknungsgrad für die mit Uasser gemischte Flüssigkeit in einem Schritt durch das System zu erhalten. Das austretende Klärgas kann zurückgeführt werden, wenn das Kondensat entfernt wurde, und mit einer Folge von Säulen kann dasselbe Klärgas nacheinander in allen dieser Säulen verwendet werden, wobei das Uasserkondensat zwischen den einzelnen Stufen entferntIt is pointed out that other heating means can also be used here and that this is also experienced discontinuously or carried out batchwise with returned liquid or continuously with a series of columns can be adjusted to a desired degree of dryness for the water mixed liquid in one step to get through the system. The emerging sewage gas can be returned when the condensate has been removed, and with a series of columns, the same sewage gas can be used in all of these columns in succession, whereby the water condensate removed between the individual stages

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wird. Wenn das System oberhalb Atmosphärendruck betrieben ulrd, kann die Temperatur der Heißzone oberhalb des Siedepunktes bei Atmosphärendruck für einen größeren üassertransport durch die Wände des permeablen Materials liegen.will. When the system operated above atmospheric pressure ulrd, the temperature of the hot zone can be above the boiling point at atmospheric pressure for greater water transport through the walls of the permeable material.

In den Ausführungsformen gemäß Erfindung, bei denen eine einzige Säule verwendet wird, ist es vorteilhaft, die Strömung für den flüssigen Speisestrom in der Hülle dicht in die Nähe der Heizung zu legen, wohingegen bei einer zusammengesetzten Säule und einer Außenheizung die Hülle und die Rohre vertauscht werden können, ebenso wie in den anderen Ausführungsformen gemäß Erfindung.In the embodiments according to the invention in which a If a single column is used, it is advantageous to seal the flow for the liquid feed stream in the envelope to be placed near the heater, whereas in the case of a composite Column and an external heater, the shell and the pipes can be interchanged, as well as in the other embodiments according to the invention.

Die folgende Tabelle gibt die verschiedenen Trocknungsanwendüngen für die Erfindung an:The following table gives the various drying applications for the invention to:

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SPEISi- ; 1TTJJ.SPEISi-; 1 DDYY.

EMPFEHLUNG LiERASS DLn1 MÜH-LIEGENDEN OFFENBAKUNG___RECOMMENDATION LiERASS DLn 1 MÜH- LYING OFFENBAKUNG___

ERGEONISERGEONIS

FnI1U-S s i fl.kei.t.e.njiF n I 1 U - S si fl.kei.tenji

Uasser - mischbarUasser - mixable

mit aJassar nicht mischbarCannot be mixed with aJassar

in i t oeri ss an ain i t oeri ss an a

in nicht mischbaren Flüssigkeitenin immiscible liquids

in Gasenin gases

gesättigt bei oder unter halb üVigebunqszustandsaturated at or below half-good-value

gesättigt oberhalb Umgebungszustand saturated above ambient condition

schlieft azosleeps azo

Hittel-HeizungHittel heater

i'ühlen des ProduktsndasI feel the product

(wesentlich) für viel mitge rissenes Wasser(essential) for a lot of entrained water

Heizen dos üpeisaendes und Kühlen des Produktendos (wahlweise)Heating dos üpeisaendes and Cooling the product end (optional)

!■laizen det; Speiseendes und Kühlen des Produktendes! ■ laizen det; Food and Cooling the end of the product

Kühlen des lJroduktendesCooling the l J roduktendes

(i.iesantlich für sohr hohe Taupunkte des Spaisemittels) Heizen das dpaiseandes und Kühlesn des Produktendes (wahlweise)(especially for such high dew points of the spa medication) Heat the dpaiseandes and Cooling the end of the product (optional)

.f >!,.'iio o.in«.f>!,. 'iio o.in «

destilliertes Uassar vom Klärrnittelaus™ trittsstromDistilled Uassar from Klärrnittelaus ™ ingress current

plus Produkt trockener alsplus product drier than

jpeisemitteljfood

besser getrocknetes Produktbetter dried product

besser getrocknetes Produktbetter dried product

besser getrocknetes Produktbetter dried product

besser getrocknetes Produktbetter dried product

besser getrocknetes Produktbetter dried product

Fig. 5A zeigt einen FluGplan eines im wesentlichen vollständigen Systems, welches in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist und zum Trennen von Strörnungsmittelgemischen und insbesondere zur Entfernung von Feuchtigkeit und/oder anderen Schlüsselkomponanten von Luft dient. Gemäß Fig. 5A uird nasse Luft in einen Kompressor eingeführt und auf einen vorgewählten verhältnismäßig hohen Druck komprimiert, sowie beispielsweise auf5A shows a flow diagram of a substantially complete System constructed in accordance with the invention and for separating impurity mixtures and especially for removing moisture and / or other key components of Air serves. Referring to Figure 5A, wet air is fed into a compressor introduced and compressed to a preselected relatively high pressure, such as, for example

2 einen Druck im Bereich von etua 3,5 bis 1Q,5 kg/cm . Die komprimierte nasse Luft kann in einem konventionellen Speicher bis zum Gebrauch gespeichert werden. Die komprimierte nasse Luft kann weiter behandelt werden, falls erforderlich, um Öl zu entfernen, z. B1 dadurch, daß die Luft durch aktivierten Kohlenstoff oder andere übliche Mittel geleitet wird. Aufierdem können Uassertröpfchen oder übermäßige Feuchtigkeit durch Hindurchschicken der Luft durch einen Kühler, einen Entfeuchter, einen Filter und/oder einen Wasserabscheider oder andere geeignete Mittel entfernt werden. Nach einer solchen Behandlung soll die komprimierte nasse Luft keine Uassertröpfchen enthalten, kann jedoch noch mit Wasser gesättigt sein. Die so behandelte komprimierte nasse Luft kann nun in die Permeations—Trennsäule eingeführt werden und wie oben beschrieben, behandelt werden.2 a pressure in the range from about 3.5 to 10.5 kg / cm. The compressed wet air can be stored in conventional storage until used. The compressed wet air can be further treated, if necessary, to remove oil, e.g. B 1 in that the air is passed through activated carbon or other conventional means. Additionally, water droplets or excess moisture can be removed by passing the air through a cooler, dehumidifier, filter and / or water trap, or other suitable means. After such a treatment, the compressed wet air should not contain any water droplets, but it can still be saturated with water. The compressed wet air thus treated can now be introduced into the permeation separation column and treated as described above.

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In einer Zeit, uo wenig trockene Luft verbraucht wird, so wie bei Nacht, würde ein Liberschuß an Klärmittel ein unerforderlicho Belastung des Kompressors bedeuten. Falls gewünscht, kann das oben beschriebene Permeations-Trocken-System derart angepaßt sein, daß der Klärmittel- oder RückfluSstrom proportional zum Produktverbrauch an trockener Luft ist. In sinsm solchen Fall kann eine Ausführungsform wie in Fig. 5B gezeigt, angewendet werden. 'Jährend der Zeit, in welcher dor Kompressor betätigt ist, den Druck in dem Vorratsbehälter für trockene Luft zu ergänzen, trocknet und klärt der Permeationstrockenapparat. Uährend der Kompressor abgeschaltet ist, verhindert ein Einstellventil vom Produktvorratsbehälter ein Zurückfließen von Produkt aus dem Tank und stoppt die Strömung des Reinigungs— mittelstromes zu dem Expansionsteil der Säule. Das Ausmaß der Klärmittelströmung wird durch eine feststellbare, an den Ausgang des Kompressors anpaßbare Einstellung, wie eine MeGblende, zugemessen. Diese Anordnung schafft einen Klärmittelstram, welcher proportional zum Verbrauch an trockener Luft ist.At a time when little dry air is consumed, so as at night, an excess of clarifying agent would become indispensable Mean load on the compressor. If desired, the permeation drying system described above can be used be adapted so that the clarifier or reflux flow is proportional to the product consumption in dry air. In such a case, an embodiment as shown in Fig. 5B can be applied. '' During the time in which the compressor is operated, the pressure To replenish in the dry air storage tank, the permeation dryer dries and clears. Urgent the compressor is switched off, an adjustment valve prevents the product storage container from flowing back Product from the tank and stop the flow of cleaning— medium flow to the expansion part of the column. The extent of the clarifying agent flow is determined by a The output of the compressor can be adjusted, such as a metering diaphragm. This arrangement creates a clarifying agent stream, which is proportional to the consumption of dry air.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jede geeignete Form oder Gestalt je nach dem erforderlichen Anwendungsfall haben, Sie kann die Form eines langgestreckten Rohres haben, welches in einer dicht aufgepaßten langgestreckten AußenhülleThe device according to the invention can have any suitable shape or design depending on the required application, You can have the shape of an elongated tube, which in a tightly fitted elongated outer shell

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eingeschlossen ist, so daG er dem Aufbau eines Fiantel— und riohruärmetatischers ähnelt. Die Rohre und die Hülle können gewunden oder in gestapelter Anordnung vorgesehen sein, uie es in Räumen mit begrenztem Platz vorgenommen werden muß. Außerdem kann der gesamte Apparat oder das gesamte System oder jedes Teil davon ein Schutzgehäuse oder eine Schutzhülle zur Schaffung eines mechanischen Schutzes aufweisen « is included, so that he builds a Fiantel— and riohruärmetaters resembles. The tubes and the shell can coiled or in a stacked configuration, as used in spaces with limited space got to. In addition, the entire apparatus or system or any part thereof can be a protective housing or a Have protective cover to create mechanical protection «

Es wird darauf hingewiesen, daf3 die l/orrichtung gemäi3 Erfindung mit einer konventionellen Geräteausrüstung verwendet werden kann, um die Leistung zu vorbessern und/oder den Wirkungsgrad zu vergröi3erne 3o kann beispielsweise die Loitung für das Speisestromgemisch Heizmittel aufweisen, um entweder den Speisestrom auf die Umgebungstemperatur für dio Permaations-Trenn-Vorrichtung zu bringen oder ein Gefrisren des flüssigen Speisestroms zu verhindern· Au3erdem kann auch die Leitung für den Klärmittelflüssigkeitsstrom Heizmittel für denselben Zweck aufweisen. Alternativ kann es wünschenswert sein, sowohl den Speisestrom, als auch den Klärmittelstrom zu kühlen, um eine vergrößerte Selektivität oder Permeabilität der Fiembran bei niedrigen Temperaturen auszunutzen.It should be noted, daf3 the l / orrichtung gemäi3 invention with a conventional instrumentation to be used may be vorbessern to performance and / or efficiency to vergröi3ern e 3o example, the Loitung for the feed stream mixture heating means comprises to either the feed stream to the Bringing the ambient temperature for the permeation separating device or preventing the liquid feed stream from freezing. In addition, the line for the clarifying agent liquid stream can also have heating means for the same purpose. Alternatively, it may be desirable to cool both the feed stream and the clarifier stream in order to take advantage of increased selectivity or permeability of the fiembran at low temperatures.

Die semipermeabler membranartigen Materialien, uelche er— i'indungsgemäß verwendet werden, können in der Form der obenThe semipermeable membrane-like materials, uelche er— Can be used according to the invention in the form of the above

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erwähnten Hohlglieder oder Rohre gestatten den Durchtritt einer oder mehrerer Schlüssel- oder Auswahlkornponenten aus dem flüssigen Speisestromgemisch und stellen für die anderen Komponenten des Speisestramgemisches einen hohen Widerstand dar oder sie sind für diese undurchdringlich,, Das semipermeable, membranförmige Material sollte chemisch stabil sein, wenn es mit den verschiedenen Komponenten des Speisestromgemischs und auch der Rückfluß- und/oder Klärströmungsmittel in Berührung steht. Außerdem sollte es ausreichende mechanische Festigkeit und Flexibilität haben, um verhältnismäßig hohen Drücken widerstehen zu können und um während des Versandes und beim aktuellen Gebrauch bei einem Trennverfahren ohne Bruch gehandhabt werden zu können.mentioned hollow members or tubes allow the passage one or more key or selection components the liquid feed stream mixture and provide a high for the other components of the feed stream mixture Resistance or they are impenetrable for this, The semipermeable, membrane-shaped material should be chemically be stable when dealing with the various components of the feedstream mixture and also the reflux and / or clarifying fluids is in contact. In addition, it should have sufficient mechanical strength and flexibility, in order to be able to withstand relatively high pressures and in order to be able to withstand during shipping and during actual use a separation process without breakage to be handled can.

Normalerweise dürfte es erforderlich sein, die semipermeable Membran für den besonderen Trenn-Anwendungsfall zuzuschneiden« Die Auswahl der semipermeablen Membran ist abhängig von den Schlüssel- oder Auswahlkomponenten, die aus einem Speisestromgemisch entfernt werden sollen, sowie von der Zusammensetzung des Restes des Speisestromes und der erforderlichen Durchdringungsrate der Schlüsselkomponenten. Die Durchdringungsrate der Schlüsselkomponente durch die permeable Membran wird durch die chemische Zusammensetzung der Membran, der Temperatur des Speisestromgemischs, derNormally it would be necessary to use the semipermeable Cut membrane for special separation applications « The selection of the semipermeable membrane depends on the key or selection components that are made up of to be removed from a feed stream mixture, as well as from the composition of the rest of the feed stream and the required penetration rate of the key components. The rate of penetration of the key component through the permeable membrane is determined by the chemical composition the membrane, the temperature of the feed stream mixture, the

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wirksamen Oberfläche dar Membran und der lviembrandicke gesteuert. Die Auswahl der Membran ist unterschiedlich, je nachdem,ob das Speiseströmungsrnittelgemisch gasförmig, flüssig oder ein Gemisch von Flüssigkeit und Gas ist.effective surface area is the membrane and l v iembrandicke controlled. The choice of membrane is different depending on whether the feed fluid mixture is gaseous, liquid or a mixture of liquid and gas.

Semipermeable Membranen, welche insbesondere für das Trocknen von Strömungsmittel gemäß Erfindung vorteilhaft sind, enthalten hydrophile Polymere. Beispielsweise sind vorteilhaft: Perfluorsulfonsäure-Polymere und—silikone wie: Dimethyl-Silikone, Methylvinyl-Silikon oder Nethyl-Uinyl—Silikonej. zellulosische Stoffe wie Zelluloseazetat und Zellulosepropionat oder Zellulosebutyratj Nylon wie Nylon IU, Nylon UI und Nylon Ulli, wie auch Hydroxy-Fiethyl-F'ietakrylat und Isozyanate wie Kopolymere von Toluol-Diisozyanat, und Glykole oder Polyester wie Polyurethane, Polymere wie Polystyrol, Polypropylen, Polyäthylen, welches modifiziert ist, um hydrophile Eigenschaften durch Sulfierung, Schwefel-Chlorierung oder durch Anwendung von Komonomeren, wie Karbonsäure und Salzen davon zu bekommen.Semipermeable membranes, which are particularly advantageous for the drying of fluids according to the invention contain hydrophilic polymers. For example, the following are advantageous: Perfluorosulfonic acid polymers and silicones such as: dimethyl silicone, methyl vinyl silicone or Nethyl uinyl silicone j. cellulosic substances such as cellulose acetate and cellulose propionate or cellulose butyratej nylon such as Nylon IU, nylon UI and nylon Ulli, as well as hydroxy-diethyl-dietary acrylate and isocyanates such as copolymers of toluene diisocyanate, and glycols or polyesters such as Polyurethanes, polymers like polystyrene, polypropylene, polyethylene which is modified to be hydrophilic Properties due to sulfation, sulfur chlorination or by using comonomers such as carboxylic acid and get salts from it.

Hohlglieder oder Rohre aus semipermeabler^ Material sollen wesentlich länger sein, als ihr Durchmesser beträgt. Dies deshalb, damit der geeignete Konzentrationsgradient entlang der Länge des Rohres aufrechterhalten werden kann.Hollow links or tubes made of semipermeable ^ material are intended be much longer than their diameter. This is so in order to have the appropriate concentration gradient along the length of the pipe can be maintained.

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Der Querschnitt der Rohre kann irgendeine zweckmäßige Gestaltung haben, wie kreisförmig, rechteckig, dreieckig, elliptisch ader anderen vielsckigen oder gerundeten Gestaltungen» Außerdem können die Rohre geriffelt, gerippt oder gewellt sein, urn die wirksame Oberfläche der semipermeablen Uände zu erhöhen. Falls erwünscht,können die semipermeablen (Materialien beschichtet oder gestützt mit einer durchlässigen Rückseite sein, wie aus Glasfasern oder Fletallgittern oder Standard-Filtermaterialien. Außerdem kann das Hohlglied eine Uabenkonstruktion sein, die so gestaltet ist, daß sie den Speisemittelstrom und/oder den Rückfluß- oder Klärstrom trägt.The cross-section of the tubes can be of any convenient configuration have, like circular, rectangular, triangular, elliptical or other polygonal or rounded designs » In addition, the tubes can be corrugated, corrugated or corrugated to the effective surface of the semi-permeable Uands to increase. If desired, the semipermeable (materials coated or supported with a permeable backing, such as made of fiberglass or metal grilles or standard filter materials. aside from that the hollow member can be a hub construction which is designed so that it can feed the flow of feed and / or carries the reflux or sewage stream.

Die Außenhüllo soll eine ausreichende mechanische Festigkeit haben, damit sie den Drücken zwischen den Rohren und der Hülle widersteht, und sie soll im wesentlichen inert für die Komponenten des Rückflußströmungsmittels, des Klärströmungsmittels oder für die Komponenten des Speisestromgemischs sein, falls der Speisestrom durch die Hülle anstelle durch das Rohrbündel fließt. So kann die Außenhülle je nach der beabsichtigten Trennung aus Materialien uie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvenylchlorid, verschiedene Fluorkarbon-Polymere, Butylgummi, Neopren, metallischen Folien, wie Aluminium- oder Kupferfolien, einem Metallrohr oder aus Glas bestehen. Das Außenrohr oderThe outer shell should have sufficient mechanical strength to withstand the pressures between the tubes and of the envelope, and it should be substantially inert to the components of the reflux fluid, des Clarifying fluid or for the components of the feed stream mixture if the feed stream flows through the shell instead of through the tube bundle. So can the outer shell depending on the intended separation of materials uie polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, various Fluorocarbon polymers, butyl rubber, neoprene, metallic foils such as aluminum or copper foils, a metal tube or made of glass. The outer tube or

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die Außenhülle wird vorzugsweise derart gestaltet, daß sis undurchdringlich für die umgebende Atmosphäre und für die Strömungsmittel ist, die in der Außenhülle strömen.the outer shell is preferably designed in such a way that sis is impervious to the surrounding atmosphere and to the fluids flowing in the outer shell.

Die Kopfstücke 14 und 16 sind vorzugsweise aus Kunststoff. ■ gefertigt, sowie aus Epoxy-Polyamid, Silikon, Polyester oder aus Fluorkarbonen, sie können jedoch auch aus.irgendeinem festen Strukturmateriäl- sein, welches das Rohrbündel, tragen kann. · ...The head pieces 14 and 16 are preferably made of plastic. ■ made, as well as from epoxy-polyamide, silicone, polyester or from fluorocarbons, but they can also be made of some solid structural material, which the tube bundle, can carry. · ...

Die Enddichtungen 26 und 28 sind vorzugsweise aus einem sich nicht ausdehnenden Kunststoff material, wie aus: Polyäthylen, Polypropylen, Fluorkarbonen, Butyl-Gumrni, Buna—N oder Neopren; sie können jedoch auch aus irgendeinem geeigneten konventionellen Material sein, wie für. den Fachmann ersichtlich isto - · ,The end seals 26 and 28 are preferably made of a non-expanding plastic material such as : polyethylene, polypropylene, fluorocarbons, butyl rubber, Buna-N, or neoprene; however, they can also be of any suitable conventional material, such as for. is apparent to the person skilled in the art o -,

Der Speisemitteleihlaß, der Rückstandsausiaö,: der Rückflußstrom- oder Klärmittelstrom-Einlaß oder -Auslaß können aus irgendeinem üblichen Rohrmaterial, wie aus rostfreiem Stahl, aus Aluminium, Kupfer, Nylon oder aus Polykarbonaten sein.The Speisemitteleihlaß, the Rückstandsausiaö: the Rückflußstrom- or Klärmittelstrom inlet or outlet may be of any conventional tube material, such as stainless steel, aluminum, copper, nylon or polycarbonates.

Für das oben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung uird darauf hingewiesen, daß der Speisemittelstrom in den zwischen der Außenhülle und den Rohren gebildeten Raum, d. h. durch die Auüenhülle, geführt werden kann und daß dann der Rückfluß-For the above-described method and device it should be noted that the feed flow into the space formed between the outer shell and the tubes, i. H. by the outer shell, and that then the reflux

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oder Klnrstrom im Gsoonstrorn durch das μοΙιγρΠπΗ^ι .nnführt uerden kann» Im praktischen Hnuendungsfall uird jedoc^ uorgszogen, daß die Phase mit dem höheren Druck» do hu das 3p»i3estrtJmunnsmittelgamiseh, durch die kleinen HohlgÜRder oder Rohre eher als durch die große Hülle geführt werden·;, um die Notusndigkoit■zu vermnidens die AuGenhülie so auszubilden, da.3 sie hohsn Drücken widersteht.or Klnrstrom in the Gsoonstrorn through which μοΙιγρΠπΗ ^ ι .nnn leads. In the practical case, however, it is drawn that the phase with the higher pressure "d o hu the 3p" i3destJmunnsmittelgamiseh, through the small hollow belts or pipes rather than through the large envelope be performed · ;, the Notusndigkoit ■ to vermniden s design the AuGenhülie so da.3 withstand hohsn Press.

Das l/erfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung können für die Trennung von gasförmigen Materialien, wie für die Trennung vop Uasser aus Luft, die Trennung von seltenen Gasen aus Luft, die Trennung von Karbondioxirien von Luft, die Trennung von Sauerstoff oder Stickstoff von Luft, die Trennung von Karbondisulfi.den von Luft, die Trennung von Feuchtigkeit und Karbondioxiden von Hethan (Naturgas), die Trennung von Karbon-Tetrachlorid von Luft, die Trennung von Azetylen von Luft und allgemein die Trennung uon Helium, Wasserstoff, Stickstoffkar'oonmonoxid, Stickstoffoxiden und Argon aus Gemischen mit gröi3er-melekularen Gasen angewendet uerden. Außerdem können sie für die Trennung von flüssigen Materialien verwendet uerden, so wie für die Dehydration von Propan (LPG), Butadien, Isobutylen, Alkoholen, aromatischen Lösungsmitteln und Fluorkarbon, wie auch für die Trennung von gasförmigen und flüssigen Flaterialien,. uie. für Spaltprodukte von Sulfahexafluorid, wennThe l / learn and the device according to the invention can for the separation of gaseous materials, as for the separation of water from air, the separation of rare gases from air, the separation of carbon dioxide from air, the separation of oxygen or nitrogen from air, the separation of carbon disulphides from air, the separation of moisture and carbon dioxide from Hethane (natural gas), the separation of carbon tetrachloride from air, the separation of acetylene from air and generally the separation of helium, Hydrogen, nitrogen carbon monoxide, nitrogen oxides and argon from mixtures with larger-molecular gases uerden. They can also be used for the separation of liquid materials, as well as for the Dehydration of propane (LPG), butadiene, isobutylene, alcohols, aromatic solvents and fluorocarbons, as well as for the separation of gaseous and liquid materials. uie. for fission products of sulfahexafluoride, if

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- 45 dies als Dielektrikum veruendet uird.- 45 this is used as a dielectric.

Uenn das Speiseströmungsmittelgemisch gasförmig ist, uird das Verfahren , durch uelches die Schlüssel-^-- oder Ausuahlkomponenten durch die permeable Membran hindurchtreten» theoretisch als Diffusion angesehen. Besteht jedoch das Speisestrümungsmittalgemisch aus v/ermischten Flüssigkeiten, gilt die Theorie, daß die flüssige Schlüsselkomponente, die von dem Rest des flüssigen Speisestromes getrennt werden soll, in der Membran löslich gemacht uird, in die Membran in der Richtung des geringen' Druckes oder uo sich die RückfluGphase befindet, diffundiert und von der Membran auf derjenigen i'iembranssite, die dem Strömungsmittelgemisch abgsuandt ist, desorbiert und durch das Rückflußströmungsmittel abgeführt uird.If the feed fluid mixture is gaseous, u will the process by which uelches the key - ^ - or selection components to pass through the permeable membrane »theoretically regarded as diffusion. But there is Feed stream mixture of v / mixed liquids, the theory applies that the liquid key component, which is to be separated from the remainder of the liquid feed stream is solubilized in the membrane into which Membrane in the direction of the low 'pressure or uo the reflux phase is, diffuses and from the membrane on that i'iembranssite, which the fluid mixture is discharged, desorbed and carried by the reflux fluid led away.

Die Vorrichtung gemäß Erfindung kann irgendeine zweckmäßige Form oder Anordnung annehmen, je nach dem erforderlichen Anuendungsfall. Sie kann die Form eines langen Rohres haben, uelches in einer dicht aufgepaßten langen Außenhülle eingeschlossen ist, ähnlich uie bei der Anordnung eines Mantel- und Rohruärmetauschers. Die Rohre und die Hülle können gauunden oder mehrfach geuendet sein, uo sie in Räumen mit begrenztem Platz veruendet uerden. Außerdem kann der gesamte Apparat oder das gesamte SystemThe device according to the invention may take any convenient form or arrangement as required Use case. It can have the shape of a long pipe, uelches in a tightly fitted long one Outer shell is included, similar to the arrangement of a jacket and tubular exchanger. The pipes and the envelope can be closed or opened multiple times, uo be used in rooms with limited space. In addition, the entire apparatus or the entire system can be used

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odor jeder Teil davon ein Schutzgehäuse oder eine Schutzhülle gegen mechanische Beschädigung- umfassen.or each part of it comprises a protective housing or a protective cover against mechanical damage.

In einer anderen Ausführungsform, welche insbesondere für das Trocknen eines Materials, wie einer Säure, verwendbar ist, die hochkorresiv sind, wird ein einziges Hohlrohr oder ein Bündel von Rohren ohne eine eng aufgepaßte Hülle verwendet. In another embodiment, which in particular for drying of a material, such as an acid, which is highly corrosive, becomes a single hollow tube or used a bundle of tubes without a tightly fitted envelope.

Unter Bezug auf Fig. 18 wurde ein Rohrbündel 503 in einen Behälter 501 eingebracht, uelcher ein Strömungsmittel aufnahm, welches entweder Gas oder Flüssigkeit mit Wasser darin uar ·Referring to Fig. 18, a tube bundle 503 was placed in a container 501 which received a fluid which is either gas or liquid with water in it

Die Hohlglieder oder Rohre sollten wesentlich langer sein, als ihr Querschnitt beträgt, damit der geeignete Konzentra— tionsgradient entlang dor Rohrlänge aufrechterhalten werden kann. Der Querschnitt der Rohre kann irgendeine zweckmäßige Gestalt haben, er kann kreisförmig, rechteckig oder quadratisch, dreieckig, elliptisch sein oder irgendeine andere 5/ieleckgestalt haben. Außerdem können die Rohre gerieft, geriffelt oder gerippt sein, urn die wirksame Oberfläche der semipermeablen Uände zu vergrößern.The hollow links or tubes should be much longer, than its cross-section in order to maintain the appropriate concentration gradient along the length of the pipe can. The cross-section of the tubes can be of any convenient shape, it can be circular, rectangular or square, triangular, elliptical or any other 5 / corner shape. In addition, the pipes can be grooved, be corrugated or ribbed in order to increase the effective surface of the semipermeable walls.

