JP2003093855A - 液体混合物分離膜の製造装置 - Google Patents
液体混合物分離膜の製造装置Info
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- JP2003093855A JP2003093855A JP2001294604A JP2001294604A JP2003093855A JP 2003093855 A JP2003093855 A JP 2003093855A JP 2001294604 A JP2001294604 A JP 2001294604A JP 2001294604 A JP2001294604 A JP 2001294604A JP 2003093855 A JP2003093855 A JP 2003093855A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液体混合物分離膜の製造における水熱反応後の
処理液の廃棄量を減少し、製膜原料コストを大幅に削減
することができる液体混合物分離膜の製造装置を提供す
る。 【解決手段】多孔質支持体１をそれぞれ収容する複数の
反応容器３と、該複数の反応容器を収容する恒温槽５
と、前記反応容器３内に原料液１５を供給し、該反応容
器内の多孔質支持体１上に分離膜を形成した後、前記原
料液を排出する配管系７と、前記反応容器３から排出さ
れた原料液を貯留する原料液容器１１と、該原料液容器
から循環ポンプを介して原料液１５を前記反応容器５に
循環させる配管系９とを有することを特徴とする液体混
合物分離膜の製造装置。
処理液の廃棄量を減少し、製膜原料コストを大幅に削減
することができる液体混合物分離膜の製造装置を提供す
る。 【解決手段】多孔質支持体１をそれぞれ収容する複数の
反応容器３と、該複数の反応容器を収容する恒温槽５
と、前記反応容器３内に原料液１５を供給し、該反応容
器内の多孔質支持体１上に分離膜を形成した後、前記原
料液を排出する配管系７と、前記反応容器３から排出さ
れた原料液を貯留する原料液容器１１と、該原料液容器
から循環ポンプを介して原料液１５を前記反応容器５に
循環させる配管系９とを有することを特徴とする液体混
合物分離膜の製造装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液体混合物分離膜の
製造装置に関し、特にパーベーパレーション法またはベ
ーパーパーミエーション法による液体混合物の分離に使
用される液体混合物分離膜の製造装置に関するものであ
る。
製造装置に関し、特にパーベーパレーション法またはベ
ーパーパーミエーション法による液体混合物の分離に使
用される液体混合物分離膜の製造装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、蒸留では分離が困難な混合物系の
分離等に用いられる液体混合物の分離方法として、パー
ベーパレーション法およびベーパーパーミエーション法
が、従来の蒸留法を補うか、または代替する有効な分離
プロセスとして注目されている。本出願人は、多孔質支
持体と、該支持体上に析出されたゼオライト膜からなる
液体混合物分離膜の製造方法を提案したが（特開平１０
−２１０７３６号）、その製造装置としては、反応容器
内に原料液を供給し、種結晶の粉末を塗布した多孔質支
持体（例えばセラミックチューブ）を浸漬し、該支持体
上に水熱反応により合成ゼオライト等の皮膜を形成した
後、該支持体を引き上げ、乾燥して製品としていた。し
かしながら、このような製法では、原料液は、反応後、
廃棄するのが通常であり、このため原料コストが大幅に
アップするという欠点があった。
分離等に用いられる液体混合物の分離方法として、パー
ベーパレーション法およびベーパーパーミエーション法
が、従来の蒸留法を補うか、または代替する有効な分離
プロセスとして注目されている。本出願人は、多孔質支
持体と、該支持体上に析出されたゼオライト膜からなる
液体混合物分離膜の製造方法を提案したが（特開平１０
−２１０７３６号）、その製造装置としては、反応容器
内に原料液を供給し、種結晶の粉末を塗布した多孔質支
持体（例えばセラミックチューブ）を浸漬し、該支持体
上に水熱反応により合成ゼオライト等の皮膜を形成した
後、該支持体を引き上げ、乾燥して製品としていた。し
かしながら、このような製法では、原料液は、反応後、
廃棄するのが通常であり、このため原料コストが大幅に
アップするという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
従来技術の問題点に鑑み、液体混合物分離膜の製造にお
ける水熱反応後の処理液の廃棄量を減少し、製膜原料コ
ストを大幅に削減することができる液体混合物分離膜の
製造装置を提供することにある。
従来技術の問題点に鑑み、液体混合物分離膜の製造にお
ける水熱反応後の処理液の廃棄量を減少し、製膜原料コ
ストを大幅に削減することができる液体混合物分離膜の
製造装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
め、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
【０００５】（１）多孔質支持体をそれぞれ収容する複
数の反応容器と、該複数の反応容器を収容する恒温槽
と、前記反応容器内に原料液を供給し、該反応容器内の
多孔質支持体上に分離膜を形成した後、前記原料液を排
出する配管系と、前記反応容器から排出された原料液を
貯留する原料液容器と、該原料液容器から循環ポンプを
介して原料液を前記反応容器に循環させる配管系とを有
