JP2006087989A - Gas-liquid separation/mixing apparatus - Google Patents

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Kazutoshi Yamazaki
和俊 山崎
Katsuhiro Imai
克広 今井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-liquid separation/mixing apparatus capable of dissolving a raw-material gas in raw-material water through a gas-permeable membrane to produce a gas-liquid mixed water, separating a gas-liquid mixed water into a raw-material gas and raw-material water through a gas-permeable membrane and detecting early raw-material water leaked from a gas-permeable membrane into a raw-material gas. <P>SOLUTION: The apparatus houses a gas-permeable membrane separating raw-material water from a raw-material gas within a mantle and has a leaked water discharge outlet discharging raw water leaked from the gas-permeable membrane into the raw-material gas out of the mantle. A sensor for detection of raw water leaked into the raw-material gas is arranged in a leaked water discharge tube connected to the discharge outlet from the outside of the mantle. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、原料ガスを原料水にガス透過膜を通して溶解させて気液混合水を生成したり、ガス透過膜を通して気液混合水を原料ガスと原料水とに分離したりすることができる一方、ガス透過膜から原料ガス中に漏出した原料水を早期に検知することができる気液分離混合装置に関する。 In the present invention, raw gas can be dissolved in raw water through a gas permeable membrane to generate gas-liquid mixed water, or gas-liquid mixed water can be separated into raw gas and raw water through the gas permeable membrane. The present invention relates to a gas-liquid separation and mixing apparatus that can detect raw material water leaked from a gas permeable membrane into raw material gas at an early stage.

従来、オゾンガスを水中に溶解させてなるオゾン水等、様々な種類の気液混合水が知られており、様々な用途に用いられている。
このような気液混合水の一つであるオゾンガスを水に溶解させて得られるオゾン水は、オゾンの持つ強い酸化力により殺菌・脱臭・漂白等に優れた効果を発揮し、しかもオゾンガスは時間とともに無害な酸素(気体)に自己分解して残留性がないことから、環境にやさしい殺菌・洗浄・漂白剤等として注目されている。近年、環境への関心が高まる中、オゾン水を用いた洗浄プロセスが注目されており、例えば、半導体基板の洗浄や半導体基板のレジスト除去への応用が検討されている。
Conventionally, various kinds of gas-liquid mixed water such as ozone water obtained by dissolving ozone gas in water are known and used for various applications.
Ozone water obtained by dissolving ozone gas, which is one of these gas-liquid mixed water, in water exhibits excellent effects on sterilization, deodorization, bleaching, etc. due to the strong oxidizing power of ozone, and ozone gas is time-consuming. At the same time, it has been attracting attention as an environmentally friendly sterilization / cleaning / bleaching agent because it is self-decomposing into harmless oxygen (gas) and has no persistence. In recent years, with increasing interest in the environment, a cleaning process using ozone water has attracted attention. For example, application to cleaning of a semiconductor substrate and removal of a resist of a semiconductor substrate has been studied.

このようなオゾン水の生成方法としては、ガス溶解膜を用いてオゾンガスを水に溶解させる方法が知られており、例えば、特許文献1には、多孔質中空管状のオゾンガス透過膜を耐オゾン性の容器内に複数収納してオゾン溶解モジュールを構成し、原料水とオゾンガスとを多孔質中空管状オゾンガス透過膜を介して接触させることで、多孔質中空管状オゾンガス透過膜の孔内にしみ込んだ原料水を経由してオゾンガスを原料水中に拡散させ、オゾン水を生成する方法が開示されている。 As a method for generating such ozone water, a method of dissolving ozone gas in water using a gas dissolution membrane is known. For example, Patent Document 1 discloses that a porous hollow tubular ozone gas permeable membrane has an ozone resistance. A raw material that is housed in a porous hollow tubular ozone gas permeable membrane by making a plurality of ozone dissolution modules and making the raw water and ozone gas contact each other through the porous hollow tubular ozone gas permeable membrane. A method for generating ozone water by diffusing ozone gas into raw material water via water is disclosed.

しかしながら、このようなオゾン溶解モジュールを用いたオゾン水の生成では、オゾンガス透過膜にクラック等の不具合が生じ、このクラック等から原料水がオゾンガス中に漏出したり、オゾンガス透過膜が多孔質中空管状である場合、オゾン溶解モジュールを長期間使用することで、徐々に原料水が多孔質中空管オゾンガス透過膜を透過してオゾンガス中に漏出したりすることがあり、その結果、オゾン水の生成に使用されずに排気される排オゾンガス中に原料水が混入することがあった。 However, in the generation of ozone water using such an ozone dissolution module, a defect such as a crack occurs in the ozone gas permeable membrane, and raw water leaks into the ozone gas from this crack or the like, or the ozone gas permeable membrane is a porous hollow tube. If the ozone dissolution module is used for a long time, the raw material water may gradually permeate the porous hollow tube ozone gas permeable membrane and leak into the ozone gas, resulting in the generation of ozone water. Raw material water may be mixed in exhaust ozone gas exhausted without being used.

このようなオゾン溶解モジュール等の気液分離混合装置において、原料水がガス透過膜を通って原料ガス中に漏出すると、目的とするガス濃度の気液混合水を生成することができなくなる等の不具合が生じるため、ガス透過膜を交換する必要がある。
しかしながら、従来の気液分離混合装置には、原料水がガス透過膜を通って原料ガス中に漏出し出したことを検知する手段がなく、原料水が原料ガス中に漏出したことに気付かず使用し続けることがあり、最悪の場合、ガス透過膜が破壊されて初めて原料水の原料ガス中への漏出に気付くことがあった。
In such a gas-liquid separation and mixing device such as an ozone dissolution module, if the raw material water leaks into the raw material gas through the gas permeable membrane, it becomes impossible to generate the gas-liquid mixed water having the target gas concentration. Since a defect occurs, it is necessary to replace the gas permeable membrane.
However, the conventional gas-liquid separation and mixing apparatus has no means for detecting that raw material water has leaked into the raw material gas through the gas permeable membrane, and does not notice that raw material water has leaked into the raw material gas. In the worst case, the leakage of the raw material water into the raw material gas may be noticed only after the gas permeable membrane is destroyed.