Die Rohre 503 werden in ein nasses Strömungsmittel 504 eingetaucht, welches in einem Behälter 501 aufgenommen ist,The tubes 503 are immersed in a wet fluid 504, which is received in a container 501,

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uelcher auf einer Heizeinrichtung 505 angebracht ist, deren Temperatur durch irgendeine geeignete Temperatursteuerung 507 gehalten ist.uelcher is mounted on a heater 505, the temperature of which by any suitable temperature control 507 is held.

Ein Klärströmungsmittel uird aus einer nicht gezeigten Quelle durch eine otrömungssteuereinrichtung 509 über die Leitung 511 geführt, passiert einen Druckanzeiger 513, uird durch die Rohre 503 geführt und tritt daraus über die Leitung 515 aus und uird in einer Kaltzone 517 gekühlt, aus uelcher über die Leitung 516 das wasser in einen Behälter 519 kondensiert uird. Der Druck des Klärströmungs— mittels liegt im Bereich von O,ÜÜ7 at bis 3,5 at und vorzugsueise van 0,14 bis 0,7 at.A clarifying fluid is made up of one not shown Source by a flow control device 509 via the Line 511 out, passes a pressure indicator 513, uird passed through the pipes 503 and comes out of it via the Line 515 off and cooled in a cold zone 517, from uelcher via line 516 the water is condensed into a container 519. The pressure of the sewage flow- means is in the range of O, ÜÜ7 at to 3.5 at and preferably from 0.14 to 0.7 at.

Die Anuendung eines gasförmigen Klärmittelstromes ist erforderlich} um die Uasserkondensation innerhalb der Rohre zu verhindern. Dies bedeutet die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Klärmittelstrürnung, so daß das aus dem Rohrbündel austretende Klärmittel für die Temperatur der Butterflüssigkeit ungesättigt ist. In diesem Fall bildet sich kein flüssiges Wasser innerhalb der Rohre. Es ist eine Antriebskraft für die Permeation entlang der gesamten Länge des Rohrbündels vorhanden. Diese Bedingung minemiert außerdem den geringfügigen Transport von -gewissen [Materialien durch die Rohruände, wenn flüssiges Wasser anThe application of a gaseous clarifying agent flow is required} to prevent water condensation inside the pipes. This means maintaining a sufficient clarifying agent flow, so that the clarifying agent emerging from the tube bundle for the temperature of the butter liquid is unsaturated. In this case, no liquid water will form inside the pipes. It is one Driving force for permeation is present along the entire length of the tube bundle. This condition mined also the minor transport of certain [Materials through the pipe walls when liquid water is present

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Λ DΛ D

beiden OberflächGn vorhanden ist.is present on both surfaces.

Das Klärmittel kann vor seinem Eintritt in die Rohre 3Ü3 uorgehsizt sein. Oas das Jasser enthaltende jtromungsmittel kann ebenfalls aufgeheizt sein. Vorzugsweise liegen die Temperaturen des Strömungsrnittels im Bereich von dessen Gefrierpunkt bis zu seiner kritischen Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 15,5 bis 1490C (60 bis 300°F).The clarifying agent can be heated before it enters the pipes 3Ü3. The lubricant containing the yeast can also be heated. The temperatures of the flow medium are preferably in the range from its freezing point to its critical temperature, preferably in the range from 15.5 to 149 0 C (60 to 300 ° F).

üas Strümungsmaterial kann 'Jasser selbst sein oder es kann aus unterschiedlichen Gasen oder Flüssigkeiten bestehen, die Wasser enthalten, wie aus Bleichsäure, Brom, Fluor, organischen und anorganischen Lösungsmitteln wie Benzol, Isopropanol, Schwefalsäure, athylen Glykol und Glycerin»The stocking material can be Jasser itself or it can consist of different gases or liquids that contain water, such as bleaching acid, bromine, fluorine, organic and inorganic solvents such as benzene, isopropanol, sulfuric acid, ethylene glycol and glycerine »

Obwohl dieses 'l/erfahren als Stufenverfahren ader Postenverfahren Deschrieben ist, wird darauf hingewiesen, dai3 es auch als kontinuierliches oder halbkontinuierliches Uerfahren durchgeführt werden kann, was' der fachmännischen Erfahrung des chemischen Ingenieurs überlassen werden kann, der es als kontinuierliches Trocknungsverfahren oder als Uasser-Destillations-Verfahren ausgestalten kann.Although this' l / experienced as a step procedure or post procedure When it has been written, it is pointed out that it can also be used as a continuous or semi-continuous process what can be done 'the professional Chemical engineer's experience can be left to it as a continuous drying process or can be designed as a water distillation process.

Ein bevorzugtes Material zur Herstellung der Rohre enthält ein festes Perfluorkarbonpolymer, welches entweder Schwefelsäure oder SuIfonatgruppen oder SchwefelsäureContains a preferred material for making the tubes a solid perfluorocarbon polymer containing either sulfuric acid or sulfonate groups or sulfuric acid

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und Sulfonatgruppen hat. Bei diesem Perfluorkarbonpolymer sind die Gegengruppen entweder unmittelbar an der Hauptpolymerkette oder an den Perfluorkarbonseitenketten, die an die Hauptpolymerkette angehängt ist, angehängt. Eine oder beide von den Hauptpolymerketten und jede Seitenkette kann Atherbindungen haben. Das Perfluorkarbonpolymer, aus welchem das Rohrbündel 10 gefertigt ist, umfaßt Perfluorkarbon—Kopolymere, welche die angeführten Gegengruppen hat, wie auch Perfluorkarbonpolymere, die gemischte Chlor- und Fluor-Substituenten hat, wobei die Anzahl der Chlorinatome nicht mehr als ungefähr 20 '}Ό der gesamten Chlorin- und Fluorinatome mit den angeführten Gegengruppen ausmacht. Die Perfluorkarbonpolymere, die für das Rohrbündel verwendet werden, können derart vorbereitet werden, wie in den amerikanischen Patenten 3 041 317, 3 282 875 und 3 624 053 beschrieben ist. Die bevorzugten Perfluorkarbonpolymere werden durch Kopolymerisation von Perfluorvinyläther mit der Formel FSO2CF2OCF(CF3)CF2 0Cf=Cf2 und Tetrafluorethylen zubereitet, wobei anschließend die -SOgF-Gruppe entweder mit einer Schwefelsäuregruppe oder einer Sulfonatgruppe oder mit beiden verbunden wird. Das Äquivalentgewicht des bevorzugten Kopolymeres liegt im Bereich von 850 bis 1450, wobei das Äquivalentgewicht als mittleres Molekulargewicht pro SuI-fonylgruppe definiert ist. Die bevorzugte Dicke der Wand des Hohlgliedes liegt im Bereich von 0,0254 bis 0,381 mm.and has sulfonate groups. In this perfluorocarbon polymer, the countergroups are either attached directly to the main polymer chain or to the perfluorocarbon side chains attached to the main polymer chain. Either or both of the main polymer chains and each side chain can have ether linkages. The perfluorocarbon polymer from which the tube bundle 10 is made includes perfluorocarbon copolymers which have the opposing groups listed, as well as perfluorocarbon polymers which have mixed chlorine and fluorine substituents with the number of chlorine atoms no more than about 20 '} der total chlorine and fluorine atoms with the listed opposing groups. The perfluorocarbon polymers used for the tube bundle can be prepared as described in U.S. Patents 3,041,317, 3,282,875 and 3,624,053. The preferred perfluorocarbon polymers are prepared by copolymerizing perfluorovinyl ether with the formula FSO 2 CF 2 OCF (CF 3 ) CF 2 0 Cf = Cf 2 and tetrafluoroethylene, the -SOgF group then being linked to either a sulfuric acid group or a sulfonate group or both . The equivalent weight of the preferred copolymer is in the range from 850 to 1450, the equivalent weight being defined as the average molecular weight per sulfonyl group. The preferred thickness of the wall of the hollow member is in the range of 0.0254 to 0.381 mm.

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Die folgenden Beispiele erläutern das l/erfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung. Die verwendete Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens in jedem der Beispiele ist in Fig. 5C gezeigt und ist zusammengesetzt aus einem Kompressor 370, welcher mit einem Vorratsbehälter für verdichtete Luft über eine Leitung 374 verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter 372 über eine Leitung 376 an den Druckregler 378 angeschlossen ist und der Druckregler 378 an einen Uassersättiger 382 und einen Auffangbehälter 386 über Leitungen 380 und 384 verbunden ist. Der Auffangbehälter 386 ist mit dem Permeationatrenner 390 gemäß Erfindung über eine Speisestromeinlaßleitung 388 verbunden, welche eine Bypass-Leitung und ein Ventil 406 umfaßt. Die Produkt- oder Rückstandsleitung 392 erstreckt sich von dem Trenner 390 und ist in zuei Leitungen unterteilt, von denen die Leitung 393 in Verbindung mit einem Verbrauchssystern 395 für trockene Luft (ζ. B0 einem Behälter, einer Leitung oder dergleichen) steht und ein Steuerventil 394 aufweist, und von denen die Leitungen 397 und 398 Strömungs-Steuereinrichtungen 396 aufweist und mit der Einlaßleitung 400 für den Rückfluß- oder Klärstrom verbunden ist. Ein Außen-Klärtank 406 ist an die Klärstromeinlaßleitung 400 über eine Leitung408 angeschlossen, welche ein Steuerventil 410 aufweist. Am Speiseende ist ein Verbraucher 404 für das austretende Klärmittel oder Rückflußmittel an die Trennvorrichtung 390 über eine Leitung 402 angeschlossen.The following examples illustrate the experience and the device according to the invention. The apparatus used for carrying out the method in each of the examples is shown in FIG. 5C and is composed of a compressor 370 which is connected to a storage container for compressed air via a line 374, the storage container 372 being connected to the Pressure regulator 378 is connected and the pressure regulator 378 is connected to a water saturator 382 and a collecting container 386 via lines 380 and 384. The collecting container 386 is connected to the permeation separator 390 according to the invention via a feed flow inlet line 388 which comprises a bypass line and a valve 406. The product or residue line 392 extends from the separator 390 and is divided into two lines, of which the line 393 is in connection with a consumption system 395 for dry air (ζ. B 0 a container, a line or the like) and a control valve 394, and of which the lines 397 and 398 have flow control devices 396 and are connected to the inlet line 400 for the reflux or clarification flow. An external clarification tank 406 is connected to the clarification stream inlet line 400 via a line 408 which has a control valve 410. At the feed end, a consumer 404 for the clarifying agent or reflux agent exiting is connected to the separating device 390 via a line 402.

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Beim Trocknen von Luft gemäß Erfindung strömt verdichtete Luft aus dem Vorratsbehälter 372 durch die Leitung 376 und den Druckregler 378 über die Leitung 3SQ, den Uassersättiger 382, durch die Leitung 384 in den Ausscheidungsbehälter 386 und danach durch die Leitung 388 in die Permeationstrennsäule 390 gemäß .Erfindung. Das ausgegebene Produkt.strömt durch die Leitungen 392, 393 und kann durch das Ventil 394 in die Verbrauchereinrichtung 395 für trockene Luft einströmen. Ein Teil des Produktes aus der Trennsäule 390 kann durch Einstellung des Ventiles 394 auf den gewünschten äußeren Produktstrom abgeleitet und für das Hindurchfließen aus der Auslaßleitung 392 durch die Leitung.-397 und das Ventil 396 auf den geeigneten Klärmittelstrom eingestellt und über die Leitungen 398 und 400 in den .Permeationstrennapparat eingeführt werden, im Gegenstrom durch den Raum zwischen der Außenhülle und den Rohren geführt und endlich an dem Speiseende durch die Leitung 402 und in die Atmosphäre für Strömungs- und Taupunktmessungen, in der Gesamtheit durch das Bezugszeichen 404 bezeichnet, geleitet werden. Anstelle eines Rückflußstromklärmittels kann., ein von auf3en kommendes Klärmittel.von einem Außentank 406 durch die Leitung- 408s das Strömungskontrollventil 410 und in.die Leitung 400 geführt und anschließend in die Trennsäule 390 eingeleitet worden-, wobei er aus dem S.peisegemisch abgezogeneWhen drying air according to the invention, compressed air flows from the storage container 372 through the line 376 and the pressure regulator 378 via the line 3SQ, the water saturator 382, through the line 384 into the excretion container 386 and then through the line 388 into the permeation separation column 390 according to FIG. Invention. The dispensed product flows through the lines 392, 393 and can flow through the valve 394 into the consumer device 395 for dry air. A portion of the product from the separation column 390 can be diverted to the desired external product flow by adjusting the valve 394 and adjusted to the appropriate clarifying agent flow for flowing out of the outlet line 392 through the line 397 and the valve 396 and via the lines 398 and 400 Are introduced into the .Permeationstrennapparat, passed in countercurrent through the space between the outer shell and the pipes and finally passed at the feed end through the line 402 and into the atmosphere for flow and dew point measurements, indicated in its entirety by the reference numeral 404. Can. Instead of a Rückflußstromklärmittels, s having been brought, the flow control valve 410 and in.die line 400 and then introduced into the separation column 390, a coming of auf3en Klärmittel.von an outer tank 406 through the Leitung- 408, wherein he withdrawn from the S.peisegemisch

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2^271062 ^ 27106

- sz - - sz -

Komponenten abklärt oder abführt,Clarifies or removes components,

In dar Vorrichtung gemäß Fig, 5C, wie sie für die Ausführungsbeispiele verwendet wird, uird eine kommerzielle Luftkompressor-Behälterkombination verwendet«, Der Kompressor verwendet Kolbenringe aus Teflon und liefert saubere Luft ohne Geruchsmittel oder Kompressorölverunreinigungan* Der: Druckregler 378 hält den Hochdruck des Speiseströmungsmittelgemischs auf der gewünschten Einstellung. Der Uasser—" sättiger 382 und die Ausscheidetrommel 386 sichern bis zu 100 'ja Sättigung der verdichteten Luft bei dem gewünschten Druck. 'In illustrates apparatus according to 5C, as used for the embodiments, Uird Fig commercial air compressor tank combination is used, "The compressor used piston rings made of Teflon, and supplies clean air without any odor agent or Kompressorölverunreinigungan * The Pressure regulator 378 maintains the pressure of the feed fluid mixture to the desired setting. The Uasser- "saturator 382 and the discharge drum 386 with up to 100 'yes saturation of the compressed air at the desired pressure.'

Flit der Leitung 388 ist ein Bypass-Ventil 406 für den Speisestrom in Verbindung, welches Proben des nassen verdichteten Luftspeisestromes für Taupunktmessuncen bei Umgebungsdruck abzieht. Der Druck an "dem KlärmitteleinlaS 400 liegt geringfügig oberhalb Atmosphärendruck, um den Strömungswiderstand zu überwinden» Das aus der Leitung 402 austretende Klärmittel wird bei 404 in einen Sfcrömungs- und Taupunkt-Meßapparat (nicht gezeigt) abgezogen. Die Messungen für die Strömungsraten und den atmosphärischen Taupunkt werden mit Versuchsnaßzählern und Taubechern durchgeführt»Flit of line 388 is a bypass valve 406 for the Feed flow in connection, which samples the wet compressed air feed flow for dew point measurements at ambient pressure withdraws. The pressure at "the clarifier inlet 400 is slightly above atmospheric pressure in order to overcome the flow resistance Exiting clarifier is at 404 in a Sfcrömungs- and Dew point measuring device (not shown) removed. The measurements for the flow rates and the atmospheric dew point are carried out with test wet counters and dew beakers »

Es wird darauf hingewiesen, daß es bei der Vorrichtung gemäD Fig. 5C ebenso wie bei allen anderen hier angeführten Aus-It is pointed out that it is in the device according to FIG Fig. 5C as well as all other designs listed here

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ORIGINALORIGINAL

führungsformen, uo der Rückflußstrarn oder Klärmittelstram unter oder über dem atmosphärischen Druck steht, wünschenswert sein kann, anstelle der Strömungssteuereinrichtung oder des Ventiles 396 Druckreduzierregler und in der Leitung 402 Strömungssteuereinrichtungen vorzusehen.Leadership forms, uo the Rückflussstrarn or Klärmittelstram below or above atmospheric pressure may be desirable in place of the flow control device or the valve 396 pressure reducing regulator and in the line 402 flow control devices to be provided.

Beispiel 1 : Die Vorrichtung wie in Fig. 5C wurde verwendet. Der verwendete Permeationstrennapparat enthält ein Rohrbündel, dessen Rohre aus ionischer XR Perfluorsulfonsäure "H+" hergestallt sind, einen Außendurchmesser von 0,889 mm, einen Innendurchmesser von 0,635 mm und eine Uanddicke von 0,127 mm haben. Das Rohrbündel ist 304,8 mm lang und ent- Example 1 : The apparatus as in Fig. 5C was used. The permeation separator used contains a tube bundle, the tubes of which are made from ionic XR perfluorosulfonic acid "H +", have an outer diameter of 0.889 mm, an inner diameter of 0.635 mm and a wall thickness of 0.127 mm. The tube bundle is 304.8 mm long and

3 halt 62 Rohre mit einem inneren Gesamtvolumen von 6,0 cm .3 holds 62 pipes with a total internal volume of 6.0 cm.

Die verwendete AuGenhülle ist ein eng aufgepaßtes Glas, welches einen Innendurchmesser von ungefähr 9,52 mm (3/8 ths englo Zoll) hat. Diese Vorrichtung wird mit "XR 12 χ 62" bezeichnet. Anfänglich wurde ein nasser Luftspeisestrom bei einem Druck von 2,81 at (40 psig) verwendet. Die äußere Produktströmungsrate (D in,. Gleichung 1 wie oben diskutiert) wird auf 0,041 Raum cfm eingestellt und die Klärmittelströmungsrate (R in Gleichung 1 wie oben diskutiert) wird auf unterschiedliche Uerte während eines Zeitraums von vier Tagen bei kontinuierlichem Betrieb eingestellt. The outer cover used is a tight-fitting glass that has an inside diameter of approximately 9.52 mm (3/8 ths englo inch) has. This device is called "XR 12 χ 62" designated. Initially, a wet air feed at a pressure of 2.81 at (40 psig) was used. the external product flow rate (D in,. Equation 1 as above discussed) is set to 0.041 space cfm and the clarifier flow rate (R in Equation 1 as discussed above) is set to different values over a period of four days with continuous operation.

Die mit dem obigen Verfahren erzielten Ergebnisse sind inThe results obtained with the above procedure are shown in

409847/0701 -54-409847/0701 -54-

Fig, 6A dargestellt, uorin die Strömungsrate (R des ausströmenden Klärmittels in Raum cfm über der Taupunkts— temperatur des austretenden Klärmittelstromes bei Q at (0 psig) aufgetragen ist, uobei das Speiseströmungsmittelgemisch und das Produkt auf 2,8 at (40 psig) gehalten sind. Uie gezeigt, uird der niedrigste Taupunkt des Produktes, d. h« bei -26,20C (-15 F) bei einer Strömung des austretenden Klärmittels uon ungefähr 0,Ü28 Raum cfrn erhalten. Somit ist, uenn die Uerte für die Klärmittelströmung (R^ die äußere Produktstrcmungsrate (θ) und der Druck in der Hoch— druckphase, d. h. der Druck des nassen Luftspeisestromes (n,..) und der Druck in der RückfluSphase oder Niederdruck-Fig. 6A shows the flow rate (R of the effluent clarifier in room cfm above the dew point temperature of the effluent clarifier stream at Qat (0 psig) with the feed fluid mixture and product maintained at 2.8 at (40 psig) . Uie are shown, the lowest dew point Uird of the product, d. h "at -26.2 0 C (-15 F) at a flow of the exiting clarifier uon about 0, Ü28 room CFRN obtained. Thus, the Uerte for ünn the clarifying agent flow (R ^ the external product flow rate (θ) and the pressure in the high pressure phase, ie the pressure of the wet air feed stream (n, ..) and the pressure in the reflux phase or low pressure phase

phase (Pj_o) in Gleichung (i) eingesetzt uerden, die oben angegeben ist, das optimale Uerhältnis der aktuellen uolumetrischen Strömung uon Klärmittelstrom zu Speisemittel— strom für dieses System mit 1,5 bestimmt:phase (Pj_ o ) in equation (i) given above, the optimum ratio of the actual volumetric flow of clarifier flow to feed flow for this system is determined to be 1.5:

0.028 = (P/F) χ (0.028 + 0.041) 0.028 = (P / F) χ (0.028 + 0.041)

(40 + 14,7)/14.7 P/F = 1.5(40 + 14.7) /14.7 P / F = 1.5

Ähnliche Berechnungen usrden angestellt, upbei andere Strömungsraten (R) für den Klärmittelstram verwendet uerden, uie in Fig. 6A gezeigt. Diese Ergebnisse sind in Fig» 6A über auf der Abszisse aufgetragene Strömungsein— hexten des austretenden Klärmittels aufgetragen.Similar calculations are made, with others Flow rates (R) are used for the clarifier flow, as shown in Figure 6A. These results are shown in FIG. 6A via flow rates plotted on the abscissa. hexten of the exiting clarifier applied.

^09847/0701^ 09847/0701

2327123271

aus Fige 6A ersichtlich, wo ein Klärrnittelstrom stark oberhalb des Optimums, d. h. hoher als 0,028"Raum cfm, angewendet wurde, hat das Produkt einen geringfügig höheren Taupunkt und somit eine geringfügig höhere Uasserkonzen— tratian. Wird ein Klärmittelstrom mit weniger als 0,028 Raum cfm oder unterhalb des Optimums angewendet, bewirkt dies, daß das Produkt schnell in seiner Toupunkttemperatur ansteigt und so schnell nasser wird, insbesondere naqh-dem das Verhältnis P/F unter 1 abfällt. Der Grund dafür ist aus Taupunktsmessungen des austretenden Klärmittels ersichtlich, welcher auf den maximalen Wert ansteigt, den er bei 15,9 C (60 F) oder Raumtemperatur haben "karin. Wenn das Verhältnis P/F kleiner als 1 ist, durchdringt ersichtrlich Wasserdampf in der gesättigten Hochdruckspeisephase die Rohre und sättigt den austretenden Klärrnittelstrom und regt dadurch einen weiteren Durchtritt won Wasserdampf durch die Rohre in den austretenden Klärmittelstram an. Andererseits beginnt der austretende Klärrnittelstrom, usnn das Verhältnis P/F die Einheit übersteigt, einen geringeren Teildruck aus Wasserdampf aufzuweisen als er in dem Hoch— druckspeisemittel vorhanden ist, so daß eine Antriebskraft, nämlich ein Konzentrationsgradient für Wasserdampf für die Permeation an der Eintrittsstelle für das Speisestromungsmittelgemisch vorhanden isto Auf diese Ueise ist der Perm8ationstrennapparat von Ende zu Ende besser ausgenutzt. e seen from Figure 6A, where a Klärrnittelstrom cfm greatly above the optimum, that is, higher than 0.028 "space, has been applied, the product has a slightly higher tratian dew point and therefore a slightly higher Uasserkonzen-. If a Klärmittelstrom with less than 0.028 space cfm or applied below the optimum, this has the effect that the product quickly rises in its Tou point temperature and so quickly becomes wetter, especially after the ratio P / F falls below 1. The reason for this can be seen from the dew point measurements of the exiting clarifying agent, which on the maximum value he would have at 15.9 C (60 F) or room temperature "karin. If the ratio P / F is less than 1, it can be seen that water vapor penetrates the pipes in the saturated high pressure feed phase and saturates the exiting clarifying agent flow and thereby stimulates a further passage, whereby water vapor through the pipes into the exiting clarifying agent stream. On the other hand, if the P / F ratio exceeds the unit, the exiting clarifying agent flow begins to have a lower partial pressure of water vapor than is present in the high-pressure feed means, so that a driving force, namely a concentration gradient for water vapor for the permeation at the entry point for the A feed stream mixture is present o In this way the perm8ation separator is better utilized from end to end.

409847/070 1409847/070 1

Ein Klärmittelstram oberhalb des Optimums, d. h„ oberhalb von 0,028 Raum cfm, wirkt als nicht erforderliche zusätzliche Belastung für das Trockensystem.A clarifying agent stream above the optimum, i.e. h "above of 0.028 space cfm, acts as an unnecessary additional Load on the dry system.

In weiteren Experimenten wird P/F zwischen 1,4 und 1,5 konstant gehalten, während die äußere Produktströmungsrate (D) zwischen 150 und 8.000 Kaum cm /min variiert wird und die Drücke für das Speisgstromungsmittelgemisch oder für die Hochdruckphase zwischen 1,4 und 3?3 at (20 und 90 psig) variierten» Das optimale Verhältnis P/F für diese Permeatianstrennvorrichtung unter diesen Bedingungen wird unter Anwendung von Gleichung (i) irn Bereich von 1,4 bis 1,6 gefunden. 3e höher das Uasserdampfreduktionsv/erhältnis war, um so trockener war das Luftprodukt. Hohe Produktströmungen ergeben niedere Wasserdampf-Luft-Trennungen und geringe Speiseraten (d. h. geringe Produktströme) ergeben hohe Trennungen. Unter diesen Bedingungen ist die höchste Reduktion uon Uasserdampf in dem Produkt 29S4? wobei ein Speisestrom oder Produkt bei 6,3 at (90 psig), eine Produktströmungsrate uon 445 cm /min, eine Klärmittelströmungsrate von 118 Raum cmVmin, ein Uerhältnis P/F uon 1,52 und 15,90C (60 F) Raumtemperatur verwendet wurden. Bei diesem Betriebsfall wurden die Taupunkte bei 0 at für den Speisernittelstrom, den Produktstrom und das austretende Klärmittel zu -9,5°C (+ 150F), -42,8°C (-450F) bzw. 9,50CIn further experiments, P / F is kept constant between 1.4 and 1.5, while the external product flow rate (D) is varied between 150 and 8,000 barely cm / min and the pressures for the feed stream mixture or for the high-pressure phase between 1.4 and 3 ? 3 at (20 and 90 psig) varied »The optimum P / F ratio for this permeation separator under these conditions is found in the range 1.4 to 1.6 using equation (i). The higher the water vapor reduction ratio, the drier the air product. High product flows result in low water vapor-air separations and low feed rates (ie low product flows) result in high separations. Under these conditions the greatest reduction in water vapor is in the product 29 S 4 ? wherein a feed stream or product at 6.3 at (90 psig), a product flow rate uon 445 cm / min, a space of 118 Klärmittelströmungsrate CMVmin, a Uerhältnis P / F uon 1.52 and 15.9 0 C (60 F) room temperature were used. In this operating case, the dew points were at 0 at the Speisernittelstrom, the product stream, and the exiting clarifier to -9.5 ° C (+ 15 0 F) -42.8 ° C (-45 0 F) and 9.5 0 C

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4098A7/07014098A7 / 0701

gefunden.found.

