CN110719808B - 脱水方法及脱水装置 - Google Patents
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Abstract
脱水方法包括：向分离膜(45)的供给侧空间(4S)供给混合物(11)的工序、及使分离膜(45)的供给侧空间(4S)和透过侧空间(4T)产生压力差的工序。分离膜(45)具有：第一沸石膜(45a)，其由第一沸石构成，且面对透过侧空间(4T)；以及第二沸石膜(45b)，其与第一沸石膜(45a)邻接，且面对供给侧空间(4S)。第二沸石膜(45b)由第二沸石构成，该第二沸石具有与第一沸石相同的骨架结构，且Si/Al原子比小于第一沸石的Si/Al原子比。
Description
技术领域
本发明涉及脱水方法及脱水装置。
背景技术
以往，作为从含有水的混合物中分离出水(脱水)的方法，提出了将耐酸性优异的DDR型沸石膜用作分离膜的脱水方法(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/119286号
发明内容
但是，要求使分离膜的透水量进一步提高。
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于，提供能够提高透水量的脱水方法及脱水装置。
本发明所涉及的脱水方法从含有水的混合物中选择性地分离出水，该脱水方法包括：向分离膜的供给侧空间供给混合物的工序、及使分离膜的供给侧空间和透过侧空间产生压力差的工序。分离膜具有：第一沸石膜，该第一沸石膜由第一沸石构成，且面对透过侧空间；以及第二沸石膜，该第二沸石膜与第一沸石膜邻接，且面对供给侧空间。第二沸石膜由第二沸石构成，该第二沸石具有与第一沸石相同的骨架结构，且Si/Al原子比小于第一沸石的Si/Al原子比。
发明效果
根据本发明，可以提供能够提高透水量的脱水方法及脱水装置。
附图说明
图1是表示脱水装置的构成的示意图。
图2是膜结构体的截面图。
图3是分离膜的截面图。
图4是表示分离膜的截面的SEM图像。
图5是分离膜的截面图。
图6是分离膜的截面图。
具体实施方式
(脱水装置)
参照附图，对脱水装置的一例进行说明，该脱水装置用于实施从含有水的混合物中选择性地分离出水的脱水方法。本说明书中，“脱水”是指：选择性地分离出水。“选择性地分离出水”是：不仅包括从混合物中分离出纯度100％的水、还包括分离出水含有率高于混合物的水含有率的溶液或气体的概念。
图1是表示本实施方式所涉及的脱水装置100的整体构成的示意图。
脱水装置100包括：收纳部10、循环泵20、加热器30、分离用容器40、捕集部50、减压装置60、循环路径70以及透过路径80。收纳部10、循环泵20、加热器30以及分离用容器40配置于循环路径70。捕集部50及减压装置60配置于透过路径80。
收纳部10对作为处理对象的混合物11进行收纳。混合物11经过循环路径70而循环至收纳部10。混合物11包含水和除了水以外的成分。
混合物11可以含有水和有机化合物。作为有机化合物，可以举出：醇、酚、醛、酮、羧酸、磺酸、醚、酯、胺、腈、直链饱和烃、支链饱和烃、环状饱和烃、链状不饱和烃、芳香族烃、含氮化合物、含硫化合物、烃的卤素衍生物等。作为醇，可以举出：甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇等，作为酮，可以举出：丙酮、乙基甲基酮等，作为羧酸，可以举出：甲酸、乙酸、丁酸、丙酸、草酸、丙烯酸、苯甲酸等，作为芳香族烃，可以举出：甲苯、苯等。混合物11可以仅含有一种除了水以外的成分，也可以含有多种除了水以外的成分。
