JP2002282640A - ガス分離モジュールの保守方法 - Google Patents
ガス分離モジュールの保守方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガス分離モジュールのガス分離性能が安定して
発揮できるガス分離モジュールの保守方法を提供する。 【解決手段】複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタ３を備え、前記複数のガスを
８０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分
離モジュール１において、７０℃以下の雰囲気中に曝さ
れたガス分離フィルタ３を前記使用温度よりも高い温度
に加熱した後、該使用温度以下に冷却し、ガスの分離を
行い、また、ガス分離終了時に前記複数のガスの流通を
止めた後、ガス分離フィルタ３を前記使用温度から７０
℃以下に冷却する。
発揮できるガス分離モジュールの保守方法を提供する。 【解決手段】複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタ３を備え、前記複数のガスを
８０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分
離モジュール１において、７０℃以下の雰囲気中に曝さ
れたガス分離フィルタ３を前記使用温度よりも高い温度
に加熱した後、該使用温度以下に冷却し、ガスの分離を
行い、また、ガス分離終了時に前記複数のガスの流通を
止めた後、ガス分離フィルタ３を前記使用温度から７０
℃以下に冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合ガス中から特
定ガスのみを選択的に透過して分離可能なガス分離フィ
ルタを備えたガス分離モジュールの保守方法に関する。
定ガスのみを選択的に透過して分離可能なガス分離フィ
ルタを備えたガス分離モジュールの保守方法に関する。
【０００２】
【従来技術】 近年、複数種のガス、例えばＨ2、Ｎ2、
ＣＯ2、ＣＨ4などのガス混合物から特定ガスを透過して
分離可能なガス分離フィルタを備えたガス分離モジュー
ルが提案されている。
ＣＯ2、ＣＨ4などのガス混合物から特定ガスを透過して
分離可能なガス分離フィルタを備えたガス分離モジュー
ルが提案されている。
【０００３】このようなガス分離フィルタとしては、ポ
リエチレンやシリコンゴムなどの高分子膜からなり、該
膜内を特定ガスが溶解拡散機構によって透過するもの
や、多孔質セラミック支持体表面にアルミナやシリカ等
の無機分離膜を被着形成し、該無機分離膜内に所定の大
きさの細孔を生成せしめて該細孔内を分子ふるい機構等
により特定ガスのみを選択的に透過する無機分離フィル
タ等が知られているが、中でも無機分離膜を用いたガス
分離フィルタは、ガス透過速度が速く、ガス分離性能が
高いとともに、耐熱性や耐薬品性が高いことからフィル
タとして有望視されている。
リエチレンやシリコンゴムなどの高分子膜からなり、該
膜内を特定ガスが溶解拡散機構によって透過するもの
や、多孔質セラミック支持体表面にアルミナやシリカ等
の無機分離膜を被着形成し、該無機分離膜内に所定の大
きさの細孔を生成せしめて該細孔内を分子ふるい機構等
により特定ガスのみを選択的に透過する無機分離フィル
タ等が知られているが、中でも無機分離膜を用いたガス
分離フィルタは、ガス透過速度が速く、ガス分離性能が
高いとともに、耐熱性や耐薬品性が高いことからフィル
タとして有望視されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
ガス分離フィルタでは、７０℃以下の低温に曝した場
合、ガス分離膜の細孔内に水分が吸着し、場合によって
は水分によって細孔が閉塞されてしまうため、ガス分離
特性が経時変化を起こしてしまい安定したガス分離性能
が得られないという問題があった。そのため、かかるガ
ス分離フィルタにおいては８０℃以上の高温にて使用さ
れることが望ましいものであるが、このようなモジュー
ルにおいて、ガス分離モジュールを停止する際やメンテ
ナンスのためにガス分離モジュールの内部が７０℃以下
の大気中に曝されるような場合には、ガス分離膜の細孔
内に吸着水が付着してしまい、また、一端吸着した吸着
水は単純に８０℃以上の使用温度に加熱しただけでは脱
離させることができず、ガス分離特性が変化して安定し
たガス分離特性を発揮することができないものであっ
た。
ガス分離フィルタでは、７０℃以下の低温に曝した場
合、ガス分離膜の細孔内に水分が吸着し、場合によって
は水分によって細孔が閉塞されてしまうため、ガス分離
特性が経時変化を起こしてしまい安定したガス分離性能