3 Da das Gesamtinnenvolumen des ilohrbündels 6,0 cm beträgt, betrug der Gesamtspeisemittelstrom 13,1 V/v/min (aktuelles Volumen des Speisemittelstroms pro Volumen des Rohrinnenraumes pro ftinute). Die Speisemittelverueilzeit ist somit 6O/13,1 = 4,6 Sekunden. Die verdichtet-© Luft strömt durch die 304,8 mm langen Hohre mit einer Raumgeschuindigkeit von 0,066 m/s (13,1 engl. Fuß pro !Minute). Während des Durchganges uird 97 % (= 100 (29,4 -i)/29,4) des Uasserdampfes entfernt.3 Since the total internal volume of the ileal bundle is 6.0 cm, the total feed flow was 13.1 V / v / min (current volume of feed flow per volume of the pipe interior per minute). The food supply time is thus 6O / 13.1 = 4.6 seconds. The compressed air flows through the 304.8 mm long tube at a space velocity of 0.066 m / s (13.1 feet per minute). During the passage 97 % (= 100 (29.4 -i) / 29.4) of the water vapor is removed.

Bei der höchsten durchgeführten Speisemittelrata uurde noch ein vorteilhaftes Trocknen bei 6,33 at (90 psig) erhalten, uobei eine Feuchtigkeitsreduktion von 4,4 in dem Produkt gegeben war. Verglichen mit der niedrigsten Strömungsrate uaren die Produkt- und Klärmittelströme um 18,7 mal größer und lagen bei 8.330 und 2.310 cm /min. Die Taupunkte für den Spoisemittelstrom, den Produktstrom und den ausfließenden Klärmittelstrom lagen bei -9,5°C (+14,5°F), -25,5°C (-13,9°F) bzu. +9,5°C (+ 49,1°F).At the highest food rata carried out still obtained beneficial drying at 6.33 at (90 psig) with a moisture reduction of 4.4 in was given to the product. Compared to the lowest flow rate, the product and clarifier flows are equal 18.7 times larger and were at 8,330 and 2,310 cm / min. The dew points for the spoiler flow, the product flow and the effluent clarifier stream were -9.5 ° C (+ 14.5 ° F), -25.5 ° C (-13.9 ° F) b. + 9.5 ° C (+ 49.1 ° F).

Hier ist der Gesamtspeisestrom 248 V/v/min, die Uerueilzeit 0,24 Sekunden und die Raumgeschuindigkeit 1,26 m/sek. (248 engl. Fuß pro Minute).Somit wurden in ungefähr i/4 sek, 77 % (=100 (4',4 -i)/4,4) Wasser entfernt. Das Uassermaterialgleichgeuicht ist 115 %, was zeigt, daß geringfügigHere the total supply current is 248 V / v / min, the delay time 0.24 seconds and the space velocity 1.26 m / sec. (248 feet per minute). Thus, in about 1/4 sec, 77 % (= 100 (4 ', 4 -i) / 4.4) of water was removed. The water equilibrium is 115 %, which shows that it is negligible

4098A7/07014098A7 / 0701

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mehr Wasser herauskommt als eintritt. Dies zeigt geringfügige Meßfehler oder daß ein gleichbleibender Zustand in drei Betriebsstunden unter den obigen Bedingungen nicht erreicht wurden.more water comes out than enters. This shows minor Measurement errors or that a constant state in three hours of operation under the above conditions is not possible have been achieved.

obigen Daten zeigen klar, dai3 das Lufttrocknungssystem gemäß Erfindung hoch wirksam, ist und sehr gute Ergebnisse erzialt.The above data clearly show that the air drying system according to the invention is highly effective, and produces very good results.

Beispiel 2: A) Um weiter die verbesserten Ergebnisse für die Lufttrocknung bei vergrößerter Rohrlänge in der Per— meationssäule aus Beispiel 2 zu überprüfen, wurde eine Example 2: A) In order to further check the improved results for air drying with increased tube length in the permeation column from Example 2, a

zweite Permeationssäule (mit XR 39,5'1X 50 bezeichnet) in Reihe mit einer Permeationssäule (XR 40''χ 50) installiert. Die Kombination einer Permeationssäule mit einem Rohrbündel von 50 Rohren, von denen jedes eine Gesamtlänge von 200,66 mm (?9,5 engl. Zoll) hat, ergibt lediglich gute Ergebnisse, überschlägig konnte nun die doppelte Gesamtproduktströmungsrate mit demselben Produkttaupunkt erhalten werden. Dias entspricht dem, was erwartet werden kann, wenn die Säulen parallel geschaltet werden. Es ist ersichtlich, daß die zweite Säule, die den verhältnismäßig trockenen Austrittsstrom der ersten Säule erhielt, nicht eine gleich große Wasserdampfreduktion hervorbringensecond permeation column (labeled XR 39.5 ' 1 X 50) installed in series with a permeation column (XR 40''χ 50). The combination of a permeation column with a tube bundle of 50 tubes, each of which has a total length of 200.66 mm (? 9.5 inches), gives only good results, roughly twice the total product flow rate could now be obtained with the same product dew point. Dias corresponds to what can be expected when the columns are connected in parallel. It can be seen that the second column, which received the relatively dry exit stream of the first column, did not produce an equally large water vapor reduction

konnte.could.

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409847/0701409847/0701

Β) Um sich zu versichern, daß der Trocknungswirkungs— grab abnimmt, wenn verhältnismäßig trockene Speiseströme verwendet werden, uurde die XR 39,5" χ 50-5äule bei 1,4 at (20 psig) gefahren, wobei ein leitlich trockener Speisestrom (Taupunkt -30,6 C) oder -23°F) und ein sehr trockener Speisestram (Tapunkt ~59°C oder -74°F) verwendet wurden. Ungefähr 36 Betriebsstunden waren erforderlich gleichbleibende Zustandsbedingungen mit dem leitlich trockenen Speisestrom (Taupunkt -30,6 C oder —23°F) zu erhalten. Die erzielte Reduktion.war lediglich 3,0 verglichen mit 39 mit einem gesättigten Speisestrom. Beides wurde mit einer Speiseströmungsrate von 192 V/V/min und bei 17,5 C (63 F) Raumtemperatur erhalten.Β) To ensure that the drying effect grab decreases when relatively dry feed streams used, the XR 39.5 "χ 50-5 column was used 1.4 at (20 psig), with a conductive dry supply current (dew point -30.6 C or -23 ° F) and a very dry food stream (tap point ~ 59 ° C or -74 ° F) is used became. Approximately 36 hours of operation were required constant state conditions with the conductive dry supply current (dew point -30.6 C or -23 ° F) to obtain. The reduction achieved was only 3.0 compared to 39 with a saturated feed stream. Both was at a feed flow rate of 192 V / V / min and obtained at 17.5 C (63 F) room temperature.

Bei geringeren Speisestrumungsraten von 74 V/V/min wurde die Reduktion wiederum gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 13 gezeigt, worin der Wasserdampfdruck in einem Luftspeisestrom (mm hg) unter 1,4 at (20 psig) über dem Reduktionsverhältnis aufgetragen ist. Figur 15 zeigt, daß mit einem- sehr trockenen Speisestrom die Reduktion unter die Einheit absinkt, was bedeutet, daß das Produkt nasser ist als der Speiseströme Die Gleichgewichte des Uasser— materials von 160 bis 172 %, die in Fig. 15 gezeigt sind, zeigten daß mehr Wasser austrat als eintrat. Dies wurde Giner Permeation von Raumfeuchtigkeit durch das äußereThe reduction was measured again at lower feed flow rates of 74 V / V / min. The results are shown in Figure 13, which plots the water vapor pressure in an air feed stream (mm hg) below 1.4 at (20 psig) versus the reduction ratio. Figure 15 shows that the reduction decreases with einem- very dry feed stream to the unit, which means that the product is wet and the feed streams, the equilibrium of the Uasser- materials 160-172%, which are shown in Fig. 15, showed that more water came out than came in. This was giner permeation of room moisture through the outside

- 60 409847/0701 . .- 60 409847/0701. .

- 60 Rohr aus Polyäthylen zugeschrieben.- Attributed to 60 tube made of polyethylene.

Es ist aus Fig. 15 ersichtlich, daß die Fähigkeit zur 'Jasserabtrennung geringer und geringer uird, wenn der Partialdruck des Wasserdampfes in einem konstanten Speisestrom bei Raumtemperatur abgesenkt uird. 3e trockener das semipermeable XR-Fiaterial (Perfluorsulfonsäure) wurde um so niedriger wurde seine Permeabilität für uJasserdarnpf. Es waren daher sehr lange Säulen für eine extreme Produkttrockenheit erforderlich. Das XR-Fiaterial (Perf luorsulf onsäure) zeigte jedoch eine gute Benetzbarkeit, so daß es wirksam Uasserdunst auffangen kann, und eine hohe KapazitätIt can be seen from Fig. 15 that the ability to 'Water separation is less and less when the Partial pressure of the water vapor in a constant feed stream lowered at room temperature. 3e drier the semipermeable XR-Fimaterial (perfluorosulfonic acid) became so its permeability to water vapor became lower. It very long columns were therefore required for extreme product dryness. The XR-Fiaterial (perf luorsulfonic acid) however, showed good wettability so that it can effectively collect water vapor and high capacity

ο ο zum Trocknen von Gasen bis zu -62,2 C (-00 F), uas demο ο for drying gases down to -62.2 C (-00 F), including the

Bereich von handelsüblichen Adsorptionstrocknern entspricht,Range of commercially available adsorption dryers,

Beispiel 5 1 Um die Permeation von Raumfeuchtigkeit durch die Außenhülle aus Polyäthylen der in Beispiel 2 verwendeten Permeationssäule zu verhindern, wurde eine Polyäthylenabdeckung oder —außenhülle rings der gesamten Permeationssäule aufgepaßt wie in Fig. 1B gezeigt ist. Dieser Vorrichtungsaufbau wurde mit einem sehr trockenen Speisestrom Example 5 1 In order to prevent the permeation of room moisture through the polyethylene outer sheath of the permeation column used in Example 2, a polyethylene cover or outer sheath was fitted around the entire permeation column as shown in FIG. 1B. This device setup was made with a very dry feed stream

α ο .α ο.

{Taupunkt -59 C oder -74 F; und einer Speisestromströmungsrate von 74 V/v/min, einem Verhältnis P/F von 1,5 bei Raumtemperatur von 17,5 C (63 F) verwendet, wobei der Speisestrom unter einem Druck von 1,4 at (20 psig) stand. Die{Dew point -59 C or -74 F; and a feed stream flow rate of 74 V / v / min, a P / F ratio of 1.5 at room temperature of 17.5 C (63 F), with the supply current was pressurized to 1.4 at (20 psig). the

409847/070 1409847/070 1

23271D623271D6

Abdeckung wurde um eine Pcrmsationsvorrichtung gemäß Fig. 1B gepaßt, so daß ein konzentrischer Raum zwischen der äußeren Abdeckung und der Außenhülle der Permeationskolonne gebildet ist, und ein geringer Anteil an Produkt wurde durch den konzentrischen Abdeckraum geleitet. Fig. zeigt, daO mit diesem Aufbau das Reduktionsverhältnis über 1 bleibt, wodurch angezeigt wird, claii die Permeation von Raumfeuchtigkeit durch die Außenhülle aus Polyäthylen beseitigt ist. Fig. 15 zeigt, daß die l/erwendung der mit Klärmittel versehenen Abdeckung rings der gesamten Permeationssäule die gemessenen Reduktionen von unter 1 bis 1,4 bringt;,Cover was around a Pcrmsationsvorrichtung according to Fig. 1B fitted so that a concentric space between the outer cover and the outer shell of the permeation column is formed, and a small amount of product has passed through the concentric cover space. Fig. shows that with this construction the reduction ratio remains above 1, indicating that the permeation of Moisture in the room is eliminated by the polyethylene outer shell is. Fig. 15 shows that the use of the Clarifier-provided cover around the entire permeation column, the measured reductions from below 1 to 1.4 brings ;,

Beispiel 4: Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß Erfindung wurden zum Trocknen von Luft verwendet. Derselbe Vorrichtungsaufbau wie zuvor beschrieben, wurde verwendet. 3edoch wurde die Permeations-Trocknungssäule durch Hnderung des in dem Rohrbündel verwendeten permeablcn Materials verändert. In diesem Betriebsbeispiel ist das verwendete Rohrbündel aus Dimathyl-Silikon hergestellt, wobei die Rohre einen AufSendurchmesser von 1,65 mm (0,065 engl. Zoll), einen Innendurchmesser von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) und eine Uanddicke von 0,508 mm (0,020 engl„ Zoll) hatten. Das Rohrbündel ist 1.34G mm (53 englo Zoll) lang und hatte 38 Rohre mit einem Gesamtinnenvolumen in Example 4: The method and apparatus according to the invention were used to dry air. The same device structure as previously described was used. However, the permeation drying column was modified by changing the permeable material used in the tube bundle. In this operating example, the tube bundle used is made of dimethyl silicone, the tubes having an outer diameter of 1.65 mm (0.065 inch), an inner diameter of 0.635 mm (0.025 inch) and a wall thickness of 0.508 mm (0.020 inch) "Customs". The tube bundle is 1.34G mm (53 eng o inches) long and had 38 tubes with a total internal volume in

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409847/0701409847/0701

3
den Rohren υon 16,2 cm * Die verwendete AuOenhülle wurde aus heii3 geschrumpftem Polyäthylen mit 619,125 mm Innendurchmesser (3/8 engl. Zoll), 0,762 mm Uanddicke (0,030 engl. Zoll) und mit einer aluminisierten Isolierung hergestellt.
3
the pipes were 16.2 cm.

3. In einem zweiten Betriebslauf wurde eine Permeationskolonna mit Rohren aus Nylon 101 mit einem Außendurchmesser von 1,83 rnm (0,072 engl. ZoIl^ einem Innendurchmesser von 1,07 mm (0,042 engl. Zoll) und einer Uanddicke von 0,331 mm (0,015 engl. Zoll) verwendet,, Das Rohrbündel enthielt Rohre mit einer Länge von 635 bis 1371,6 mm (25 bis 54 engl. Zoll) und hatte ein inneres Gesamtvolumen3. A permeation colonna was used in a second operating run with tubes made of nylon 101 with an outside diameter of 1.83 mm (0.072 inch) an inside diameter of 1.07 mm (0.042 inch) and a wall thickness of 0.331 mm (0.015 inch) was used. The tube bundle contained tubes 635 to 1371.6 mm (25 to 54 inches) in length and had a total internal volume

3
von 30,5 cm . Die Außenhülle wurde aus heiß geschrumpftem Polyäthylen mit 927,1 mm (I/2 engl. Zoll) Innendurchmesser hergestellt.
3
of 30.5 cm. The outer shell was made from heat-shrunk polyethylene that was ½ inch (927.1 mm) inside diameter.

Die relevanten Daten, die erhalten wurden, sind in Fig. gezeigt, für Perfluorsulfansäure, wie in den Beispielen 1 und 2 verwendet, für Dimethylsilikon und für Nylon 101. In Fig. 16 sind die beobachteten Reduktionen über der aktuellen volumetrischen Speiseströmung pro Innenvalumen des Rohrbündels aufgetragen, bezeichnet mit aktuelles l//l//min· Diese Einheit ist proportional zu der Rate des eintretenden 'ufassardampfes in dem gesättigten Speisestram. Das Verhältnis P/F liegt zwischen 1,4 und 3,The relevant data that were obtained are shown in Figure 1 for perfluorosulfanoic acid as in the examples 1 and 2 are used, for dimethyl silicone and for nylon 101. In Fig. 16 the reductions observed are above that current volumetric feed flow plotted per inner volume of the tube bundle, referred to as current l // l // min · This unit is proportional to the rate of the entering ufassar steam in the saturated feed stream. The ratio P / F is between 1.4 and 3,

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Plit Oimethyl-Silikon ergibt sich ein groi3er Anstieg in der Feuchtigkeitsraduktion beim Betrieb mit höheren drücken. Hit dem Perfluorsulfonsäurematerial findet ledig lich ein kleiner wünschenswerter Effekt mit uachsanden Drücken statt.Plit dimethyl silicone results in a large increase in the moisture absorption when operating at higher pressures. Hit the perfluorosulfonic acid material finds single Lich a small desirable effect with multiple pressures takes place.

In dem doppelt logarithmischen Diagramm in Fig. 16 sind die Ergebnisse für das Perfluorsulfonsäurematerial gerade Linien, während diejenigen für Silikon sich scharf nach oben mit verringerter Spoisostromrate krümmen. Hit der 53I! κ 33-Dimethyl-Silikonsäule war dis grüßte erreichte Reduktion 870. Dieses Produkt hat einen Taupunkt van —67,7 C (—90 F). Dies entspricht einem entfernten Wasseranteil von 99,09 % (= 100 (870 -1 )/870) durch die Säule. Die Daten in Fig. 16 beweisen die Betriebswirksamkeit von Perrneationskolonnen gemäö Erfindung für das Trocknen von komprimierten Gasen.In the double logarithmic graph in Figure 16, the results for the perfluorosulfonic acid material are straight lines, while those for silicone curve up sharply with reduced spoois current rate. Hit the 53 I! κ 33-dimethyl silicone column was the greatest reduction achieved 870. This product has a dew point of -67.7 C (-90 F). This corresponds to a removed water content of 99.09 % (= 100 (870 -1) / 870) through the column. The data in FIG. 16 demonstrate the operational efficiency of permeation columns according to the invention for drying compressed gases.

Eine Extrapolation auf geringere Speisestramraten ist übersichtlicher in Fig. 17 dargestellt, wo der Logarithmus zur Basis 10 der Reduktion über der Speisestromrate für nasse Luft in einem doppeltlogarithmischen Haßstab aufgetragen ist. Für die senkrechte Achse bedeutet 1,0, daß die Reduktion 10 beträgt, 2,0 bedeutet, daß die Reduktion 100 beträgt usw. Die Daten sind dieselben wieAn extrapolation to lower feed flow rates is shown more clearly in FIG. 17, where the logarithm to base 10 of the reduction over the feed flow rate for wet air in a logarithmic hate rod is applied. For the vertical axis, 1.0 means that the reduction is 10, 2.0 means that the Reduction is 100, etc. The data is the same as

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4 0 9 8 A 7 / 0 7 0 14 0 9 8 A 7/0 7 0 1

in Fig. 16 gezeigt. Für das Silikonmaterial ist die Kurve nach oben hin konkav. Bei einer Speisestromrate von 1 V/V/min ist die Reduktion 10 . Die geschätzte Restfeuchtigkeit in dem Produkt würde 1 Zehnmillionstel der Feuchtigkeit in dem nassen Speisestrom sein.shown in FIG. For the silicone material, the curve is concave towards the top. At a feed rate of 1 V / V / min the reduction is 10. The estimated residual moisture in the product would be 1 ten millionth of the moisture in the wet feed stream.

Die Kurven für das Perfluorsulfonsäurematerial sind in Fig. 16 nach unten hin konkav. Die Verwendung von geringen Speisestromraten zur Erzielung von extremer Produkttrockenheit ist nicht sehr wirksam bei Perfluorsulfonsäurematerial. Eine Kombination von Säulen aus Perfluorsulfonsäure und Dimethylsilikon würde ersichtlich am besten für extrem niedrige Taupunkte bei hohen Strömungsraten sein. Der Perfluorsulfonsäureabschnitt würde den größten Teil der Feuchtigkeit des Speisestromes entfernen. Der Dimethylsilikonabschnitt, dessen Permeabilität für Wasserdampf ersichtlich nicht bei geringen Uassergraden absinkt, würde dann die Produktfeuchtigkeit auf extrem niedrige Werte absenken.The curves for the perfluorosulfonic acid material are in 16 concave downwards. The use of low feed rates to achieve extreme product dryness is not very effective on perfluorosulfonic acid material. A combination of columns made from perfluorosulfonic acid and Obviously, dimethyl silicone would be best for extremely low dew points at high flow rates. The perfluorosulfonic acid section would remove most of the moisture from the feed stream. The dimethyl silicone section, whose permeability for water vapor obviously does not decrease at low water degrees, the Reduce product moisture to extremely low values.

Beispiel 5; Um die Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäB Erfindung zum Trennen von Karbondioxid und Sauerstoff als Schlüssel- oder Ausuahlkomponenten aus trockener Luft zu zeigen, wurde das folgende Beispiel durchgeführt. Der verwendete Apparateaufbau ist derjenige wie in Beispiel "\ beschrieben, wobei Dirnethylsilikon-Perrneationsmaterial in dar Perrneatianssäule mit 38 Rohren mit Example 5; In order to demonstrate the use of the method and apparatus according to the invention for separating carbon dioxide and oxygen as key or selection components from dry air, the following example was carried out. The apparatus construction used is that as described in Example "\ , with dimethyl silicone permeation material in the permeation column with 38 tubes

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einer Länge von 1346,2 mm (53 engl. Zoll) verwandet wurde. Verdichtete Luft bei einem Druck von 5,55 at (79 psig) und mit einer Strömungsrate von 2,1 V/v/min wurde in die Permeationssäule eingeführt. Das verwendete Verhältnis von Klärmittelstrom zu Speisemittelstrom ist 3,2. Nach drei Tagen1346.2 mm (53 inches) in length was used. Compressed air at a pressure of 5.55 at (79 psig) and at a flow rate of 2.1 V / v / min was introduced into the Introduced permeation column. The ratio of Clarifier flow to feed flow is 3.2. After three days

ο Betrieb wurde ein Produkt mit einem Taupunkt von -67,7 C (-90 F) erhalten. Eine Analyse des Produktes zeigte, daß Karbondioxid in dem Speisestrom um den Faktor 2, und Sauerstoff in dem Speisestrom um den Faktor 1,06 reduziert wurde. Der Sauerstoff in dem Speisestrom betrug 20,9 % und in dem trockenen Produkt 19,7 % pro Volumen.ο A product with a dew point of -67.7 C (-90 F) was obtained. Analysis of the product showed that carbon dioxide in the feed stream was reduced by a factor of 2 and oxygen in the feed stream was reduced by a factor of 1.06. The oxygen in the feed stream was 20.9 % and in the dry product 19.7 % by volume.

Beispiel 6; Die Perrneationstrennvorrichtung aus Beispiel 5 wurde zur Trennung von Sauerstoff und Karbondioxid aus Luft verwendet. Verdichtete Luft bei einem Druck von 5,54 at (79 psig) und einer Strömungsrate von 0,59 V/V/rnin wurde in die Säule eingeführt. Eine Verweilzeit von über 100 Sekunden wurde angewendet. Das aktuelle Verhältnis von Klärmittelstrom/Speisemittelstrom, welches verwendet wurde, ist eine Funktion der Stelle entlang der Kolonne und betrug 3,53 an dem Speiseende und 0 an dem Produktende. An einer Stelle, die 15 ρ der Säulenlänge entfernt von dem Produktende war, ist das Verhältnis P/F 1,0. Die Analyse des Produktes zeigt eine Sauerstoffreduktion um einen Faktor von 1,28 von 20,9 /ό auf 16,4 %. In dem austretenden Klärmittelstrom stieg der Sauerstoffanteil auf 24,6 % an. Die Reduktion Example 6; The permeation separator from Example 5 was used to separate oxygen and carbon dioxide from air. Compressed air at a pressure of 5.54 at (79 psig) and a flow rate of 0.59 v / v / min was introduced into the column. A residence time in excess of 100 seconds was used. The actual clarifier stream / feed stream ratio that was used is a function of the location along the column and was 3.53 at the feed end and 0 at the product end. At a point which was 15 ρ of the column length away from the product end, the ratio P / F is 1.0. The analysis of the product shows an oxygen reduction by a factor of 1.28 from 20.9 / ό to 16.4 %. In the exiting clarifying agent stream, the oxygen content rose to 24.6 % . The reduction

409847/07 0 1 - 66 -.409847/07 0 1 - 66 -.

- 66 von Karbondioxid von Speisemittel pro Produkt betrug 8,2.- 66 of feed carbon dioxide per product was 8.2.

Die Daten dieses Beispieles zeigen, daß für merkliche Zusammensetzungsänderungen in Komponenten, die weniger durchtrittsfMhig als Uasser sind, längere l/erueilzeiten und/oder längere Säulen angewendet werden sollten,The data of this example show that for noticeable compositional changes in components, the less More penetrable than Uasser are, longer delivery times and / or longer columns should be used,

Beispiel 7: Eine l/orrichtung wurde aufgebaut, wie in Fig. 6 gezeigt. Ein hoher isolierter Behälter 122 hielt verschiedenen Mengen von einem Gemisch aus gebrochenem Eis und Uasser, welches durch einen geringen Luftstrom, der von dem Boden blasig aufstieg (nicht gezeigt) verrührt wurde. Die Permeations—Destillationskolonne 126 war vertikal in dem Behälter bis zu einer Stelle angebracht, wo ein Teil 128 des Produktendes eingetaucht war. Der Luftspeisestrom wurde über eine Zufuhrleitung 130 mit l/entileinrichtungen 132 auf 1,4 at (20 psig) eingestellt und strömte durch die Leitung 134 in einen Uassersättiger 136 und über eine Ausscheidungstrommel 138 in die nicht gezeigten Rohre der Säule. Der Taupunkt des feuchten Luftspeisestroms wurde durch das Probenventil 140 für die Luftspeiseströmung überwacht. Der feuchte Luftspeisestrom trat in die Rohre der Säule über die Leitung 142 ein. Getrocknetes Luftprodukt wurde aus den Rohren bei einem Druck geringfügig unter 1,4 at (20 peig) über die Leitung 144 erhalten. Ein Ventil 146 und eine Example 7: A device was constructed as shown in FIG. A tall insulated container 122 held various amounts of a mixture of cracked ice and water which was agitated by a small stream of air which rose in bubbles from the floor (not shown). The permeation distillation column 126 was mounted vertically in the vessel to a point where a portion 128 of the product tail was submerged. The air feed flow was adjusted to 1.4 at (20 psig) through a supply line 130 with valves 132 and flowed through line 134 into a water saturator 136 and through a separator drum 138 into the tubes of the column, not shown. The dew point of the moist air feed stream was monitored by the sample valve 140 for the air feed stream. The moist air feed stream entered the tubes of the column via line 142. Dried air product was obtained from the tubes via line 144 at a pressure slightly below 1.4 at (20 peig). One valve 146 and one

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Strömungssteuerung 148 in Zusammenwirken mit einem Ventil 150 und einer Strömungssteuerung 152 ließen es zu, etwas von dem trockenen Produkt für einen äußeren Verbrauch abzuziehen und den Rest des trockenen Produktes im Gegenstrom als Klärströmungsmittel über die Leitung 154 bei 0 at zurückzuführen· Die Einstellung.;der Produkt- und Klärmittelventile mit Naßzähler-Aufzeichnungen des abgezogenen Produktes Und des austretenden Klärmittels erlaubte es, verschiedene Speiseströmungsraten und Verhältnisse der aktuellen volumetrischen Strömungsraten des Reinigungsmittels zum Speisestrom anzuwenden«. Taupunktmessungen bei 0 at uurden entweder in der nach außen führenden Produktleitung oder -in der Einlaßleitung für das Klärmittel vorgenommen· Flow control 148 in cooperation with a valve 150 and flow control 152 allowed something to withdraw from the dry product for external consumption and the rest of the dry product in countercurrent returned as clarifying fluid via line 154 at 0 at · The setting.; of the product and clarifying agent valves with wet meter records of the withdrawn product and the emerging clarifier made it possible to measure various Feed flow rates and ratios of the actual volumetric flow rates of the detergent to be used for supply current «. Dew point measurements at 0 at uurden either in the product line leading to the outside or - made in the inlet line for the clarifying agent

Die bei diesen Versuchen verwendete Säule war 977,4 mm (38,5 eng!· Zoll) lang und enthielt 50 parallel geschaltete Rohre aus Perfluorsulfonsäurepolymer. Jedes Rohr hatte Abmessungen von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) Innendurchmesser und 0,127 mm (0,005 engl. Zoll) Wanddicke. Das Gesamtinnen-The column used in these experiments was 977.4 mm (38.5 narrow! · Inches) long and contained 50 parallel-connected Perfluorosulfonic acid polymer tubes. Each tube had dimensions 0.635 mm (0.025 inch) inside diameter and 0.127 mm (0.005 inch) wall thickness. The overall interior

3 volumen der Rohre betrug ν = 15,5 cm · Die Speisestromrate wurde aus atmosphärischen Naßzähler-Messungen für das Produkt und den austretenden Klärmittelstrom errechnet. Für einen Druck von 1,4 at (20 psig) wurde das aktuelle Volumen des Speisestromes pro Minute gefunden, Uenn dies3 volume of the pipes was ν = 15.5 cm · the feed flow rate was made from atmospheric wet meter measurements for the Product and the exiting clarifying agent flow are calculated. For a pressure of 1.4 at (20 psig) the current Volume of the feed stream per minute found if this

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durch das Innenualumen der Rohre geteilt wurde, wurde eine Speisestromrate in Ausdrucken des aktuellen Volumens des Speisestromes pro Minute pro Volumen dor Rohre, abgekürzt V/v/rnin, gefunden. Die Verweilzeit des Speisegases bei einer Strömungsrate won 60 V/V/min lag zwischen 0,3 und 1,4 Sekunden.was divided by the inner ualumen of the tubes a feed flow rate was found in printouts of the current volume of the feed flow per minute per volume of the pipes, abbreviated V / v / rnin. The residence time of the feed gas at a flow rate of 60 V / V / min was between 0.3 and 1.4 seconds.