また、通常、気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールに用いた場合、オゾン水を生成した際に使用されなかった排オゾンガスは、オゾン濃度が高く有毒な気体であるため、経時的に無害な酸素に自己分解するとはいえ、未処理状態では排出することができず、そのため、一旦分解塔へ送りオゾン濃度が環境基準値以下になるまで触媒を用いてオゾンを分解する必要がある。
ところが、このような排オゾンガス中のオゾンを分解する際に使用される触媒は、水分により失活するものであったため、上述のようにオゾンガス中に原料水が漏出したことに気付かずにオゾン水の生成、及び、排オゾンガスの処理を行うと、排オゾンガス中に混入した原料水により分解塔の触媒が失活してしまい、オゾンの分解ができなくなるという問題
があった。
In addition, when the gas-liquid separation and mixing device is used for the ozone dissolution module, the exhaust ozone gas that was not used when the ozone water was generated is a toxic gas having a high ozone concentration. Although it is self-decomposed, it cannot be discharged in an untreated state, and therefore it is necessary to send ozone to the decomposition tower once and decompose ozone using a catalyst until the ozone concentration falls below the environmental standard value.
However, since the catalyst used when decomposing ozone in the exhausted ozone gas is deactivated by moisture, the ozone water is not noticed that the raw water has leaked into the ozone gas as described above. When the generation of ozone and the treatment of exhaust ozone gas are performed, the catalyst of the decomposition tower is deactivated by the raw water mixed in the exhaust ozone gas, and there is a problem that ozone cannot be decomposed.

特開平07−213880号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-213880

本発明は、上記現状に鑑み、原料ガスを原料水にガス透過膜を通して溶解させて気液混合水を生成したり、ガス透過膜を通して気液混合水を原料ガスと原料水とに分離したりすることができる一方、ガス透過膜から原料ガス中に漏出した原料水を早期に検知することができる気液分離混合装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described situation, the present invention generates gas-liquid mixed water by dissolving a raw material gas in raw water through a gas permeable membrane, or separates the gas-liquid mixed water into raw material gas and raw water through the gas permeable membrane. On the other hand, an object of the present invention is to provide a gas-liquid separation and mixing apparatus that can detect raw material water leaked from a gas permeable membrane into raw material gas at an early stage.

本発明1の気液分離混合装置は、外套内に原料水と原料ガスとを隔離するガス透過膜が収納された気液分離混合装置であって、前記ガス透過膜から前記原料ガス中に漏出した原料水を排出する漏出水排出口が前記外套に形成されており、前記外套の外側から前記漏出水排出口に接続された漏出水排出管に、前記原料ガス中に漏出した原料水を検知するセンサが設けられている気液分離混合装置である。 The gas-liquid separation and mixing apparatus according to the first aspect of the present invention is a gas-liquid separation and mixing apparatus in which a gas permeable membrane for separating raw water and raw material gas is housed in an outer casing, and leaks from the gas permeable membrane into the raw material gas A leakage water discharge port for discharging the raw material water is formed in the mantle, and the raw water leaked into the raw material gas is detected from a leak water discharge pipe connected to the leakage water discharge port from the outside of the mantle. This is a gas-liquid separation and mixing device provided with a sensor for performing the above operation.

また、本発明2の気液分離混合装置は、外套内に原料水と原料ガスとを隔離するガス透過膜が収納された気液分離混合装置であって、前記外套の外側から前記原料ガスを排出するガス排出口に接続されたガス排出管に、前記ガス透過膜から前記原料ガス中に漏出した原料水を検知するセンサが設けられている気液分離混合装置である。
以下に本発明を詳述する。
The gas-liquid separation and mixing device of the second aspect of the invention is a gas-liquid separation and mixing device in which a gas permeable membrane for separating raw water and raw material gas is housed in an outer shell, and the raw material gas is supplied from outside the outer shell. The gas-liquid separation and mixing device is provided with a sensor for detecting raw material water leaked into the raw material gas from the gas permeable membrane in a gas discharge pipe connected to a discharge gas discharge port.
The present invention is described in detail below.

本発明1の気液分離混合装置及び本発明2の気液分離混合装置(以下、これらを特に区別しないときは、単に「本発明の気液分離混合装置」ともいう)は、外套内に原料水と原料ガスとを隔離するガス透過膜が収納されている。
上記ガス透過膜は、原料ガスを透過させるが原料水の透過を阻止する膜材であり、このようなガス透過膜が外套内に収納された本発明の気液分離混合装置によると、原料水と原料ガスとが上記ガス透過膜で隔離された状態で外套内に供給され、上記原料ガスがガス透過膜を透過して原料水中に溶解することで気液混合水が生成される。
The gas-liquid separation / mixing device of the present invention 1 and the gas-liquid separation / mixing device of the present invention 2 (hereinafter also referred to simply as “gas-liquid separation / mixing device of the present invention” unless otherwise distinguished) A gas permeable membrane for separating water and source gas is housed.
The gas permeable membrane is a membrane material that allows permeation of the raw material gas but prevents the permeation of raw material water. According to the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention in which such a gas permeable membrane is housed in the jacket, the raw material water And the raw material gas are supplied into the jacket while being separated by the gas permeable membrane, and the raw material gas permeates the gas permeable membrane and dissolves in the raw material water to generate gas-liquid mixed water.

また、本発明の気液分離混合装置は、上記ガス透過膜から上記原料ガス中に漏出した上記原料水を検知するセンサが設けられている。
本発明の気液分離混合装置は、上記センサを有するため、ガス透過膜にクラック等の不具合が発生した場合や長期間使用したこと等により、気液混合水の生成中にガス透過膜から原料ガス中に原料水が漏出した場合であっても、この原料水の漏出を早期に検知することができる。
このような構成の本発明の気液分離混合装置は、種々の原料ガスを原料水中に溶解させて気液混合水を生成することができるが、なかでも、上記原料ガスとしてオゾンガスを用い、上記ガス透過膜としてオゾンガス透過膜を用いることで、本発明の気液分離混合装置は、オゾン水を生成するオゾン溶解モジュールとして好適に用いることができる。
Further, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention is provided with a sensor for detecting the raw water leaked from the gas permeable membrane into the raw material gas.
Since the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention has the above-described sensor, the raw material from the gas-permeable membrane is generated during the generation of the gas-liquid mixed water when a defect such as a crack occurs in the gas-permeable membrane or because it has been used for a long time. Even if the raw material water leaks into the gas, the leakage of the raw material water can be detected at an early stage.
The gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention having such a configuration can generate gas-liquid mixed water by dissolving various raw material gases in raw material water. Among them, ozone gas is used as the raw material gas, and By using an ozone gas permeable membrane as the gas permeable membrane, the gas-liquid separation and mixing device of the present invention can be suitably used as an ozone dissolution module for generating ozone water.