することを特徴とする液体混合物分離膜の製造装置。 （２）前記原料液を循環させる配管系の途中に原料液中
の析出物を除去するためのストレーナを設けたことを特
徴とする（１）記載の装置。
数の反応容器と、該複数の反応容器を収容する恒温槽
と、前記反応容器内に原料液を供給し、該反応容器内の
多孔質支持体上に分離膜を形成した後、前記原料液を排
出する配管系と、前記反応容器から排出された原料液を
貯留する原料液容器と、該原料液容器から循環ポンプを
介して原料液を前記反応容器に循環させる配管系とを有
することを特徴とする液体混合物分離膜の製造装置。 （２）前記原料液を循環させる配管系の途中に原料液中
の析出物を除去するためのストレーナを設けたことを特
徴とする（１）記載の装置。
【０００６】（３）前記多孔質支持体がセラミックスか
らなり、前記原料液が合成ゼオライトの原料からなるこ
とを特徴とする（１）または（２）記載の装置。 （４）前記液体混合物分離膜がパーベーパレーション法
またはベーパーパーミエーション法に用いられる分離膜
であることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれか
に記載の装置。
らなり、前記原料液が合成ゼオライトの原料からなるこ
とを特徴とする（１）または（２）記載の装置。 （４）前記液体混合物分離膜がパーベーパレーション法
またはベーパーパーミエーション法に用いられる分離膜
であることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれか
に記載の装置。
【０００７】本発明に用いる多孔質支持体としては、ム
ライトなどのＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2系セラミックスが好
適である。その他、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チ
ッカケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス、アルミニウ
ム、銀、ステンレス等の金属、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、
ポリイミド等の有機高分子になる多孔質材料も用いるこ
とができる。多孔質支持体としては、その平均気孔径が
０．０５〜１０μｍで、気孔率が１０〜６０％程度のも
のが好適である。長期多孔質支持体としては、特に、平
均気孔径０．１〜２μｍ、気孔率３０〜５０％であり、
Ａｌ2 Ｏ3 含有率が３０〜８０ｗｔ％であるＡｌ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 系セラミックス多孔質支持体が好ましい。
ライトなどのＡｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2系セラミックスが好
適である。その他、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チ
ッカケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス、アルミニウ
ム、銀、ステンレス等の金属、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、
ポリイミド等の有機高分子になる多孔質材料も用いるこ
とができる。多孔質支持体としては、その平均気孔径が
０．０５〜１０μｍで、気孔率が１０〜６０％程度のも
のが好適である。長期多孔質支持体としては、特に、平
均気孔径０．１〜２μｍ、気孔率３０〜５０％であり、
Ａｌ2 Ｏ3 含有率が３０〜８０ｗｔ％であるＡｌ2 Ｏ3
−ＳｉＯ2 系セラミックス多孔質支持体が好ましい。
【０００８】多孔質支持体の形状は、一般にパーベーパ
レーション法またはベーパーパーミエーション法に用い
られる、外径１０mm前後、長さ２０〜１００cmの、厚さ
０．２〜数mmのパイプや、外径３０〜１００mm程度、長
さ２０〜１００cmおよびそれ以上の円柱に内径２〜１２
mm程度の軸方向に多数形成されたレンコン状パイフであ
ることが好ましい。
レーション法またはベーパーパーミエーション法に用い
られる、外径１０mm前後、長さ２０〜１００cmの、厚さ
０．２〜数mmのパイプや、外径３０〜１００mm程度、長
さ２０〜１００cmおよびそれ以上の円柱に内径２〜１２
mm程度の軸方向に多数形成されたレンコン状パイフであ
ることが好ましい。
【０００９】本発明において、多孔質支持体を収容する
反応容器としては、例えば多孔質支持体の外径の１．２
〜１０倍の内径を有する筒型容器が好ましい。該容器に
は、多孔質支持体を固定するためのアダプタが、該反応
容器に原料液を供給するための原料液供給孔、および反
応後の原料液を排出するための排出孔がそれぞれ設けら
れ、原料液供給孔および排出孔は、原料液循環用の配管
系統を介して、原料液を貯留する原料容器に連結され、
循環ポンプを介して原料液を前記反応容器に循環できる
ようになっている。上記の反応容器は複数設けられ、そ
れぞれの反応容器に多孔質支持体が装填され、前記原料
液循環用の配管がこれらの反応容器に並列または直列に
連結されている。本発明に用いる恒温槽は、前記複数の
反応容器を収容することができるものであれば、どのよ
うなタイプのものでもよい。
反応容器としては、例えば多孔質支持体の外径の１．２
〜１０倍の内径を有する筒型容器が好ましい。該容器に
は、多孔質支持体を固定するためのアダプタが、該反応
容器に原料液を供給するための原料液供給孔、および反