Dia ersten Experimente mit dieser Vorrichtung waren wiederholte Hessungen der anfänglichen Taupunktsabsenkung des Produktes, jedoch mit unterschiedlichen opeisestromraten, wie in Fig. 7 gezeigt. Die 977,4 mm lange Säule wurde anfänglich bei Raumtemperatur auf einen gleichbleibenden Produkttaupunkt in dem leeren isolierten Behälter betrieben, Der Bghälter wurde dann mit Eis gefüllt, so daß 419,1 mm (16,5 engl. Zoll) des Produktendes 128 der Säule 126 eingetaucht war. Der Produkttaupunkt wurde gemessen und für mehrere Stunden nach dem Eintauchen als konstant gefunden.The initial experiments with this device were repeated Measurements of the initial dew point reduction of the product, but with different feed flow rates, as shown in FIG. The 977.4 mm long column was initially set on a steady at room temperature Product dew point operated in the empty insulated container. The container was then filled with ice so that 419.1 mm (16.5 inches) of product end 128 of column 126 is immersed was. The product dew point was measured and found to be constant for several hours after immersion.

Das Ausmaß dieser anfänglichen Produkttaupunktabsenkung gemäß Fig. 7 war ungefähr dasselbe für ein Verhältnis υοηThe extent of this initial drop in the product dew point according to FIG. 7 was approximately the same for a ratio υοη

ο 5:1 der Speisestromraten bei durchschnittlich -35,9 C (-32,7°F). Dies repräsentiert 90 >ά des im Mittel -35,7 C (-36,3°F) betragenden Wechsels der Umgebungstemperatur (von Raumtemperatur bis O0C) rings des 419,1 mm (16,5 engl. Zoll) langen Produktendes der Säule.ο 5: 1 of the supply flow rates at -35.9 C (-32.7 ° F) on average. This represents 90% of the mean -35.7 C (-36.3 ° F) change in ambient temperature (from room temperature to 0 ° C) around the 419.1 mm (16.5 inch) long product end of the Pillar.

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Für eine Speisestromrate von 43 U/V/min wurde dar Produkt-For a supply flow rate of 43 U / V / min, the product

o taupunkt anfänglich durch das Eisbad von -31,1 auf -52,3 C (-24 auf -62 F) abgesenkt, wo er für 4,5 Stunden konstant blieb* Mach einer Betriebszeit von sechs Stunden^ stieg der Produkttaupunkt auf -5Q°C (-58 F) an.o dew point initially due to the ice bath from -31.1 to -52.3 C (-24 to -62 F) where it was constant for 4.5 hours remained * After an operating time of six hours ^ the Product dew point to -5 ° C (-58 F).

Der Betrieb der Vorrichtung uurde für die nächsten 10 Tage fortgesetzt, um die Ergebnisse für einen gleichbleibenden Zustand zu bestimmen. In den ersten vier Tagen wanderte dar Pradukttaupunkt zwischen -42,6 und -51,1 C (—44 und —SQ F) in den nächsten beiden Tagen, in denen die Eintauchtiefe auf 266,7 mm (1O,5 engl. Zoll) verringert uurde, wanderte der Produkttaupunkt zwischen -43,3 und —50 C (—46 und —58 F). Lfährend dieser Zeit uurde das Eisbad auf 0 C (32 F)- gehalten!· 3sdoch schwankte die Raumtemperatur Ein - 1^ST0C (3°F} um 2Q,5°C (690F) und der Speisemittelvariierte um — I9Sl c (3°F) um 27,2 C (49 F).Operation of the device was continued for the next 10 days to determine steady state results. In the first four days, the product dew point moved between -42.6 and -51.1 C (-44 and -SQ F) in the next two days, in which the immersion depth increased to 266.7 mm (10.5 inches). was decreased, the product dew point moved between -43.3 and -50 C (-46 and -58 F). During this time, the ice bath was held at 0 C (32 F) -! 3but the room temperature fluctuated by 1 ^ ST 0 C (3 ° F) by 2Q.5 ° C (69 0 F) and the foodstuff varied by - 1 9 Sl c (3 ° F) around 27.2 C (49 F).

Am Ende dss sechsfcägigeni Betriebes wurde das aktuelle violumetrische Verhältnis von Klärstrora zu Speisestrom (P/F) vergrößert. Dies uurde dadurch, bewerkstelligt,, daß auf einen Gesamtrückflußbetrieb übergegangen uurde^ d. h., das Verhältnis P/F ist phi/pLo = 2'36' Das Usntil 150 für das nach außen abfließende Produkt uar geschlossen und das atmosphärische Klärmittelventil 146 wurde etuas weiter geöffnet, um dieselbe Zuführrate beizubehalten, d. h. 42 V/V/min. In einem halben Tag wurde der ProdukttaupunktAt the end of the six-day operation, the current violumetric ratio of clarifier to feed current (P / F) was increased. This was achieved by going over to a total reflux operation, ie the ratio P / F is p hi / p Lo = 2 ' 36 ' The usntil 150 for the product flowing out to the outside was closed and the atmospheric clarifier valve 146 was closed opened further to maintain the same feed rate, ie 42 V / V / min. The product dew point was reached in half a day

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stabilisiert und blieb bei -50,6 - 0,56°C (-59 - 1°F) während drei Tagen.stabilized and remained at -50.6 - 0.56 ° C (-59 - 1 ° F) for three days.

Das vergrößerte Verhältnis P/p uurde geuählt, um den Produkttaupunkt vor täglichen Uechseln der Umgebungstemperatur und des Fsuchtigkeitsgrades an dem Speiseende der Säule zu schützen. Es uar nun ein Betrieb bei gleichbleibendem Zustand für das Studium der Wirkung der Eintauchtiefe in dem Eisbad möglich.The increased ratio P / p u was chosen to be the Product dew point before daily changes in ambient temperature and the humidity level at the feeding end of the column. It is now an operation with the same State possible for studying the effect of the depth of immersion in the ice bath.

Die anfängliche Eintauchtiefg von 114,3 mm (4,5 engl. Zoll) ergab eine vorübergehende Absenkung des Produkttaupunktes -20 C C-3S F). Dia Uirkung der Eintauchtiefe des Produktandes der Säule in dem Eisbad uurde nun für zuei unterschiedliche Speisestromraten untersucht. Die eine Speise— straiHrate lag bei 42,6 U/U/min. Diese l/ersuche uurden bei eimern Gesatatrückfluß (P/F = 2,36) vorgenommen, um den Produkttaupunkt zu stabilisieren. Ein gleichbleibender Zustand uyrde in acht Stunden erreicht, uobei der Produkttaupunkt UfFt —11,1 C (—20 F) unter denjenigen bei einer Eintauchtiefe von 0 abgesenkt uar. Uährend fünf Tagen kontinuierlichen Betriebs uurden unterschiedliche Eintauchtiefen verwendete Ein anderer dreitägiger Betrieb ohne Eintauchen zeigte, daß der Produkttaupunkt langsam nach unten von —36 C beim Beginn auf —400C am Ende (von -33 auf -40 F) des Betriebslaufes absank. Dies rührt vonThe initial immersion depth of 114.3 mm (4.5 inches) resulted in a temporary lowering of the product dew point (-20 C C-3S F). The effect of the immersion depth of the product and the column in the ice bath has now been investigated for different feed flow rates. The one feed jet rate was 42.6 rpm. These requests were made with buckets of total reflux (P / F = 2.36) in order to stabilize the product dew point. A steady state was reached in eight hours, with the product dew point UfFt dropping -11.1 C (-20 F) below that at an immersion depth of 0. Uährend five days of continuous operation uurden different immersion depths used showed Another three days of operation without immersion in that the Produkttaupunkt downward from -36 C at the beginning to -40 0 C at the end (from -33 to -40 F) dropped slowly the operating run. This stems from

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einer langsamen Hysteresiserscheinung her, die gelegentlich bei Versuchen mit einem Material aus Ferfluorsulfon— säure (XR) gefunden wurde.a slow symptom of hysteresis that occasionally in experiments with a material made of ferfluorosulfone- acid (XR) was found.

Am Ende des Betriebslaufes wurde alles Eis entfernt und die gesamte Säule auf Raumtemperatur zurückgebracht« DerAt the end of the operational run, all ice was removed and brought the entire column back to room temperature «The

°-> t °r-\ Produkttaupunkt zeigte einen Anstieg wan +7,8 u (+14 F) über den letzten gleichbleibenden Zustandsuert bei Raumtemperatur. Der anfängliche und der abschließende Übergang sind aus dem verwendeten Perfluorsulfonsäurematerial erklärlich, welches durch das Kühlen und Heizen des Produkt— endes der Säule seine Uasseraufnähme vergrößerte und verkleinerte. Vergrößerte Uasseraufnahme in dem gekühlten Abschnitt geht ersichtlich ein Heer mit einem vergrößerten Wassertransport quer durch die Rohrwände.° -> t ° r- \ product dew point showed an increase wan +7.8 u (+14 F) over the last constant state uert at room temperature. The initial and the final transition can be explained by the perfluorosulfonic acid material used, which increased and decreased its water uptake by cooling and heating the product end of the column. Enlarged water intake in the cooled section clearly shows an army with an enlarged water transport across the pipe walls.

Unter Bezug auf Fig. 8 wurde der kritische Uert dafür abgeschätzt, bis zu welchem Ausmaß das Produktende der Säule in das Eisbad eingetaucht werden muß, um eine maximale 'Wirkung auf das Trocknen des Speisestromes zu erreichen. Die Uerte in diesem Diagramm geben LJerte bei gleichbleibendem Zustand an, die zeigen, daß die Produkttaupunkte ein Minimum erreichten, wenn ungefähr die Hälfte der Säule in das Eisbad eingetaucht war. Das Optimum bei einer Eintauchtiefe von der halben Länge der Säule istReferring to Fig. 8, the critical value for this became estimated the extent to which the product end of the column must be immersed in the ice bath in order to achieve a maximum 'To achieve an effect on the drying of the feed stream. The values in this diagram indicate values with constant state, which show that the product dew points reached a minimum when about half the column was immersed in the ice bath. The optimum at an immersion depth of half the length of the column

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232710S232710S

unabhängig von der Speiseströmungsrats in einem Bereich v/on 5:1. Das Optimum bei der halben Länge hängt auch nicht von den beiden Verhältnissen P/F für den Klärmittelstrom zum Speisemittelstrom ab, die verwendet wurden. Jedoch hängt das Ausmaß der erzielten Taupunktsreduktion durch Eintauchen in Eis bis ungefähr zur Hälfte der Säulsnlänge von der Speisemittelströmungsrate und von dem Verhältnis P/F von Klärmittel zu Speisernittel ab, uie in Fig. 8 und in der folgenden Tabelle gezeigt:regardless of the feed flow rate in an area v / on 5: 1. The optimum at half the length also depends not of the two P / F ratios for the clarifying agent flow to the feed stream that were used. However, the extent of the dew point reduction achieved depends by soaking in ice up to about half the length of the column from the feed flow rate and from that Ratio P / F of clarifying agent to feed agent, as shown in Fig. 8 and in the following table:

Speisestrom- P/F Produkttaupunkte Verbesserung rate Feed P / F product dew point improvement rate

keine mitnone with

Kühlung KühlungCooling cooling

200 V/v/min 2.36 -20,3°C -290C -8,7°C (-15,50F)200 V / v / min 2.36 -20.3 ° C -29 0 C -8.7 ° C (-15.5 0 F)

^,5°F) (-20bF)^, 5 ° F) (-20 b F)

42 1.5 -32,3 (-26) -44 (-47) -11,7 (-21)42 1.5 -32.3 (-26) -44 (-47) -11.7 (-21)

42,6 2.36 -37,0 (-36) -51,8(-61) -14 (-25)42.6 2.36 -37.0 (-36) -51.8 (-61) -14 (-25)

Eine Analyse dieser Daten zeigt, daG dann, uenn mehr als die Hälfte der Säule eingetaucht ist, der Pradukttaupunkt anzuwachsen beginnt. Uenn die gesamte Säule in dem Eisbad eingetaucht ist, steigt der Pradukttaupunkt zu demjenigen des Eisbades. Flüssiges Uasser würde sich dann in der Säule sammeln. Hit einem vollständigen Eintauchen würdeAn analysis of this data shows that if more than half of the column is immersed, the product dew point begins to increase. Uenn the entire column in the ice bath is immersed, the product dew point rises to that of the ice bath. Liquid water would then be in the Collect column. Hit a full immersion would

ο
das austretende Klärmittel, bei 0 C gesättigt, rechnerisch lediglich 59 % des eintretenden Wassers entfernen können. Unter diesen Bedingungen würde das System wie ein teilweise
ο
the exiting clarifier, saturated at 0 C, can mathematically remove only 59% of the entering water. In these conditions the system would look like a partial

409847/0701409847/0701

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selbstklärender kalter Abscheider wirken,was eine Bedingung ist, die zu vermeiden ist.self-clearing cold separators work, which is a condition is to be avoided.

Dieses Beispiel zeigt daher, daü nicht mehr als die Hälfte der Säule an deren Produktende eingetaucht sein soll, da anderenfalls die maximal erreichbare Absenkung des Taupunktes beginnt, kleiner zu werden.This example therefore shows that no more than half of the column is immersed at its product end should, otherwise the maximum achievable lowering of the dew point begins to decrease.

Ein Versuch wurde angestellt um zu zeigen, daß viel niedrigere Taupunkte durch Kühlung erreicht werden können. Bei diesem Versuch wurden zwei Säulen mit 50 Rohren, die eine 1.828,8 mm (72 engl. Zoll) und die andere 1.016,0 mm (40 eng!. Zoll) lang, verwendet. Die letztgenannte kürzere Säule hatte eine 609,6 ram (20 englo Zoll) lange Kühlzone, gemessen von dem Produktende. Diese Zone wurde auf -16,1 CAn experiment was made to show that much lower dew points can be achieved by cooling. In this experiment two columns with 50 tubes were used one 1,828.8 mm (72 inches) long and the other 1,016.0 mm (40 inches!) long. The latter is shorter Column had a 609.6 ram (20 englo inch) long cooling zone, measured from the end of the product. This zone was set to -16.1 C

ο »
+3 F) gekühlt, wenn die Kühlung angewendet wurde* Durch
ο »
+3 F) chilled if chilling was applied * Avg

diese Technik war es möglich, den Taupunkt um 14,4 C (26 F) für sehr hohe Speisestromtaupunkte zu senken, wie in Fig. 8A gezeigt ist.this technique made it possible to reduce the dew point by 14.4 C (26 F) for very high supply current dew points, such as shown in Fig. 8A.

Beispiel 8: Ein Trocknungsversuch wurde mit nassem Benzol durchgeführt, welches mit 'Wasser bei 37,2 C (99 F) gesättigt war. Es hielt 860 Geuichtspromill von Wasser. Eine 1.016 mm (40 engl. Zoll) lange Säule mit Rohren aus Perfluorsulfonsäurepolymer (XR) wurde verwendet, wobei 50 solcher Rohre in die Säule eingebracht wurden. Nasses Benzol in zwei Strömungsraten von 15 und 45 cm /min wurde auf 40 Gewichts— Example 8: A drying experiment was carried out with wet benzene which was saturated with water at 37.2 C (99 F). It held 860 per cent of water. A 1016 mm (40 inch) long column of perfluorosulfonic acid polymer (XR) tubes was used, with 50 such tubes being placed in the column. Wet benzene at two flow rates of 15 and 45 cm / min was added to 40 weight-

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promill (engl. 40 ut.ppm) mit einem Klärmittel aus trockenem Stickstoff mit einem Durchsatz von 3.630 cm /min bei 0 at getrocknet. Kein Benzolgeruch uurde für den austretenden Klärmittelstrom festgestellt. Die erhaltene Wasssrreduktion betrug 860/40 = 24. Das Restuasser in dem trockenen flüssigen Benzolprodukt uar etua gleich dem Anteil an Wasser in einem gleichen Volumen Raumluft,,promill (English 40 ut.ppm) with a clarifying agent dry nitrogen with a throughput of 3,630 cm / min at 0 at. No benzene odor for the exiting Clarifying agent flow detected. The water reduction obtained was 860/40 = 24. The residual water in the dry liquid benzene product uar etua equal to the proportion of water in an equal volume of room air,

Die aktuellen volurnetrischen Verhältnisse von Klärmittelströmung zu Speisemittelstrümung uaren 82,5 und 242. Diese hohen P/F-Verhältnisse uaren erforderlich, ueil in der Benzolflüssigkeit gelöster Wasserdampf um 50 bis 30 mal mehr als in dem Dampfgleichgeuichtsraum über der flüssigkeit komprimiert uurde. Die Raumdichte von Uassermolekülen in der Flüssigkeit beträgt das 15- bis 30-fache von derjenigen in dem Dampfgleichgeuichtsraum. Diese Verdichtung ist eine Funktion der Temperatur und der Art der nicht mischbaren Flüssigkeit.The current volurnetric ratios of clarifier flow to edible flow rate 82.5 and 242. These high P / F ratios are necessary, ueil in the Benzene liquid dissolved water vapor by 50 to 30 times more than in the vapor equilibrium space above the liquid compressed uurde. The bulk density of water molecules in the liquid is 15 to 30 times that in the vapor equilibrium space. This compression is a function of the temperature and the type of immiscible liquid.

Beispiel 9; Dieses Beispiel zeigt die Wirkung des Heizens des Speiseendes der Säule für das Trocknen van Strömungsgsmischen mit Hochtemperaturtaupunkten und einem unmisch— baren Wasseranteil und außerdem einem Anteil an mitgerissenem Wasser. Eine Permeationsdestillationssäule für einen Versuchsstrom aus Gas mit hoher Taupunktstanpsratur Example 9; This example shows the effect of heating the feed end of the column on drying flow mixes with high temperature dew points and an immiscible water content and also an entrained water content. A permeation distillation column for a test stream of high dew point gas

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wurde in einem experimentellen Aufbau verwendet, wie in Fig. 9 gezeigt.was used in an experimental setup as in 9 shown.

Raumluft uurde über die Leitung 156 durch das System mittels einer Vakuumpumpe 153 gesaugt. Der Luftstrom uurde vor seinem Eintritt in die Rohre 162 aus Perfluorsulfonsäurepolymer (XR), die innerhalb der Außenhülla 160 angeordnet waren, zunächst durch einen abgedichteten Uassertopf geblasen, welcher auf einer heißen Platte 156 angeordnet war, die auf einer vorgeschriebenen Temperatur mittels eines Thermostaten 168 (Variac) gehalten wurde. Ein Kunststoffsieb 170 uurde verwendet, um das Entstehen eines Sprühnebels in dem Dampfraum zu verhindern. Ein Thermometer 172,Room air was passed through the system via line 156 a vacuum pump 153 sucked. The air stream was made of perfluorosulfonic acid polymer prior to entering tubes 162 (XR), which were arranged within the outer shell 160, initially through a sealed water pot blown, which was placed on a hot plate 156 maintained at a prescribed temperature by means of a thermostat 168 (Variac) was held. A plastic sieve 170 was used to prevent a spray from building up in the vapor space. A thermometer 172,

welches in den Dampfraum eintauchte, maß die angenäherte Sättigungstemperatur der Speiseluft. Ein Naßzähler 144, welcher an dem Lufteinlaß angeordnet war, maß die Speiseluftströmungsrate. Eine nicht isolierte Säule war dicht bei dem Topf 164 angeordnet.which dipped into the steam room measured the approximate Saturation temperature of the feed air. A wet meter 144 located at the air inlet measured the feed air flow rate. An uninsulated column was placed close to the pot 164.

Ein Kugeldrehmesser 176 in der Leitung 178, welcher an diß Rohre der Außenhülle 160 an dem Produktende angeschlossen war, gab visuell Aufschluß über die Produktstrümung zu dem Taubecher 180, wo sein Taupunkt durch das Thermometer gemessen wurde. Der Druck in dem Taubecher betrug etwa 0,035 at (0,5 psi) unterhalb Atmosphärendruck aufgrundA rotary rotary knife 176 in line 178, which is connected to diß Pipes of the outer shell 160 was connected to the product end, gave visual information about the product flow to the Dew cup 180, where its dew point was measured by the thermometer. The pressure in the dew cup was about 0.035 at (0.5 psi) below atmospheric pressure

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eines kleinen Druckabfalls in den Rohren. Bei einem Betrieb mit Gesamtrückfluß wurde das gesamte trockene Produkt über die Leitung 184 in die Hülle als im Gegenstrom verlaufendes Klärmittel über das Klärmittelventil 186 und die Strömungssteuereinrichtung 138 zurückgeführt. Nach dem Austritt aus der Säule trat der Effluent bei einem Unterdruck von etwa 0,802 atm (27 engl. Zoll Quecksilber) über die Leitung 189 in die Vakuumpumpe durch eine Ausscheidungstrommel und ein Filter (nicht gezeigt). Die in Fig. gezeigte Heizung 190 uurde bei späteren Versuchen verwendet. a small pressure drop in the pipes. When operating with total reflux, all dry product was over line 184 into the envelope as a countercurrent clarifier via clarifier valve 186 and the Flow control device 138 returned. After this The effluent exited the column at a vacuum of about 0.802 atm (27 inches of mercury) line 189 into the vacuum pump through a separator drum and a filter (not shown). The heater 190 shown in FIG. 1 was used in later experiments.

Eine alternative Anordnung, die in Fig. 10 gezeigt ist, uurde Raumluft als Klärmittel veruendet. Dieses uurde durch einen Kugeldrehmesser 192 gemessen und durch ein Klärmittelventil 194 und eine Strömungssteuereinrichtung 196 zugemessen. Vakuummesser 198 und 200 maßen die Einlaß- bzu. Auslaßklärmitteldrücke. In dem die Hülle 202 durchlaufenden Klärmittelstrom uar ein Druckabfall von etua 0,05 bis 0,134 atm (1,5 bis 4 Zoll Uuecksilber) vorhanden. Bei dieser Anordnung uurde das unter Umgebungsdruck stehende Produkt aus dem Taubecher 204 unmittelbar in die Vakuumpumpe über die Leitung 206 abgezogen. Der Produktstrom uurde durch ein Produktventil 208 und eine Strömungssteuereinrichtung 210 zugemessen. Das ThermometerAn alternative arrangement, shown in Fig. 10, u was used room air as a clarifier. This uurde measured by a rotary lathe 192 and by a Clarifier valve 194 and a flow control device 196 are metered. Vacuum gauges 198 and 200 measured the inlet bzu. Outlet clarifier pressures. In the clarifying agent flow passing through the envelope 202 there is a pressure drop of about 0.05 to 0.134 atm (1.5 to 4 inches of mercury) present. With this arrangement this was done under ambient pressure Standing product is withdrawn from the dew cup 204 directly into the vacuum pump via the line 206. Of the Product flow was metered through product valve 208 and flow control device 210. The thermometer

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212 maß den Taupunkt des aus dem Rohr 201 in der Außenhülle 202 austretenden Produkts.212 measured the dew point of the pipe 201 in the outer shell 202 leaking product.

Beim Betrieb uurde die Strömung in Gang gebracht und der Speisestromsättiger auf die. gewünschte Temperatur in derselben Ueise, wie zu Fig. 9 beschrieben, gebracht. Die Temperatur uurde konstant gehalten, bis Produkttaupunkte gemessen wurden, die keiner weiteren Änderung mehr unterlagen· During operation, the flow was started and the feed flow saturator on the. desired temperature in the same Ueise as described for Fig. 9, brought. the The temperature was kept constant until the product dewpoints were measured which were no longer subject to any further change.

Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung für das Trocknen von übersättigten Speiseströmen mit Raumluft, wobei die zu den Fig. 9 und1Q beschriebene Vorrichtung verwendet wurde, Die Ergebnisse sind für eine 965,2 mm (38 engl. Zoll) lange Säule mit 47 Rohren gezeigt, von denen jedes einen Innendurchmesser von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) und eine Uanddicke von 0,127 mm (0,005 engl. Zoll) hatte. Das Material der Rohre bestand aus Perfluorsulfonsäurepolymer (XR). Beide Betriebsarten wurden angewendet, ein totaler Rückstrom (Selbstklärung, Fig. 9) und eine Klärung mit Raumluft (Fig. 10) letztere verwendete einen Strom von Raumluft (Taupunkt -2,2 ± 1,66°C (28 ± 3°F)), welcher gleich dem Qoppelten des Produktstromes war. Beide wurden unter Raumbedingungen gemessen.Figure 11 is a graph showing the drying of supersaturated feed streams with room air using the apparatus described for Figures 9 and 1Q. The results are shown for a 965.2 mm (38 inch) long column with 47 tubes each having an inside diameter of 0.635 mm (0.025 inch) and a wall thickness of 0.127 mm (0.005 inch). The tubes were made of perfluorosulfonic acid polymer (XR). Both modes of operation were used, a total backflow (self-clarification, Fig. 9) and a clarification with room air (Fig. 10) the latter used a flow of room air (dew point -2.2 ± 1.66 ° C (28 ± 3 ° F) ), which was equal to twice the product flow. Both were measured under room conditions.