循环泵20将混合物11向分离用容器40侧喷出，从而使混合物11在循环路径70中循环。向分离用容器40供给的混合物11的供给流量速度在后述的隔室43内优选为1.5m/s～3.0m/s。或者，向分离用容器40供给的混合物11的供给流量速度优选：雷诺数为2000～10000。
加热器30进行加热，以使得在循环路径70中流通的混合物11的温度达到适合于分离用容器40中的脱水的温度。为了有效率地进行脱水处理，向分离用容器40供给的混合物11的温度优选为50℃～130℃，更优选为55℃～110℃。
分离用容器40具有：收纳部41和膜结构体42。收纳部41对膜结构体42进行收纳。收纳部41的材质没有特别限定，可以根据混合物11的性状等而适当确定。例如，在混合物11含有酸的情况下，收纳部41可以由玻璃、不锈钢等构成。
收纳部41的内部空间通过膜结构体42中的后述的分离膜45而区划为供给侧空间4S和透过侧空间4T(参照图2)。即，膜结构体42的分离膜45将供给侧空间4S和透过侧空间4T隔开。向供给侧空间4S供给混合物11。混合物11中的已透过膜结构体42的分离膜45的膜透过物质12向透过侧空间4T流出。膜透过物质12是：水或水浓缩后的溶液或气体。下文中，对膜结构体42的构成进行说明。
应予说明，在分离用容器40连接有未图示的压力传感器，通过压力传感器，能够检测出供给侧空间4S的压力和透过侧空间4T的压力。
捕集部50借助透过路径80而与分离用容器40连接。在执行脱水处理时，通过使减压装置60工作，能够对捕集部50内进行减压，进而将收纳部41内的透过侧空间4T减压至规定的压力。
捕集部50由能够耐受减压操作时的压力的材质构成。例如，捕集部50可以由玻璃、不锈钢等构成。
捕集部50中可以使用用于将流入进来的膜透过物质12的蒸汽冷却并捕集的制冷剂。可以根据膜透过物质12的种类、捕集部50内的压力来适当选择制冷剂。例如，作为制冷剂，可以使用液氮、冰水、水、防冻液、干冰(固态的二氧化碳)、干冰和乙醇(或丙酮、甲醇)、液氩等。
但是，捕集部50只要是能够将收纳部41的透过侧空间4T减压至规定的压力并对膜透过物质12进行捕集的结构即可，不限定于图1所示的结构。
减压装置60是：用于使供给侧空间4S和透过侧空间4T产生压力差的“变压装置”的一例。本实施方式中，减压装置60将透过侧空间4T减压至规定的压力以下。“减压”是：包括使膜透过物质12在透过侧空间4T的分压降低的概念。作为减压装置60，例如可以使用周知的真空泵。
应予说明，可以在透过路径80设置有用于调节透过侧空间4T的压力的压力控制器。
(膜结构体)
图2是膜结构体42的截面图。图3是将图2所示的分离膜45放大得到的截面图。
膜结构体42具备：多孔质支撑体44、以及分离膜45。
1.多孔质支撑体44
多孔质支撑体44对分离膜45进行支撑。多孔质支撑体44具有能够将分离膜45以膜状形成(结晶、涂布、或者析出)在其表面的程度的化学稳定性。
多孔质支撑体44为陶瓷的烧结体。多孔质支撑体44的骨料可以使用氧化铝、二氧化硅、多铝红柱石、氧化锆、二氧化钛、三氧化二钇、氮化硅、碳化硅、陶瓷碎粒、以及堇青石等。多孔质支撑体44可以含有粘合材料。作为粘合材料，可以使用含有硅(Si)、铝(Al)、钛(Ti)等的玻璃材料。粘合材料的含有率可以为20体积％～40体积％，但并不限定于此。