応後の原料液を排出するための排出孔がそれぞれ設けら
れ、原料液供給孔および排出孔は、原料液循環用の配管
系統を介して、原料液を貯留する原料容器に連結され、
循環ポンプを介して原料液を前記反応容器に循環できる
ようになっている。上記の反応容器は複数設けられ、そ
れぞれの反応容器に多孔質支持体が装填され、前記原料
液循環用の配管がこれらの反応容器に並列または直列に
連結されている。本発明に用いる恒温槽は、前記複数の
反応容器を収容することができるものであれば、どのよ
うなタイプのものでもよい。
【００１０】前記反応容器の反応条件としては、例えば
水熱合成法によりＡ型ゼオライトの製膜を行う場合、好
ましい温度条件は６０〜１５０℃、特に８０〜１００℃
である。このような温度で１〜２４時間、特に２〜５時
間程度の反応を行うことにより、高い分離特性を有する
膜を製膜することができる。Ａ型ゼオライトを製膜する
場合の原料の仕込み組成比（モル比）は、Ｈ2 Ｏ／Ｎａ
2 Ｏ＝２０〜３００、Ｎａ2 Ｏ／ＳｉＯ2 ＝０．３〜
２、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２〜６となるように調整す
ることが好ましい。上述のように、各反応容器内でＡ型
ゼオライト膜を多孔質支持体の表面に形成した場合のＡ
型ゼオライトの膜圧は１０〜５０μｍであり、支持体を
含む分離膜の全体の厚さは０．５〜２mm程度となるよう
に析出させることが好ましい。本発明装置は、Ａ型ゼオ
ライトのみならず、Ｔ型ゼオライト、その他の同様な分
離膜の製造に適用することができる。
水熱合成法によりＡ型ゼオライトの製膜を行う場合、好
ましい温度条件は６０〜１５０℃、特に８０〜１００℃
である。このような温度で１〜２４時間、特に２〜５時
間程度の反応を行うことにより、高い分離特性を有する
膜を製膜することができる。Ａ型ゼオライトを製膜する
場合の原料の仕込み組成比（モル比）は、Ｈ2 Ｏ／Ｎａ
2 Ｏ＝２０〜３００、Ｎａ2 Ｏ／ＳｉＯ2 ＝０．３〜
２、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 ＝２〜６となるように調整す
ることが好ましい。上述のように、各反応容器内でＡ型
ゼオライト膜を多孔質支持体の表面に形成した場合のＡ
型ゼオライトの膜圧は１０〜５０μｍであり、支持体を
含む分離膜の全体の厚さは０．５〜２mm程度となるよう
に析出させることが好ましい。本発明装置は、Ａ型ゼオ
ライトのみならず、Ｔ型ゼオライト、その他の同様な分
離膜の製造に適用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面によりさらに
詳細に説明する。図１は、本発明装置の一実施例を示す
説明図である。この装置は、多孔質支持体１をそれぞれ
収容する複数の反応容器３と、該反応容器３内に原料液
１５を供給し、該反応容器内の多孔質支持体上に分離膜
を形成した後、前記原料を排出する配管系７と、前記反
応容器３から排出された原料液を貯留する原料液容器１
１と、該原料液容器１１から循環ポンプ１３を介して原
料液を前記反応容器３に循環させる配管系９とを有す
る。
詳細に説明する。図１は、本発明装置の一実施例を示す
説明図である。この装置は、多孔質支持体１をそれぞれ
収容する複数の反応容器３と、該反応容器３内に原料液
１５を供給し、該反応容器内の多孔質支持体上に分離膜
を形成した後、前記原料を排出する配管系７と、前記反
応容器３から排出された原料液を貯留する原料液容器１
１と、該原料液容器１１から循環ポンプ１３を介して原
料液を前記反応容器３に循環させる配管系９とを有す
る。
【００１２】上記装置において、反応容器３を収容する
恒温槽５には図示しない加熱手段および温度調整手段が
設けられ、適当な反応温度（ゼオライト膜合成の場合に
は約１００℃）に調整される。原料液１５は、原料液容
器１１から循環ポンプ１３により配管７を通って反応容
器３内に供給され、ここで約１００℃で水熱反応が行わ
れ、セラミックチューブのような多孔質支持体１上に分
離膜が形成される。反応後の原料液は、反応容器出口配
管系７を通って排出され、原料容器１１に戻る。
恒温槽５には図示しない加熱手段および温度調整手段が
設けられ、適当な反応温度（ゼオライト膜合成の場合に
は約１００℃）に調整される。原料液１５は、原料液容
器１１から循環ポンプ１３により配管７を通って反応容
器３内に供給され、ここで約１００℃で水熱反応が行わ
れ、セラミックチューブのような多孔質支持体１上に分
離膜が形成される。反応後の原料液は、反応容器出口配
管系７を通って排出され、原料容器１１に戻る。
【００１３】本発明において、原料液を循環する間に、
配管内に結晶が析出してくることがあるが、このような
結晶を取り除くために、原料液容器１１内または配管途
中にストレーナ等の濾過手段を設けることが好ましい。
多孔質支持体上にゼオライト膜のような薄膜を形成する
場合、 原料液の消耗量は、従来のバッチ式のように多く
ないが、原料液が少なくなった場合には、 適当に反応液
容器に補充すればよい。
配管内に結晶が析出してくることがあるが、このような
結晶を取り除くために、原料液容器１１内または配管途
中にストレーナ等の濾過手段を設けることが好ましい。
多孔質支持体上にゼオライト膜のような薄膜を形成する
場合、 原料液の消耗量は、従来のバッチ式のように多く
ないが、原料液が少なくなった場合には、 適当に反応液
容器に補充すればよい。
【００１４】
【発明の効果】請求項１ないし４記載の発明によれば、
原料液を小型の反応容器内に循環させることにより、最
小限の液容量で多孔質支持体上に薄膜を形成することが