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Mit einem Taupunkt des Speisestromes von etwa 57,3 C (135 F) begann der Produkttaupunkt stark anzusteigen. 3ei höheren Taupunkten des Klärstromes stieg der Produkttau— punkt bis zur Sättigung bei Raumtemperatur an. Die in dem ansteigenden Teil dsr Kurven in Fig. 11 bestimmten Taupunkte sind unsichere Sie wanderten zwischen den durch die gestrichelten Linien verbundenen Werte. Der Kugeldrehmesser für das Produkt schlug gelegentlich, was ginen momentanen Anstieg des Widerstandes der Produktströmung anzeigte. Es uurde der Schluß gezogen, daß sich in einigen der Rohre Tropfen aus flüssigem Wasser gebildet hatten, und ein wandernder Produkttaupunkt zeigte diese Erscheinung an. Wasser begann, durch das System durchzubrechen.With a dew point of the supply current of about 57.3 C. (135 F) the product dew point began to rise sharply. At higher dew points of the sewage flow, the product dew rose point to saturation at room temperature. The dew points determined in the rising part of the curves in FIG are unsure you wandered between the by the dashed lines connected values. The ball lathe knife for the product occasionally suggested what ginen momentary Indicated increase in resistance to product flow. It was concluded that in some of the pipes Droplets of liquid water had formed and a moving product dew point indicated this phenomenon. water began to break through the system.

Während dieses Versuchs wurde überraschend eine weitere Erscheinung beobachtet. Wenn die gesamte Länge der Raumluft ausgesetzt war, hatte das nahe des Heißwassersättigers angeordnete Zuführende nahezu dieselbe Temperatur. Dedoch sank die Säulentemperatur zu dem Produktende hin ab und ging unter Raumtemperatur über eine Kaltzone. Die Kaltzone endete plötzlich an einer besonderen Stelle entlang der Säule und derRest der Säule hatte Raumtemperatur. Der f'litteluert von mehreren Messungen für die Entfernung der Kaltzonengrenze von dem heißen Speiseende war innerhalb uon etua 25,4 mm (1 engl. Zoll) wiederhalbar„Surprisingly, another phenomenon was observed during this experiment. When the entire length of the indoor air was exposed, had the one located near the hot water saturator Infeed almost the same temperature. However, the column temperature dropped towards the end of the product and walked over a cold zone below room temperature. The cold zone suddenly ended at a special point along the The column and the rest of the column were at room temperature. The f'litteluert from several measurements for the distance of the Cold zone boundary from the hot end of the food was re-usable within about 25.4 mm (1 inch) "

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Der Betrieb des ganzen Systems (Topf und Säule) bsi Raumtemperatur zeigte keine solche Kaltzone. Nur uann der Speisestrom bei einem Taupunkt höher als Raumtemperatur gesättigt uar, erschien die Kaltzone. De höher die Sättigungs— temperatur des Speisestromes uar, um so weiter entlang der Säule erstreckte sich die Kaltzone.Operation of the entire system (pot and column) at room temperature showed no such cold zone. Only uann If the supply current was saturated at a dew point higher than room temperature, the cold zone appeared. The higher the saturation temperature of the feed stream, the further along the column the cold zone extended.

Uenn die Grenze der Kaltzone sich bis auf 25,4 oder 50,8 mm (1 oder 2 engl«, Zoll) über die Mitte der 965,2 mm (38 engl. Zoll) langen Säule hinaus erstreckte, begann der Produkt— taupunkt stark anzusteigen. Dies fand bei einem TaupunktIf the border of the cold zone extends to 25.4 or 50.8 mm (1 or 2 inches) across the center of the 965.2 mm (38 inches) Inch) long column, the product dew point began to rise sharply. This took place at a dew point

ο ο
des Speisestromes von 57,3 C (135 F) statt, was anzeigte, daß der Uasserdurchschlag unmittelbar bevorstand. Bei höheren Taupunkten des Speisestromes fand der Uasserdurchschlag statt. Die Kaltzonengrenze erstreckte sich bis zu dem Pro— duktende und der Produkttaupunkt lag nahe bei Raumtemperatur· Der Schluß aus diesen Beobachtungen uar, daS die nutzbare Trocknungskapazität der Säule erreicht uar, uenn die Kalt— zonenfront etua die Hälfte der Länge der Permeations— Destillations-Säule erreichte.
ο ο
of the feed current of 57.3 C (135 F) took place, which indicated that the water breakdown was imminent. The water breakthrough took place at higher dew points of the feed stream. The cold zone boundary extended to the end of the product and the product dew point was close to room temperature. The conclusion from these observations was that the usable drying capacity of the column was reached when the cold zone front was about half the length of the permeation distillation column reached.

Beide Betriebsarten zeigten diese Erscheinung, sowohl der totale Rückfluß, als auch die Klärung mit Raumluft. Beide konnten zufriedenstellend mit Speiseströmen mit einem Taupunkt bei 57,3°C (135°F) gehandhabt uerden. Zuei unter-Both modes of operation showed this phenomenon, both the total reflux, as well as clarification with room air. Both could do satisfactorily with feed streams with a dew point handled at 57.3 ° C (135 ° F). Zuei under-

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schiedlichs Spoisostronraten bei totalem Rückfluß, von 47 und 91 V/'J/min, fanden ebenfalls ihre Grenze bei einem Taupunkt des Speisestromes von etwa 57,3 C (135°F)„ In allan Fällen mit der 965,2 mm (38 angl. Zoll) langen Säule markierte die Ankunft der Kaltzonenfront an der Ritte der Säule den Beginn des scharfen Anstieges des Produkttaupunktes,different Spoisostron rates at total reflux, from 47 and 91 V / j / min, also found their limit in one Dew point of the supply current of about 57.3 C (135 ° F) “In all cases with the 965.2 mm (38 inch) long column marked the arrival of the cold zone front at the Ride of the Column the beginning of the sharp rise in the product dew point,

Eine längere Säule wurde dann verwendet und gute Ergebnisse wurden bei der Verwendung von einer Säule mit einer Länge von 1752,6 mm (69 engl. Zoll) und 50 Rohren erhalten. Eine zufriedenstellende Produkttrockenheit zuischen -37,2 und -32,2 C (-350F und -26 F) wurde für Speisestromtaupunkte im Bereich zwischen Raumtemperatur bis zu 74 C (165 F) erhalten. Bei dieser Temperatur erstreckte sich die Kaltfront bis ungefähr zur Mitte der längeren Säule. Speiseströme mit Taupunkten von mehr als 740C (165 F) bewirkten einen starken Uasserdurchschlag, wie in Fig. 12 dargestellt. A longer column was then used and good results have been obtained using a column 1752.6 mm (69 inches) in length with 50 tubes. A satisfactory product dryness zuischen -37.2 and -32.2 C (-35 F 0 -26 and F) was obtained for Speisestromtaupunkte in the range between room temperature up to 74 C (165 F). At this temperature the cold front extended to about the middle of the longer column. Feed streams with dew points of more than 74 0 C (165 F) caused a strong water breakdown, as shown in FIG.

Eine Heizung 190, Fig. 9, wurde rings der Einlaßanschlüsse und rings des Speiseendes der Säule installiert und bedeckte die ersten 355,6 mm (14 engl. Zoll) der 17,52,6 mm (69 engl. Zoll) langen Säule zu deren Produktende hin. Ein Thermoelement, welches in einer Entfernung von 101,6 mmA heater 190, Fig. 9, was installed and covered around the inlet ports and around the feed end of the column the first 355.6 mm (14 inches) of the 17.52.6 mm (69 inches) long column towards its product end. A thermocouple, which is at a distance of 101.6 mm

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(4 engl. Zoll) angeordnet war, steuerte oine Gardsman-Temperatursteuereinrichtunr;. Diese Einrichtung schaltete die elektrische Heizung ein und ab, um den eingestellten aJert beizubehalten. Die Temperatur an dom Thermoelement variierte zwischen 84 und 36,3°C (183 und 109 F). Die verwendete mittlere kontinuierliche Antriebsleistung betrug 37 Watt» Der gröüte Anteil der Uärme wurde in die Umgebung abgeführt, da der eng aufgewickelte Bandheizer nicht isoliert war.(4 inches) was arranged by a Gardsman temperature controller. This device switched the electric heating on and off to the set aJert to maintain. The temperature at the thermocouple varied between 84 and 36.3 ° C (183 and 109 F). the The mean continuous drive power used was 37 watts Environment discharged because the tightly wound band heater was not insulated.

'Jenn die Heizung in Getrieb war, uurden geringfügig höhore Produkttaupunkte bei Spaisestromtaupunktsn bis zu 74 C (165 F) beobachtet. Keine meGbaro Kaltzone trat in diesem Bereich auf» Eine Kaltfront uurda bei Speisestromtaupunkten von 82 und SB0C (ißO und 190°F) festgestellt. Erfolgreiches Trocknen auf -27,2 C (-17 F) uurde bei einem Speisestromtaupunkt von 88 C (190 F) erreicht, wie in Fig. 13 gezeigt. Der Beginn des Uasserdurchschlages uurde für einen Speisestromtaupunkt von etwa 89,5 C (193 F) mit der Heizung, im Vergleich für 74,3°C (165 F) ohne diese, geschätzt.When the heating was in the gearbox, slightly higher product dew points were observed at relay current dew points up to 74 C (165 F). No meGbaro cold zone occurred in this area. A cold front was found at feed current dew points of 82 and SB 0 C (10 and 190 ° F). Successful drying to -27.2 C (-17 F) was achieved at a feed current dew point of 88 C (190 F), as shown in FIG. The start of water breakdown was estimated for a feed current dew point of about 89.5 C (193 F) with the heater, compared to 74.3 ° C (165 F) without it.

Das kontinuierliche Trocknen eines Speisestromes mit einem Taupunkt von 87,7°C (19O°F) auf einen Produkttaupunkt von -27,20C (-170F) ist ein unerwarteter Erfolg. Der nasse Speisestrom, welcher in die Säule eintrat, enthielt 63,5 Volumenprozent Wasserdampf. Das Wasser in dem trockenenThe continuous drying of a feed stream with a dew point of 87.7 ° C (19O ° F) to a Produkttaupunkt of -27.2 0 C (-17 0 F) is an unexpected success. The wet feed stream entering the column contained 63.5 volume percent water vapor. The water in the dry

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Produkt, welches aus der Säule austrat, betrug lediglich 0,05 l/olumonprozent. Das Verhältnis dieser Uerte, mit Reduktion bezeichnet, ist 1270. 1/127O des Wassers im Speisestrom zeigte sich in dem Produkt. Der Rest wurde durch das aufgeheizte Klärmittel abgeführteProduct exiting the column was only 0.05 l / olumon percent. The ratio of this value, with Reduction is 1270. 1/127O of the water im Feed stream was shown in the product. The rest was discharged by the heated clarifier

Keine sich fortsetzende Ansammlung von 'Jasser fand in der Permeations-Oesbillations-Hülle statt und Uasser sammelte sich in den Einlaß- und Auslaßabscheidern der Vakuumpumpe. Automatische Abzugsvorrichtungen für diese Abscheider sind für einen kontinuierlichen Betrieb des Systems erforderlich.No continuing collection of 'Jasser was found in the Permeation-Esbillations-Shell took place and Uasser collected in the inlet and outlet separators of the vacuum pump. Automatic extractors for these separators are available required for continuous operation of the system.

Sämtliche dieser Ergebnisse sind graphisch in den Fig. 11, 12 und 13 aufgezeichnet. Dia Beobachtung, da(3 ein uJasserdurchschlag unmittelbar bevorsteht, wenn die Kaltfront die Ritte der Säule erreicht, ist bedeutende In der ersten Ausführungsform zeigte sie dan Vorteil einer aufgebrachten Kaltzone rings dem Produktende der Säule, wobei eine Eintauchtiefe der Säule über ihre Hälfte hinaus einen ungünstigen Betrieb bewirkte. In dieser Ausführungsform zeigte eine Ausdehnung der selbsterzeugten Kaltzone über die Mitte der Säule hinaus ebenfalls den Beginn des uJasserdurchschlags und von ungünstigen Ergebnissen an. Somit besteht eine überraschende und unerklärte Temperatursymmetrie rings der Ritte der Permeations-Destillations-Säule.All of these results are plotted graphically in FIGS. 11, 12 and 13. Observation since (3 a water leakage Imminent, when the cold front reaches the ridges of the pillar, is significant in the first Embodiment it showed the advantage of an applied Cold zone around the product end of the column, with an immersion depth caused the column to operate unfavorably beyond its half. In this embodiment showed an extension of the self-generated cold zone beyond the center of the column also marks the beginning of the water breakthrough and from unfavorable results. Thus there is a surprising and unexplained temperature symmetry around the Rides of the permeation distillation column.

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Beispiel 10: In diesem Beispiel wurden die Fiehrfachwirkungen eines ^asser-Permeations-DestiHations-l/erfahrens beobachtet, wobei ein Klürstrom aus trockenen Gas im Gogenstrom verwendet wird, um die Verdampfung und die Kühlung eines Uasser enthaltenden Strömungsmittels zu induzieren, welches in einer Zona in der hitts der Säule aufgeheizt ist. Example 10: In this example, the technical effects of a water permeation distillation process were observed in which a purge stream of dry gas in the gas stream is used to induce the evaporation and cooling of a fluid containing water which is contained in a zona is heated in the hitts of the column.

Unter Bezug auf Figo 4 wurde das folgende Beispiel durchgeführt, um herauszufinden, wie viel 'Jasser destilliert uerden kann. Eine Perrneations-Destillations-Säule mit einer Länge von 2540 mm (i00 engl. Zoll) wurde verwendet, welche 45 Rohre aus Merfluorsulfonsäurepolymer Wasserstoff aufwies. Dedss rtohr hatte einen Innendurchmesser von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) und eina 'Janddicke von 0,127 mm (0,005 entjl. Zoll). Dia dicht aufgepaßte Hülle aus rostfreiem Stahl hatte einen AufJondurchmssaer von 12,7 mm (0,5 engl. Zoll). Rings der Hülle und in der Ritte der Säule war eine Bandheizung 58 eng gewickelt. Sie erstreckte sich über 203,2 mm (8 engl. Zoll) von jeder Seite der Hitte der Säule,Referring to Figure 4, the o following example was performed to find out how much 'Jasser can uerden distilled. A permeation distillation column 2540 mm (100 inches) in length was used which had 45 tubes of merfluorosulfonic acid polymer hydrogen. The tube was 0.635 mm (0.025 inches) inside diameter and 0.127 mm (0.005 inches) thick. The tightly fitted stainless steel shell was 12.7 mm (0.5 inches) in diameter. A ribbon heater 58 was tightly wrapped around the envelope and in the crevice of the column. It extended 8 inches (203.2 mm) from each side of the bottom of the column,

Am Mittelpunkt.maß ein Thermoelement 62 die Temperatur und signalisierte einer Gardsmen-Temperatursteuereinrichtung (Thermostat) 66, wenn die Heizung elektrisch ein- oder abgeschaltet uerdsn rnui3te,um die eingestellte TemperaturA thermocouple 62 measured the temperature at the center and signaled a Gardsmen temperature control device (thermostat) 66 when the heating is electrically on or switched off and rnui3te to the set temperature

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zu halten. Thermoelemente 70 und 72 waren ebenfalls an der Hülle 50,8 rom (2 engl. Zoll) jenseits der Enden der Heizung installiert. Die gesamte Säule war thermisch isolierteto keep. Thermocouples 70 and 72 were also at the Sheath 50.8 rom (2 inches) beyond the ends of the heater Installed. The entire column was thermally insulated

Die Säule uar in einem Winkel von 50 zur Vertikalen angebracht, um eine Entfernung von Lufttaschen aus der Hülle durch die Aufuärtsströmung des Speisestromes zu gewährleisten. Die Zirkulation des Uasserspeisestromes uurde durch eine Sumpfpumpe GB in einem Uassereimer aufrechterhalten. Das aus der Hülle austretende Wasser tropfte zurück in den Eimer, uo seine Ausströmrate gemessen werden konnte. Ein Uasserströmungsventil 75 hielt die gewünschte Zirkulationsrate und Thermoelemente 74 und 76 maßen die Uassertemperaturen am Einlaß und Auslaß.auf einem Nehrpunkt-Temperatur-Anzeigegerät. The column was placed at a 50 ° angle to the vertical to remove air pockets from the envelope by the upward flow of the feed stream. The circulation of the water feed flow became maintained by a sump pump GB in a water bucket. The water exiting the envelope dripped back into the bucket, and its rate of leakage is measured could. A water flow valve 75 held the desired one Circulation rate and thermocouples 74 and 76 measured inlet and outlet water temperatures on a multi-point temperature indicator.

Eine Quelle für trockene Luft mit 1,4 at (20 psig) lieferte die Klärluft und ein Klärmittelventil 86 hielt den gewünschten Druck in den Rohren 56, um eine Klärgasströmung im Gegenstrom aufrechtzuerhalten. Am Austritt des Reinigungsmittels aus der Säule sammelte ein Meßbecher 84 das Uasserkondensat. Ein Naßzähler an dieser Stalls maß die Klärluftströmunge Häufige Versuche wurden durchgeführt, um die Leckdichte der Hülle und der Rohrsäule zu sichern. Thermoelemente 88 und 90 maßen die Temperaturen des Klärluft-Provided a source of dry air at 1.4 at (20 psig) the clarifying air and a clarifying agent valve 86 maintained the desired pressure in the pipes 56 to create a flow of sewage gas in the Maintain countercurrent. At the outlet of the cleaning agent A measuring beaker 84 collected the water condensate from the column. A wet meter at this stable measured the sewage air currents Frequent attempts have been made to find the To secure leak tightness of the envelope and the tubular column. Thermocouples 88 and 90 measured the temperatures of the sewage air

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- 85 stromes am Einlaß bzu. Auslaß.- 85 currents at the inlet bzu. Outlet.

Im Betrieb uurde das zirkulierende Wasser- mit der Vorrichtung auf Raumtemperatur eingestellt. Seine Strömungsrate uurde auf 20 bis 70 cm /min eingestellt. Der EinlafJ-druck der Klärluft uurde auf Werte zwischen 0,14 und 0,7 at (4 bis 10 psig) eingestellt. Der Betriebsablauf uurde beobachtet, um zu sichern, daß kein flüssiges Wasser in dem austretenden Klärluftstrom erschien und daß keine Luftblasen in dem austretenden Wasser vorhanden waren,In operation, the circulating water with the device set to room temperature. Its flow rate was set at 20 to 70 cm / min. EinlafJ-Druck the clarification air was adjusted to values between 0.14 and 0.7 at (4 to 10 psig). The operational sequence u was observed to ensure that no liquid water appeared in the exiting stream of clarifying air and that no air bubbles were present in the exiting water,

Nachdem die Heizung angeschaltet uurde, begann Wasserkondensat bald in dem austretenden Klärmittelstram aufzutreten. Nach vier oder fünf Minuten Betriebszeit begann die Temperatursteuerung mit dem zyklischen Ein— und Ausschalten der Heizung, um den Einstellpunkt auf geringfügig weniger als 1OO°C (212°F) zu halten. Innerhalb einer halben Stunde erreichte das !/erfahren einen beständigen Betriebszustand. Die gemessene Temperatur und die Strömungsraten blieben konstant» Typische Betriebsuerte für einen Betriebslauf mit der 2540 mm (i00 engl. Zoll) langen Säule sind in der oberen Hälfte von Tabelle I gezeigt. Die Strömungsrate für das destillierte Wasserkondensat, uelches mit der austretenden Klärluft austrat, betrug 5,3 cm /min. Um Wasser bei dieser Strömungsrate zu destillieren, uürde im Normalfall 206 Watt erfordern,After the heating was turned on, water condensate soon began to appear in the effluent clarifying agent stream. After four or five minutes of operation started the temperature control with cyclical switching on and off the heater to keep the set point slightly less than 212 ° F (100 ° C). Within half an hour that reached! / experienced a steady one Operating condition. The measured temperature and the flow rates remained constant »Typical operating values for an operational run with the 2540 mm (i00 engl. Inch) long columns are shown in the top half of Table I. The flow rate for the distilled water condensate, The rate of uelches with the exiting clarifying air was 5.3 cm / min. To water at this flow rate to distill, would normally require 206 watts,

4098A7/0701 "■B6""4098A7 / 0701 "■ B6 ""

uenn sine mittlere latente Verdampfungsuärme von Wasser von L = 560 cal/grm zu Grunde gelegt wird. Dia mittlere Leistung aus der Heizung betrug 103 Watt. Folglich wurde die Destillation won Wasser in diesen neuartigen Permeations-Destillierverfahren mit der Hälfte (= 103/206) der normalen Wärme bewerkstelligt. Die Gasamtuirkungszahl ist 2,0.if its mean latent heat of evaporation of water of L = 560 cal / grm is taken as a basis. Medium slide The power from the heater was 103 watts. Consequently, distillation became water in this novel permeation distillation process accomplished with half (= 103/206) of normal heat. The gas office number is 2.0.

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409847/070 1409847/070 1

TABELLETABEL

H Säule (Fig. 4)H column (Fig. 4)

XR 1QQ" χ 45
Strömung:
XR 1QQ "χ 45
Flow:

Temperatur sin
aus
Temperature sin
the end

KlärluftClarifying air

ZirkulierendesCirculating

UasserUasser

0.21 RRCFH0.21 RRCFH

22,2G (72.5 F)22.2G (72.5 F)

24,40C (760F)24.4 0 C (76 0 F)

26,20C (0F)26.2 0 C ( 0 F)

46,6°C (1160F)46.6 ° C (116 0 F)

σ Wärmeverlust:σ heat loss:

to an das zirkulierende Wasserto the circulating water

j^ durch die Isolierungj ^ by isolation

^ zählbare Verluste^ countable losses

ο Netto Wärme zum Verdampfen von Wasserο Net heat to evaporate water

^ H Verdampfer: Na Kondensor (Fig. 5) .', XR 31 " χ 50 : XR 29" χ •'Strömung 0.61 RMCFM' 63 cm°/min^ H Evaporator: Na condenser (Fig. 5) . ', XR 31 "χ 50: XR 29" χ •' Flow 0.61 RMCFM '63 cm ° / min

Temperatur einTemperature

austhe end

26. 6L 26. 6 L

(8i*f;(8i * f;

36.1c 36.1 c

(97°f;(97 ° f;

Wärmoyerlust:Warmth:

zum Zirkulieren von Wasser durch Isolierungfor circulating water through insulation

an die austretende Klärluft zählbare Gesamtuärmeuerluste Netto Wärme zum Verdampfen des WassersTotal heat losses that can be counted in the sewage air exiting Net heat to evaporate the water

(aus)(the end)

36,70C (9S0F)36.7 0 C (9S 0 F)

45,50C (1140F)45.5 0 C (114 0 F)

HeizzoneHeating zone

83,3 C
(1320F)
83.3 C
(132 0 F)
,50C
360F)
, 5 0 C
36 0 F)
85,85 Wattwatt 6060 1212th Wattwatt 7070 Wattwatt 3333

Wasserkondensat Wirkungs-Water condensate effect

uiedergeuonnen Leistungo- zahlReduced performance number

103 Watt 5.3 crn3/min (mittel)103 watts 5.3 cm 3 / min (medium)

1070 cal/min 5.Q5 cmVmin**'*1070 cal / min 5.Q5 cmVmin ** '*

72,70C (162QF)72.7 0 C (162QF)

89,50C (1930F)89.5 0 C (193 0 F)

cal/mincal / min

636cal/min cal/min636 cal / min cal / min

* Mittslpunktstemp,. 99°p m enthält 0,55 cm^/ m- n rV·· u~·' \ * Middle point temp. 99 ° p m contains 0.55 cm ^ / m - n rV ·· u ~ · ' \

/ mm. Hussxgkeit als Dampf im austretenden Klärmittel/ mm. Humidity as steam in the emerging clarifier

äquivalentequivalent to

206 Uatt206 Uatt

2.0 Brutto2.0 gross

206206 Wattwatt 6o256o25 Nettonet I
CO
-O
I.
CO
-O
II. 28302830 cal/
min
cal /
min
2o642o64 BruttoGross

2830 cal/min 6.52 Netto2830 cal / min 6.52 net

Uonn für die zählbaren Uärmeverluste Korrekturen durchgeführt uerden, ist die Nettouirkungszahl 6,25. Dies bedeutet, daG i/6,25 der normalen Uiirme im aktuellen Fall verwendet wurde, um das Uasser zu destillieren.Uonn made corrections for the countable heat losses the net effect factor is 6.25. This means, daG i / 6.25 of the normal screen in the current case was used to distill the water.

Der größte Teil der zählbaren Uärmeverluste uaren in dem austretenden zirkulierenden Wasser, Das Speisewasser mit einer Strömungsrate von 47,3 (= 42,0 + 5,3) trat in die Säule mit 26,2 C (79°F) ein und wurde auf etwa 99 C (21Ü°F) aufgeheizt, als es durch die Heizungszone hindurchlief.Most of the heat losses that can be counted occur in the exiting circulating water, the feed water with a flow rate of 47.3 (= 42.0 + 5.3) entered the Column at 26.2 C (79 ° F) and was raised to about 99 C (21 ° F) heated up as it passed through the heating zone.

In der Heizungszone und in dem V/erdampfungsabschnitt wurdenIn the heating zone and in the evaporation section

3,
5,3 cm /min durch das Klärgas verdampft. In dem Verdam—
3,
5.3 cm / min evaporated by the sewage gas. In the dam-

ο
pfungsabschnitt wurde das Uasser herunter auf 46,6 C
ο
The Uasser was reduced to 46.6 ° C

(116 F) gekühlt, auf die Temperatur des mit 42 cm /min strömenden Uassereffluenten. Der zählbare Uärmeverlust(116 F) cooled to the temperature of the 42 cm / min flowing water reflux. The countable heat loss

ο α. für den Gesaratwassertemperaturanstieg von 26,2 C (79 F; auf 46,6 C (116 F) war äquivalent zu 60 Uatt. Hit einem Isalierverlust von 10 Uatt betrugen die gesamten zählbaren Uärmeverluste 70 Uatt. Die Nettouärme zur Verdampfung des beobachteten Uasserkondensates betrug 33 Uatt. Die Netto— Uirkungszahl war 6,25·ο α. for the total water temperature rise of 26.2 C (79 F; at 46.6 C (116 F) was equivalent to 60 Uatt. Hit one Isolation loss of 10 Uatts, the total countable heat losses amounted to 70 Uatts. The net heat for evaporation of the observed water condensate was 33 Uatt. The net effect number was 6.25.