本实施方式中，多孔质支撑体44形成为整体状。所谓整体状，是具有沿着长度方向形成的多个隔室43的形状，且是包括蜂窝状在内的概念。但是，多孔质支撑体44为能够将作为处理对象的混合物11向分离膜45供给的形状即可。例如，多孔质支撑体44可以为平板状、管状、圆筒状、圆柱状、以及棱柱状等形状。多孔质支撑体44的表面粗糙度(Ra)优选为0.1μm～2.0μm，更优选为0.2μm～1.0μm。可以使用触针式表面粗糙度测定仪来求出多孔质支撑体44的Ra。
在多孔质支撑体44为整体状的情况下，长度方向上的长度可以为100～2000mm，径向上的直径可以为5～300mm，但并不限定于此。在多孔质支撑体44为整体状的情况下，可以在多孔质支撑体44中形成30～2500个、直径1～5mm的隔室43。相邻的隔室43的中心轴间的距离可以为例如0.3mm～10mm。在多孔质支撑体44的形状为管状的情况下，多孔质支撑体44的厚度可以为例如0.1mm～10mm。
多孔质支撑体44为具有多个开口气孔的多孔质体。多孔质支撑体44的平均细孔径为使得流体混合物中的已透过分离膜45的膜透过物质12(主要是水)通过的大小即可。通过使多孔质支撑体44的平均细孔径增大，能够使膜透过物质12的透过量增加。通过使多孔质支撑体44的平均细孔径减小，能够使多孔质支撑体44的强度增大。多孔质支撑体44的平均细孔径可以为例如0.01μm～5μm。可以根据细孔径的大小，利用水银压入法、ASTM F316中记载的气流法、渗透孔度法来测定多孔质支撑体44的平均细孔径。多孔质支撑体44的气孔率没有特别限制，例如可以为25％～50％。关于多孔质支撑体44的细孔径的累积体积分布，D5可以为例如0.1μm～50μm，D50可以为例如0.5μm～70μm，D95可以为例如10μm～2000μm。
多孔质支撑体44的平均粒径没有特别限制，例如可以为0.1μm～100μm。所谓多孔质支撑体44的平均粒径，是通过使用SEM(Scanning Electron Microscope)观察截面而测定的30个粒子各自的最大直径的算术平均值。作为测定对象的30个粒子在SEM图像上随机选出即可。
多孔质支撑体44可以为细孔径相同的单层结构，也可以为细孔径不同的多层结构。在多孔质支撑体44为多层结构的情况下，优选越是靠近分离膜45的层、平均细孔径越小。在多孔质支撑体44为多层结构的情况下，多孔质支撑体44的平均细孔径是指：与分离膜45接触的最表面层的平均细孔径。在多孔质支撑体44为多层结构的情况下，各层可以由从上述材料中选择的至少一种材料构成，各层的构成材料可以不同。
2.分离膜45
分离膜45形成于多孔质支撑体44的内表面。分离膜45形成为筒状。分离膜45的内侧为供给侧空间4S，分离膜45的外侧(即、多孔质支撑体44侧)为透过侧空间4T。本实施方式中，供给侧空间4S为隔室43。透过侧空间4T中，不仅包括多孔质支撑体44的外部空间，还包括多孔质支撑体44自身的内部空间。
像这样，分离膜45的一个面面对供给侧空间4S，分离膜45的另一个面面对透过侧空间4T。当将混合物11向供给侧空间4S供给时，分离膜45的一个面与混合物11接触。如果在该状态下对透过侧空间4T进行减压，则混合物11中包含的膜透过物质12透过分离膜45。膜透过物质12是：水或水浓缩后的溶液或气体。如上所述，已透过分离膜45的膜透过物质12被减压装置60吸引，从而在捕集部50被捕捉。
分离膜45具有：形成在多孔质支撑体44上的第一沸石膜45a、以及与第一沸石膜45a邻接的第二沸石膜45b。构成第一沸石膜45a的第一沸石和构成第二沸石膜45b的第二沸石具有相同的骨架结构。另外，第二沸石的Si/Al原子比小于第一沸石的Si/Al原子比。