本発明によれば、原料ガスを原料水にガス透過膜を通して溶解させて気液混合水を生成したり、ガス透過膜を通して気液混合水を原料ガスと原料水とに分離したりすることができる一方で、ガス透過膜にクラック等の不具合が発生した場合や長期間使用したこと等により、原料水がガス透過膜から原料ガス中に漏出した場合、センサが原料ガス中に漏出した原料水を早期に検知することができる。
即ち、本発明の気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールに用いると、オゾンガス中に大
量の原料水が漏出する前に、オゾンガス透過膜の交換やオゾンガス中に漏出した原料水を排出する手段を講じることができるため、オゾンガス中に原料水が漏出した状態に気付かずにオゾン水の生成、及び、排オゾンガスの処理を行うという事態を防止することができる。
従って、本発明の気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールに用いると、オゾン水の生成に使用されなかった排オゾンガス中に大量の原料水が混入することを防止することができ、排オゾンガスが送られる分解塔において、排オゾンガス中のオゾンを分解してオゾン濃度を環境基準値以下にまで低下させる触媒が失活することを防止することができる。
According to the present invention, the raw material gas is dissolved in the raw material water through the gas permeable membrane to generate gas-liquid mixed water, or the gas-liquid mixed water is separated into the raw material gas and the raw water through the gas permeable membrane. On the other hand, if the raw material water leaks from the gas permeable membrane into the raw material gas due to problems such as cracks in the gas permeable membrane or long-term use, the raw material water leaked into the raw material gas by the sensor Can be detected early.
That is, when the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention is used in an ozone dissolution module, measures are taken to replace the ozone gas permeable membrane and to discharge the raw water leaked into the ozone gas before a large amount of raw water leaks into the ozone gas. Therefore, it is possible to prevent the generation of the ozone water and the treatment of the exhaust ozone gas without noticing the state in which the raw material water has leaked into the ozone gas.
Therefore, when the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention is used for the ozone dissolution module, it is possible to prevent a large amount of raw material water from being mixed into the exhaust ozone gas that has not been used for the generation of ozone water. In the decomposition tower, it is possible to prevent deactivation of a catalyst that decomposes ozone in the exhausted ozone gas and lowers the ozone concentration to an environmental standard value or less.

以下、本発明を実施の形態に則して説明する。
図1(a)は、本発明1の気液分離混合装置の一例を模式的に示す正面図であり、(b)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の左側面図であり、(c)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の右側面図であり、(d)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の内部の様子を模式的に示した断面図である。また、図2(a)は、図1に示した本発明1の気液分離混合装置の一部を拡大した部分拡大図であり、(b)は、本発明1の気液分離混合装置の実施の態様を示した側面図である。
Hereinafter, the present invention will be described according to embodiments.
FIG. 1 (a) is a front view schematically showing an example of the gas-liquid separation and mixing device of the present invention 1, and (b) is the left side of the gas-liquid separation and mixing device of the present invention 1 shown in (a). It is a top view, (c) is a right side view of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 shown in (a), (d) is the gas-liquid separation of the present invention 1 shown in (a). It is sectional drawing which showed the mode of the inside of a mixing apparatus typically. 2A is a partially enlarged view of a part of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1. It is the side view which showed the embodiment.

図1に示すように、本発明1の気液分離混合装置10は、筒状の外套11内に中空管状で環状の循環部を有する4つのガス透過膜12が収納されている。また、外套11の両端面には、それぞれ複数の原料水を外套11内のガス透過膜12中に供給する原料水供給口11cと、原料水中に原料ガスが溶解して生成された気液混合水を外套11外へ排出する混合水排出口11dとが形成されており、原料水供給口11cと混合液排出口11dとは、それぞれガス透過膜12と接続されている。
また、外套11の上述した混合水排出口11dが形成された側の側面に略中央には、外套11とガス透過膜12との間に原料ガスを流通させるためのガス供給口11aが形成されており、外套11の上述した原料水供給口11cが形成された側の側面に外套11外へ原料ガスを排出するガス排出口11bが形成されている。
このような態様の本発明1の気液分離混合装置10では、図1(a)に矢印で示したように、原料水及び気液混合液の流通方向と原料ガスの流通方向とが対向するような方向となる。
As shown in FIG. 1, in the gas-liquid separation and mixing apparatus 10 of the present invention 1, four gas permeable membranes 12 having a hollow tubular and annular circulation part are accommodated in a cylindrical mantle 11. Further, on both end faces of the outer jacket 11, a raw water supply port 11c for supplying a plurality of raw water into the gas permeable membrane 12 in the outer jacket 11, and a gas-liquid mixture produced by dissolving the raw material gas in the raw water A mixed water discharge port 11d for discharging water to the outside of the mantle 11 is formed, and the raw water supply port 11c and the mixed solution discharge port 11d are connected to the gas permeable membrane 12, respectively.
In addition, a gas supply port 11a for allowing the source gas to flow between the mantle 11 and the gas permeable membrane 12 is formed at a substantially central side surface of the mantle 11 on the side where the above-described mixed water discharge port 11d is formed. A gas discharge port 11b for discharging the raw material gas to the outside of the mantle 11 is formed on the side surface of the mantle 11 on the side where the above-described raw material water supply port 11c is formed.
In the gas-liquid separation and mixing apparatus 10 of the first aspect of the present invention, the flow direction of the raw water and the gas-liquid mixed solution and the flow direction of the raw material gas face each other as shown by arrows in FIG. It becomes a direction like this.

図1及び図2に示した本発明1の気液分離混合装置10は、側面に形成された原料ガス供給口11a、原料ガス排出口11b、原料水供給口11c、及び、混合水排出口11dが、外套11の外側に突出した雄ネジ状のジョイント16と連絡されており、このジョイント16に螺合可能な袋ナット17を介して外部の配管等と接続されている。
また、外套11の側面から外側に突出したジョイント16は、樹脂製のナット等で外套11に固定されており、更に、このジョイント16は、外套11の側面とほぼ同形状で、ボルト等で外套11の側面に固定されたフランジを介してガス透過膜12と連絡している。
The gas-liquid separation and mixing apparatus 10 of the present invention 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a raw material gas supply port 11a, a raw material gas discharge port 11b, a raw material water supply port 11c, and a mixed water discharge port 11d formed on the side surface. Is connected to a male threaded joint 16 projecting to the outside of the outer sleeve 11 and connected to an external pipe or the like via a cap nut 17 that can be screwed into the joint 16.
The joint 16 projecting outward from the side surface of the outer cannula 11 is fixed to the outer cannula 11 with a resin nut or the like. Further, the joint 16 has substantially the same shape as the side surface of the outer cannula 11 and is covered with a bolt or the like. The gas permeable membrane 12 communicates with a flange fixed to the side surface of 11.

このような本発明1の気液分離混合装置10は、外套11とガス透過膜12との間に原料ガスを流通させ、ガス透過膜12の内側に原料水を流通させる。このような構造の本発明1の気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールに用いると、高濃度のオゾン水を生成することができる。 In the gas-liquid separation and mixing apparatus 10 of the first aspect of the present invention, the raw material gas is circulated between the mantle 11 and the gas permeable membrane 12, and the raw water is circulated inside the gas permeable membrane 12. When the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 having such a structure is used in an ozone dissolution module, high-concentration ozone water can be generated.

本発明1の気液分離混合装置を構成する外套としては、気密性を有するものであり、オゾン溶解モジュールに用いる場合は、更に耐オゾン性を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)等の4フッ化エチレン共重合体からなるもの等が挙げられる。
また、上記外套の形状としては特に限定されず、例えば、円柱状;三角柱、四角柱等の多角柱状;楕円体状等が挙げられる。
The jacket constituting the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 is airtight and is not particularly limited when used in an ozone dissolution module, as long as it has ozone resistance. Examples thereof include those made of a tetrafluoroethylene copolymer such as tetrafluoroethylene resin (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), and fluorinated ethylene propylene resin (FEP).
Further, the shape of the mantle is not particularly limited, and examples thereof include a columnar shape; a polygonal column shape such as a triangular column and a quadrangular column; and an ellipsoidal shape.

ガス透過膜12は、外套11内で原料水と原料ガスとを隔て、原料ガスを透過させるが原料水の透過を阻止する膜材であり、上記原料ガスを原料水にガス透過膜12を通して溶解させることでオゾン水等の気液混合水が生成される。 The gas permeable membrane 12 is a membrane material that separates the raw material water and the raw material gas in the outer casing 11 and permeates the raw material gas but prevents the permeation of the raw material water. By doing so, gas-liquid mixed water such as ozone water is generated.

上記ガス透過膜としては特に限定されず、使用する原料ガスの種類に合わせて適宜選択されるが、例えば、本発明1の気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールとして用いる場合、シリコーン系樹脂又はフッ素系樹脂からなること好ましい。シリコーン系樹脂又はフッ素系樹脂は、耐食性及び耐劣化性に優れ、更に、シリコーン系樹脂又はフッ素系樹脂を用いてなるガス透過膜は、オゾンガスを効率的に透過する性質を有するため、本発明1の気液分離混合装置をオゾン溶解モジュールとして好適に用いることができる。 The gas permeable membrane is not particularly limited and is appropriately selected according to the type of raw material gas to be used. For example, when the gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention is used as an ozone dissolution module, a silicone resin or fluorine It is preferable to consist of a resin. Silicone resin or fluorine resin is excellent in corrosion resistance and deterioration resistance, and a gas permeable membrane using a silicone resin or fluorine resin has a property of efficiently transmitting ozone gas. The gas-liquid separation and mixing apparatus can be suitably used as an ozone dissolution module.

上記フッ素系樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン共重合体(PTFE)、パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)等の四弗化エチレン系樹脂重合体;フッ素系ゴム等が挙げられる。
また、上記シリコーン系樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリジメチルシロキサン、メチルシリコーンゴム等が挙げられる。
なお、パーフルオロ化樹脂であれば、いずれの樹脂でも後述する非多孔性膜の原料として使用できる。
The fluororesin is not particularly limited, and examples thereof include tetrafluoroethylene resin polymers such as polytetrafluoroethylene copolymer (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), and fluorinated ethylene propylene resin (FEP). A fluorine-based rubber or the like.
Moreover, it does not specifically limit as said silicone resin, For example, polydimethylsiloxane, methyl silicone rubber, etc. are mentioned.
In addition, as long as it is a perfluorinated resin, any resin can be used as a raw material of the non-porous film mentioned later.

また、上記ガス透過膜は、多孔性膜であってもよく、非多孔性膜であってもよいが、非多孔性膜であることが好ましい。
ガス透過膜が多孔性膜であると、例えば、原料ガスを原料水に溶解させる場合には、まず、ガス透過膜の孔内にしみこんだ原料水に原料ガスが溶解し、次いで、濃度勾配に従い原料ガスの分子が原料水中に拡散するので、異物が混入した原料水を流通させると孔が異物で詰まり原料ガスを原料水に溶解させることができなくなる。これに対して、ガス透過膜として孔のない非多孔性膜を用いると、ガス透過膜が目詰まりすることがない。また、ガス透過膜が多孔性膜であると、孔内にしみこんだ原料水を介して原料ガスが原料水に溶解するので、孔内に原料水をしみこませるために原料ガス圧を液圧より低くなるように厳密に調整することが必要であるので、原料水中に溶解する原料ガス濃度を高くすることができない。これに対して、ガス透過膜が非多孔性膜であると、原料ガス圧を液圧より低くする必要はなく、原料ガス圧を高圧にして高濃度に原料ガスを原料水に溶解させることができる。
The gas permeable membrane may be a porous membrane or a non-porous membrane, but is preferably a non-porous membrane.
If the gas permeable membrane is a porous membrane, for example, when the source gas is dissolved in the source water, the source gas is first dissolved in the source water soaked in the pores of the gas permeable membrane, and then according to the concentration gradient. Since the molecules of the raw material gas diffuse into the raw material water, if the raw material water mixed with foreign matters is circulated, the holes are clogged with foreign matters and the raw material gas cannot be dissolved in the raw material water. On the other hand, when a non-porous film without pores is used as the gas permeable film, the gas permeable film is not clogged. In addition, when the gas permeable membrane is a porous membrane, the raw material gas dissolves in the raw material water through the raw material water soaked in the pores. Since it is necessary to adjust precisely so that it may become low, the density | concentration of the raw material gas melt | dissolved in raw material water cannot be made high. On the other hand, if the gas permeable membrane is a non-porous membrane, the source gas pressure need not be lower than the liquid pressure, and the source gas pressure can be increased to dissolve the source gas in the source water at a high concentration. it can.