ο ο In der \/erdampfungszone wurde das Uasser von 99 C (210 F)ο ο In the evaporation zone the water of 99 C (210 F)

auf 46,6°C (116°F) gekühlt. Gemäß Gleichung (3) wurden 4,1 cm /min verdampft, um diese beobachtete Kühlung zucooled to 46.6 ° C (116 ° F). According to equation (3), 4.1 cm / min were evaporated to cause this observed cooling

- 89 -- 89 -

£09847/0701£ 09847/0701

erzeugen, wobei L = 5Θ0 cal/grm verwendet wurde. Somitusing L = 5Θ0 cal / grm. Consequently

3
lieferte der Verdampfer 4,1 crn /min und die aufgeheizte
3
the evaporator delivered 4.1 cm / min and the heated one

3,
Zone fügte 1,2 cm /min zur Erzeugung des beobachteten Ge-
3,
Zone added 1.2 cm / min to generate the observed ge

3 .3.

samtdestillates mit 5,3 cm /min in dem Kläreffluenten hinzu. velvet distillates added at 5.3 cm / min in the clarifying effluent.

Im Idealfall soll der Verdarnpfungsabschnitt da» zirkulierende Wasser auf seine anfängliche Einlaßtemperatur kühlen. Ersichtlich war die Länge des Verdampfungsabschnittes unzureichend, diese ideale Bedingung herzustellen. In the ideal case, the evaporation section should circulate there Cool water to its initial inlet temperature. The length of the evaporation section was evident insufficient to establish this ideal condition.

Ergebnisse von anderen Betriebsläufen für eine einzelne 2540 mm (1OQ engl. Zoll) lange Gesamt-H-Säule sind in Fig. 14 gezeigt. Die beobachteten Bruttowirkungszahlen liegen zuischen 1,5 und 2,0. Die Mettowirkungszahlen wachsen stark won 2,5 auf 6,25 an, wenn die Strömungsrate für das Uasserkondensat durch eine höhere Heizzonentempe— ratur vergrößert wurde.Results from other operational runs for an individual 2540 mm (10Q inches) long overall H-pillars are in 14 shown. The observed gross efficiency figures are between 1.5 and 2.0. The net effect numbers grow sharply from 2.5 to 6.25 when the flow rate for the water condensate is increased by a higher heating zone temperature. rature has been increased.

Diese Ergebnisse beweisen die bemerkenswerte Fähigkeit einer Permeations-Destillations-Säule mit einer mittleren Haizzone für die Destillierung von Uasser aus Flüssigkeiten mit weniger als der normalen latenten Verdampfungsuärrne. Da Perfluorsulfonsäurepolymsr für die meisten organischen und anorganischen Dämpfe undurchlässig ist, können UasserThese results demonstrate the remarkable ability of a permeation distillation column with an average Haizzone for the distillation of water from liquids with less than the normal latent urine of evaporation. Since Perfluorsulfonsäurepolymsr is impermeable to most organic and inorganic vapors, Uasser

- 90 - ■- 90 - ■

4 09847/0701 rf 4 09847/0701 rf

232710 8232710 8

enthaltende Gemische solcher Bestandteile uirtschaftuch getrocknet werden. Der Uassereffluent kann zum weiteren Trocknen im diskontinuierlichen Betrieb zurückgeführt werden, oder eine Reihe von Säulen kann für ein kontinuierliches Trocknen auf den gewünschten Feuchtigkeitsgrad angewendet werden.containing mixtures of such constituents to be dried. The Uassereffluent can further Recirculated drying in discontinuous operation or a series of columns can be used for continuous drying to the desired moisture level be applied.

Ein Betriebslauf wurde mit einem Salzwasserspeisestrom durchgeführt, welcher 22,5 grm Natriumchlorid pro 1000 grm abgezapftes Uasser enthielt. Dies ist ungefähr die mittlereA run was carried out with a salt water feed stream containing 22.5 grams of sodium chloride per 1000 grams contained tapped water. This is roughly the middle one

Salzkonzentration von Meerwasser. Die Strömungsrate desSalt concentration of sea water. The flow rate of the

3 .
Kondensats betrug 2,8 cm /min mit einer Strömungsrate des
3.
Condensate was 2.8 cm / min with a flow rate of the

3
Salzuassereffluenten von 31,5 cm /min. Die Uirkungszahlen
3
Salt water effluents of 31.5 cm / min. The effect numbers

waren 1,2 brutto und 3,0 netto. Die rautenförmigen Meßpunkte in Fig. 14 zeigen diesen Betriebslauf an.were 1.2 gross and 3.0 net. The diamond-shaped measuring points in Fig. 14 indicate this operational run.

Das Kondensat aus diesem Betriebslauf schmeckte nur geringfügig salzig. Aus Uerdampfungsversuchen wurde geschätzt, daß das Salz in dem Kondensat weniger als 1/1O von dem in dem Speisestrom betrug. Daß überhaupt Salz in dem destillierten Kondensat vorhanden war überraschte, da keine Leckstellen zwischen den Rohren und der Hülle vorhanden waren.The condensate from this operating run tasted only slightly salty. From evaporation experiments it was estimated that the salt in the condensate was less than 1/10 of that in the feed stream. That salt is in The distilled condensate was surprisingly present as there were no leaks between the tubes and the shell were present.

In dem Kondensorabschnitt der 2540 mm (100 engl. Zoll) langen Gesamt-H-Säule mit Einzelrohr trat flüssiges UasserIn the condenser section of 2540 mm (100 inches) Long total H-column with a single tube was filled with liquid water

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409847/0701409847/0701

2327-1Q62327-1Q6

an beiden Seiten der Rohre auf. Unter dieser Bedingung kann Salz geringfügig in das Kondensat hineingeuandert sein. Zusätzlich kann ein Teil des Kondensates zurück in den Speisestrom geflossen sein, wodurch das Destillationsverfahren kurzgeschlossen uurde. Bei sämtlichen Permeations-Destillations—Uerfahren ist es stets wünschenswert, eine dünnflüssige Dampfphase an einer Oberfläche der permeablen Rohre zu haben. Eine kürzere, mehr begrenzte Heizzone und ein impermeabler Kondensationsabschnitt können die Vorrichtung verbessern.on both sides of the tubes. On this condition the salt may have migrated slightly into the condensate be. In addition, some of the condensate may have flowed back into the feed stream, causing the distillation process short-circuited. In all permeation-distillation processes it is always desirable to have a thin liquid vapor phase on a surface of the permeable To have pipes. A shorter, more limited heating zone and an impermeable condensation section can enable the device to enhance.

Beispiel 11: In Übereinstimmung mit diesen Überlegungen uurde eine neue Permeations—Destillations—Säule zusammengebaut und getestet. Die neue Säule verwendete zuei getrennte Abschnitte mit einem Außenheizungssystern für die Zirkulation des Wassers (Fig„5). Unter allen sonstigen Gesichtspunkten war sie dieselbe, wie diejenige, die zu Fig. 4 beschrieben ist. Der flerdampfungsabschnitt 98 war 787,4 mm (81 engl. Zoll) lang und enthielt 50 Rohre aus Perfluorsulfonsäurepolymer in der Wasserstofform (H). Der Kondensationsabschnitt 100 uar 736,6 mm (29 engl. Zoll) lang und enthielt 50 Rohre aus demselben Basismaterial, jedoch in der Natriumsulfonatfarm.(Na). Die Na-Form, hergestellt durch Ionenaustausch, uar aus den anderen Example 11: In accordance with these considerations, a new permeation distillation column was assembled and tested. The new column used separate sections with an external heating system for the circulation of the water (Fig. 5). From all other points of view it was the same as that which is described for FIG. The evaporation section 98 was 787.4 mm (81 inches) long and contained 50 tubes of perfluorosulfonic acid polymer in the hydrogen form (H). The condensation section was 100 µm (29 inches) long and contained 50 tubes of the same base stock but on the Sodium Sulphonate (Na) farm. The Na form, produced by ion exchange, among others from the others

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409847/070 1409847/070 1

2327123271

Experimenten als um 1/5 bis 1/10 mal so permeabel für Wasser als die SuIfonsäure-H-Form.Experiments as being 1/5 to 1/10 times as permeable to Water as the sulfonic acid H form.

Die äußere Heizung 10G für die Zirkulation von Wasser uar ein Heißuasserbad mit einer Kupferschlange 108, einem Tauchsieder 110, einem Thermoelement 112 für den Temperatursteuerer 114, und ein Luftbläschenerzeuger 111 wurde zum Verrühren des Bades verwendet. Die Steuerung 114 schaltete die elektrische Heizung 110 an und ab, um den Einstelluert für die Temperatur in dem Bad zu halten. Thermoelemente 120 und 122 nahe der Hüllenabschnitte 98 und 100 maßen die Einlaß- und Auslaßtemperaturen des zirkulierenden Wassers, wie in Fig, 3 gezeigt. Seine Strömungsmessung kombiniert mit seinem Temperaturanstieg in dem heißen Bad erlaubte oine enge Bestimmung des Uärmeeingangs in die Säule. Geringere Isolierverluste für die Säule von ungefähr 3 Uatt wurden mit dieser neuen Anordnung erhalten.The external heater 10G for the circulation of water and others a hot water bath with a copper snake 108, a Immersion heater 110, a thermocouple 112 for the temperature controller 114, and an air bubble generator 111 used to stir the bath. The controller 114 switched the electric heater 110 on and off to the Set to maintain the temperature in the bath. Thermocouples 120 and 122 near the sheath sections 98 and 100 measured the inlet and outlet temperatures of the circulating water as shown in FIG. His Flow measurement combined with its temperature rise in the hot bath allowed a narrow determination of the heat input in the column. Lower insulation losses for the column of approximately 3 Uatt were achieved with this new arrangement obtain.

Ein typischer Betrisbslauf mit dieser H :Na—Verdampfer— Kondenser-Kombination ist in der unteren Hälfte von Tabelle I gezeigt. Die Strömungsrate für das destillierte Uasserkondensat, welches zusammen mit dem Klärmitteleffluenten austrat, betrug 5,05 cm /min. Bei einem Uert von L = 560 cal/grm würde diese Kondensatmenge normalerweise 2830 cal/min erfordern. Der Gesamtwärmeeingang in dieA typical operation with this H: Na — evaporator— Condenser combination is in the lower half of Table I. shown. The flow rate for the distilled water condensate, which together with the clarifier effluent emerged was 5.05 cm / min. With a value of L = 560 cal / grm, this amount of condensate would normally be Require 2830 cal / min. The total heat input to the

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409847/0701409847/0701

Säule aus dem Heißuasserhsizbad betrug 1070/2830 = i/2,64 der normalen Verdampfungsuärme. Die beobachtete Bruttouirkungszahl uar 2,64.The column from the hot water heating bath was 1070/2830 = 1 / 2.64 the normal evaporation heat. The observed gross action factor uar 2.64.

Nach Berichtigungen für die zählbaren Wärmeuerluste wie gemäß Tabelle I betrug die Nettouirkungszahl 6,52. Dies beueist die Betriebsfähigkeit der zusammengesetzten Säule bei diesem neuartigen Permeations-Destillier-Verfahren. Wasser kann mit viel weniger als der normalen Verdampfungsuärme destilliert uerden.After corrections for the countable heat losses such as according to table I the net effect factor was 6.52. This assists the operability of the assembled column in this new type of permeation distillation process. Water can evaporate with much less than the normal heat distilled.

Der größte Üärmeverlust bei der zusammengesetzten Säule uar wiederum in dem Effluenten des zirkulierenden Wassers. In der Verdampfungszone uurde das zirkulierende Uasser von 89,5°C (193°F) auf 45,5 C (114°F) durch die vom Klärmittel Induzierte Verdampfung durch die Rohrwande gekühlt. Entsprechend Gleichung (j) sollte 5,14 cm /min als Naß für die beobachtete Kühlung richtig sein. Da tatsächlich 5,05 cm /min erhalten uurde, beueist dieser naheliegende Uert die Gültigkeit der Gleichung und der Verwendung von L = 550 cal/grm für die mittlere latente Uerdampfungsuärme von Uasser. Die Tatsache, daß das zirkulierende Uasser in die Säule bei 36,1°C (37 F) eintrat und mit 45,5 C (114°F) austrat, zeigt an, daß der Uerdampfungsabschnitt nicht lang genug uar, um das zirkulierende Uasser auf seineThe greatest heat loss in the assembled column was again in the effluent of the circulating water. The circulating water became in the evaporation zone cooled from 89.5 ° C (193 ° F) to 45.5 ° C (114 ° F) by the clarifier-induced evaporation through the tube walls. According to equation (j) should be 5.14 cm / min as wet be correct for the observed cooling. Since 5.05 cm / min was actually obtained, this is obvious Evaluates the validity of the equation and the use of L = 550 cal / grm for the mean latent heat of evaporation by Uasser. The fact that the circulating water entered the column at 36.1 ° C (37 F) and at 45.5 C (114 ° F) indicates the evaporative section not long enough to let the circulating water on its

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4098 4 7/07014098 4 7/0701

- 94 Eintrittstemperatur herunterzukühlen.- 94 inlet temperature to cool down.

Ergebnisse mit anderen Betriebsläufen mit der zusammengesetzten H:Na-5äule sind in Fig. 14 gezeigt. Die beobachteten Bruttouirkungszahlsn lagen zwischen 2,5 und 3,0. Die Nettouirkungszahlen wuchsen steil von 3,0 auf 6,5 an, wenn die Strömungsrate für das Wasserkondensat vergrößert uurde. Dia zusammengesetzte Säule schien besser zu arbeiten, als die Gesamt-H-Einzelsäule, da sie eine höhere Bruttowirkungszahl aufwies. Nachdem jedoch die zählbaren thermischen Verluste korrigiert wurden, uar die Nettowirkungszahl für beide Säulentypen etua die gleiche, wie in Fig. 14 gezeigt.Results with other operational runs with the compound H: Na columns are shown in FIG. The watched Gross impact numbers were between 2.5 and 3.0. the The net efficiency increased sharply from 3.0 to 6.5 as the flow rate for the water condensate increased uurde. The composite column appeared to work better than the total H single column because it was taller Gross coefficient of action. However, after the countable thermal losses have been corrected, including the net coefficient of action the same for both types of columns, as shown in FIG.

Ein vollständig undurchlässiger Teflonkonsendor, 3,05 m (iO engl. Fuß) lang mit einem einzelnen Rohr von 6,35 mm (1/4 engl. Zoll) Durchmesser in einer Hülle von 12,7 mm (1/2 engl. Zoll) Durchmesser wurde versuchsweise verwendet. Die Ergebnisse damit waren nicht besser als mit der Gesamt-H-Einzelsäule, wie in Fig. 14 gezeigt.A completely impermeable Teflon consendor, 3.05 m (10 feet) long with a single tube of 6.35 mm (1/4 inch) diameter in a 12.7 mm sleeve (1/2 inch) diameter was used experimentally. The results with it were no better than with the total H-single column, as shown in FIG.

Beispiel 12: Um den Wassertransport aus einer Flüssigkeitsphase durch ein Rohr aus perfluorsulfonsäurepolymer zu untersuchen, wurde ein Versuchsaufbau verwendet, wie er in Fig. 18 gezeigt ist. Ein Bündel von Polymerrohren 5T33 Example 12: In order to investigate the transport of water from a liquid phase through a tube made of perfluorosulfonic acid polymer, an experimental set-up as shown in FIG. 18 was used. A bundle of 5T33 polymer pipes

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409847/070 1409847/070 1

ohne Hülle mit einer Länge von 876,3 mm (34,5 engl. Zoll) und 49 Rohren, von denen jedes einen Innendurchmssser von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) und eine Uanddicke von 0,127 mm (0,005 engl. Zoll) hatte, uurde in einen offenen Uassertopf 501 eingetaucht. Das Bündel hatte eine Außenoberfläche von 11,61 dm (1,25 engl. Uuadratfuß) und mußte durch ein Gewicht belastet werden, um unterzutauchen. Der offene Topf wurde bei verschiedenen Temperaturen mittels einer elektrischen Heizplatte 505 gehalten, welche durch ein Variac—
Gerät 507 (Thermostat) gesteuert wurde. Eine Quelle für
trockene komprimierte Luft bei 1,4 at (20 psig) wurde für das Klärmittel gebraucht. Seine Strömung wurde durch ein
Strömungssteuergerät 509 geregelt. Ein Druckmesser 513 maß den Eingangsdruck des trockenen Klärmittels, der erforderlich war, um die Luft durch das System zu treiben. Der größte Anteil an Druckabfall trat quer zum Rohrbündel auf.
uncovered, 876.3 mm (34.5 inches) in length and 49 tubes each having an inside diameter of 0.635 mm (0.025 inches) and a wall thickness of 0.127 mm (0.005 inches), u was immersed in an open water pot 501. The bundle had an outer surface of 11.61 dm (1.25 square feet) and had to be loaded by a weight in order to submerge. The open pot was kept at various temperatures by means of an electric heating plate 505 which was operated by a variac-
Device 507 (thermostat) was controlled. A source for
dry compressed air at 1.4 at (20 psig) was used for the clarifier. Its flow was through a
Flow controller 509 regulated. A pressure gauge 513 measured the inlet pressure of the dry clarifier required to force the air through the system. Most of the pressure drop occurred across the tube bundle.

Heiße austretende Luft und Wasserdampf aus dem Rohrbündel wurde durch eine Schlange 517 in dem Kaltuasserbad geführt. Austretendes Kondensat wurde in einem Meßbecher 519 gesammelt. Luftdrücke von 0,35 bis 1,055 at (5 bis 15 psig) wurden verwendet und die Strömungsrate für die Luft uurde durch Anschließen des Kondensoreffluenten an einen Versuchsnaßzähler gemessen.Hot exiting air and water vapor from the tube bundle was passed through a serpentine 517 in the cold bath. Escaping condensate was collected in a measuring beaker 519. Air pressures from 0.35 to 1.055 at (5 to 15 psig) were used and the flow rate for the air was determined by connecting the condenser effluent to a test wet meter measured.

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409847/0701409847/0701

Hit dem gesamten System bei Raumtemperatur uurde kein Kondensat gebildet und der trockene Klärluftstrom trat gesättigt mit 'Jasser bei Raumtemperatur aus. Uenn der Topf geheizt uurde, sammelte sich Kondensat in dem i'ieGbecher, wie in Fig. 19 gezeigt. Bei Topftemperaturen zwischen 32,2 und 99 C (90 und 210 F) wurden Strümungsraten für Uasserkondensat bis zu 13,5 cm /min flüssig gehalten.There was no impact on the entire system at room temperature Condensate formed and the dry stream of sewage air entered saturated with 'jasser at room temperature. Uenn the pot was heated, condensate collected in the cup, as shown in FIG. At pot temperatures between 32.2 and 99 C (90 and 210 F) were flow rates for water condensate kept liquid up to 13.5 cm / min.

Die höchste ütrömungsrate für das aus dem Topf abgezogene Kondensat repräsentierte mehr als 500 Uatt Verdampfungsuärme. Der Uärmetransport quer zu den LJänden der Rohre überstieg 400 Uatt/9,29 dm , und es war schwierig, die Tapftemperatur konstant zu halten. Die horizontalen Balken in Fig. 19 stellen den Abfall in der Topftemperatur während der Ansammlung des Kondensates dar.The highest flow rate for that withdrawn from the pot Condensate represented more than 500 Uatts of heat of evaporation. The heat transport transversely to the ends of the pipes exceeded 400 Uatt / 9.29 dm and it was difficult to keep the tap temperature keep constant. The horizontal bars in Fig. 19 represent the drop in pot temperature during the accumulation of condensate.

Dieser Hochwasserdampftransport wurde sowohl bei 876,3 mm, als auch bei 495,3 mm (34,5 und 19,5 engl. Zoll) Eintauchlänge erhalten, uie in der oberen Kurve in Fig. 19 gezeigt.This flood vapor transport was both at 876.3 mm, and at 495.3 mm (34.5 and 19.5 inches) immersion length as shown in the upper curve in FIG.

Geringere Transportraten wurden mit einer Eintauchlänge von 266,7 ram (1O,5 engl. Zoll) des Bündels erhalten. Ersichtlich ist eine minimale Länge für das Bündel für einen maximalen Wassertransport vorhandeneLower transport rates were obtained with an immersion length of 10.5 inches (266.7 ram) of the bundle. Obviously is a minimum length available for the bundle for maximum water transport

409847/0701409847/0701

Während der mit Fig. 19 beschriebenen l/ersuche wurde festgestellt, daß bei Klärmittoldrücken unter 2,1 at (3 psig) sich stagnierende Anteile aus flüssigem Wasser in mehreren Rohren bildeten. Diese flüssigen Teile blockierten den Luftstrom durch die einzelnen Rohre. Klarmitteldrücke über 2,8 at (4 psig) uaren erforderlich und uurden angeuendet, die Uasserpfropfen uegzublasen und ihre Wiederbildung zu verhindern. Um die Dampfphase in sämtlichen Rohren aufrecht zu halten, uar ein Druck von wenigstens 2,8 at (4 psig) für das Klärmittel erforderlich.During the search described with Fig. 19 it was found that that at clarifier pressures below 2.1 at (3 psig) stagnant fractions of liquid water in several Pipes formed. These liquid parts blocked the flow of air through each tube. Clear mean pressures over 2.8 at (4 psig) uars are required and used to blow the plugs and prevent their re-formation. To maintain the vapor phase in all tubes, a pressure of at least 2.8 at (4 psig) for the clarifier required.

Die Wirkung des Druckes und der Klärmittelströmung auf die Kondensatströmungsrate uurde sorgfältig geprüft. Der TopfThe effect of pressure and clarifier flow on condensate flow rate has been carefully examined. The pot

uurde auf einer mittleren Temperatur von 76 C ^169 F/ gehalten. Strömungsraten für das Kondensat für unterschiedliche Klärrnitteldrücko uurden gemessen und sind in Fig. ^2Q gezeigt. Die Strömungsrate für das Uasserkondensat uar im Ergebnis proportional zu dem Einlaßdruck des Klärmittels bis zu- etua 0,246 at (3,5 psig). Oberhalb von 0,246 at (3,5 psig) uuchs die Kondensatstrümungsrate sehr langsam mit wachsenden Klärmitteldrücken an.It was kept at an average temperature of 76 C ^ 169 F /. Flow rates for the condensate for different Clarifying agent pressures were measured and shown in Fig. 2Q shown. The flow rate for the water condensate uar im Result proportional to the clarifier inlet pressure up to about 0.246 at (3.5 psig). Above 0.246 at (3.5 psig) The condensate flow rate also increased very slowly with increasing clarifier pressures.

Eine Berechnung der Teildrücke des das Rohrbündel verlassenden Uasserdampfes für jeden Klärmitteleinlaßdruck ist in Fig. 21 gezeigt. Die Berechnung basierte auf denA calculation of the partial pressures of the one leaving the tube bundle The water vapor for each clarifier inlet pressure is shown in FIG. The calculation was based on the

- 98 -- 98 -

409847/070 1409847/070 1

Ergebnissen der Strömungsraten von Kondensat und Klärluft. Figur 21 zeigt, daß bei niedrigen Klärmittelströmungsratan der Effluent aus dem Rohrbündel einen konstanten Teildruck für Wasserdampf von 311 mm Hg hatte. Dies ist der Handbuchwert für Jasser bei 75,70C (17O F). Die mittlere Topf- Results of the flow rates of condensate and sewage air. Figure 21 shows that at low clarifier flow rates, the effluent from the tube bundle had a constant partial pressure for water vapor of 311 mm Hg. This is the manual value for Jasser at 75.7 0 C (17O F). The middle pot

O 0NO 0 N

temperatur uar 76,1 C (169 Fj, Daraus folgt, daß bis zu
einem Klärmitteldruck von 0,246 at (3,5 psig) das Klärgas
das Rohrbündel bei Topfternperatur gesättigt verließ.
temperature uar 76.1 C (169 Fj, It follows that up to
0.246 at (3.5 psig) clarifier pressure, the sewage gas
the tube bundle left saturated at pot temperature.

Bei höheren Klärluftströmungsraten wurde der aus dem Rohrbündel austretende Luftoffluent weniger als bei Topftemperatur gesättigt. Der trockene Klärluftstrom schlägt durch, ohne vollständig gesättigt zu seino Die Diskontinuität
in den Kurven in den Fig. 20 und 21 markieren die Trennung zwischen diesen beiden Bereichen. Der wirkungsvollste
Nutzen für das Bündel von Perrneationsrohren wird erhalten, wenn der Taupunkt für den aus dem Rohrbündel austretenden
Klärmitteleffluenten unterhalb dam Uassertaupunkt in dem
Topf liegt. Es ist eine Antriebskraft für die Permeation
entlang der vollen Länge des Bündels vorhanden. Zusätzlich bildet sich kein Kondensat in den Rohren, welches die
Strömung durch diese blockiert. Dieser Fall ist analog zu
der wünschenswerten Anwendung eines aktuellen v/olumetrischen Strömungsverhältnisses für Klärmittel zu Speisestrom von
großer als 1 in einer Permeations-Destillations-Säule, wie
At higher clarifying air flow rates, the air offluent exiting the tube bundle was less saturated than at pot temperature. The dry stream of clarifying air breaks through without being completely saturated o The discontinuity
in the curves in FIGS. 20 and 21 mark the separation between these two areas. The most effective
Benefit for the bundle of permeation tubes is obtained when the dew point for the one emerging from the tube bundle
Clarifier effluents below the water dew point in the
Pot lies. It is a driving force for permeation
present along the full length of the bundle. In addition, no condensate forms in the pipes, which the
Blocked flow through this. This case is analogous to
the desirable application of an actual volumetric flow ratio for clarifier to feed stream of
greater than 1 in a permeation distillation column, like

- 99 409847/07Q1 - 99 409847 / 07Q1

23271082327108

in Beispiel 1 und mit Fig. GA beschrieben, uo der Taupunkt für das austretende Klärmittel geringer uurde, als derjenige in dem nassen Hochdruckspeisegas.described in Example 1 and with Fig. GA, uo the dew point for the clarifying agent that escapes, it is less than that in the wet high pressure feed gas.