でき、従来のように反応ごとに原料液を廃棄する必要が
なくなるので、原料液の使用量を大幅に削減することが
できる。本発明の装置は、パーベーパレーション法や、
ベーパーパーミエーション法に用いる液体混合物分離膜
の製造に好適に用いられる。
原料液を小型の反応容器内に循環させることにより、最
小限の液容量で多孔質支持体上に薄膜を形成することが
でき、従来のように反応ごとに原料液を廃棄する必要が
なくなるので、原料液の使用量を大幅に削減することが
できる。本発明の装置は、パーベーパレーション法や、
ベーパーパーミエーション法に用いる液体混合物分離膜
の製造に好適に用いられる。
【図１】本発明の液体混合物分離膜の製造装置の一実施
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
１…多孔質支持体、３…反応容器、５…恒温槽、７…排
出用配管、９…原料液供給配管、１１…原料液容器、１
３…循環ポンプ、１５…原料液。
出用配管、９…原料液供給配管、１１…原料液容器、１
３…循環ポンプ、１５…原料液。
フロントページの続き
(72)発明者 行武 知美
岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船
株式会社玉野事業所内
(72)発明者 延永 尚志
岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船
株式会社玉野事業所内
Ｆターム(参考） 4D006 GA25 GA28 MA02 MA04 MA06
MC01 MC02 MC22 MC23 MC30
MC58 MC62 NA45 PA05
Claims (4)
- 【請求項１】 多孔質支持体をそれぞれ収容する複数の
反応容器と、該複数の反応容器を収容する恒温槽と、前
記反応容器内に原料液を供給し、該反応容器内の多孔質
支持体上に分離膜を形成した後、前記原料液を排出する
配管系と、前記反応容器から排出された原料液を貯留す
る原料液容器と、該原料液容器から循環ポンプを介して
原料液を前記反応容器に循環させる配管系とを有するこ
とを特徴とする液体混合物分離膜の製造装置。 - 【請求項２】 前記原料液を循環させる配管系の途中に
原料液中の析出物を除去するためのストレーナを設けた
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記多孔質支持体がセラミックスからな
り、前記原料液が合成ゼオライトの原料からなることを
特徴とする請求項１または２記載の装置。 - 【請求項４】 前記液体混合物分離膜がパーベーパレー
ション法またはベーパーパーミエーション法に用いられ
る分離膜であることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001294604A JP2003093855A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 液体混合物分離膜の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001294604A JP2003093855A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 液体混合物分離膜の製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003093855A true JP2003093855A (ja) | 2003-04-02 |
Family
ID=19116176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001294604A Withdrawn JP2003093855A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 液体混合物分離膜の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003093855A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105561793A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-05-11 | 杭州瑞裕通膜技术有限公司 | 一种非均相物料的过滤净化装置及其用于过滤净化非均相物料的方法 |
| CN108249455A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-07-06 | 李晨舒 | 一种纯硅分子筛膜的合成方法 |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001294604A patent/JP2003093855A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105561793A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-05-11 | 杭州瑞裕通膜技术有限公司 | 一种非均相物料的过滤净化装置及其用于过滤净化非均相物料的方法 |
| CN108249455A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-07-06 | 李晨舒 | 一种纯硅分子筛膜的合成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |