JP2017113742A - Separation membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は溶液や混合気体等の流体から一部の成分を分離するために用いられる分離膜モジュールに関する。 The present invention relates to a separation membrane module used for separating a part of components from a fluid such as a solution or a mixed gas.
溶液又は混合気体中の成分を分離するための機器として分離膜モジュールが知られている。この分離膜モジュールに用いる管状分離膜は、管状の多孔質セラミック支持体と、該支持体の外周面に設けられたゼオライト等からなる多孔質の分離膜とを有する。溶液や混合気体等の流体から特定の成分を分離するためには、溶液の流体を分離膜エレメントの一方(外面)に接触させて、もう一方(内面)を減圧することにより、特定の成分を気化させ分離する方法や、溶液を気化させて気体状態で分離膜に接触させて、非接触面側を減圧して特定成分を分離する方法、加圧状態の混合気体を分離膜に接触させて特定の成分を分離する方法などが知られている(特許文献1,2)。
A separation membrane module is known as an apparatus for separating components in a solution or mixed gas. The tubular separation membrane used in this separation membrane module has a tubular porous ceramic support and a porous separation membrane made of zeolite or the like provided on the outer peripheral surface of the support. In order to separate a specific component from a fluid such as a solution or a mixed gas, the fluid of the solution is brought into contact with one (outer surface) of the separation membrane element, and the other (inner surface) is depressurized to thereby remove the specific component. A method of vaporizing and separating, a method of vaporizing a solution and bringing it into contact with a separation membrane in a gaseous state, and depressurizing a non-contact surface side to separate a specific component, and bringing a pressurized mixed gas into contact with the separation membrane Methods for separating specific components are known (
特許文献2に、管状のゼオライト分離膜の一端に管状部材の小径の挿入部を差し込むと共に、ゼオライト分離膜と、管状部材との間をフッ素ゴム製のOリングでシールした構造が記載されている。被処理流体は、ゼオライト分離膜の外側に供給され、一部の成分がゼオライト分離膜を透過してゼオライト分離膜内に流入し、他の成分と分離されて取り出される。
また、特許文献2には、ゼオライト分離膜と管状部材とを付き合わせ、熱収縮フィルムで突き合せ部の外周を被包した構造が記載されている。
特許文献2のように、ゼオライト分離膜の端部にエンド部材を嵌合させて連結するか、又は突き合せて熱収縮フィルムで被包して連結した構造にあっては、何らかの原因でゼオライト分離膜内の圧力がゼオライト分離膜外よりも高くなる逆圧現象が生じたり、エンド部材に対しゼオライト分離膜から離反方向の力が加えられたときに、エンド部材がゼオライト分離膜から抜け出すおそれがある。
As in
本発明は、このような逆圧時等におけるエンド部材の抜け出しが防止される分離膜モジュールを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a separation membrane module that prevents the end member from slipping out during such back pressure.
本発明の分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された管状分離膜とを有し、被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、該管状分離膜の一端部にエンド管が接続され、該エンド管は、前記ハウジングを横断するように設置された支持板に支持されており、該管状分離膜の他端部にエンドプラグが接続されている分離膜モジュールにおいて、該エンドプラグが管状分離膜から抜け出すことを防止するための抜出防止手段を備えたことを特徴とするものである。
本発明の一態様では、前記抜出防止手段は、エンドプラグと対峙して設けられた押え板を有する。この場合、抜出防止手段は、前記押え板とエンドプラグとの間に介在され、該エンドプラグを管状分離膜に向って押圧するためのばねをさらに有することが好ましい。
本発明の一態様では、前記抜出防止手段は、前記エンドプラグとエンド管とを引き付けるばねを有する。
The separation membrane module of the present invention has a cylindrical housing and a tubular separation membrane disposed in the housing in the longitudinal direction of the housing, and the fluid to be treated moves from one end side to the other end side in the housing. A separation membrane module in which fluid that has flowed and permeated through a tubular separation membrane is taken out through the tubular separation membrane, and an end tube is connected to one end of the tubular separation membrane, and the end tube crosses the housing In a separation membrane module that is supported by a support plate installed in this manner and has an end plug connected to the other end of the tubular separation membrane, the end plug is prevented from coming out of the tubular separation membrane. It is characterized by having an outage prevention means.
In one aspect of the present invention, the extraction preventing means has a presser plate provided to face the end plug. In this case, it is preferable that the extraction preventing means further includes a spring that is interposed between the pressing plate and the end plug and presses the end plug toward the tubular separation membrane.