所谓沸石的骨架结构，是由国际沸石学会(International ZeoliteAssociation)的Structure Commission确定的IUPAC结构代码所表示的结构。第一沸石和第二沸石的骨架结构没有特别限制，优选为化学稳定性高的MFI、DDR、MEL、BEA、CHA，特别优选MFI和MEL，上述MFI和MEL作为具有最大细孔径的细孔，具有由维持脱水性能且容易使透水量进一步提高的十元氧环构成的细孔。
所谓十元氧环，也简称为十元环，构成形成细孔的骨架的氧原子的数量为10个，且该十元氧环为各氧原子与Si原子、Al原子等结合而形成环状结构的部分。应予说明，十元氧环中，包括形成贯通孔(孔道)的部分，但不包括未形成贯通孔的部分。
对于第一沸石和第二沸石，作为位于构成沸石的氧四面体(TO4)的中心的原子(T原子)的硅(Si)、铝(Al)中的至少一部分可以被其他元素置换。
第一沸石膜45a和第二沸石膜45b可以通过周知的水热合成法来形成。
以下，对构成分离膜45的沸石的骨架结构为MFI结构的情形进行说明，但并不限于此。
MFI结构的沸石中，作为由十元氧环构成的细孔，包括：具有0.56nm的长径和0.53nm的短径的细孔、以及具有0.55nm的长径和0.51nm的短径的细孔。
以下，将MFI结构的第一沸石膜45a简称为“第一MFI沸石膜45a”，将MFI结构的第二沸石膜45b简称为“第二MFI沸石膜45b”。另外，将构成第一MFI沸石膜45a的MFI结构的第一沸石简称为“第一MFI沸石”，将构成第二MFI沸石膜45b的MFI结构的第二沸石简称为“第二MFI沸石”。
图4是表示分离膜45的截面的SEM(电子显微镜)图像。
第一MFI沸石膜45a面对透过侧空间4T。第一MFI沸石膜45a形成于多孔质支撑体44的表面。在多孔质支撑体44为蜂窝状的情况下，第一MFI沸石膜45a形成于多孔质支撑体44的内表面。
第一MFI沸石膜45a由第一MFI沸石构成。第一MFI沸石的Si/Al原子比没有特别限制，例如可以为1.5以上，优选为200以上。Si/Al原子比为200以上的沸石是高硅沸石。因此，由高硅沸石构成的第一MFI沸石膜45a实质上不含铝，由硅原子和氧原子形成。
第一MFI沸石的Si/Al原子比大于第二MFI沸石的Si/Al原子比，因此，第一MFI沸石膜45a具有比第二MFI沸石膜45b更加疏水的性质。因此，第一MFI沸石膜45a能够使已透过第二MFI沸石膜45b的膜透过物质12向多孔质支撑体44侧迅速透过。结果，与由后述的第二MFI沸石膜45b的亲水性所带来的效果协同作用，能够使分离膜45的透水量得到提高。特别是，通过由高硅沸石构成第一MFI沸石膜45a，能够使该透水量提高效果进一步增大。
另外，通过由高硅沸石构成第一MFI沸石膜45a，能够充分进行第一MFI沸石膜45a的表面活化，因此，在第二MFI沸石膜45b形成时，能够使第二MFI沸石膜45b相对于第一MFI沸石膜45a的密接性得到提高。
此外，通过由高硅沸石构成第一MFI沸石膜45a，能够使第一MFI沸石膜45a的耐腐蚀性得到提高，并且，能够使膜缺陷降低。
应予说明，可以通过控制水热合成时的原料溶液的配合来调整第一MFI沸石的Si/Al原子比。可以通过SEM－EDX(扫描型电子显微镜－能量分散型X射线分光法)来测定第一MFI沸石的Si/Al原子比。
第一MFI沸石膜45a除了含有沸石以外，还可以含有二氧化硅、氧化铝等无机粘合剂、聚合物等有机粘合剂、或者硅烷化剂等。