が得られないという問題があった。そのため、かかるガ
ス分離フィルタにおいては８０℃以上の高温にて使用さ
れることが望ましいものであるが、このようなモジュー
ルにおいて、ガス分離モジュールを停止する際やメンテ
ナンスのためにガス分離モジュールの内部が７０℃以下
の大気中に曝されるような場合には、ガス分離膜の細孔
内に吸着水が付着してしまい、また、一端吸着した吸着
水は単純に８０℃以上の使用温度に加熱しただけでは脱
離させることができず、ガス分離特性が変化して安定し
たガス分離特性を発揮することができないものであっ
た。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的は、安定して高いガス分離性能を発
揮させることのできるガス分離モジュールの保守方法を
提供することにある。
たもので、その目的は、安定して高いガス分離性能を発
揮させることのできるガス分離モジュールの保守方法を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 本発明者は、特に上述
したような８０℃以上の温度にて使用するようなガス分
離フィルタを用いたガス分離モジュールの使用方法にお
いて、メンテナンスのため等によりガス分離モジュール
内を７０℃以下の大気等の雰囲気中に曝すような場合
や、ガス分離モジュールの稼働を停止した際でも、安定
したガス分離能を発揮できるガス分離モジュールの保守
方法について鋭意検討した結果、ガス分離モジュールを
停止する際には、ガス分離終了時に被処理ガスの流通を
停止した後、ガス分離フィルタを７０℃以下に冷却する
こと、また、ガス分離モジュールを再度稼働する場合に
は、一旦使用温度よりも高い温度に加熱した後、使用温
度に冷却して使用することにより、安定したガス分離性
能を維持できることを知見した。
したような８０℃以上の温度にて使用するようなガス分
離フィルタを用いたガス分離モジュールの使用方法にお
いて、メンテナンスのため等によりガス分離モジュール
内を７０℃以下の大気等の雰囲気中に曝すような場合
や、ガス分離モジュールの稼働を停止した際でも、安定
したガス分離能を発揮できるガス分離モジュールの保守
方法について鋭意検討した結果、ガス分離モジュールを
停止する際には、ガス分離終了時に被処理ガスの流通を
停止した後、ガス分離フィルタを７０℃以下に冷却する
こと、また、ガス分離モジュールを再度稼働する場合に
は、一旦使用温度よりも高い温度に加熱した後、使用温
度に冷却して使用することにより、安定したガス分離性
能を維持できることを知見した。
【０００７】すなわち、本発明のガス分離モジュールの
保守方法は、複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、７０℃以下の雰囲気中
に曝された前記ガス分離フィルタを前記使用温度よりも
高い温度に加熱した後、該使用温度以下に冷却する保守
工程を具備することを特徴とするものである。
保守方法は、複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、７０℃以下の雰囲気中
に曝された前記ガス分離フィルタを前記使用温度よりも
高い温度に加熱した後、該使用温度以下に冷却する保守
工程を具備することを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の他のガス分離モジュールの
保守方法は、複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、ガス分離終了時に前記
複数のガスの流通を止めた後、前記ガス分離フィルタを
前記使用温度から７０℃以下に冷却することを特徴とす
るものである。
保守方法は、複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、ガス分離終了時に前記
複数のガスの流通を止めた後、前記ガス分離フィルタを
前記使用温度から７０℃以下に冷却することを特徴とす
るものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】 本発明のガス分離モジュールの
保守方法について、好適に適応できるガス分離モジュー
ルの一例を図１に示す。図１によれば、ガス分離モジュ
ール１は、筒状のハウジング２内に、多孔質無機物から
なるガス分離フィルタ３を複数本収束したフィルタ収束
体４が装着されている。
保守方法について、好適に適応できるガス分離モジュー
ルの一例を図１に示す。図１によれば、ガス分離モジュ
ール１は、筒状のハウジング２内に、多孔質無機物から
なるガス分離フィルタ３を複数本収束したフィルタ収束
体４が装着されている。
【００１０】また、ハウジング２には被処理ガスを供給