In one aspect of the present invention, the extraction preventing means includes a spring that attracts the end plug and the end pipe.
本発明の分離膜モジュールにあっては、管状分離膜に逆圧が生じたりしても、エンドプラグが管状分離膜から抜け出すことが防止される。抜出防止手段を押え板とばねとで構成した場合や、エンドプラグとエンド管とを引き付けるばねで構成した場合には、管状分離膜とエンドプラグ及びエンド管のシール性も高いものとなる。 In the separation membrane module of the present invention, even if a reverse pressure is generated in the tubular separation membrane, the end plug is prevented from coming out of the tubular separation membrane. When the extraction preventing means is composed of a pressing plate and a spring, or when it is composed of a spring that attracts the end plug and the end pipe, the sealing performance of the tubular separation membrane, the end plug, and the end pipe becomes high.
図1〜6、11を参照して、本発明の一実施の形態に係る分離膜モジュールについて説明する。 A separation membrane module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
この分離膜モジュール1は、筒軸心方向を上下方向とした円筒状ハウジング2と、ハウジング2の軸心線と平行方向に配置された管状分離膜3と、ハウジング2内の下部に設けられた支持板5と、ハウジング2の下端に取り付けられたボトムカバー6A及び上端に取り付けられたトップカバー6Bと、支持板5と平行にハウジング2内の下部及び上部にそれぞれ配置された第1のバッフル(整流板)7、第2のバッフル(整流板)8及び押え板25等を有する。第1のバッフル7は支持板5の上側に配置されている。
The
この実施の形態では、ハウジング2の下端及び上端側とボトムカバー6A及びトップカバー6Bの外周縁にそれぞれ外向きのフランジ2a,2b,6b,6cが設けられ、ボルト(図示略)によってこれらが固定されている。支持板5の周縁部は、フランジ2a,6b間にガスケット(図示略)を介して挟持されている。
In this embodiment, outward
この実施の形態では、管状分離膜3の下端にエンド管4が連結されている。管状分離膜3の上端にエンドプラグ20が連結されている。管状分離膜3としては、2本の管状分離膜3がジョイント管17によって連結されて管状分離膜連結体とされているものであってもよい。なお、図1〜4では、管状分離膜は7本のみ示されているが、実際は1本でもよいし、図5のように多数本(2〜3000本)設けられている多管式分離膜モジュールであってもよい。
In this embodiment, the
ハウジング2の下部の外周面に被処理流体の流入口9が設けられ、上部の外周面に被処理流体の流出口10が設けられている。流入口9は、支持板5と第1のバッフル7との間の室11に臨むように設けられている。流出口10は、第2のバッフル8の上側の室12に臨むように設けられている。バッフル7,8間は膜分離を行うための主室13となっている。
A
底部の支持板5から複数のロッド14が立設され、該ロッド14にバッフル7,8及び押え板25が支持されている。ロッド14の下端には雄ねじが刻設されており、支持板5の雌ねじ穴に螺着されている。バッフル7,8及び押え板25はロッド14に外嵌された鞘管14A,14B,14C(図2,5)によって所定高さに支持されている。鞘管14Aは、支持板5とバッフル7との間に配置されている。鞘管14Bは、バッフル7,8間に配置されている。鞘管14Cはバッフル8と押え板25との間に配置されている。バッフル8は、鞘管14Bの上端面に載設されている。押え板25は、バッフル8の上方に配置されており、鞘管14Cの上端面に載置され、ロッド14の上端に螺着されたナット14nによって固定されている。
A plurality of
バッフル7,8の外周面とハウジング2の内周面との間には、Oリング、Vパッキン、Cリングなどのシール部材が介在されている。
この実施の形態では、バッフルの数は2であるが、3以上を設置してもよい。
Seal members such as an O-ring, a V-packing, and a C-ring are interposed between the outer peripheral surfaces of the
In this embodiment, the number of baffles is 2, but 3 or more may be installed.