上記ガス透過膜は、上記外套内で原料水と原料ガスとを隔離させることができる形状であれば特に限定されないが、図1に示したガス透過膜12のように、所要の内径及び長さに成形した中空管状(中空糸状、チューブ状)であることが好ましい。中空管状とすることにより、平膜として用いるよりも効率的に原料ガスを通して原料水に溶解させることができるからである。
更に、上記ガス透過膜が中空管状である場合、円管状であってもよいが、異形断面形状を有する管状であることが好ましい。原料ガスとガス透過膜の外周との接触面積が大ききくなり、より効率よくガス透過膜内を流通する原料水中に原料ガスを溶解させることができるからである。
The gas permeable membrane is not particularly limited as long as the raw water and the raw material gas can be separated from each other in the jacket, but the required inner diameter and length are the same as the gas permeable membrane 12 shown in FIG. It is preferably a hollow tubular shape (hollow fiber shape, tube shape) formed into a hollow shape. This is because by using a hollow tube, the raw material gas can be efficiently dissolved in the raw material water rather than being used as a flat membrane.
Furthermore, when the gas permeable membrane is a hollow tubular shape, it may be a circular tubular shape, but is preferably a tubular shape having an irregular cross-sectional shape. This is because the contact area between the source gas and the outer periphery of the gas permeable membrane is increased, and the source gas can be dissolved in the source water flowing through the gas permeable membrane more efficiently.

上記ガス透過膜が中空管形状である場合、その内径の好ましい下限は0.1mm、好ましい上限は1mmである。0.1mm未満であると、中空管状のオゾンガス透過膜の内側に原料水を流した場合に、原料水の粘性抵抗により流れにくくなることがあり、1mmを超えると、中空管状を肉薄化した場合、2次加工の際に折れてしまうことがある。より好ま
しい下限は0.3mmである。
When the gas permeable membrane has a hollow tube shape, the preferable lower limit of the inner diameter is 0.1 mm, and the preferable upper limit is 1 mm. When it is less than 0.1 mm, when raw material water flows inside the hollow tubular ozone gas permeable membrane, it may become difficult to flow due to the viscous resistance of the raw material water. When it exceeds 1 mm, the hollow tube is thinned It may break during the secondary processing. A more preferred lower limit is 0.3 mm.

上記ガス透過膜が中空管状である場合、肉厚の好ましい下限は10μm、好ましい上限は100μmである。原料ガス透過性を考慮すると肉厚は薄い方が好ましいが、例えば、中空管状のオゾンガス透過膜を束ねる2次加工を行う際に折れやすくなってしまう等、取り扱い面からこの範囲内であることが好ましい。 When the gas permeable membrane is a hollow tube, the preferable lower limit of the thickness is 10 μm, and the preferable upper limit is 100 μm. In consideration of the raw material gas permeability, it is preferable that the wall thickness is thin, but it is within this range from the handling surface, for example, it is easy to break when performing secondary processing for bundling a hollow tubular ozone gas permeable membrane. preferable.

また、上記ガス透過膜が中空管状である場合、外套内に収納されるガス透過膜の個数は、図1に示したガス透過膜12のように4つに限定されず、3つ以下や5つ以上であってもよく、外套の大きさ等を考慮して適宜決定される。
更に、図1に示した本発明1の気液分離混合装置10では、1のガス透過膜12が、外套11の両端面にそれぞれ形成された原料水供給口11cと混合水排出孔11dとに接続されているが、例えば、複数のガス透過膜が束ねられた状態で外套の両端面にそれぞれ形成された原料水供給口と混合水排出孔とに接続されていてもよい。
When the gas permeable membrane is a hollow tube, the number of gas permeable membranes housed in the mantle is not limited to four as in the gas permeable membrane 12 shown in FIG. It may be more than one, and is appropriately determined in consideration of the size of the mantle.
Further, in the gas-liquid separation and mixing device 10 of the present invention 1 shown in FIG. 1, one gas permeable membrane 12 is formed in the raw water supply port 11 c and the mixed water discharge hole 11 d respectively formed on both end faces of the mantle 11. Although connected, for example, a plurality of gas permeable membranes may be connected to a raw water supply port and a mixed water discharge port formed on both end faces of the outer jacket in a bundled state.

また、図1及び図2に示すように、本発明1の気液分離混合装置10は、外套11のガス排出口11b及び原料水供給口11cが形成された側の端面に漏出水排出口13が形成されており、この漏出水排出口13には、外套11の外側に突出した雄ネジ状のジョイント16、ジョイント16に螺合可能な袋ナット17を介して漏出水排出管14が接続されており、更に、漏出水排出管14には、センサ15が設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the gas-liquid separation and mixing device 10 of the present invention 1 has a leaked water discharge port 13 on the end surface of the outer casing 11 on the side where the gas discharge port 11b and the raw material water supply port 11c are formed. A leakage water discharge pipe 14 is connected to the leakage water discharge port 13 via a male threaded joint 16 projecting to the outside of the outer sleeve 11 and a cap nut 17 that can be screwed to the joint 16. Furthermore, a sensor 15 is provided in the leaked water discharge pipe 14.

漏出水排出口13は、ガス透過膜12を通って原料ガス中に漏出した原料水を外套11の外へ排出するために、外套11のガス排出口等が形成された側の端面に形成された孔であり、その形成位置としては特に限定されないが、図1及び図2に示すように、外套11のガス排出口が形成された側の端面の中心よりも下方に形成されていることが好ましい。 The leakage water discharge port 13 is formed on the end surface of the outer sleeve 11 on the side where the gas discharge port and the like are formed in order to discharge the raw material water leaked into the raw material gas through the gas permeable membrane 12. Although the formation position is not particularly limited, as shown in FIGS. 1 and 2, it is formed below the center of the end surface of the outer mantle 11 on the side where the gas discharge port is formed. preferable.

本発明1の気液分離混合装置において、上記漏出水排出口は、必ずしも上記外套のガス供給口が形成された端面に形成されている必要はなく、例えば、上記外套のガス供給口が形成された側の端面や、外套の側面等に形成されていてもよい。
上記漏出水排出口が上記外套の側面に形成されている場合、上記外套の下面に原料ガス中へ漏出した原料水を一点に集めるための傾斜を設け、この傾斜の底に漏出した原料水を外套外へ排出する漏出水排出管が接続された構造であることが好ましい。このような構造であると、漏出した原料水が外套の下面で効率よく集められ、漏出水排出管内へ排出されるため、センサによる漏出した原料水の検知をより迅速にかつ正確に行うことができる。
In the gas-liquid separation and mixing apparatus according to the first aspect of the present invention, the leakage water discharge port does not necessarily have to be formed on the end surface on which the jacket gas supply port is formed. For example, the jacket gas supply port is formed. It may be formed on the end surface on the other side, the side surface of the mantle or the like.
When the leaked water discharge port is formed on the side surface of the mantle, the lower surface of the mantle is provided with a slope for collecting the raw water leaked into the raw material gas at one point, and the raw water leaked at the bottom of the slope is provided. It is preferable that the leakage water discharge pipe for discharging to the outside of the mantle is connected. With such a structure, since the leaked raw water is efficiently collected on the lower surface of the mantle and discharged into the leaked water discharge pipe, the leaked raw water can be detected more quickly and accurately by the sensor. it can.