する被処理ガス供給口７と、ガス分離フィルタ内を透過
した特定ガスを回収する透過ガス排出口８と、残部ガス
を回収する残部ガス排出口９とが形成されている。
する被処理ガス供給口７と、ガス分離フィルタ内を透過
した特定ガスを回収する透過ガス排出口８と、残部ガス
を回収する残部ガス排出口９とが形成されている。
【００１１】そして、ガスの経路としては、特定ガスを
含む被処理ガスを被処理ガス供給口７からハウジング２
内へ所望の圧力で供給して、ガス分離フィルタ３の一方
の表面側に導入する。そして、被処理ガスのうちの特定
ガスはガス分離フィルタ３内を透過して他方の表面側に
透過され、透過ガス排出口８を経由してハウジング２外
へ排出される。また、ガス分離フィルタ３を透過しない
残部ガスは残部ガス排出口９からハウジング２外へ排出
される。
含む被処理ガスを被処理ガス供給口７からハウジング２
内へ所望の圧力で供給して、ガス分離フィルタ３の一方
の表面側に導入する。そして、被処理ガスのうちの特定
ガスはガス分離フィルタ３内を透過して他方の表面側に
透過され、透過ガス排出口８を経由してハウジング２外
へ排出される。また、ガス分離フィルタ３を透過しない
残部ガスは残部ガス排出口９からハウジング２外へ排出
される。
【００１２】図１によれば、ハウジング２の外周部には
ヒータ１０が配設され、該ヒータ１０によってガス分離
フィルタ３を８０℃以上、特に１００℃以上に加温した
状態でガスの分離を行うものであり、これによって、ガ
ス分離モジュール１の稼働中に、被処理ガス内に含有さ
れる水分がガス分離フィルタ３の表面から細孔内にかけ
て吸着して細孔径が変化したり、細孔を吸着水が閉塞す
ることを抑制して、安定したガス分離性能を維持するこ
とができる。
ヒータ１０が配設され、該ヒータ１０によってガス分離
フィルタ３を８０℃以上、特に１００℃以上に加温した
状態でガスの分離を行うものであり、これによって、ガ
ス分離モジュール１の稼働中に、被処理ガス内に含有さ
れる水分がガス分離フィルタ３の表面から細孔内にかけ
て吸着して細孔径が変化したり、細孔を吸着水が閉塞す
ることを抑制して、安定したガス分離性能を維持するこ
とができる。
【００１３】なお、本発明によれば、ヒータ１０はハウ
ジング２の内部に配設することもでき、または、被処理
ガス自体の温度を８０℃以上に加温した状態でハウジン
グ２内に導入してガス分離フィルタ３を８０℃以上に加
温する方法であってもよいが、容易にガス分離フィルタ
３の温度制御が可能な点、ハウジング２内の気密性を高
める点、後述する保守の際にもガス分離フィルタ３の加
温が可能である点、さらに、ヒータ１０の取り付けが容
易である点で、ヒータ１０はハウジング２の外周表面に
形成することが望ましい。
ジング２の内部に配設することもでき、または、被処理
ガス自体の温度を８０℃以上に加温した状態でハウジン
グ２内に導入してガス分離フィルタ３を８０℃以上に加
温する方法であってもよいが、容易にガス分離フィルタ
３の温度制御が可能な点、ハウジング２内の気密性を高
める点、後述する保守の際にもガス分離フィルタ３の加
温が可能である点、さらに、ヒータ１０の取り付けが容
易である点で、ヒータ１０はハウジング２の外周表面に
形成することが望ましい。
【００１４】また、ハウジング２の外周表面のヒータ１
０形成部の近傍には熱電対（図示せず。）を設けて、ヒ
ータ１０の出力を制御し、ガス分離フィルタ３の温度を
制御することもできる。
０形成部の近傍には熱電対（図示せず。）を設けて、ヒ
ータ１０の出力を制御し、ガス分離フィルタ３の温度を
制御することもできる。
【００１５】次に、上記ガス分離モジュール１を用いた
保守方法について説明する。まず、７０℃以下の大気中
等の水蒸気含有雰囲気中に曝されたガス分離フィルタ３
をガス分離モジュール１内に組み込んで稼働する際に
は、ガス分離フィルタ３の表面から細孔内部に付着した
吸着水を脱離させるために、ガス分離フィルタ３を８０
℃以上、特に１００℃以上、さらに１２０℃以上の温度
に加温する。
保守方法について説明する。まず、７０℃以下の大気中
等の水蒸気含有雰囲気中に曝されたガス分離フィルタ３
をガス分離モジュール１内に組み込んで稼働する際に
は、ガス分離フィルタ３の表面から細孔内部に付着した
吸着水を脱離させるために、ガス分離フィルタ３を８０
℃以上、特に１００℃以上、さらに１２０℃以上の温度
に加温する。
【００１６】本発明によれば、ガス分離フィルタ３の加
温温度（Ｔ1）がガス分離モジュール１の稼働温度
（Ｔ2）よりも高いことが大きな特徴であり、これによ
って、ガス分離モジュール１の安定したガス分離性能が
保証できる。すなわち、ガス分離フィルタ３の加温温度
（Ｔ1）がガス分離モジュール１の稼働温度（Ｔ2）以下