各バッフル7,8には、管状分離膜3を挿通させるための円形の挿通孔7a,8aが設けられており、管状分離膜3、エンド管4及びエンドプラグ20の連結体が各挿通孔7a,8aに挿通されている。挿通孔7a,8aの口径は、管状分離膜3、エンド管4及びエンドプラグ20の直径(外径)よりも大きく、挿通孔7a,8aの内周面と、エンド管4及びエンドプラグ20の外周面との間に全周にわたって間隙があいている。
Each
支持板5の上面側には、管状分離膜3に連結されたエンド管4の下端が差し込まれた差込穴5aが設けられている。差込穴5aは、円柱形であり、支持板5の上面から厚み方向の途中まで延在している。差込穴5aの穴底は、小孔5bと大孔5cとを介して支持板5の下側に連通している。
An
各エンド管4の管孔4aは、小孔5b及び大孔5cを介して、ボトムカバー6Aと支持板5との間の流出室16に連通している。ボトムカバー6Aには、分離された透過流体の取出口6aが設けられている。
The
図6の通り、エンド管4の下端近傍の外周面に溝4bが周設され、フッ素ゴム、フッ素樹脂などよりなるOリング30が装着されている。この実施の形態では、溝4aは複数条設けられている。
As shown in FIG. 6, a
また、エンド管4の下端面にもエンド管4の管孔4aと同心状の溝4cが周設され、Oリング31が装着されている。Oリング30が差込穴5aの内周面に密着し、Oリング31が差込穴5aの穴底面に密着することによりエンド管4の外面と差込穴5aとの間のシールが行われる。なお、エンド管4の外周面のOリング30と下端面のOリング41とは、いずれか一方のみが設けられてもよい。
Further, a
図5,6の通り、エンド管4の上端部は小径部4gとなっており、管状分離膜3の下部に差し込まれている。この小径部4gの外周面に周設された溝にOリング32が装着されている。また、管状分離膜3の下端面とエンド管4の段差面との間にもOリング33が介在されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the upper end portion of the
図1,2の通り、上側の管状分離膜3の上端にエンドプラグ20が連結されている。エンドプラグ20は円柱状であり、管状分離膜3の上端を封止している。エンドプラグ20の下端には、管状分離膜3内に差し込まれた小径部21が設けられている。エンドプラグ20と管状分離膜3との間はOリング34,35によってシールされている。このエンドプラグ20と管状分離膜3とのシール構造は、前記エンド管4の小径部4gと管状分離膜3とのシール構造と同様のものとなっている。エンドプラグ20と管状分離膜3は、Oリングを使用せず、熱収縮チューブを用いることでシールしてもよいし、Oリングを使用した上にさらに熱収縮チューブを用いてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
エンドプラグ20の上端面の中央から上方にロッド22が立設されている。エンドプラグ20の上方に配置された押え板25には、このロッド22が挿入された開口25aが設けられている。ロッド22の直径は開口25aの口径よりも小さく、ロッド22と開口25aの内周面との間には隙間があいている。ロッド22の直径をxとしたとき、開口25aの直径は、好ましくはx+0.02mm以上、より好ましくはx+0.1mm以上、好ましくはx+0.5mm以下、より好ましくはx+0.4mm以下、さらに好ましくはx+0.2mm以下である。この範囲であることによりロッド22がスムーズに動くことが可能になり、かつガタツキが生じ難いため、管状分離膜3の振動を低減させることができる。
A
このロッド22aを取り巻くように、エンドプラグ20の上端面と押え板25の下面との間に圧縮コイルばね26が介在されている。このばね26により、エンドプラグ20が下方に付勢されている。このため、何らかの原因で管状分離膜3の内圧が上昇し、エンドプラグ20が管状分離膜3から抜け出す方向の力が加えられても、エンドプラグ20の抜け出しが防止される。図11の実施の形態の通り、複数本の管状分離膜3がジョイント管17を介して連結されている場合には、上側の管状分離膜3がジョイント管17から抜け出したり、ジョイント管17が下側の管状分離膜3から抜け出したりすることも防止される。
A
なお、管状分離膜3が熱膨張又は熱収縮したときには、ばね26がそれに追随して縮んだり伸長したりする。
When the
図11のように、複数本、例えば2本の管状分離膜3がジョイント管17を介して連結されている場合、このジョイント管17は、管軸方向に貫通する貫通孔を有する。ジョイント管17の両端側(上端側と下端側)は、管状分離膜3内に差し込まれる小径部となっている。小径部の外周面には溝が周回して設けられ、Oリング(図示略)が装着されている。ジョイント管17と管状分離膜3は、Oリングを使用せず、熱収縮チューブを用いることでシールしてもよいし、Oリングを使用した上にさらに熱収縮チューブを用いてもよい。
As shown in FIG. 11, when a plurality of, for example, two
また、ジョイント管17の両端側の小径部同士の間は大径部となっており、小径部と大径部との境界部は段差面となっている。この段差面と管状分離膜3の端面との間にもOリング(図示略)が介在されている。
尚、図示しないが、ジョイント管17を介して連結する場合、ジョイント管の位置にバッフルを設置することが好ましい。