漏出水排出管14は、外套11の外側から漏出水排出口13と連絡したジョイント16及びジョイント16に螺合された袋ナット17によって漏出水排出口13と接続された管状部材である。
このような漏出水排出孔13と漏出水排出管14とが設けられた本発明1の気液分離混合装置は、ガス透過膜12を通って原料ガス中に原料水が漏出した場合、この漏出した原料水は、原料ガスとともに漏出水排出口13を通って漏出水排出管14に排出される。この漏出した原料水は、漏出水排出管14に設けられたセンサ15によって検知されるため、ガス透過膜にクラック等の不具合が生じたことを早期に発見することができる。
The leaked water discharge pipe 14 is a tubular member connected to the leaked water discharge port 13 by a joint 16 communicating with the leaked water discharge port 13 from the outside of the mantle 11 and a cap nut 17 screwed into the joint 16.
In the gas-liquid separation and mixing device of the present invention 1 provided with such a leakage water discharge hole 13 and a leakage water discharge pipe 14, when the raw material water leaks into the raw material gas through the gas permeable membrane 12, this leakage The raw material water is discharged to the leakage water discharge pipe 14 through the leakage water discharge port 13 together with the raw material gas. Since the leaked raw material water is detected by the sensor 15 provided in the leaked water discharge pipe 14, it is possible to detect at an early stage that a defect such as a crack has occurred in the gas permeable membrane.

上記漏出水排出管は、排出された原料ガスが乾燥処理を施された後排気されるが、再度上記外套へ供給されるように循環していてもよい。例えば、上記原料ガスがオゾンガスである場合、上記漏出水排出管へ排出された排オゾンガスは、外部へ排出する前に一旦分解塔へ送りオゾン濃度が環境基準値以下になるまで触媒を用いてオゾンを分解する必要がある。しかし、ガス透過膜にクラック等が発生して上記排オゾンガスに原料水が混入すると、上記センサにより上記排オゾンガスに混入した原料水を早期に検知することはできるもの
の、上記センサが排オゾンガス中の原料水を検知してオゾン水の生成を中止するまで、上記分解塔に原料水が混入した排オゾンガスが送られることとなるため、上記分解塔の触媒が失活してしまい、オゾンの分解ができなくなることがあるからである。
なお、上記原料ガスが、上記オゾンガスのように分解塔で処理する必要がない場合や、分解塔等で処理する必要はあるが、原料水が混入することで不具合が生じないようなものである場合、上記漏出水排出管は、ガス供給管へ連絡されている必要はない。
The leaked water discharge pipe is exhausted after the discharged raw material gas is dried, but may be circulated so as to be supplied to the jacket again. For example, when the raw material gas is ozone gas, the exhausted ozone gas discharged to the leaked water discharge pipe is once sent to the decomposition tower before being discharged to the outside using a catalyst until the ozone concentration falls below the environmental standard value. Need to be disassembled. However, when cracks or the like occur in the gas permeable membrane and the raw water is mixed into the exhaust ozone gas, the sensor can detect the raw water mixed in the exhaust ozone gas at an early stage, but the sensor is in the exhaust ozone gas. Until the raw water is detected and the generation of ozone water is stopped, exhaust ozone gas mixed with the raw water is sent to the cracking tower. It may be impossible.
In addition, when the raw material gas does not need to be processed in a cracking tower like the ozone gas, or needs to be processed in a cracking tower or the like, there is no problem caused by mixing raw material water. In this case, the leakage water discharge pipe does not need to be connected to the gas supply pipe.

図3は、本発明1の気液分離混合装置の好ましい一例を模式的に示す部分拡大断面図である。
図3に示すように、本発明1の気液分離混合装置は、外套11に形成された漏出水排出口13に、外套11の外側から接続された漏出水排出管34に、上記原料ガス中に漏出した原料水を貯める貯水部30が形成されており、この貯水部30にセンサ15が設けられていることが好ましい。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a preferred example of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention.
As shown in FIG. 3, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 includes a leakage water discharge pipe 34 connected to the leakage water discharge port 13 formed in the outer cannula 11 from the outside of the outer cannula 11, It is preferable that a water storage section 30 for storing the raw material water leaked into the water storage section 30 is formed, and the sensor 15 is provided in the water storage section 30.

貯水部30は、漏出水排出管34が下方に向けてU字状に屈曲された部位であり、漏出水排出管34に排出された原料水を貯めることができる。この貯水部30に貯められた原料水は、貯水部30に設けられたセンサ15により検知されるようになっている。 The water reservoir 30 is a portion where the leaked water discharge pipe 34 is bent in a U shape downward, and can store the raw water discharged into the leaked water discharge pipe 34. The raw water stored in the water storage unit 30 is detected by a sensor 15 provided in the water storage unit 30.

本発明1の気液分離混合装置において、上記漏出水排出管に形成された貯水部は、漏出水排出管から排出された原料水を貯めることができる形状であればよく、例えば、V字状に屈曲させたものであってもよい。また、漏出水排出管を屈曲させて貯水部とするのではなく、例えば、漏出水排出管の底面の一部に凹部を形成し、この凹部を貯水部としてもよい。 In the gas-liquid separation / mixing device of the first aspect of the present invention, the water storage part formed in the leaked water discharge pipe may have any shape that can store the raw water discharged from the leaked water discharge pipe. It may be bent. Further, instead of bending the leaked water discharge pipe to form the water storage part, for example, a concave part may be formed in a part of the bottom surface of the leaked water discharge pipe, and this concave part may be used as the water storage part.

このような漏出水排出管を構成する材料としては特に限定されないが、PFA等の透明な材料であることが好ましい。漏出水排出管が透明な材料から構成されていると、後述する貯水部に貯まった原料水を検知するセンサとして光学センサを使用することができる。
なお、上記漏出水排出管は、上記貯水部以外を上述した外套と同様の材料からなるものとし、上記貯水部をPFA等の透明な材料からなるものとしてもよい。
Although it does not specifically limit as a material which comprises such a leakage water discharge pipe, It is preferable that it is transparent materials, such as PFA. When the leaked water discharge pipe is made of a transparent material, an optical sensor can be used as a sensor for detecting raw material water stored in a water storage section described later.
The leaked water discharge pipe may be made of the same material as the above-described mantle except for the water storage part, and the water storage part may be made of a transparent material such as PFA.

センサ15としては、原料ガスとともに、上述した漏出水排出口を通って漏出水排出管に排出されたガス透過膜を通って原料ガス中に漏出した原料水を検出することができる従来公知のセンサを使用することができ、例えば、本発明1の気液分離混合装置の漏出水排出管が図3に示したような貯水部30が形成された構造である場合、センサ15としては、貯水部30に貯まった原料水を検知できる光学センサ等が挙げられる。 As the sensor 15, a conventionally known sensor capable of detecting raw material water leaked into the raw material gas through the gas permeable membrane discharged to the leakage water discharge pipe through the leakage water discharge port described above together with the raw material gas. For example, when the leaked water discharge pipe of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 has a structure in which the water storage section 30 as shown in FIG. 3 is formed, the sensor 15 has a water storage section. An optical sensor that can detect the raw water stored in 30 is included.

また、本発明1の気液分離混合装置は、図3に示したように、外套11内に漏出水排出口13に接続された漏出水導出管31が設けられていることが好ましい。原料ガス中に漏出し外套11内に貯まった原料水Wを効率よく外套11外へ吸い出して排出することができ、外套から排出される原料ガス中に大量の原料水が混入することを防止することができるからである。
漏出水排出管31は、管状の部材であり、その一方の端部は、外套11の内側の下面付近に位置するように配置されており、他方の端部は、外套11の漏出水排出口13に接続されている。
このような漏出水排出管31を構成する材料としては特に限定されないが、例えば、上述した外套11と同様の材料であることが好ましい。
In the gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention, it is preferable that a leaked water outlet pipe 31 connected to the leaked water discharge port 13 is provided in the outer jacket 11 as shown in FIG. The raw water W leaked into the raw material gas and stored in the outer cannula 11 can be efficiently sucked out of the outer cannula 11 and discharged, and a large amount of raw material water is prevented from being mixed into the raw material gas discharged from the outer mantle. Because it can.
The leaked water discharge pipe 31 is a tubular member, one end of which is arranged near the lower surface inside the outer cannula 11, and the other end is a leaked water discharge port of the outer cannula 11. 13 is connected.
The material constituting the leaked water discharge pipe 31 is not particularly limited, but is preferably the same material as that of the mantle 11 described above, for example.

図3に示したような貯水部が設けられた本発明1の気液分離混合装置は、ガス透過膜から原料ガス中に漏出した原料水を、漏出水排出口から漏出水排出管へ排出し、貯水部に貯めることができるため、早期に原料水の漏出を検知することができる。
また、上記漏出水導出管が設けられた本発明1の気液分離混合装置は、原料ガス中に漏出した原料水を外套内の原料ガスの外へ迅速に排出することができるため、原料水が排ガス中に大量に混入することを防ぐこともできる。
The gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention provided with a water storage section as shown in FIG. 3 discharges raw water leaked into the raw material gas from the gas permeable membrane from the leakage water discharge port to the leakage water discharge pipe. Since it can be stored in the water storage part, the leakage of the raw material water can be detected at an early stage.
In addition, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention provided with the leaked water outlet pipe can quickly discharge the raw water leaked into the raw material gas to the outside of the raw material gas in the jacket. Can be prevented from being mixed in a large amount in the exhaust gas.

図4は、本発明2の気液分離混合装置の一例を模式的に示す正面図である。
図4に示すように、本発明2の気液分離混合装置40は、筒状の外套41内に中空管状で環状の循環部を有する4つのガス透過膜(図示せず)が収納されている。また、外套41の両端面には、それぞれ複数の原料水を外套41内のガス透過膜中に供給する原料水供給口41cと、原料水中に原料ガスが溶解して生成された気液混合水を外套41外へ排出する混合水排出口41dとが形成されており、原料水供給口41cと混合液排出口41dとは、それぞれガス透過膜と接続されている。
また、外套41の両端面の略中央には、外套41とガス透過膜との間に原料ガスを流通させるためのガス供給口41aと、外套41外へ原料ガスを排出するガス排出口41bとが形成されており、このガス排出口41bには、外套41の外側からセンサ45が設けられたガス排出管44が接続されている。
このような態様の本発明2の気液分離混合装置40では、図4に矢印で示したように、原料水及び気液混合液の流通方向は、図中右から左となり、原料ガスの流通方向は、図中左から右となり、それぞれ対向するような方向となる。
FIG. 4 is a front view schematically showing an example of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the second aspect of the present invention.
As shown in FIG. 4, the gas-liquid separation and mixing device 40 of the second aspect of the present invention houses four gas permeable membranes (not shown) having a hollow tubular and annular circulation portion in a cylindrical mantle 41. . Further, on both end faces of the outer jacket 41, a raw water supply port 41c for supplying a plurality of raw water into the gas permeable membrane in the outer jacket 41, and a gas-liquid mixed water generated by dissolving the raw material gas in the raw water. The mixed water discharge port 41d for discharging the water to the outside of the mantle 41 is formed, and the raw water supply port 41c and the mixed solution discharge port 41d are respectively connected to the gas permeable membrane.
In addition, at substantially the center of both end faces of the outer cannula 41, there are a gas supply port 41a for allowing the source gas to flow between the outer cannula 41 and the gas permeable membrane, and a gas outlet 41b for discharging the source gas to the outside of the outer cannula 41. A gas exhaust pipe 44 provided with a sensor 45 is connected to the gas exhaust port 41b from the outside of the outer jacket 41.
In the gas-liquid separation and mixing apparatus 40 of the second aspect of the present invention, as shown by arrows in FIG. 4, the flow directions of the raw water and the gas-liquid mixture are from right to left in the figure, and the flow of the raw gas The directions are from left to right in the figure, and are opposite to each other.

図4に示したように、本発明2の気液分離混合装置は、漏出水排出口及び漏出水排出管が設けられておらず、外套に供給された原料ガスを外套外へ排出するガス排出管にセンサが設けられている以外は、図1に示した本発明1の気液分離混合装置とほぼ同様の部材及び構成からなるものである。
即ち、本発明2の気液分離混合装置は、ガス透過膜を通って原料ガス中に原料水が漏出した場合、この漏出した原料水は、ガス排出管に設けられたセンサによって検知され、ガス透過膜にクラック等の不具合が生じたことを早期に発見することができる。
As shown in FIG. 4, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 2 is not provided with a leak water discharge port and a leak water discharge pipe, and is a gas discharge that discharges the raw material gas supplied to the mantle to the mantle. Except that the sensor is provided in the tube, it is composed of substantially the same members and configuration as the gas-liquid separation and mixing apparatus of the first aspect of the present invention shown in FIG.
That is, when the raw material water leaks into the raw material gas through the gas permeable membrane, the leaked raw material water is detected by a sensor provided in the gas discharge pipe. It is possible to detect at an early stage that a defect such as a crack has occurred in the permeable membrane.