である場合には、ガス分離フィルタ３中に存在する吸着
水を完全に取り除くことができず、ガス分離モジュール
１の稼働時に吸着水が徐々に脱離してガス分離フィルタ
３の細孔径が変化する結果、稼働開始時のガス分離特性
と稼働時間が経過した時点でのガス分離特性とが変化す
ることとなり、安定したガス分離性能を維持することが
できない。
温温度（Ｔ1）がガス分離モジュール１の稼働温度
（Ｔ2）よりも高いことが大きな特徴であり、これによ
って、ガス分離モジュール１の安定したガス分離性能が
保証できる。すなわち、ガス分離フィルタ３の加温温度
（Ｔ1）がガス分離モジュール１の稼働温度（Ｔ2）以下
である場合には、ガス分離フィルタ３中に存在する吸着
水を完全に取り除くことができず、ガス分離モジュール
１の稼働時に吸着水が徐々に脱離してガス分離フィルタ
３の細孔径が変化する結果、稼働開始時のガス分離特性
と稼働時間が経過した時点でのガス分離特性とが変化す
ることとなり、安定したガス分離性能を維持することが
できない。
【００１７】なお、本発明によれば、ガス分離モジュー
ル１の稼働中に安定したガス分離性能を維持するため
に、ガス分離モジュール１の稼働温度Ｔ2と、稼働前の
ガス分離フィルタ３の加温温度Ｔ1との差（Ｔ1−Ｔ2）
が３０℃以上、特に５０℃以上、さらに、ガス分離フィ
ルタ３の変質を防止する点で、５０〜１００℃であるこ
とが望ましく、また、ガス分離フィルタ３の加温時間
は、ガス分離フィルタ３等のガス分離モジュール１の形
状にもよるが、例えば、２時間以上、特に４時間以上行
うことが望ましい。
ル１の稼働中に安定したガス分離性能を維持するため
に、ガス分離モジュール１の稼働温度Ｔ2と、稼働前の
ガス分離フィルタ３の加温温度Ｔ1との差（Ｔ1−Ｔ2）
が３０℃以上、特に５０℃以上、さらに、ガス分離フィ
ルタ３の変質を防止する点で、５０〜１００℃であるこ
とが望ましく、また、ガス分離フィルタ３の加温時間
は、ガス分離フィルタ３等のガス分離モジュール１の形
状にもよるが、例えば、２時間以上、特に４時間以上行
うことが望ましい。
【００１８】一方、ガス分離フィルタ３を加温する方法
としては、図１のガス分離モジュール１のようにハウジ
ング２の外周表面に配設したヒータを加温する方法、ハ
ウジング２外部からマイクロ波を照射してガス分離フィ
ルタ３内に残存する吸着水を加熱する方法、８０℃以上
のＨｅやＮ2等の乾燥ガスを流通する方法等が挙げられ
るが、本発明によれば、乾燥ガス中の水蒸気含有量を完
全にゼロとすることは困難であり、かかる水蒸気によっ
てガス分離フィルタ３表面に再度吸着水が付着すること
を防止するためには、乾燥ガスを流通させる場合には、
ガス分離フィルタ３自体を乾燥ガス流通法以外の上記の
ような方法によって１００℃以上、特に１２０℃以上の
温度に加温した後に、１００℃以上に加温された乾燥ガ
スを流通させることが望ましい。
としては、図１のガス分離モジュール１のようにハウジ
ング２の外周表面に配設したヒータを加温する方法、ハ
ウジング２外部からマイクロ波を照射してガス分離フィ
ルタ３内に残存する吸着水を加熱する方法、８０℃以上
のＨｅやＮ2等の乾燥ガスを流通する方法等が挙げられ
るが、本発明によれば、乾燥ガス中の水蒸気含有量を完
全にゼロとすることは困難であり、かかる水蒸気によっ
てガス分離フィルタ３表面に再度吸着水が付着すること
を防止するためには、乾燥ガスを流通させる場合には、
ガス分離フィルタ３自体を乾燥ガス流通法以外の上記の
ような方法によって１００℃以上、特に１２０℃以上の
温度に加温した後に、１００℃以上に加温された乾燥ガ
スを流通させることが望ましい。
【００１９】（稼働停止時）また、本発明によれば、ガ
ス分離モジュール１の稼働を停止する際にも、ガス分離
フィルタ３に吸着水が付着することを防止するために、
ガス分離終了時に被処理ガスの流通を止めた後に、ガス
分離フィルタ３を前記使用温度から７０℃以下に冷却す
ることが重要であり、これによって、ガス分離モジュー
ル１を再稼働する際にも、速やかに吸着水を離脱させる
ことができる。
ス分離モジュール１の稼働を停止する際にも、ガス分離
フィルタ３に吸着水が付着することを防止するために、
ガス分離終了時に被処理ガスの流通を止めた後に、ガス
分離フィルタ３を前記使用温度から７０℃以下に冷却す
ることが重要であり、これによって、ガス分離モジュー
ル１を再稼働する際にも、速やかに吸着水を離脱させる
ことができる。
【００２０】すなわち、ガス分離モジュール１において
被処理ガスを流通したまま７０℃以下に冷却すると、被
処理ガス中に含まれる数ｐｐｍ程度以上の水分がガス分
離フィルタ３の無機分離膜の細孔内に多く吸着して、無
機分離膜の平均細孔径が変化してしまう。そして、この