In dem Fall, uo es eruünseht ist, den Uasserdarnpf druck der Flüssigkeit zu messen oder einen Gasstrom mit demselben Partialdruck von Uasser zu erzeugen, uie er über der Flüssigkeit in dem Topf vorhanden ist, uird eine niedrige Klärmittelströmungsrate verwendet. Dieser Fall ist für niedrige Klärmitteldrücke und Durchsätze in den Figo 20 und 21 gezeigt, In the event that it is necessary to measure the steam pressure of the liquid or to create a gas flow with the same partial pressure of water as it is above the liquid in the pot, a low clarifier flow rate is used. This case is shown for low Klärmitteldrücke and flow rates in Figure 20 and 21 o,

Beispiel 13: . Um dasselbe Verfahren bei Bedingungen zu untersuchen, uo der Dampfdruck von Wasser in dem Uassergemisch über dem Atmosphärendruck liegt, uurde ein geschlossenes System verwendete Example 13:. To investigate the same procedure under conditions where the vapor pressure of water in the water mixture is above atmospheric pressure, a closed system was used

Ein gewöhnlicher Haushaltsdrucktopf uurde als ideal für Drücke bis zu 1,Q5 at (15 ps.ig) befunden. Der Deckel eines National—Presto 4 qt—Druckkachers wurde mit einem Thermometer und einem Druckmesser ausgestattet. Zwei hindurchgehende Anschlüsse wurden an die Kopfstücke eines losen Bündels von Perrneationsrohren angeschlossen. Das Bündel war 723,90 mm (28,5 ennl. Zoll) lang und enthielt 49 Rohre, von denen jedes einen Innendurchmesser von 0,635 mm (0,025 engl. Zoll) und eine Uanddicke von 0,127 mm (0,005An ordinary household pressure pot was found to be ideal for Press up to 1, Q5 at (15 ps.ig) found. The lid of one National — Presto 4 qt — Druckkachers was using a thermometer and a pressure gauge. Two through connections were made to the headers of one loose Connected bundle of permeation tubes. The bundle was 723.90 mm (28.5 inches) long and contained 49 tubes, each of which has an inner diameter of 0.635 mm (0.025 inch) and a wall thickness of 0.127 mm (0.005

409847/0701 - ioo -409847/0701 - ioo -

angl. Zoll) hatte. Das Hatsrial uar dia Natriumsulfonatfarm van dem Perfluarsulfonsäurepalymer, uas für Uasser als ueniger durchlässig bekannt ist, als die vorher verwendete Uasserstofform.angl. Inches). The Hatsrial uar dia sodium sulfonate farm van dem Perfluarsulfonsäurepalymer, uas for water as is known to be less permeable than the one previously used Hydrogen form.

f'iit dem Aufbau gemäß Fig. 18 und Topftemperaturen von 100 bis 114°C (212 bis 237°F) uar die Strömungsrate für Uasserkondsnsat mit Klärluft größer als ohne, uie in Fig. 22 gezeigt. Fiit Klarluft lagen die Durchsätze irn Bereich von 2,9 bis 5,5 cm /min. Ohne Klärluft uurden Kondensatdurch-With the structure according to FIG. 18 and pot temperatures of 100 to 114 ° C (212 to 237 ° F) or the flow rate for Uasserkondsnsat with clarifying air larger than without, uie shown in Fig. 22. With clear air, the throughputs were in the range of 2.9 to 5.5 cm / min. Without clarification air, condensate was

sätze- von 0 bis 4,5 cm /min über demselben Temperaturoder Topfdruckbereich erhalten. In allen Fällen in Fig„ 22 erhöhte eine Anusndung eines Luftklärmittels den Durchsatz des 'Jasserkondensates.rates - from 0 to 4.5 cm / min above the same temperature or Preserved pot pressure area. In all cases in Fig. 22, application of an air purifying agent increased throughput of the 'Jasser condensate.

Ohne Klärmittel uar der Kondensatdurchsatz derselbe, sei es das Bündel uar in der Flüssigkeit eingetaucht, sei es, daß es an einem Aufhänger im Dampfraum angebracht uar. Der Dampfraum uurde entlüftet, um Restluft zu entfernen. Hestluft in dem Dampfraum uürde den Wassertransport durch die Rohre behindern.Without a clarifier, the condensate flow rate is the same, whether the bundle is immersed in the liquid or whether it is that it is attached to a hanger in the steam room. The vapor space has been vented to remove residual air. Hestluft in the steam room would hinder the water transport through the pipes.

Die Qualität des Kondensates in allen Versuchen uar vergleichbar mit kommerziellen destilliertem Uasser. !Mittelhartes Leitungsuasser uurde in dem Topf veruendet. SalzeThe quality of the condensate in all experiments was comparable to that of commercial distilled water. ! Medium hard Tap water was used in the pot. Salts

- 101 409847/0701 - 101 409847/0701

in dem Tapfwasser uerden nicht durch die Rohre transportiert, vorausgesetzt, daß eine Überfläche vollständig in der Dampfphase gehalten wird. Hieraus folgte der Vorteil eines Klärgases von ausreichender Fienge um die Dampfphase in den Rohren aufrechtzuerhalten.in which tap water are not transported through the pipes, provided that a surface is kept entirely in the vapor phase. This resulted in the advantage of a sewage gas of sufficient space around the vapor phase in the pipes maintain.

Fig. 23 zeigt eine Zusammenfassung der von dem Klärmittel induzierten Beuettsrungsdaten für Uasser. Das Uasserkondensat, welches in dem Kondensor zurückgewonnen wurde, ist proportional zu dem Teildruck des Wassers in dem Topf von 50 mm Hg bis 1,6 Atmosphären. Von den beiden unterschiedlichen Kodifikationen des verwendeten Perfluorsulfonsäurepolymers transportierte die bevorzugte Säure (H-)Rodifikation etwa fünf mal mehr Uasser als die Natrium3ulfonat-(Na)-r'iodifikation. Die beiden Modifikationen können durch einen geeigneten Ionentauscher ausgetauscht werden· Das Äquivalentgewicht des [materials war etwa 1200, Ein Bereich von Äquivalentgewichten zwischen 950 und 1350 kann für dieses Verfahren verwendet werden, wobei das erstere die höchste Permeabilität für Wasser hat,Figure 23 shows a summary of the results of the clarifier induced surge data for Uasser. The water condensate, which was recovered in the condenser is proportional to the partial pressure of the water in the pot of 50 mm Hg to 1.6 atmospheres. Of the two different Codifications of the perfluorosulfonic acid polymer used transported the preferred acid (H-) rodification for example five times more water than sodium sulfonate (Na) iodification. The two modifications can be exchanged for a suitable ion exchanger · The equivalent weight des [material was about 1200, a range of equivalent weights between 950 and 1350 can be used for this Method can be used, the former having the highest permeability to water,

Beispiel 14: In diesem Beispiel wurde das Verfahren zum Trocknen von Schwefelsäure angewendet«, Die Vorrichtung war ähnlich zu derjenigen in Fig. 1G, außer, daß ein aufgeheizter Glaskessel verwendet wurde, welcher mit einem dicht auf- Example 14: In this example the procedure for drying sulfuric acid was used. The apparatus was similar to that in FIG.

- 102 409 847/07 0 1- 102 409 847/07 0 1

gepaOten Deckel abgedeckt uar, Der Deckel wurde zur Atmosphäre hin über einen Kaltwasserkondensor entlüftet, an uelchen ein Drieret-Entf euchtungsrnaterial-Entlüftungsrohr anschloß. Das Kombinationsentlüftungssystem hielt atmosphärischen Druck in dem Kessel aufrecht und v/erhinderte ein Entweichen v/an UassGr- und Säuredämpfen durch das Entlüftungssystem. Das EntfGuchtungstnaterialrohr hinderte Umgebungsuasserdarnpf am Eintritt in den Kessel,Matched lid covered uar, the lid became the atmosphere vented via a cold water condenser, at uelchen connected a three-way vent pipe. The combination vent system maintained atmospheric pressure in the kettle and prevented leakage v / of UassGr and acid vapors through the ventilation system. The venting material pipe prevented ambient air vapor at the entrance to the boiler,

Der Glaskessel uurde mit ungefähr 2,272 1 (2 engl. Quart) von 15 Gewichtsprozent Schuefelsäure gefüllte Ein 1016 mm (40 engl. Zoll) langes Bündel aus 50 Rohren aus Perfluorsulfonsäurepolymer (H) uurde für das Eintauchen in der flüssigen Säure belastet. Verbindungen zu jedem Ende des Qündels wurden durch den Deckel hergestellt. Abgefüllter Stickstoff bei 0,703 at (1O psig) uurde für den Klärmittelstrorn van 0,9 Raum cfm verwendet. Der aus der Säure durch das Klärmittel entfernte Wasserdampf wurde in einem großen Kaltuasserkondensor kondensiert und gemessen, nachdem es sich in einem Meßbecher gesammelt hatte.The glass kettle is about 2.272 l (2 quart.) A 1016 mm filled with 15 percent by weight of sulfuric acid 40 inch long bundle of 50 perfluorosulfonic acid polymer tubes (H) u was charged for immersion in the liquid acid. Connections to each end of the Bundles were made through the lid. Batched nitrogen at 0.703 at (10 psig) was used for the clarifier flow of 0.9 space cfm used. The water vapor removed from the acid by the clarifier was in a large Cold water condenser condensed and measured after it had collected in a measuring beaker.

Die Säure uurde aufgeheizt und auf 95 C gehalten. Die an-The acid was heated up and kept at 95.degree. The other

3/ 3 /

fängliche Kondensatströmungsrate war 12 cm /min fürcatchable condensate flow rate was 12 cm / min for

15 Gewichtsprozent Säure. Die Kondensatströmungsrate nahm schrittweise auf 6 cm /min ab, wenn die Säurestärke 45 Gewichtsprozent erreichte, an welchem Punkt der Versuch15 weight percent acid. The condensate flow rate increased gradually decreased to 6 cm / min when the acid strength reached 45 weight percent, at which point the trial

409847/0701 " 103 ~409847/0701 "103"

beendet uurde. Handbuchuerte von uJasserdampfdruck, aufge-ended uurde. Manual of water vapor pressure, recorded

o tragen übar Schuefelsäure boi 20 C zeigen ein 2:1 l/er— hältnis won Wasserdampfdrücken zwischen 15 bis 45 Gewichtsprozent Säure. Dar beobachtete uJasserkondansatdurchsatz bestätigte dies Verhältnis«, Das Abfallen des Kondensat— durchsatz.es, wann die Süure getrocknet uar, bestätigte auch, daG dar Wassertransport in diesem Verfahren proportional zu dem 'uiasserdampf druck über der Uasser enthaltenden Flüssigkeit ist.o wear übar schuefelsäure boi 20 C show a 2: 1 l / er— ratio won water vapor pressures between 15 to 45 percent by weight Acid. Dar observed water condanate throughput confirmed this relationship, "The falling of the condensate" durchsatz.es when the acid was dried and confirmed also that the water transport in this process is proportional to the 'water vapor pressure above the water containing Liquid is.

Das aus der Säure destillierte üasserkondensat hatte einen PH-Uert von 5,0. Es zeigte kein 'Sulfation bei einem Barium-Chlarid-Uersuch. Es schmeckte wie destilliertes Wasser. Auf diese 'Jsise uurde eine Wasser enthaltende Flüssig— schuefelsäurspartial durch dieses neuartige Permeations— beuetterungsuerfahren getrocknet.The water condensate distilled from the acid had one PH value of 5.0. It showed no sulfation in a barium chloride test. It tasted like distilled water. A liquid containing water was applied to this process. sulfuric acid partial through this new type of permeation drying rides.

Falls in diesen Unterlagen die absoluten Größen für jeueils zuei dieselbe Grö3e repräsentierende Zahlenuerte, von denen die eine inn deutschen Maßsystem und die andere dahinter im Klammerausdruck im-englischen Maßsystem angegeben ist, voneinander abweicht, gilt der im englischen PiaOsystern angegebene 'Jart.If in these documents the absolute sizes for jeueils numerals representing the same size, of which one in the German system of measurement and the other behind it in the Expression in brackets is given in the English system of measurement, deviates from each other, the one given in the English PiaOsystern applies 'Jart.