Moreover, between the small diameter parts of the both ends of the
Although not shown, when connecting via the
この分離膜モジュール1を組み立てるには、例えば、支持板5に設けた差込穴5aに、エンド管4、管状分離膜3及びエンドプラグ20を、この順に差し込んで支持板5に立設する。差込穴5aにエンド管4の下端部を差し込むだけでエンド管4と支持板5とを気密ないし液密状に容易に連結することができる。また、差込穴5aが円柱形であるので、支持板5に差込穴5aを穿設する作業は容易であり、支持板5の製作も容易である。従って、分離膜モジュールの製作工期の短縮及び製作コストの低減を図ることができる。
In order to assemble the
エンド管4、管状分離膜3及びエンドプラグ20の連結体を支持板5上に立設した後、ばね26を介して押え板25を被せ、ナット14nを締め込む。その後、トップカバー6Bを取り付ける。
After the connection body of the
このように構成された分離膜モジュール1において、被処理流体は流入口9からハウジング2の室11内に導入され、バッフル7の挿通孔7aの内周面とエンド管4の外周面との間の間隙を通って主室13に流入し、主室13を通った後、バッフル8の挿通孔8aとエンドプラグ20との間隙を通って室12に流出する。主室13を流れる間に被処理流体の一部の成分が管状分離膜3を透過して管状分離膜3内から流出室16及び取出口6aを介して取り出される。透過しなかった流体は、流出口10から分離膜モジュール1外に流出する。
In the
この実施の形態では、管状分離膜3の上端側にエンドプラグ20を配置し、ばね26で下方に付勢しているので、管状分離膜3、エンドプラグ20、エンド管4に対し、各々同士が押し付けられる方向に荷重がかかっている。そのため、これら同士の間のシール性が高いと共に、前述の通り、管状分離膜3の内圧が上昇した場合にエンドプラグ20や管状分離膜3、ジョイント管17が抜け出すことが防止される。
In this embodiment, since the
なお、主室13内の流れと管状分離膜3内の流れは並流であっても、向流であっても差し支えなく、被処理流体の流入口9と流出口10とは入れ替えても差し支えない。
The flow in the
この実施の形態では、管状分離膜3を平行に多数本配列設置しており、膜面積が大きいので、効率良く膜分離が行われる。
In this embodiment, a large number of
この実施の形態では、管状分離膜3の両端に連結されたエンド管4とエンドプラグ20がそれぞれバッフル7,8の挿通孔7a,8aに差し込まれている。そのため、管状分離膜3が振動ないし揺動してエンド管4及びエンドプラグ20が挿通孔7a,8aの内周面に当接してもゼオライト膜が損傷することがなく、長期にわたって安定して運転を行うことができる。
In this embodiment, the
上記実施の形態では、Oリングによって管状分離膜3、エンド管4及びエンドプラグ20同士の間をシールしているが、熱収縮チューブによってこれらを連結してシールしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、ばね26を用いているが、エンドプラグ20の上端面と押え板25との間隔を小さくした場合には、ばね26を省略してもよい。この場合、管状分離膜3の内圧が高くなってエンドプラグ20が上方に移動したときに、エンドプラグ20の上端面が押え板25に当たり、エンドプラグ20が抜け出すことが防止される。
In the above-described embodiment, the
上記実施の形態では、ばね26はエンドプラグ20を押圧するものとしているが、エンドプラグ20をエンド管4に引き付けるためのばねを用いてもよい。この実施の形態について図7を参照して説明する。
In the above embodiment, the
図7は、この実施の形態に用いられる管状分離膜3、エンド管4及びエンドプラグ20の連結体の断面図である。この連結体においては、ワイヤ41が管状分離膜3内に配置されており、該ワイヤ41の下端がエンド管4の上端面に接続されている。ワイヤ41の上端に引張コイルばね42の下端が接続されている。引張コイルばね42の上端にフック部43が設けられている。エンドプラグ20の下端面にフック片44が取り付けられており、フック部43がフック片44に引っ掛けられている。引張コイルばね42の引張力により、エンドプラグ20とエンド管4とが弾性的に引き付けられ、エンドプラグ20や管状分離膜3等の抜け出しが防止される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a coupling body of the
複数の分離膜モジュール1を用いた分離膜システムの構成例について図8〜10を参照して説明する。
A configuration example of a separation membrane system using a plurality of
図8は、複数の分離膜モジュール1を並列に設置した分離膜システムのフロー図である。各分離膜モジュール1は、図1の姿勢にて、すなわち流入口9を下側とし、流出口10を上側として設置されている。被処理流体は、供給主管50及びそれから分岐した複数の枝管51を介して各分離膜モジュール1の流入口9に供給され、膜分離処理され、透過流体が枝管52及び集合管53を介して取り出される。非透過流体は、枝管54及び集合管55を介して流出する。