ように水蒸気含有ガスをガス分離フィルタ３内に流通さ
せることで、ガス分離フィルタ３の細孔内に多く吸着し
た吸着水を除去するには、上述したようにガス分離フィ
ルタ３を一旦稼働温度よりも高い温度にて長時間加温し
なければならず、工程上面倒となる。
被処理ガスを流通したまま７０℃以下に冷却すると、被
処理ガス中に含まれる数ｐｐｍ程度以上の水分がガス分
離フィルタ３の無機分離膜の細孔内に多く吸着して、無
機分離膜の平均細孔径が変化してしまう。そして、この
ように水蒸気含有ガスをガス分離フィルタ３内に流通さ
せることで、ガス分離フィルタ３の細孔内に多く吸着し
た吸着水を除去するには、上述したようにガス分離フィ
ルタ３を一旦稼働温度よりも高い温度にて長時間加温し
なければならず、工程上面倒となる。
【００２１】また、冷却後のガス分離モジュール１内
は、外界からの水分の侵入を防止するために、気密封止
されることが望ましい。
は、外界からの水分の侵入を防止するために、気密封止
されることが望ましい。
【００２２】（各部材の構成）他方、ガス分離フィルタ
３は、例えば、管状体からなり、かつ、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタニアなどの平均細孔径０．１〜１
０μｍの無機多孔質支持体の表面に、例えば、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどの平均細孔径３
〜３０ｎｍ、特に３．５〜５ｎｍの特定ガスのみが細孔
内を透過可能な無機分離膜を、例えば０．０５〜５μｍ
の厚みで被着形成したものが用いられる。なお、無機分
離膜としては、ガス分離に適した細孔径の制御が可能な
点で、シリカおよび／またはジルコニアを含有するこ
と、中でもシリカを必須として含有することが望まし
く、さらに、細孔径制御の点で無機分離膜は非晶質であ
ることが望ましい。
３は、例えば、管状体からなり、かつ、アルミナ、シリ
カ、ジルコニア、チタニアなどの平均細孔径０．１〜１
０μｍの無機多孔質支持体の表面に、例えば、アルミ
ナ、シリカ、ジルコニア、チタニアなどの平均細孔径３
〜３０ｎｍ、特に３．５〜５ｎｍの特定ガスのみが細孔
内を透過可能な無機分離膜を、例えば０．０５〜５μｍ
の厚みで被着形成したものが用いられる。なお、無機分
離膜としては、ガス分離に適した細孔径の制御が可能な
点で、シリカおよび／またはジルコニアを含有するこ
と、中でもシリカを必須として含有することが望まし
く、さらに、細孔径制御の点で無機分離膜は非晶質であ
ることが望ましい。
【００２３】なお、ガス分離フィルタ３によって分離可
能な特定ガスとしては、例えば、Ｈ2、Ｈｅ、Ｎ2、
Ｏ2、ＣＯ2、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｕ、炭化水
素、アルコール、水蒸気およびパーフルオロ化合物ガス
の群から選ばれる少なくとも１種等があり、これらのう
ちの２種類以上のガスを混合した被処理ガスから特定ガ
スのみを選択的に透過して分離できるが、本発明によれ
ば、特に水分の影響を受けやすいＮ2とパーフルオロ化
合物ガス、Ｎ2とＯ2、Ｎ2とＸｅを分離する際に有効で
ある。
能な特定ガスとしては、例えば、Ｈ2、Ｈｅ、Ｎ2、
Ｏ2、ＣＯ2、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｕ、炭化水
素、アルコール、水蒸気およびパーフルオロ化合物ガス
の群から選ばれる少なくとも１種等があり、これらのう
ちの２種類以上のガスを混合した被処理ガスから特定ガ
スのみを選択的に透過して分離できるが、本発明によれ
ば、特に水分の影響を受けやすいＮ2とパーフルオロ化
合物ガス、Ｎ2とＯ2、Ｎ2とＸｅを分離する際に有効で
ある。
【００２４】また、フィルタ収束体４は、ガス分離フィ
ルタ３の複数本、特に３０本以上を収束してなり、その
両端が緻密質の支持板１１、固定部材１２およびガスケ
ット１３によってハウジング２に支持される。
ルタ３の複数本、特に３０本以上を収束してなり、その
両端が緻密質の支持板１１、固定部材１２およびガスケ
ット１３によってハウジング２に支持される。
【００２５】さらに、本発明によれば、図１に示すよう
な長尺円筒管状のガス分離フィルタである必要はなく、
例えば、平板状のガス分離フィルタであってもよい。
な長尺円筒管状のガス分離フィルタである必要はなく、
例えば、平板状のガス分離フィルタであってもよい。
【００２６】
【実施例】 （実施例１）まず、アルミナ質多孔質支持
体に膜厚０．２μｍのアモルファスＳｉＯ2質ガス分離
膜を被着形成したガス分離フィルタ収束体３７本を図１
の構成によって形成し、ハウジング内に挿入した。次
に、モジュールの外周部のヒータを加熱し、モジュール