第一MFI沸石膜45a被形成为膜状。第一MFI沸石膜45a的厚度没有特别限制，例如可以使其为0.1μm～10μm。如果减薄第一MFI沸石膜45a，则能够使透水量进一步增大，如果加厚第一MFI沸石膜45a，则能够使选择性、膜强度得到提高。可以通过控制水热合成时间、合成温度来调整第一MFI沸石膜45a的厚度。第一MFI沸石膜45a的表面粗糙度(Ra)优选为5μm以下，更优选为2μm以下。对于第一MFI沸石膜45a的Ra，使用能够进行三维测量的共聚焦激光显微镜，在随机选出的100μm见方的10个视野中，分别对多孔质支撑体44的起伏进行校正，然后，求出Ra的值，采用它们中的最小值。
第二MFI沸石膜45b面对供给侧空间4S。第二MFI沸石膜45b与第一MFI沸石膜45a的表面直接接触。本实施方式中，第二MFI沸石膜45b形成在第一MFI沸石膜45a的表面上。
第二MFI沸石膜45b由Si/Al原子比小于第一MFI沸石的Si/Al原子比的第二MFI沸石构成。第二MFI沸石的Si/Al原子比没有特别限制，例如可以小于200，优选为60以下。Si/Al原子比为60以下的沸石是低硅沸石。因此，由低硅沸石构成的第二MFI沸石膜45b实质上由选自由钠(Na)等碱金属、镁(Mg)等碱土金属及氢(H)构成的组中的1种以上原子、硅原子、铝原子以及氧原子形成。
第二MFI沸石的Si/Al原子比小于第一MFI沸石的Si/Al原子比，因此，第二MFI沸石膜45b具有比第一MFI沸石膜45a更加亲水的性质。因此，第二MFI沸石膜45b能够吸附混合物11中包含的水，从而能够使混合物11中的水选择性地且有效率地向第一MFI沸石膜45a侧透过。结果，与由上述的第一MFI沸石膜45a的疏水性所带来的效果协同作用，能够使分离膜45的透水量得到提高。特别是，通过由低硅沸石构成第二MFI沸石膜45b，能够使该透水量提高效果进一步增大。
另外，第二MFI沸石和第一MFI沸石的骨架结构相同，因此，第二MFI沸石和第一MFI沸石的复合构造单元通用。因此，能够使第二MFI沸石膜45b相对于第一MFI沸石膜45a的密接性、第二MFI沸石膜45b的成膜性、以及由第一及第二MFI沸石膜45a、45b带来的分离性能得到提高。
沸石的复合构造单元是构成沸石的骨架结构的一个单位的结构。关于沸石的复合构造单元的详细内容，公开在The International Zeolite Association(IZA)“Databaseof Zeolite Structures”[online]、[2017年2月28日检索]、网址＜URL：http://www.iza-structure.org/databases/＞。
应予说明，可以通过控制水热合成时的原料溶液的配合来调整第二MFI沸石的Si/Al原子比。可以通过SEM－EDX来测定第二MFI沸石的Si/Al原子比。
第二MFI沸石膜45b被形成为膜状。第二MFI沸石膜45b的厚度没有特别限制，例如可以使其为0.1μm～3.0μm。如果减薄第二MFI沸石膜45b，则能够使透水量进一步增大，如果加厚第二MFI沸石膜45b，则能够使选择性、膜强度得到提高。可以通过控制水热合成时间、合成温度来调整第二MFI沸石膜45b的厚度。为了能够使透水量进一步提高，优选第二MFI沸石膜45b的厚度比第一MFI沸石膜45a的厚度薄。第二MFI沸石膜45b的表面粗糙度(Ra)优选为5μm以下，更优选为2μm以下。对于第二MFI沸石膜45b的Ra，使用能够进行三维测量的共聚焦激光显微镜，在随机选出的100μm见方的10个视野中，对多孔质支撑体44的起伏进行校正，然后，分别求出Ra的值，采用它们中的最小值。
(多孔质支撑体44及分离膜45的制作方法)
1.多孔质支撑体44的制作