FIG. 8 is a flowchart of a separation membrane system in which a plurality of
この分離膜システムにおいて、一部の分離膜モジュール1の管状分離膜3に破損が生じ、被処理流体が破損箇所を通って管状分離膜3内に直接的に流入した場合、当該破損分離膜モジュール1の管状分離膜の内圧が上昇すると共に、管54,55を介して他の分離膜モジュール1の管状分離膜3の内圧も上昇する。
In this separation membrane system, when the
この実施の形態では、前述の通り、このような逆圧現象が生じた場合でも、各分離膜モジュール1のエンドプラグ20等が抜け出すことはない。
In this embodiment, as described above, even when such a back pressure phenomenon occurs, the end plugs 20 and the like of each
図9は、複数の分離膜モジュール1を直列に接続した分離膜システムのフロー図である。各分離膜モジュール1は、図1の姿勢にて、すなわち流入口9を下側とし、流出口10を上側として設置されている。被処理流体は、供給配管56から最上流側の分離膜モジュール1の流入口9に供給され、その非透過流体は、流出口10から配管57を介して次段の分離膜モジュール1の流入口9へ供給され、以下同様に各分離膜モジュール1からの非透過流体が下段側の分離膜モジュール1に供給され、最終段の分離膜モジュール1の非透過流体が配管58から流出する。各分離膜モジュール1の管状分離膜3を透過した透過流体は、枝管59及び集合管60を介して取り出される。
FIG. 9 is a flowchart of a separation membrane system in which a plurality of
図10の分離膜システムでは、複数の分離膜モジュール1を直列に接続し、且つ、奇数段の分離膜モジュール1については図1の姿勢とし、偶数段の分離膜モジュール1については図1と逆の倒立姿勢としたものである。即ち、偶数段の分離膜モジュール1では、流入口9は分離膜モジュール1の上部に位置し、流出口10は分離膜モジュール1の下部に位置している。その他の構成は図9と同様であり、被処理流体、透過流体及び非透過流体の流れは図9の場合と同一である。図10では、図9に比べて配管57の長さが短くて済む。分離膜モジュール1は、ばね26を備えているので、分離膜モジュール1を倒立姿勢としてもエンドプラグ20や管状分離膜3、ジョイント管17が抜け出すことが防止される。
In the separation membrane system of FIG. 10, a plurality of
図9,10では、透過流体を集合管60を介して取り出しているが、集合管60を省略し、各枝管59から個別に取り出してもよい。
9 and 10, the permeating fluid is taken out through the collecting
なお、前述の通り、本発明の分離膜モジュール1にあっては、流出口10から被処理流体を導入し、流入口9から非透過流体を流出させる使用も可能である。そのため、図9において、奇数段目の分離膜モジュール1の流出口10からの非透過流体を次段(偶数段目の分離膜モジュール1)に導くための配管57を、該偶数段目の分離膜モジュール1の流出口10に接続してもよい。
As described above, in the
上記実施の形態では、エンドプラグ20とロッド22とが一体となっているが、別体とされてもよい。この一例を図12に示す。図12では、ロッド22Aは、開口25aに挿通されたロッド本体22aと、該ロッド本体22aの下端に設けられた盤状部22bと、ロッド本体22aの上端に設けられた落下防止部22cとを有する。ロッド本体22aの直径は、前記ロッド22と同様である。落下防止部22cは、円盤状であってもよく、棒状であってもよい。落下防止部22cの大きさ(円盤状落下防止部22cの直径、棒状落下防止部22cの長さ)は開口25aの口径よりも大きく、ロッド22Aが開口25aを通り抜けて落下することを防止している。
In the above embodiment, the
落下防止部22cは、この実施の形態では底面が下方に向って凸に湾曲した曲面となっている。エンドプラグ20Aの上端面は、上方に向って凹に湾曲した凹部20rとなっている。
In this embodiment, the
ロッド本体22aを取り巻くように、盤状部22bの上面と押え板25の下面との間に圧縮コイルばね26が介在されている。このばね26がロッド22Aを下方に付勢し、盤状部22bを凹部20rに押し付けている。盤状部22bの底面と凹部20rとが上記のように曲面となっていることにより、ロッド22Aがエンドプラグ20Aとロッド22Aに押し付けられたときに、エンドプラグ20Aとロッド22Aとが自然に鉛直になる。
A
図12のその他の構成は図2と同一であり、同一符号は同一部分を示している。 Other configurations in FIG. 12 are the same as those in FIG. 2, and the same reference numerals denote the same parts.
以下、本発明の分離膜モジュールを構成する各部材の好適な材料等について説明する。 Hereinafter, suitable materials for each member constituting the separation membrane module of the present invention will be described.
エンド管4及びエンドプラグ20の材料としては金属、セラミックス、樹脂など、流体を透過させないものが例示されるが、これに限定されない。バッフル7,8及びジョイント管17の材質は、通常、ステンレスなどの金属材料であるが、分離条件における耐熱性と供給、透過成分に対する耐性があれば特に限定されず、用途によっては、樹脂材料など他の材質に変更可能である。
Examples of the material of the
管状分離膜3は、好ましくは、管状の多孔質支持体と、該多孔質支持体の外周面に形成された無機分離膜としてのゼオライト膜とを有する。この管状の多孔質支持体の材質としては、シリカ、α−アルミナ、γ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタニア、イットリア、窒化珪素、炭化珪素などを含むセラミックス焼結体または金属焼結体の無機多孔質支持体が挙げられる。その中でもアルミナ、シリカ、ムライトのうち少なくとも1種を含む無機多孔質支持体が好ましい。多孔質支持体表面が有する平均細孔径は特に制限されるものではないが、細孔径が制御されているものが好ましく、通常0.02μm以上、好ましくは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上であり、通常20μm以下、好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下の範囲が好ましい。
The
多孔質支持体の表面においてゼオライトを結晶化させゼオライト膜を形成させる。
ゼオライト膜を構成する主たるゼオライトは、通常、酸素6−10員環構造を有するゼオライトを含み、好ましくは酸素6−8員環構造を有するゼオライトを含む。
Zeolite is crystallized on the surface of the porous support to form a zeolite membrane.
The main zeolite constituting the zeolite membrane usually contains a zeolite having an oxygen 6-10 membered ring structure, and preferably contains a zeolite having an oxygen 6-8 membered ring structure.
ここでいう酸素n員環を有するゼオライトのnの値は、ゼオライト骨格を形成する酸素とT元素で構成される細孔の中で最も酸素の数が大きいものを示す。例えば、MOR型ゼオライトのように酸素12員環と8員環の細孔が存在する場合は、酸素12員環のゼオライトとみなす。 Here, the value of n of the zeolite having an oxygen n-membered ring indicates the one having the largest number of oxygen among the pores composed of oxygen and T element forming the zeolite skeleton. For example, when there are 12-membered and 8-membered pores of oxygen, such as MOR type zeolite, it is regarded as a 12-membered ring zeolite.
酸素6−10員環構造を有するゼオライトの一例を挙げれば、AEI、AEL、AFG、ANA、BRE、CAS、CDO、CHA、DAC、DDR、DOH、EAB、EPI、ESV、EUO、FAR、FRA、FER、GIS、GIU、GOO、HEU、IMF、ITE、ITH、KFI、LEV、LIO、LOS、LTN、MAR、MEP、MER、MEL、MFI、MFS、MON、MSO、MTF、MTN、MTT、MWW、NAT、NES、NON、PAU、PHI、RHO、RRO、RTE、RTH、RUT、SGT、SOD、STF、STI、STT、TER、TOL、TON、TSC、TUN、UFI、VNI、VSV、WEI、YUG等がある。 An example of a zeolite having an oxygen 6-10 membered ring structure is AEI, AEL, AFG, ANA, BRE, CAS, CDO, CHA, DAC, DDR, DOH, EAB, EPI, ESV, EUO, FAR, FRA, FER, GIS, GIU, GOO, HEU, IMF, ITE, ITH, KFI, LEV, LIO, LOS, LTN, MAR, MEP, MER, MEL, MFI, MFS, MON, MSO, MTF, MTN, MTT, MWW, NAT, NES, NON, PAU, PHI, RHO, RRO, RTE, RTH, RUT, SGT, SOD, STF, STI, STT, TER, TOL, TON, TSC, TUN, UFI, VNI, VSV, WEI, YUG, etc. There is.
ゼオライト膜は、ゼオライトが単独で膜となったものでも、前記ゼオライトの粉末をポリマーなどのバインダー中に分散させて膜の形状にしたものでも、各種支持体上にゼオライトを膜状に固着させたゼオライト膜複合体でもよい。ゼオライト膜は、一部アモルファス成分などが含有されていてもよい。 The zeolite membrane may be a single membrane of the zeolite, or the zeolite powder is dispersed in a binder such as a polymer to form a membrane, and the zeolite is fixed in a film form on various supports. A zeolite membrane composite may be used. The zeolite membrane may partially contain an amorphous component or the like.
ゼオライト膜の厚さとしては、特に制限されるものではないが、通常、0.1μm以上であり、好ましくは0.6μm以上、さらに好ましくは1.0μm以上である。また通常100μm以下であり、好ましくは60μm以下、さらに好ましくは20μm以下の範囲である。 The thickness of the zeolite membrane is not particularly limited, but is usually 0.1 μm or more, preferably 0.6 μm or more, more preferably 1.0 μm or more. Moreover, it is 100 micrometers or less normally, Preferably it is 60 micrometers or less, More preferably, it is the range of 20 micrometers or less.
ただし、本発明はゼオライト膜以外の分離膜を有した管状分離膜を用いてもよい。 However, the present invention may use a tubular separation membrane having a separation membrane other than the zeolite membrane.
管状分離膜3の外径は、好ましくは3mm以上、より好ましくは6mm以上、さらに好ましくは10mm以上、好ましくは20mm以下、より好ましくは18mm以下、さらに好ましくは16mm以下である。外径が小さすぎると管状分離膜の強度が十分でなく壊れやすくなることがあり、大きすぎるとモジュール当りの膜面積が低下する。
The outer diameter of the
管状分離膜3のうちゼオライト膜で覆われた部分の長さは好ましくは20cm以上、好ましくは200cm以下である。
The length of the portion of the
本発明の分離膜モジュールにおいて、管状分離膜は通常2〜850本特に50〜850本配置され、管状分離膜同士の最短距離は、2mm〜10mmとなるように配置されることが好ましい。ハウジングの大きさ、管状分離膜の本数は処理する流体量によって適宜変更されるものである。なお、管状分離膜はジョイント管17によって連結されなくてもよい。
In the separation membrane module of the present invention, it is preferable that 2 to 850 tubular separation membranes, particularly 50 to 850, are usually arranged, and the shortest distance between the tubular separation membranes is 2 mm to 10 mm. The size of the housing and the number of tubular separation membranes are appropriately changed depending on the amount of fluid to be processed. The tubular separation membrane may not be connected by the
本発明の分離膜モジュールにおいて、分離または濃縮の対象となる被処理流体としては、分離膜によって分離または濃縮が可能な複数の成分からなる気体または液体の混合物であれば特に制限はなく、如何なる混合物であってもよいが、気体の混合物に使用することが好ましい。 In the separation membrane module of the present invention, the target fluid to be separated or concentrated is not particularly limited as long as it is a gas or liquid mixture composed of a plurality of components that can be separated or concentrated by the separation membrane. However, it is preferably used for a gas mixture.
分離または濃縮は、パーベーパレーション法(浸透気化法)、ベーパーパーミエーション法(蒸気透過法)と呼ばれる分離または濃縮方法を用いることができる。パーベーパレーション法は、液体の混合物をそのまま分離膜に導入する分離または濃縮方法であるため、分離または濃縮を含むプロセスを簡便なものにすることができる。 Separation or concentration can be performed by a separation or concentration method called a pervaporation method (pervaporation method) or a vapor permeation method (vapor permeation method). The pervaporation method is a separation or concentration method in which a liquid mixture is directly introduced into a separation membrane, so that a process including separation or concentration can be simplified.
本発明において、分離または濃縮の対象となる混合物が、複数の成分からなる気体の混合物である場合、気体の混合物としては、例えば、二酸化炭素、酸素、窒素、水素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ノルマルブタン、イソブタン、1−ブテン、2-ブテン、イソブテン、トルエンなどの芳香族系化合物、六フッ化硫黄、ヘリウム、一酸化炭素、一酸化窒素、水などから選ばれる少なくとも1種の成分を含むものが挙げられる。これらの気体成分からなる混合物のうち、パーミエンスの高い気体成分は、分離膜を透過し分離され、パーミエンスの低い気体成分は供給ガス側に濃縮される。 In the present invention, when the mixture to be separated or concentrated is a gas mixture composed of a plurality of components, examples of the gas mixture include carbon dioxide, oxygen, nitrogen, hydrogen, methane, ethane, ethylene, and propane. , Propylene, normal butane, isobutane, 1-butene, 2-butene, isobutene, toluene and other aromatic compounds, sulfur hexafluoride, helium, carbon monoxide, nitrogen monoxide, water, etc. The thing containing a component is mentioned. Among the mixture of these gas components, the gas component having a high permeance passes through the separation membrane and is separated, and the gas component having a low permeance is concentrated on the supply gas side.