温度を２００℃まで加熱した後、ガス分離膜モジュール
に２００℃の乾燥Ｈｅガスを１００ミリリットル／ｍｉ
ｎの流速で４時間流通した。
体に膜厚０．２μｍのアモルファスＳｉＯ2質ガス分離
膜を被着形成したガス分離フィルタ収束体３７本を図１
の構成によって形成し、ハウジング内に挿入した。次
に、モジュールの外周部のヒータを加熱し、モジュール
温度を２００℃まで加熱した後、ガス分離膜モジュール
に２００℃の乾燥Ｈｅガスを１００ミリリットル／ｍｉ
ｎの流速で４時間流通した。
【００２７】次に、ヒータで１５０℃に加熱した状態で
Ｎ2とＳＦ6との混合ガス（モル９：１）の１リットル／
ｍｉｎをモジュール内に流通した。透過ガス排出口から
回収されたそれぞれのガスの流量から透過係数比を求め
た結果、Ｎ2の透過率は１×１０-7ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・
ｓ、ＳＦ6の透過率は２×１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ
であり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数比αは５０であり、ま
た、１００時間経過後の透過係数比αは５１と経時変化
はみられなかった。
Ｎ2とＳＦ6との混合ガス（モル９：１）の１リットル／
ｍｉｎをモジュール内に流通した。透過ガス排出口から
回収されたそれぞれのガスの流量から透過係数比を求め
た結果、Ｎ2の透過率は１×１０-7ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・
ｓ、ＳＦ6の透過率は２×１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ
であり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数比αは５０であり、ま
た、１００時間経過後の透過係数比αは５１と経時変化
はみられなかった。
【００２８】次に、上記ガス分離モジュールの被処理ガ
スの流通を止めた後、ガス分離モジュールを室温に冷却
して１週間保持した。そして、このガス分離モジュール
を再度１５０℃に加熱し、上記同様にＮ2とＳＦ6のガス
分離特性を評価した結果、Ｎ2の透過率は７×１０-8ｍ
ｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は１．５×１０- 9
ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数
比αは４７だった。
スの流通を止めた後、ガス分離モジュールを室温に冷却
して１週間保持した。そして、このガス分離モジュール
を再度１５０℃に加熱し、上記同様にＮ2とＳＦ6のガス
分離特性を評価した結果、Ｎ2の透過率は７×１０-8ｍ
ｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は１．５×１０- 9
ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数
比αは４７だった。
【００２９】次に、上記ガス分離モジュールに対して、
ハウジング外周のヒータにてガス分離フィルタを２００
℃に加温して乾燥Ｎ2を４時間流通した後、ガス分離フ
ィルタを１５０℃に降温して、上記同様にＮ2とＳＦ6の
透過率を測定した結果、Ｎ2 の透過率は１．１×１０-7
ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は１．９×１０
-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係
数比α５８はだった。また、モジュールを稼働して１０
０時間後の透過係数比αは５９であった。
ハウジング外周のヒータにてガス分離フィルタを２００
℃に加温して乾燥Ｎ2を４時間流通した後、ガス分離フ
ィルタを１５０℃に降温して、上記同様にＮ2とＳＦ6の
透過率を測定した結果、Ｎ2 の透過率は１．１×１０-7
ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は１．９×１０
-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係
数比α５８はだった。また、モジュールを稼働して１０
０時間後の透過係数比αは５９であった。
【００３０】（比較例１）実施例のガス分離モジュール
に対して、冷却したモジュールのハウジング内を一旦大
気中に１時間曝して、再度ハウジング内を密封した後、
ハウジング外周のヒータにてガス分離フィルタを１５０