~ Patentansprüche -~ Patent claims -

- 1 04 -- 1 04 -

409847/0701409847/0701

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Vorrichtung zum Trennen einer oder mehrerer Schlüssel— komponenten aus einem Flehrkomponenten-Strömungsgemisch, gekennzeichnet durch ein permeables, vorzugsweise polymerisches Hohlglied mit Wänden, welche Innenkanäle bilden, die selektiv permeabel für diejenigen Schlüsselkomponenten sind, uelche aus dem Strömungsgemisch entfernt werden sollen,1. Device for separating one or more keys - components from a flow component flow mixture, characterized by a permeable, preferably polymeric Hollow member with walls defining interior channels that are selectively permeable to those key components are to be removed from the flow mixture, eine Außenhülle, in welcher das Hohlglied einschließbar ist, wobei die Außenhülle derart angeordnet ist, daß die Innenwände der Außenhülle in dichter Nähe zu den Wänden des Hohlgliedes angeordnet sind, so daß rings des und zwischen dem Hohlglied und dar Außenhülle ein Durchgangsraum gebildet ist, durch welchen ein Strömungsmittel in Berührung mit den Uänden des Hohlgliedes hindurchführbar ist,an outer shell in which the hollow member can be enclosed, the outer shell being arranged such that the inner walls of the outer shell are arranged in close proximity to the walls of the hollow member, so that around the and a passage space through which a fluid is formed is formed between the hollow member and the outer shell can be passed through in contact with the walls of the hollow member, erste Speiseströmung seinlaßmittel in Verbindung mit einem Ende der Innenkanäle des Hohlgliedes, erste Strömungsauslaßmittel, welche mit den Innenkanälen des Hohlgliedes in Verbindung stehen und an einem den Speiseströrnungseinlaßmitteln entgegengesetzten Ende der Innenkanäle angeordnet sind,
zweite Strömungseinlaßmittel, welche mit dem durch die
first feed flow inlet means in communication with one end of the inner channels of the hollow member, first flow outlet means which are in communication with the inner channels of the hollow member and are arranged at an end of the inner channels opposite the feed flow inlet means,
second flow inlet means, which with the through the
409847/0701 _ 105 _409847/0701 _ 105 _ Außenhülle und das Hohlglied gebildeten Durchgangsraum in Verbindung stehen und durch welche ein Rückflußströmungsmittel oder Klärströmungsmittel in diesen einführbar ist, uobei die zueiten Strömungseinlaßmittel nahe den ersten Strömungsauslaßmitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind, zweite Strömungsauslaßmittel, welche mit dem durch die Außenhülle und das Hohlglied gebildeten Durchgangsraum in Verbindung stehen und nahe den ersten Spaisestrümungseinlaßmitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind, undOuter shell and the hollow member formed passage space are in communication and through which a reflux fluid or clarifying fluid can be introduced into them, with the flow inlet means being passed are arranged near the first flow outlet means or at the end having them, second flow outlet means connected to the passage space formed by the outer shell and the hollow member communicate and close to the first spa outlet inlet means or are arranged at the end having them, and erste Leitungsmittel zum Anschließen der ersten Strömungsauslaßmittel an die zweiten Strömungseinlaßmittel. first conduit means for connecting the first flow outlet means to the second flow inlet means. 2, Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in den Leitungsmitteln angeordnete Druckregeleinrichtung zur Aufrechterhaltung des Druckes in der Rückfluß- oder KlMrströmung, welcher geringer ist, als der Druck in der Speiseströmung, wobei v/orzugsweise ein Teil des aus den ersten Strömungsauslaßmitteln austretenden Rückstandsstrom als Rückflußströrnung zurückführbar ist.2, device according to claim 1, characterized by a arranged in the line means pressure control device to maintain the pressure in the reflux or KlMrströmung, which is less than the pressure in the feed flow, wherein preferably a part of the the residue stream exiting the first flow outlet means is recyclable as a reflux stream. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Klärströmungseinlaßmittel in Verbindung stehend mit dan zweiten Strömungseinlaßmitteln angeordnet sind» 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the outer clarifying flow inlet means are arranged in connection with the second flow inlet means » 40984 7/070 1 - ioe -40984 7/070 1 - ioe - 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abdeckhülls, welche die Außsnhülle umgibt und eng auf diese paßt, uodurch ein offener Raum zuischen dar Abdeckung und der Auöenhülla gebildet ist, und durch zweite Leitungsmittel, die nahe des Rückstandsstromendes angeordnet sind und in Verbindung mit dem offenen Raum stehen, welcher durch die Abdeckung und die Außenhülle begrenzt ist, und die entweder an eine äußere Klärmittelquelle oder an die Rückstandsströmungauslaßmittel oder die RückflußeinlaOmittel angeschlossen sind, und durch Ausläße, die in dichter Nähe der Speiseströmungseinlaßmittel angeordnet sind0 4. Apparatus according to claim 1, characterized by a cover which surrounds the outer cover and fits tightly on it, uodurch an open space to mix the cover and the Auöenhülla is formed, and by second conduit means which are arranged near the residue flow end and in connection with the open space are provided which and the outer shell is limited by the cover, and which are connected either to an outer Klärmittelquelle or the Rückstandsströmungauslaßmittel or RückflußeinlaOmittel, and through outlets, which are arranged in close proximity to the feed flow inlet means 0 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlglied eine Mehrzahl von Rohren aufueist und als Rohrbündel ausgebildet ist, wobei die Rohre des Rohrbündels eine größere Länge haben, als ihr Durchmesser beträgt.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the hollow member aufueist a plurality of tubes and as Tube bundle is formed, wherein the tubes of the tube bundle have a greater length than their diameter amounts to. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel gebogen, gewunden oder gewendet oder dgl. v/erläuft.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the tube bundle is bent, wound or turned or the like. v / expires. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an jedem Endeedes Hohlgliedes angeordnete Dichtungsmittel7. Apparatus according to claim 1, characterized by an sealing means disposed at each end of the hollow member 409847/0701409847/0701 - 107 -- 107 - zum Abdichten der Innenkanäle des Hohlgliedes gegenüber dem Durchgangsraum zwischen dem Hahlglied und den Innenwänden der Außenhülle.for sealing the inner channels of the hollow member against the passage space between the hollow member and the inner walls of the outer shell. 8. Vorrichtung, gekennzeichnet durch ein oder mehrere permeable polymere Hohlglieder mit Uänden, die Innenkanäle bilden und selektiv permeabel für Uasser sind, durch eine Außeneinrichtung, in u/elcher die Hohlglieder einschließbar ist und welche rings der Hohlglieder ein Durchgangsraum gebildet ist, wobei durch die Außenein— richtung ein Strömungsmittel in Berührung mit den Wänden des Hohlgliedes aufnehmbar ist,8. Device, characterized by one or more permeable polymeric hollow members with walls that form inner channels and are selectively permeable to water, by an external device, in u / elcher the hollow links can be enclosed and which around the hollow members a passage space is formed, with the outer inlet direction a fluid can be received in contact with the walls of the hollow member, durch erste Speiseströmungseinlafimittel, welche mit einem Ende der Innenkanäle des Hohlgliedes an dessen Speiseende in Verbindung stehen,by first feed flow inlet means, which with a The end of the inner channels of the hollow member are connected to its feeding end, durch erste Strümungsauslaßmittel, welche mit den Innen— kanälen des Hohlgliedes in Verbindung stehen und an einem den Speiseströmungseinlaßmitteln entgegengesetztem Ende angeordnet sind, undby first flow outlet means communicating with the inner channels of the hollow member and at one the feed flow inlet means are disposed opposite end, and durch eine Druckregeleinrichtung, durch welche eine Strömung entweder innerhalb des Hohlgliedes oder in der Außeneinrichtung oder in beiden steuerbar ist, sowie durch eine in enger Nähe zu der Außeneinrichtung angeordnete Steuereinrichtung«!by a pressure control device through which a flow either within the hollow member or in the External device is controllable or both, as well as by one arranged in close proximity to the external device Control device «! - 103 -- 103 - 409847/0701409847/0701 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daiJ das polymorische Hohlglied ein festes PerfluorkohlenstofPpolymer ist, welches Seitengruppen aus entweder SulfansMure, Sulfonat oder Sulfonsäure und julfonat aufweist.9. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that that the polymoric hollow link is a solid one Perfluorocarbon polymer is what side groups from either sulfansmure, sulfonate or sulfonic acid and having julfonate. 10. Vorrichtung gekennzeichnet durch ein oder mehrere permeable polymerische Hohlglieder mit Wänden, die Innenkanüle bilden und selektiv/ parmeabel für Wasser sind, eine Außenhülle, in welcher das Hohlglied einschließbar ist, wobei die .Außenhülle derart angeordnet ist, daß die Innenwände der Außenhülle und das Hohlglied einen Durch— gangsraurn rings des Hohlgliedes und dar Hüllo begrenzen, und wobei durch die AuQenhülle ein Selbstklärströrnungsmittel in Berührung mit den Ujinden des Hohlgliedes hindurchführbar ist,10. Device characterized by one or more permeable polymeric hollow members with walls, the inner cannula and are selective / parmeable for water, an outer shell in which the hollow member can be enclosed is, wherein the .Outer shell is arranged such that the inner walls of the outer shell and the hollow member a through- delimit the passage around the hollow link and the shell, and a self-clearing flow means through the outer envelope can be passed through in contact with the Ujinden of the hollow member is, durch erste Strömungseinlaßmittel, die mit einem Ende der Innenkanäle des Hohlgliades an dessen Speiseende in Verbindung stehen,through first flow inlet means connected to one end of the The inner channels of the hollow glial are connected at the feeding end, durch erste Strömungsauslaßmittel, welche mit den Innenkanälen des Hohlgliedes in Verbindung stehen und an einem den Speiseeinlaß-mittel entgegengesetzten Ende angeordnet sind,by first flow outlet means communicating with the inner channels of the hollow member and at one the end opposite the feed inlet means are arranged, durch zweite Strömungseinlaßmittel, welche mit dem üurchgangsraurn zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied in Verbindung stehen und durch welche ein Rückfluß- oder Klär-409847/070-1 by second flow inlet means which communicate with the passage space between the outer shell and the hollow member and through which a reflux or clarification 409847 / 070-1 - 109 -- 109 - strömungsmittel hindurchführbar ist, wobei.die zweiten Strömungseinlaßmittel nahe den Produktauslaßmitteln oder an dem diese enthaltenden Ende angeordnet sind, durch zueite Strömungsauslaßmittel, die mit dem Durchgangsraum zwischen· der Außenhülle und dem liohlglied in Verbindung stehen und nahe den Speisestromeinlaßmitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind, durch Leitungsmittel zum Verbinden der ersten Strömungsauslaßmittel mit den zweiten Strümungseinlaßmitteln, durch Strömungsregeleinrichtungen, die in den Leitungsmitteln zur Rückführung des Speisestromes als Rückflußstrom durch die zweiten Strömungseinlaßmittel und in den Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied im Gsgenstrom zu der Speiseströmung angeordnet sind, durch Temperatursteuereinrichtungen, welche entweder in dichter Nähe zu oder in Berührung mit der Außenhülle an vorbestimmten Zonen entlang der Außenhülle zum Bewirken eines Unterschiedes der Temperatur an einem Teil der Außenhülle von der Temperatur des restlichen Teils der Außenhülle angeordnet sind.fluid can be passed through, whereby.die second Flow inlet means near the product outlet means or located at the end containing them, through flow outlet means connected to the passage space communicating between the outer shell and the tube and near the feed flow inlet means or at the end having them, by conduit means for connecting the first flow outlet means with the second flow inlet means, through flow control devices in the line means for returning the feed flow as a reflux flow through the second flow inlet means and into the passageway between the outer shell and the hollow member are arranged in the counterflow to the feed flow, by temperature control devices which are either in close proximity to or in contact with the outer shell predetermined zones along the outer shell for causing a difference in temperature to a part of the outer shell are arranged on the temperature of the remaining part of the outer shell. 11. Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine oder mehrere permeable polymerische Hohlglieder, mit Wänden, die Innenkanäle bilden, welche selektiv permeabel für Wasser sind,11. Device, characterized by one or more permeable polymeric hollow members, with walls defining interior channels that are selectively permeable to water are, 409847/0701 " 11° "409847/0701 " 11 °" durch eins Außenhülle, in welcher das Hohlglied oder die Hohlglieder anschließbar ist bzu, sind, wobei die Außenhülle derart angeordnet ist, daß durch die Innenuände der Außanhülle und das Hohlglied ein Durchgangsraum rings des Hohlgliedss und der Außenhülle zur Durchführung eines SeiBtklärströmungsmittels in Berührung mit den Wänden des Hohlgliedes gebildet ist, durch erste Strö'rnungseinlaßmittel, die in Verbindung mit einem Ende des Innenkanals des Hohlgliedes an dessen Speiseende stehen,by an outer shell in which the hollow member or the hollow members can be connected bzu, are, the Outer shell is arranged such that through the inner walls the outer shell and the hollow member a passage space around the hollow member and the outer shell for implementation a side clarifying fluid is formed in contact with the walls of the hollow member, by first flow inlet means, which are in connection stand with one end of the inner channel of the hollow member at its feeding end, durch erste Strümungsauslaßmittel, welche in l/erbindung mit dem Innenkanal des Hohlgliedes stehen und an einem den Speiseeinlaßmitteln entgegengesetztem Ende angeordnet sind ,by first flow outlet means which are in connection stand with the inner channel of the hollow member and are arranged at an end opposite the feed inlet means are , durch zweite Strömungseinlaßmittel, welche in Verbindung mit dem Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied stehen und durch welche ein Rückfluß— oder Klärströmungsmittel hindurchführbar ist, wobei die zweiten Strömungseinlaßmittel nahe den Produktauslaßrnitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind,by second flow inlet means which are in communication stand with the passage space between the outer shell and the hollow member and through which a backflow - or Clarifying fluid can be passed through, the second flow inlet means near the product outlet means or are arranged at the end exhibiting them, zweite Strömungsauslaßmittel, welche in Verbindung mit dem Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied stehen und nahe den Speiseeinlaßmitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind,second flow outlet means in communication with stand the passage space between the outer shell and the hollow member and close to the feed inlet means or on the these ends are arranged, 409847/0701 - 111 -409847/0701 - 111 - erste Leitungsmitbei, die zur Abführung des trockenen Produktes für einen äußeren Gebrauch an die orsten StrömungseinlaCmittol angeschlossen sind, durch zweite Leitungsmittel, weiche an den zweiten StrötnungseinlaGmitteln angeschlossen sind, durch Strömung sregeleinrichtungsn, welche in den zweiten Leitungsmitteln zur Aufrechterhaltung der Strömung das Islärstromungsinittels zwischen dar AuOenhülle .und dem Hahlglied im Gegsnstrom zu dem Spaisestrorn angeordnet sind, ■■'..■-" first conduit included, which are connected to the local flow inlet means for discharging the dry product for external use, by second conduit means connected to the second flow inlet means, through flow control devices which, in the second conduit means to maintain the flow, use the air flow means between the outer shell .and the hollow member are arranged in the countercurrent to the Spaisestrorn , ■■ '.. ■ - " durch Temperatursteuereinrichtungen, die entweder in dichter Nähe zu oder in Berührung mit der Aupenhülle an vorbestimmten Zonen entlang der AuiSanhülle zum -Bowirken eines Unterschiedes in der Temperatur an einem Teil der Außenhüllc von der Temperatur an dem verbleibenden Teil derAufienhülle angeordnet sind.by temperature control devices either in close proximity to or in contact with the outer shell at predetermined zones along the AuiSanhülle zum -Bowirken a difference in temperature at one part of the outer envelope from the temperature at the remaining one Part of the storage envelope. 12. Vorrichtung, gekennzeichnet durch ein permeables jSolymerisches Hohlglied mit Wänden, die Innenkanäle bilden und selektiv permeabel für Wasser sind, durch eine AuGenhülle, in welcher das Hohlglied einschließbar ist und welche derart angeordnet ist, daß ' die Innenwände der AuGenhülle und des Hohlgliedes einen Durchgangsraum rings des Hohlgliedes und der Außenhüllo bilden, durch welchen ein Selbstklärströmungsmittel12. Device, characterized by a permeable polymeric Hollow member with walls that form internal channels and are selectively permeable to water, by an outer shell in which the hollow member can be enclosed and which is arranged such that The inner walls of the outer shell and the hollow member provide a passage space around the hollow member and the outer shell form through which a self-clearing fluid 409847/0 7 01 -112-409847/0 7 01 -112- 23271082327108 in Berührung mit den Uänden des Hohlgliedes hindurchführbar ist,can be passed through in contact with the walls of the hollow member is, durch erste Strömungseinlaßmittel, welche in Verbindung mit einem Ende des Innenkanals des Hohlgliedes an dessen Speiseende stehen,by first flow inlet means which are in communication with one end of the inner channel of the hollow member at the Standing at the end of the meal, durch erste Strömungsauslaßmittel, uelche in Verbindung mit dem Innenkanal des Hohlgliedes an einem Ende stehen, welches den Speisoeinlaßmitteln gegenüberliegt, durch zweite Strömungseinlaßmittel, uelche in Verbindung mit dem Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied stehen und durch uelche ein Rückfluß- oder Klärströmungsmittel hindurchführbar ist, wobei die zweiten Strömungseinlaßmittel nahe bei den Produktauslaßmitteln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind,by first flow outlet means, uelche in communication stand with the inner channel of the hollow member at one end which is opposite the feed inlet means, by second flow inlet means, uelche in connection with the passage space between the outer shell and the Stand hollow member and a reflux or clarifying fluid can be passed through uelche, the second Flow inlet means close to the product outlet means or are arranged at the end exhibiting them, durch zweite Strömungsauslaßmittel, welche in Verbindung mit dem Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dem Hohlglied stehen und nahe den SpeisestromeinlaßmittBln oder an dem diese aufweisenden Ende angeordnet sind, erste Leitungsmittel zum Verbinden der ersten Strömungsauslaßmittel mit den zweiten Strömungseinlaßmitteln, eine Strömungsregeleinrichtung, welche in dan ersten Leitungsmitteln zum Bewirken der Strömung eines Teils des Produktstromes als Rückflußstrom durch die zweitenby second flow outlet means which are in communication with the passage space between the outer shell and the Hollow member stand and close to the feed stream inlet center or at the end having these, first conduit means for connecting the first flow outlet means with the second flow inlet means, a flow control device, which in the first Conduit means for causing a portion of the product stream to flow as a reflux stream through the second - 113 -- 113 - 409847/0701409847/0701 2327123271 Strömungsainlaßmittal und in den Durchgangsraum zwischen der Außenhülle und dam Hohlglied im Gegenstrom zu dem Speisestrom angeordnet ist,Flow inlet center and into the passage space between the outer shell and the hollow member in countercurrent to the Feed stream is arranged, durch zweite Leitungsmittal, die mit den ersten " Strömungs auslaßmitteln zur Entfernung eines gewünschten Teils des trockenen Produkts für einen äußeren Gebrauch verbunden sind,through second conduit center, the one with the first "flow outlet means for removing a desired portion of the dry product for external use are, Temperatursteuereinrichtungen, dia entweder in dichter Nähe zu oder in Berührung mit der Außenhülle an vorbestimmten Zonen entlang der Außenhülle zum Bewirken-eines Unterschiedes in dar Temperatur an einem Teil der Außenhülle von dar Temperatur an dem tiestlichen Teil der Außenhülle angeordnet sind.Temperature control devices, dia either in denser Proximity to or in contact with the outer shell at predetermined Zones along the outer shell for effecting a difference in temperature on a part of the outer shell of the temperature are arranged on the tiestlichen part of the outer shell. 13.· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursteuerainrichtung eine Kühleinrichtung aufweist, dia in dar Zone des Produktendes der Außanhülle angeordnet ist.13. · Device according to one of claims 10 to 12, characterized characterized in that the temperature control device comprises cooling means in the zone of the product end the outer shell is arranged. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturstauereinrichtung eine Heizung aufweist, die in der Zone an dam Speiseende der Außenhülle angeordnet ist.14. Device according to one of claims 10 to 12, characterized characterized in that the temperature control device has a heater in the zone at the feed end the outer shell is arranged. - 114 -- 114 - 409847/0701409847/0701 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturstauereinrichtung sine Heizung aufueist, die in der Mittelzone der AuGenhülle zum Heizen der f'Uttelzone angeordnet ist.15. Device according to one of claims 10 to 12, characterized characterized in that the temperature control device is heated in the central zone of the outer shell for heating the f'Uttelzone is arranged. 16. Vorrichtung, gekennzeichnet durch Mehrfachabschnitte υοη denen jeder gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12 ausgebildet ist, durch Leitungsmittel, uelche Mehrfachabschnitte untereinander verbinden, durch Temperatur— Steuereinrichtungen, uelche entweder mit den Mehrfachabschnitten oder den Leitungsmitteln zur Aufrechterhaltung von vorbestimmten Temperaturen an den Abschnitten verbunden ist,16. Device characterized by multiple sections Each of which is designed according to one of claims 10 to 12 is, by means of conduits, uch connect multiple sections with each other, by temperature- Control devices, uelche either with the multiple sections or the line means for maintenance connected by predetermined temperatures at the sections, 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das pÄymerische Material eines aus der Gruppe ist, uelche aus Perfluorsulfonsäure, Dimethylsilikon, Methylvinylsilikon, fflethylphenylsilikon, Zelluloseazetat, Zellulosepropionat, Zellulosebutyrat; aus Nylon IV, Nylon VI und Nylon VII, Hydroxymethylmethacrylat, aus Kopolymeren von Toluoldiisocyanat, aus Polyester^ wie Polyurethanen, aus Polymeren, wie Polystyrol, Polypropylen und/oder. Polyäthylen besteht, welches zur Erzielung hydrophiler Eigenschaften durch Sulfonierung, Schwefel-Chlorierung oder durch Anwendung von komonameren, uie Karbonsäuren und Salzen davon modifiziert ist.17. Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the polymeric material is one of of the group is uelche from perfluorosulfonic acid, dimethyl silicone, methyl vinyl silicone, fflethylphenyl silicone, Cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate; from nylon IV, nylon VI and nylon VII, hydroxymethyl methacrylate, from copolymers of toluene diisocyanate, from polyester ^ such as polyurethanes, from polymers such as Polystyrene, polypropylene and / or. There is polyethylene, which is used to achieve hydrophilic properties Sulphonation, sulfur chlorination or by using comonamers, uie carboxylic acids and salts thereof is modified. A09847/0701A09847 / 0701 1B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerische Material ein festes Perfluorkohlenstoffpolymer ist, welches Seitengruppen aus entweder aus Sulfonsäure oder Sulfonat oder Sulfonsäure und Sulfonat aufweist.1B. Device according to one of Claims 10 to 12, characterized characterized in that the polymeric material is a solid perfluorocarbon polymer containing pendant groups composed of either of sulfonic acid or sulfonate or sulfonic acid and sulfonate. 19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gelsennzeichnet, daß jeder der Abschnitte ein polymerisches Hohlglied aufweist, dessen Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Perfluorsulfonsäure, Dimethylsilikon, Methylvinylsilikon, Nethylphenylsilikon, Zelluloseazetat, Zellulose— propionat, Zellulosebutyrat, Nylon IV, Nylon VI und Nylon VIII, Hydroxymethylmethacrylat, aus Kopolymeren von Tolaoldiisodyanat, aus Polyestern, wie Polyururethanen, aus· Polymeren, wie Polystyrol, Polypropylen und/eder Polyäthylen besteht, welche zur Erzielung hydrophiler Eigenschaften durch Sulfonierung, Schwefelchlorierung oder durch Anwendung von Komonomeren, wie Karbonsäuren und Salzen davon modifiziert ist.19. The device according to claim 16, characterized in that each of the sections comprises a polymeric hollow member, the material of which is selected from the group consisting of made of perfluorosulfonic acid, dimethyl silicone, methyl vinyl silicone, Methylphenyl silicone, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, nylon IV, nylon VI and Nylon VIII, hydroxymethyl methacrylate, from copolymers of tolaol diisodyanate, from polyesters such as polyurethanes, made of polymers such as polystyrene, polypropylene and / or eder There is polyethylene, which is used to achieve hydrophilic properties by sulfonation, sulfur chlorination or by using comonomers such as carboxylic acids and salts thereof is modified. 20, Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Abschnitte ein polymerisches Hohlglied aufweist, welches aus festem Perfluorkohlenstoffpolymer ist, das Nebengruppen aus entweder Sulfonsäure oder Sulfonat oder Sulfonsäure und Sulfonat aufweist,, 20, device according to claim 16, characterized in that each of the sections includes a polymeric hollow member made of solid perfluorocarbon polymer is that has subgroups of either sulfonic acid or sulfonate or sulfonic acid and sulfonate, - 116 -- 116 - 409847/0701409847/0701 21, Verfahren zum selektiven Tr-ennsn von Schlüsselkornponenten aus einem iiehrkomponentenstrümungsgernisch, dadurch gekennzeichnet, daG ein Hahrkomponentsnspeisestram mit einer oder mehreren der Schlüssel— komponenten unter einem bestimmten, anfänglich verhältnismäßig hohen Druck entlang und in Kontakt mit einer Jand aus einem permoablen polymeren mem— branartigen Hohlglied geführt wird, wobei das Hohlglied eine grcj?3ere Länge als 'Juerabmessung hat und das permeable polymerische membranartige iviaterial selektiv permeabel für die Schlüsselkomponenten in dem Speisestrom ist;21, a method for the selective separation of key components from a mixture of its components, characterized in that a supply line of components with one or more of the key components under a certain, initially relatively high pressure along and in contact with a layer of a permeable polymer membrane-like hollow member is guided, wherein the hollow member has a length as grcj 3ere 'Juerabmessung and the permeable polymeric membrane-like i v iaterial is selectively permeable to the key components in the feed stream?; daß im Gegenstrom ein zweiter Strömungsmittelstrom im wesentlichen frei von den Schlüsaelkornponanten unter einem geringeren Druck und mit einer von dem Speisestrom"abweichenden Zusammensetzung getrennt von diesem durch die Wand des polymerischen permeablen membranartigen Hohlgliedes geführt wird; daß die Strömungsraten des Speisestromes und des zweiten Strömungsmittelstromes derart gesteuert werden, daß ein Konzentrationsgradient entlang der gesamten Länge des permeablen polymerischen Hohl— gliedes aufrechterhalten uird, wodurch zugelassen wird, daß die durchtrittsfähigen Schlüsselkomponenten des Speisestromes durch die Uände des polymerenthat in countercurrent a second fluid stream essentially free of the key components separated under a lower pressure and with a composition different from the "feed stream" is guided by this through the wall of the polymeric permeable membrane-like hollow member; that the flow rates of the feed stream and the second fluid stream are so controlled that a concentration gradient along the entire length of the permeable polymeric hollow- member is maintained, thereby allowing the penetrable key components of the feed stream through the walls of the polymer 409847/0701 - 117 ~409847/0701 - 117 ~ Hohlgliedos und in don zweiten Strömungsmittalstrom hindurch— bzw. eintreten;Hollow members and in the second fluid flow through - or enter; und daß der wesentlich weniger durchtrittsfähig e Auswahlkomponenten aufweisende Rückstandsstrom, als in dem Speisestrom vorhanden sind, abgezogen wird.and that the much less penetrative e Residue stream having selection components, as are present in the feed stream, is withdrawn. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daO die aktuelle volumetrische Strömungsrate des zweiten Strömungsmittelstromes auf einem Uert gehalten wird, der wenigstens im wesentlichen gleich der aktuelle volumetrischen Strömungsrate des Speisestromes ist.22. The method according to claim 21, characterized in that the current volumetric flow rate of the second fluid stream is maintained at a Uert at least substantially equal to that is the current volumetric flow rate of the feed stream. 23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der volumetrischen Strömungsraten des zweiten Strömungsmittelstromes zum Speisestrom in einem Bereich zwischen 1 und einem Uert liegt, bei welchem der Rückstandsstrom vollständig als zweiter Strömungsmittelstrom zurückgeführt wird(totaler Rückfluß). 23. The method according to claim 21, characterized in that the ratio of the volumetric flow rates of the second fluid stream to the feed stream lies in a range between 1 and a value at which the residue flow is completely second Fluid flow is returned (total reflux). 24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein Teil des oder der gesamte Rückstandsstrorn als zweiter Strömungsmittelstrom verwendet wird.24. The method according to claim 21, characterized in that either part or all of the residue flow is used as the second fluid stream. - 118 -- 118 - 409847/0701409847/0701 ~ 118 -~ 118 - 25. Kontinuierliches Verfahren zum Trennen von Feuchtigkeit aus nassen Strömungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß ein nasses Speisestrümungsmittal durch eine oder mehrere von permeablen membranartigen Hohlgliedern aus einem Perfluorsulfonsäurepolymer geführt wird, wobei die Hohlglieder eine größere Länge als Querab— messung haben und für Wasserdampf perrneabel sindj daß ein zweiter verhältnismäßig trockener Strömungs— mittelstrom im Gegenstrom zu dem Speisestrom und dav/on getrennt durch die permeablen Wände der Rohre geführt uirdj25. Continuous process for separating moisture of wet fluids, characterized in that a wet feed flow means through a or several of permeable membrane-like hollow members made of a perfluorosulfonic acid polymer are guided, the hollow members having a length greater than the transverse dimension and being permeable to water vapor that a second, relatively dry medium stream in countercurrent to the feed stream and therefrom separately through the permeable walls of the tubes uirdj daß die Strörnungsrate des zweiten Strömungsmittelstromes derart gesteuert uird, daß die aktuelle volumetrische Strömung wenigstens im wesentlichen gleich dem Uert der aktuellen volumetrischen Strömung des nassen Speisestromes ist, wodurch Wasserdampf aus dem Speisestrom abgeführt wird, so daß sin Wasserdampfdruckgradient und ein Wasserdampfkonzentrationsgradient quer zu und entlang der gesamten Länge der Wände der Rohre aufrechterhalten uird; und daß der Rückstandsstrom des Speisestromes als im wesentlichen trockenes Strömungsmittel abgezogen wird, welches wesentlich weniger Wasserdampf aufweist, als in dem nassen Speisestrom vorhanden ist.that the flow rate of the second fluid stream is controlled so that the current volumetric Flow at least substantially equal to the value of the actual volumetric flow of the wet feed stream is, whereby water vapor is removed from the feed stream, so that sin water vapor pressure gradient and a water vapor concentration gradient across and maintained along the entire length of the walls of the tubes; and that the residue flow of the Feed stream is withdrawn as a substantially dry fluid, which is substantially less Has water vapor than is present in the wet feed stream. - 119 -- 119 - 409847/0701409847/0701 26. Uorfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgegebene RückfIu3strom abgezogen uird und darin eingetretene hochkonzontrierbn Komponenten aus ihm entfernt werden.26. Uorfahren according to claim 25, characterized in that that the returned return flow is withdrawn and high-concentration components that have occurred therein be removed from it. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgegebene RückfIui3strom in eine Stripperst.ufe eingebracht uird, wodurch die Durchtrittskomponenten in höherer Konzentration anfallen, oder daS der Rückstandsstrarn des Speisestromes in eine andere Permeationsstufe eingebracht wird, um ein an den mehr permeablen Komponenten ärmeres Produkt zu erhalten.27. The method according to claim 26, characterized in that the returned RückfIui3strom in a Stripperst.ufe introduced uird, whereby the passage components arise in higher concentration, or that the residue stream of the feed stream is introduced into another permeation stage in order to achieve a to obtain poorer product in terms of the more permeable components. 20. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das liehrkomponentenspeisestramgemisch gasförmig ist.20. The method according to claim 26, characterized in that that the feed component feed mixture is gaseous. 29. Verfahren, nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel Luft ist.29. The method according to claim 26, characterized in that that the fluid is air. 30. Verfahren nach Anspruch 26 mit Selbstklärung, dadurch gekennzeichnet, daG das Verfahren derart ausgeführt30. The method according to claim 26 with self-clarification, characterized marked that the method is carried out in this way ■ uird, daß P/F in der folgenden Gleichung gleich odor größer als 1 ist:It becomes clear that P / F in the following equation is equal to odor is greater than 1: R PHi > -, P/F = x R PHi > -, P / F = x - 120 - - 120 - uorin R die Rückflußströmungsrate, gemessen in Standardvolumetriachen Einheiten pro Zeiteinheit, ist, uorin D don Anteil der Gesamtproduktströrnunnsrata bezaichnBt, welcher aus dem System für einen äußeren Gebrauch abgezogen wird, gemessen in denselben Standardeinheiten wie R, uorin PHi den vollen Druck in der Hochdruckphase an dam Produktende des Systems bezeichnest und in absoluten Druckeinheiten gemessen wird, uorin PLo den Druck in der Niederdruckphase an dem Ende des Systems, in welches der Rückfluß strömt, bezeichnet und in den selben absoluten Druckeinheiten wie PHi gemessen wird, und worin Ρ/Γ das Verhältnis des aktuellen v/olumetrischen Stromes des Rückfluß- oder Klärstromes zu dem aktuellen volume— trischen Strom des Speisestromes bezeichnet und großer als 1 ist.uorin R is the reflux flow rate measured in standard volumetrics Units per unit of time, is based on the proportion of the total product flow rate, which is withdrawn from the system for external use, measured in the same standard units as R, uorin PHi denotes the full pressure in the high pressure phase at the product end of the system and in absolute terms Pressure units is measured, uorin PLo the pressure in the low pressure phase at the end of the system in which the reflux flows, denoted and measured in the same absolute pressure units as PHi, and where Ρ / Γ the ratio of the current volumetric flow of the reflux or clarification flow to the current volumetric flow of the feed flow and greater than 1 is. 31. Uorfahren nach Anspruch 21, zur Anwendung für die Trennung von Kohlendioxid aus Strömungsmitteln.31. Uorfahren according to claim 21, for use for the separation of carbon dioxide from fluids. 32. Verfahren nach Anspruch 21 zur Anwendung uon Uasser und Kohlendioxid aus Strömungsmitteln aus Kohlenwasserstoffen.32. The method according to claim 21 for the application of Uasser and Carbon dioxide from hydrocarbon fluids. 33. l/erfahren zum Trocknen von Strömungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß ein nasser oder feuchter Speisestrom unter einem vorbestimmten Druck entlang und in Berührung33. l / experienced for drying fluids, characterized in that that a wet or moist feed stream under a predetermined pressure along and in contact - 121 -- 121 - 409847/0701409847/0701 mit der Hand eines einzelnen oder einer Mehrzahl van per— meablen polymeren msrnbranartigan Hohlgliedern geführt wird, wobei die Hohlglieder eine größere Länge als Quorabmessung haben und das polymere permeable membranartige Haterial selektiv permeabel für in dom Speisestrom vorhandenes Wasser ist,with the hand of a single or a plurality of van per— meablen polymeric msrnbran-like hollow links are guided, the hollow links having a length greater than the quorum dimension and the polymeric permeable membrane-like material is selectively permeable to the feed stream present in the dome Water is daG ein zweiter Strom, welcher im wesentlichen frei von dem Uasser ist und von dem Speisestrom durch diaLJand dss polymeren permeablen membranartigen Hohlgliodes getrennt ist, im Gegenstrom geführt wird;daG a second stream, which is essentially free of the Uasser and from the feed stream through diaLJand dss polymeric permeable membrane-like hollow gliodes is separated, is guided in countercurrent; daß die Strömungsraten sowohl des Speisestromes als auch des zweiten Strömungsmittelstromes derart gesteuert werden, daß ein Konzentrationsgradient entlang der Länge des permeablen polymeren Hohlgliedes aufrechterhalten bleibt, wodurch dem uiasser ermöglicht wird, durch die ulünde des polymeren rlohlglisdes hindurchzutreten und in den zweiten Strömungsmittelstrom einzutreten;that the flow rates of both the feed stream and the second fluid stream are controlled so that a concentration gradient is maintained along the length of the permeable polymeric hollow member, whereby the uiasser is made possible by the ulünde of the passing through polymeric rlohlglisdes and entering the second fluid stream; daß das Strömungsmittelprodukt, welches wesentlich weniger Uasser als in dem Speisestrom vorhanden aufweist, abgezogen wird;that the fluid product, which has substantially less water than present in the feed stream, is withdrawn will; und daß die Temperatur der ausgewählten Zonen des polymeren Hohlgliedes gesteuert wird.and that the temperature of the selected zones of the polymeric hollow member is controlled. 34. Uerfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Produktzona gekühlt wird.34. Uerfahren according to claim 33, characterized in that dai3 the product zone is cooled. 409847/0701409847/0701 - 122 -- 122 - 35. l/erfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die SpoisBZonß aufgeheizt uird.35. l / experience according to claim 33, characterized in that the SpoisBZonß is heated up. 36. l/erfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom auf einer TeiTiperatur gehalten uird, die höher ist, als dio der Produktzone und im Bereich zwischen -17,2 und +93°C (1 bis 20Q°F) liegt0 36. I / experience according to claim 33, characterized in that the feed flow is kept at a partial temperature which is higher than that of the product zone and in the range between -17.2 and + 93 ° C (1 to 20 ° F) 0 37. Uerfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisemittel nasses Bezol ist.37. Uerfahren according to claim 33, characterized in that the foodstuff is wet bezol. 38. Uerfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom mitgerissenes oder gelöstes Wasser enthält. 38. Uerfahren according to claim 33, characterized in that the feed stream contains entrained or dissolved water. 39. Uerfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestram flüssiges Wasser enthält.39. Uerfahren according to claim 33, characterized in that the feed stream contains liquid water. 40. uerfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Speisestrom vorgeheizt uird.40. uerfahren according to claim 33, characterized in that the feed stream is preheated. 41. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Speisestrom uorgekühlt uird, bevor er an der Wand des polymeren permeablen membranartigen Hohlgliedes entlanggeführt uird,41. The method according to claim 33, characterized in that the second feed stream uorgekühlt uird before it is transferred to the Wall of the polymeric permeable membrane-like hollow member led along, - 123 -- 123 - 409847/0701409847/0701 42. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß dar Speisestrom an dem Speisoande:aufgeheizt wird, daC fortschreitend der Speisestrom auf eine geringere Temperatur gekühlt wird und daS dann der Speisestrom an dem Produktende gekühlt uird.42. The method according to claim 33, characterized in that the feed stream at the feeder is : heated, that the feed stream is progressively cooled to a lower temperature and that the feed stream is then cooled at the product end. 43. l/erfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Klärgas ein verdampftes flüssiges Produkt ist.43. l / experience according to claim 33, characterized in that the sewage gas is a vaporized liquid product. 45O Verfahren zum Trocknen von Strömungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß in ein nasses Strömungsmittel entweder ein einzelnes Hohlrohr oder ein Bündel von Rohren eingetaucht wird, wobei das Rohr oder das Rohrbündel aus einem polymeren Haterial ist, welches selektiv permeabel für Wasser ist, daß ein trockener Strörnungsmittalstrom unter ausreichendem Druck dUEch die Rohre geführt uird, so dai3 eine Strömung geschaffen ist, welche das System verläßt, bevor sie ins Gleichgewicht mit dem Wasserdampf des Systemes gelangt.45 O A method for drying fluids, characterized in that either a single hollow tube or a bundle of tubes is immersed in a wet fluid, wherein the tube or the tube bundle is made of a polymeric material which is selectively permeable to water, that a dry one The flow medium flow is guided through the pipes under sufficient pressure so that a flow is created which leaves the system before it comes into equilibrium with the water vapor in the system. 46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der trockene .Strömungsmittelstrom auf einen ausreichend niedrigen Druck gehalten wird, so daß eine geringe Strömung vorliegt, welche vor ihrem Austreten mit dem Wasserdampf des Systems ins Gleichgewicht, gelangt.46. The method according to claim 45, characterized in that the dry flow of fluid to a sufficient level low pressure is kept, so that a low flow is present, which equilibrates with the water vapor of the system before it escapes. - 1 24 -- 1 24 - 409847/07 0 1409847/07 0 1 47. Vorfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, ua-Z der trockene Ströniungsmittalstrom unter einen Druck ge— haltsn wird, ualcher im iJeraich van 0,07 bis 3,5 at (0,1 ennl,- Pfund pain bis 50 poig) liegt.47. ancestors according to claim 45, characterized in that, among other things, the dry-Z Ströniungsmittalstrom is haltsn overall pressurized ualcher in iJeraich van at 0.07 to 3.5 (0.1 DENL, - pain to 50 pounds POIG) is . 40« Verfahren nach Hnspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dn;j das Strömungsmittel aufgeheizt uird,- bevor oin trockener ütrümungsmittelstrom durch die Rohrs geführt uird.40 «Method according to claim 45, characterized in that dn; j the fluid is heated up before a dry fluid flow is passed through the pipe. 49. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, da3 dar trockene Strümungsmittalstrom auf einer Temperatur im Bereich won seinem Gefrierpunkt bis zu seiner kritischen Temperatur gehalten uird.49. The method according to claim 45, characterized in that da3 the dry mean flow stream at one temperature in the range from its freezing point to its critical Temperature is maintained. 50. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das polymors Material ein Material ist, uelches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyäthylen, Polystyrol, Teflon, Polysulfonen, Zellulose, ZBlluloseestorn und Parfluorkohlenstoffpolymeren mit Mebengruppsn aus entweder Sulfonsäure oder Sulfonat besteht„50. The method according to claim 45, characterized in that the polymors material is a material made of Group is selected that consists of polyethylene, polystyrene, Teflon, polysulfones, cellulose, ZBlluloseestorn and Parfluorocarbon polymers with Mebengrouppsn of either Sulfonic acid or sulfonate is " 51. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene Strömungsmittel Ungebungsluft ist.51. The method according to claim 45, characterized in that the dry fluid is ambient air. 52. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene Strömungsmittel ein Material aus der Gruppe52. The method according to claim 45, characterized in that the dry fluid is a material selected from the group 409847/0 70 1 - 125 -409847/0 70 1 - 125 - BAD ORIGINALBATH ORIGINAL ist, die aus Benzol, Isopropanol, Schuefelsäure und Hthylenglykol besteht.is made from benzene, isopropanol, and sulfuric acid Ethylene glycol. 53o Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Uasserkondensat von dam Strömungsmittelstrom entfernt uird und der Strömungsmittelstrom an dem nassen Strömungsmittelstram uorbeigeführt uird0 53o A method according to claim 45, characterized in that the dai3 Uasserkondensat dam of fluid flow away Uird and the fluid stream at the wet fluid Tram uorbeigeführt Uird 0 54. Verfahren zum Trocknen uon Strömungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daO in ein nasses Strömungsmittel entweder ein einzelnes Hohlrohr oder ein Bündel yon Rohren eingetaucht uird, daß ein trockener Strümungsmittelstrom mit einer ausreichenden Strümungsrate geführt uird, daO eine Strömung erhalten uird, uelcha das System verläiJt, beuor sie zum Gleichgeuicht mit dem Wasserdampf in dem System gelangto 54. A method for drying fluids, characterized in that either a single hollow tube or a bundle of tubes is immersed in a wet fluid, that a dry fluid flow is conducted at a sufficient fluid flow rate that a flow is maintained, at which point the system exits, beuor it reaches the Gleichgeuicht with the water vapor in the system o 409847/0701409847/0701 LeerseiteBlank page
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