本発明の分離膜モジュールは、流体量、あるいは目的の分離度、濃縮度によって連結して使用することができる。流体量が多い場合または目的の分離度・濃縮度が高く1つのモジュールでは処理が十分できない場合には出口から出た流体をさらにもう一つのモジュールの入口に入るように配管を接続して使用することが好ましい。また分離度、濃縮度に応じてさらに連結して目的の分離度・濃縮度とすることができる。 The separation membrane module of the present invention can be used by being connected depending on the amount of fluid or the desired degree of separation and concentration. If the amount of fluid is large or the target separation / concentration is high and processing cannot be performed sufficiently with one module, connect the piping so that the fluid from the outlet enters the inlet of another module. It is preferable. Moreover, it can be further linked according to the degree of separation and the degree of concentration to obtain the desired degree of separation and concentration.
1 分離膜モジュール
2 ハウジング
3 管状分離膜
4 エンド管
5 支持板
6A ボトムカバー
6B トップカバー
6a 取出口
7,8 バッフル
7a,8a 挿通孔
9 流入口
10 流出口
11,12 室
13 主室
14 ロッド
16 流出室
17 ジョイント管
20,20A エンドプラグ
25 押え板
26 ばね
30〜35 Oリング
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された管状分離膜と
を有し、
被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、
該管状分離膜の一端部にエンド管が接続され、
該エンド管は、前記ハウジングを横断するように設置された支持板に支持されており、 該管状分離膜の他端部にエンドプラグが接続されている分離膜モジュールにおいて、
該エンドプラグが管状分離膜から抜け出すことを防止するための抜出防止手段を備えたことを特徴とする分離膜モジュール。 A tubular housing;
A tubular separation membrane disposed in the housing in the longitudinal direction of the housing;
A separation membrane module in which a fluid to be treated flows from one end side to the other end side in the housing, and a fluid that has permeated the tubular separation membrane is taken out through the tubular separation membrane,
An end tube is connected to one end of the tubular separation membrane,
In the separation membrane module, the end tube is supported by a support plate installed so as to cross the housing, and an end plug is connected to the other end of the tubular separation membrane.
A separation membrane module comprising an extraction preventing means for preventing the end plug from slipping out of the tubular separation membrane.
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JP2019076845A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 三菱ケミカル株式会社 | Separation membrane module |
EP3815771A4 (en) * | 2018-06-26 | 2022-03-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | Separation membrane module |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111513U (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-05 | ||
US4555337A (en) * | 1984-10-23 | 1985-11-26 | The Wooster Brush Company | Plug and filter assembly for paint sprayer |
JPH0975614A (en) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Central Filter Kogyo Kk | Filter apparatus |
US20070119781A1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-05-31 | Zhongping Huang | Apparatus and method for enhanced hemodialysis performance |
JP2009066503A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Hitachi Zosen Corp | Separation membrane module |
JP2014205097A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Filter device, filtration method using the same, and manufacturing method of filtration fluid using the same |
-
2016
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111513U (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-05 | ||
US4555337A (en) * | 1984-10-23 | 1985-11-26 | The Wooster Brush Company | Plug and filter assembly for paint sprayer |
JPH0975614A (en) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Central Filter Kogyo Kk | Filter apparatus |
US20070119781A1 (en) * | 2005-10-03 | 2007-05-31 | Zhongping Huang | Apparatus and method for enhanced hemodialysis performance |
JP2009066503A (en) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Hitachi Zosen Corp | Separation membrane module |
JP2014205097A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Filter device, filtration method using the same, and manufacturing method of filtration fluid using the same |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019076845A (en) * | 2017-10-25 | 2019-05-23 | 三菱ケミカル株式会社 | Separation membrane module |
JP7119334B2 (en) | 2017-10-25 | 2022-08-17 | 三菱ケミカル株式会社 | Separation membrane module |
EP3815771A4 (en) * | 2018-06-26 | 2022-03-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | Separation membrane module |
US11291955B2 (en) | 2018-06-26 | 2022-04-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Separation membrane module |
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