℃に加熱して、その温度で実施例１と同様にＮ2とＳＦ6
のガス分離特性を測定した結果、Ｎ2の透過率は７×１
０-8ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は２．０×
１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透
過係数比αは３５であり、また、１００時間経過後の透
過係数比は４７であった。
に対して、冷却したモジュールのハウジング内を一旦大
気中に１時間曝して、再度ハウジング内を密封した後、
ハウジング外周のヒータにてガス分離フィルタを１５０
℃に加熱して、その温度で実施例１と同様にＮ2とＳＦ6
のガス分離特性を測定した結果、Ｎ2の透過率は７×１
０-8ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ＳＦ6の透過率は２．０×
１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透
過係数比αは３５であり、また、１００時間経過後の透
過係数比は４７であった。
【００３１】（比較例２）実施例のガス分離モジュール
を停止する際、ヒータ電源を切ってフィルタが６０℃に
なった時点で被処理ガスの流通を止めた後、モジュール
を実施例１と同じ条件でガス分離フィルタの加温処理を
行い、その後、実施例と同様にガス分離特性を評価した
結果、Ｎ2の透過率は５×１０-8ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・
ｓ、ＳＦ6の透過率は１．４×１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ
・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数比αは３６であり、
また、１００時間経過後の透過係数比は４０であった。
を停止する際、ヒータ電源を切ってフィルタが６０℃に
なった時点で被処理ガスの流通を止めた後、モジュール
を実施例１と同じ条件でガス分離フィルタの加温処理を
行い、その後、実施例と同様にガス分離特性を評価した
結果、Ｎ2の透過率は５×１０-8ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ・
ｓ、ＳＦ6の透過率は１．４×１０-9ｍｏｌ／ｍ2・Ｐａ
・ｓであり、Ｎ2とＳＦ6の透過係数比αは３６であり、
また、１００時間経過後の透過係数比は４０であった。
【００３２】
【発明の効果】 以上詳述した通り、本発明のガス分離
モジュールの保守方法によれば、ガス分離フィルタを使
用前に運転温度よりも高い温度で処理し、吸着水分を除
去すること、および、ガスの流通を止めて冷却すること
により水分の吸着が抑制でき、ガス分離性能が安定して
発揮できる。
モジュールの保守方法によれば、ガス分離フィルタを使
用前に運転温度よりも高い温度で処理し、吸着水分を除
去すること、および、ガスの流通を止めて冷却すること
により水分の吸着が抑制でき、ガス分離性能が安定して
発揮できる。
【図１】本発明のガス分離モジュールの保守方法に好適
なガス分離モジュールの一例を示す概略断面図である。
なガス分離モジュールの一例を示す概略断面図である。
１ ガス分離モジュール ２ ハウジング ３ ガス分離フィルタ ４ 収束体 ７ 被処理ガス供給口 ８ 透過ガス排出口 ９ 残部ガス排出口 １０ ヒータ １１ 支持板 １２ 固定部材 １３ ガスケット
Claims (2)
- 【請求項１】複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、 ７０℃以下の雰囲気中に曝された前記ガス分離フィルタ
を前記使用温度よりも高い温度に加熱した後、該使用温
度以下に冷却する保守工程を具備することを特徴とする
ガス分離モジュールの保守方法。 - 【請求項２】複数のガスから特定ガスのみを透過して分
離可能なガス分離フィルタを備え、前記複数のガスを８
０℃以上の使用温度に加熱してガス分離を行うガス分離
モジュールの保守方法であって、 ガス分離終了時に前記複数のガスの流通を止めた後、前
記ガス分離フィルタを前記使用温度から７０℃以下に冷
却することを特徴とするガス分離モジュールの保守方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093568A JP2002282640A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス分離モジュールの保守方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093568A JP2002282640A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス分離モジュールの保守方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002282640A true JP2002282640A (ja) | 2002-10-02 |