使用挤出成型法、压制成型法或浇铸成型法等，将陶瓷原料成型为所期望的形状，由此形成成型体。
接下来，对成型体进行烧成(例如、900℃～1450℃)，由此形成多孔质支撑体44。多孔质支撑体44的平均细孔径可以为0.01μm～5μm。
应予说明，在使多孔质支撑体44为多层结构的情况下，使用过滤法等在烧成后的成型体的表面涂布包含陶瓷原料的浆料，然后烧成即可。
2.第一MFI沸石膜45a的形成
接下来，在多孔质支撑体44的表面上形成由第一MFI沸石构成的第一MFI沸石膜45a。可以通过周知的水热合成法来形成第一MFI沸石膜45a。
在第一MFI沸石膜45a形成时，可以使用沸石晶种，也可以不使用沸石晶种。第一MFI沸石的Si/Al原子比可以通过水热合成用的原料溶液(例如包含Si源、Al源、有机结构导向剂、水)的配合而调整为例如200以上。作为硅源，例如可以使用胶体二氧化硅、气相二氧化硅、四乙氧基硅烷、硅酸钠等。作为铝源，例如可以使用异丙醇铝、氢氧化铝、铝酸钠、氧化铝溶胶等。作为有机结构导向剂，例如可以使用四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丙基氯化铵等。
关于第一MFI沸石中的有机结构导向剂，可以在第一MFI沸石膜45a形成后燃烧除去，也可以在第二MFI沸石膜45b形成后燃烧除去。在第一MFI沸石膜45a形成后燃烧除去的情况下，即便因除去有机结构导向剂而在第一MFI沸石膜45a产生缺陷，也会被第二MFI沸石膜45b覆盖，故更加优选。
3.第二MFI沸石膜45b的形成
接下来，在第一MFI沸石膜45a的表面形成由第二MFI沸石构成的第二MFI沸石膜45b。可以通过周知的水热合成法来形成第二MFI沸石膜45b。
在第二MFI沸石膜45b形成时，可以使用沸石晶种，也可以不使用沸石晶种。第二MFI沸石的Si/Al原子比可以通过水热合成用的原料溶液(例如包含Na源、Si源、Al源、有机结构导向剂、水)的配合而调整为例如60以下。作为Na源，例如可以使用氢氧化钠、铝酸钠、氯化钠、氟化钠等。作为硅源，例如可以使用胶体二氧化硅、气相二氧化硅、四乙氧基硅烷、硅酸钠等。作为铝源，例如可以使用异丙醇铝、氢氧化铝、铝酸钠、氧化铝溶胶等。作为有机结构导向剂，例如可以使用四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丙基氯化铵等。
在第二MFI沸石中包含有机结构导向剂的情况下，有机结构导向剂燃烧除去之前的第二MFI沸石膜45b的氮气透过速度优选为0.75nmol/(m2·s·Pa)以下。另外，在第二MFI沸石中不含有机结构导向剂的情况下，将第二MFI沸石膜45b在饱和水蒸汽中充分暴露之后的第二MFI沸石膜45b的氮气透过速度优选为0.75nmol/(m2·s·Pa)以下。氮气透过速度为0.75nmol/(m2·s·Pa)以下意味着：第二MFI沸石膜45b被形成为膜状。
应予说明，关于第二MFI沸石中的有机结构导向剂，在第二MFI沸石膜45b形成后燃烧除去。
(脱水方法)
本发明所涉及的脱水方法是：通过在分离膜45的两面设置压力差而从含有水的混合物11中选择性地分离出水。
具体而言，通过向分离膜45(具体的为第二沸石膜45b)的供给侧空间4S供给混合物11而使得混合物11接触到分离膜45的一个面，然后，通过对分离膜45(具体的为第一沸石膜45a)的透过侧空间4T进行减压，使分离膜45选择性地透过水而进行分离。
本发明所涉及的脱水方法中，将针对水的耐久性高的分离膜45用作分离膜，因此，能够长期维持脱水性能。
应予说明，在将混合物11以液体的形态进行供给的情况下，可以使用渗透蒸发(Pervaporation)法，在将混合物11以气体或超临界气体的形态进行供给的情况下，可以使用蒸汽渗透(Vapor permeation)法。
在使用渗透蒸发法的情况下，分离膜45的供给侧空间4S的压力没有特别限制，优选为大气压。分离膜45的透过侧空间4T的压力没有特别限制，优选为8×104Pa以下，进一步优选为1×10－2～5×104Pa，特别优选为1×10－1～2×104Pa。另外，混合物11的温度没有特别限制，优选为50～160℃，进一步优选为60～150℃。像这样，能够以较低的温度进行混合物11的分离，因此，无需使用大量的能量就能够进行分离。如果混合物11的温度为高于160℃的温度，则有时能量成本会增大，如果混合物11的温度为低于50℃的温度，则有时分离速度会变慢。
另外，在使用蒸汽渗透法的情况下，分离膜45的供给侧空间4S的压力没有特别限制，优选为1×105～2.5×107Pa，从分离速度的观点出发，优选更高的压力。如果供给侧空间4S与透过侧空间4T的压力差达到2.5×107Pa以上，则有时对分离膜45造成损伤、或者气密性降低。分离膜45的透过侧空间4T的压力为比供给侧空间4S的压力低的压力即可，优选为8×104Pa以下，进一步优选为1×10－2～5×104Pa，特别优选为1×10－1～2×104Pa。另外，混合物11的温度没有特别限制，从能量成本考虑，优选为50℃以上，进一步优选为100～400℃，特别优选为100～200℃。如果为低于50℃的温度，则有时分离速度会变慢。如果为高于400℃的温度，则有时会使膜劣化。
对于分离膜45，从能够提高脱水性能考虑，50℃下的水透过通量优选为2kg/(m2·h)以上，进一步优选为3kg/(m2·h)以上，特别优选为5kg/(m2·h)以上。水透过通量可以如下求出：将加温到50℃的纯水向分离膜45的供给侧空间4S供给，并将分离膜45的透过侧空间4T减压到50Torr，对已透过分离膜45的水蒸汽进行回收，由此，求出水透过通量。
(其他实施方式)
上述实施方式中，参照图1、2对分离用容器40的结构进行了说明，但是，并不限于此。分离用容器40是：具备收纳部41、分离膜45以及多孔质支撑体44、且能够执行上述脱水方法的结构即可。
上述实施方式中，对于脱水装置100，作为“变压装置”的一例，具备对透过侧空间4T进行减压的减压装置60，不过，可以具备对供给侧空间4S进行加压的加压装置来代替减压装置60，也可以除了具备减压装置60以外，还具备对供给侧空间4S进行加压的加压装置。
上述实施方式中，分离膜45被形成为筒状，不过，分离膜45可以根据多孔质支撑体44的形状而形成为多棱管状或平板状等。
另外，上述实施方式中，如图3所示，分离膜45具有：第一沸石膜45a，其形成在多孔质支撑体44上，且面对透过侧空间4T；以及第二沸石膜45b，其与第一沸石膜45a邻接，且面对供给侧空间4S，但并不限于该构成。例如，如图5所示，分离膜45可以具有：第一沸石膜45a，其形成在第二沸石膜45b上，且面对透过侧空间4T；以及第二沸石膜45b，其形成在多孔质支撑体44上，且面对供给侧空间4S。在图5所示的分离膜45的构成中，同样是：第一沸石膜45a面对透过侧空间4T，第二沸石膜45b与第一沸石膜45a邻接，且面对供给侧空间4S。在这种情况下，供给侧空间4S中，不仅包括多孔质支撑体44的外部空间，还包括多孔质支撑体44自身的内部空间。