Family
ID=18947885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001093568A Pending JP2002282640A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | ガス分離モジュールの保守方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002282640A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005177554A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | 流体分離フィルタ |
| JPWO2011071138A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | 住友電気工業株式会社 | シリカ系水素分離材料及びその製造方法、並びにそれを備えた水素分離モジュール及び水素製造装置 |
| WO2016047756A1 (ja) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 大旺新洋株式会社 | ガスの分子径の制御方法及びガスの分離方法 |
| WO2017169195A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 膜分離方法および膜分離装置 |
| JP2017196601A (ja) * | 2016-04-28 | 2017-11-02 | 大旺新洋株式会社 | ガスの分子径の制御方法及びガスの分離方法 |
| WO2019093134A1 (ja) | 2017-11-07 | 2019-05-16 | 住友化学株式会社 | ガス分離装置及びガス分離方法 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001093568A patent/JP2002282640A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005177554A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | 流体分離フィルタ |
| JP4511165B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2010-07-28 | 京セラ株式会社 | 流体分離フィルタ |
| JPWO2011071138A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | 住友電気工業株式会社 | シリカ系水素分離材料及びその製造方法、並びにそれを備えた水素分離モジュール及び水素製造装置 |
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| JP2016067972A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 大旺新洋株式会社 | ガスの分子径の制御方法及びガスの分離方法 |
| WO2017169195A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 膜分離方法および膜分離装置 |
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| KR20190141198A (ko) | 2017-11-07 | 2019-12-23 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 가스 분리 장치 및 가스 분리 방법 |
| US11534722B2 (en) | 2017-11-07 | 2022-12-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Gas separation apparatus and gas separation method |
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