另外，上述实施方式中，如图3所示，分离膜45配置在多孔质支撑体44上，但并不限于此。例如，如图6所示，分离膜45可以为未支撑于多孔质支撑体44的自立膜。在图6所示的分离膜45的构成中，同样是：第一沸石膜45a面对透过侧空间4T，第二沸石膜45b与第一沸石膜45a相邻，且面对供给侧空间4S。
另外，上述实施方式中，分离膜45具备第一沸石膜45a和第二沸石膜45b，不过，可以进一步具备层叠在第二沸石膜45b上的功能膜或保护膜。该功能膜或保护膜不限于沸石膜，可以为碳膜、二氧化硅膜等无机膜、或聚酰亚胺膜、有机硅膜等有机膜。
另外，上述实施方式中，作为构成分离膜45的沸石，使用了骨架结构为MFI结构的沸石，不过，也可以使用MFI以外的骨架结构的沸石。另外，构成分离膜45的沸石的骨架结构可以仅为一种，也可以为多种。在构成分离膜45的沸石的骨架结构为多种的情况下，第一沸石和第二沸石包含至少一种相同骨架结构的沸石即可。
符号说明
11 混合物
12 膜透过物质
40 分离用容器
41 收纳部
42 膜结构体
43 隔室
44 多孔质支撑体
45 分离膜
45a 第一沸石膜(第一MFI沸石膜)
45b 第二沸石膜(第二MFI沸石膜)
50 捕集器
60 减压装置
100 脱水装置
4S 供给侧空间
4T 透过侧空间。
Claims (8)
1.一种脱水方法，其使用分离膜，从含有水的混合物中选择性地分离出水，
所述脱水方法的特征在于，包括：
向所述分离膜的供给侧空间供给所述混合物的工序、及
使所述分离膜的所述供给侧空间和透过侧空间产生压力差的工序，
所述分离膜具有：
第一沸石膜，该第一沸石膜由第一沸石构成，且面对所述透过侧空间；以及
第二沸石膜，该第二沸石膜与所述第一沸石膜邻接，且面对所述供给侧空间，
所述第二沸石膜由第二沸石构成，该第二沸石具有与所述第一沸石相同的骨架结构，且Si/Al原子比小于所述第一沸石的Si/Al原子比。
2.根据权利要求1所述的脱水方法，其特征在于，
所述第一沸石为高硅沸石，
所述第二沸石为低硅沸石。
3.根据权利要求1所述的脱水方法，其特征在于，
所述第一沸石和所述第二沸石的骨架结构为MFI、DDR、MEL、BEA、CHA中的任意一种。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的脱水方法，其特征在于，
所述第一沸石和所述第二沸石的骨架结构为MFI和MEL中的任意一种。
5.一种脱水装置，其特征在于，
包括分离用容器和变压装置，
其中，所述分离用容器具有：面对透过侧空间的第一沸石膜、与所述第一沸石膜邻接且面对供给侧空间的第二沸石膜、以及被区划为所述供给侧空间和所述透过侧空间的容器主体，
所述变压装置对所述供给侧空间进行加压，和/或，对所述透过侧空间进行减压，
构成所述第一沸石膜的第一沸石至少包含硅原子及氧原子，
构成所述第二沸石膜的第二沸石具有与所述第一沸石相同的骨架结构，其Si/Al原子比小于所述第一沸石的Si/Al原子比，且至少包含：选自由碱金属、碱土金属及氢构成的组中的1种以上原子、硅原子、铝原子及氧原子。
6.根据权利要求5所述的脱水装置，其特征在于，
所述第一沸石为高硅沸石，
所述第二沸石为低硅沸石。
7.根据权利要求5所述的脱水装置，其特征在于，
所述第一沸石和所述第二沸石的骨架结构为MFI、DDR、MEL、BEA、CHA中的任意一种。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的脱水装置，其特征在于，
所述第一沸石和所述第二沸石的骨架结构为MFI和MEL中的任意一种。
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