本発明2の気液分離混合装置は、ガス排出管に原料ガス中に漏出した原料水を貯める貯水部が形成されており、上記貯水部にセンサが設けられていることが好ましい。即ち、本発明2の気液分離混合装置のガス排出管は、図3を用いて説明した貯水部30が形成された漏出水排出管34と同様の構造であることが好ましい。 In the gas-liquid separation and mixing apparatus according to the second aspect of the present invention, it is preferable that a water storage part for storing raw water leaked in the raw material gas is formed in the gas discharge pipe, and a sensor is provided in the water storage part. That is, the gas discharge pipe of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 2 preferably has the same structure as the leaked water discharge pipe 34 in which the water storage section 30 described with reference to FIG. 3 is formed.

更に、本発明2の気液分離混合装置は、外套内にガス排出口に接続された漏出水導出管が設けられていることが好ましい。即ち、本発明2の気液分離混合装置は、外套内に図3を用いた説明した漏出水導出管31と同様の漏出水導出管がガス排出口に接続されていることが好ましい。 Furthermore, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the second aspect of the present invention is preferably provided with a leaked water outlet pipe connected to the gas discharge port in the jacket. That is, in the gas-liquid separation and mixing apparatus of the second aspect of the present invention, it is preferable that a leaked water outlet pipe similar to the leaked water outlet pipe 31 described with reference to FIG.

以上説明したように、本発明の気液分離混合装置は、ガス透過膜を通して原料水に原料ガスを溶解させて気液混合水を生成する際に、ガス透過膜から原料ガス中に漏出した原料水を早期に検知することができるが、更に、本発明の気液分離混合装置は、上記ガス透過膜を通して気液混合水を原料ガスと原料水とに分離することもできる。
この場合、上述した原料水供給口から気液混合水を供給する一方、ガス供給口から原料ガスを供給しないようにすることで、上記気液混合水を原料ガスと原料水とに分離することができる。
As described above, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention is the raw material leaked into the raw material gas from the gas permeable membrane when the raw material gas is dissolved in the raw material water through the gas permeable membrane to produce the gas-liquid mixed water. Although water can be detected at an early stage, the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention can also separate the gas-liquid mixed water into raw material gas and raw water through the gas permeable membrane.
In this case, the gas-liquid mixed water is supplied from the above-described raw water supply port, while the raw gas is not supplied from the gas supply port, so that the gas-liquid mixed water is separated into the raw material gas and the raw water. Can do.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
内径15cm×長さ20cmの円柱形を有する外套内に、パーフルオロアルコキシ樹脂からなる内径0.5mm×厚さ0.04mm×長さ350cmの中空管状のオゾンガス透過膜400本を束ねて収納されたオゾン溶解モジュールを作製した(図1参照)。
また、PFAからなる内径4mmの管状の漏出水導出管を、その一端部を外套内の下面付近に配置させ、他端部を外套の一方の端面に形成した漏出水排出管に接続し、更に、外套の外側から漏出水排出管にPFAからなる内径4mmの漏出水排出管を接続し、更に、漏出水排出管の途中に、PFAからなるU字状の貯水部を形成し、該貯水部に光学センサ(オムロン社製、液面レベルセンサE32−L25T)を設けた(図3参照)。
Example 1
400 hollow ozone gas permeable membranes made of perfluoroalkoxy resin having an inner diameter of 0.5 mm, a thickness of 0.04 mm, and a length of 350 cm were bundled and stored in a mantle having a cylindrical shape with an inner diameter of 15 cm and a length of 20 cm. An ozone dissolution module was produced (see FIG. 1).
In addition, a tubular leaked water outlet pipe made of PFA with an inner diameter of 4 mm is connected to a leaked water discharge pipe having one end arranged near the lower surface in the outer jacket and the other end formed on one end face of the outer jacket, A leakage water discharge pipe having an inner diameter of 4 mm made of PFA is connected to the leakage water discharge pipe from the outer side of the mantle, and a U-shaped water storage part made of PFA is formed in the middle of the leakage water discharge pipe. An optical sensor (manufactured by OMRON Corporation, liquid level sensor E32-L25T) was provided (see FIG. 3).

オゾンガス発生装置(住友精密社製:GR−RB)に、酸素流量2L/分、窒素流量40mL/分で原料ガスを送り込みオゾンガスを発生させ、発生したオゾンガスをオゾンガス圧0.25MPaに加圧して送り出し、オゾンガスのオゾン濃度をオゾンガス濃度計(理工化学社製:OZR−3000)でモニターしたものをオゾン溶解モジュールの外套とオゾンガス透過膜との間に供給し(ガス供給口11aからガス排出口11bのルート)、ポンプを介してタンクに貯蔵した純水を水温20℃、流量1L/分でオゾン溶解モジュールのオゾンガス透過膜内に供給し(原料水供給口11cから混合水排出口11dのルート)、オゾン水を生成した。
また、オゾン水の生成に使用されなかったオゾンガスは、排オゾンガスとして分解塔へ送り、該分解塔の触媒(品川化成社製、セカードKR)を用いて排オゾンガス中のオゾン濃度が環境基準値以下となるまでオゾンの分解を行った。
Raw material gas is sent to an ozone gas generator (Sumitomo Seimitsu Co., Ltd .: GR-RB) at an oxygen flow rate of 2 L / min and a nitrogen flow rate of 40 mL / min to generate ozone gas, and the generated ozone gas is pressurized to an ozone gas pressure of 0.25 MPa and sent out. The ozone concentration of the ozone gas monitored with an ozone gas concentration meter (manufactured by Riko Chemical Co., Ltd .: OZR-3000) is supplied between the jacket of the ozone dissolution module and the ozone gas permeable membrane (from the gas supply port 11a to the gas discharge port 11b). Route), supplying pure water stored in the tank via a pump into the ozone gas permeable membrane of the ozone dissolution module at a water temperature of 20 ° C. and a flow rate of 1 L / min (route from the raw water supply port 11c to the mixed water discharge port 11d), Ozone water was generated.
In addition, ozone gas that was not used to generate ozone water is sent to the decomposition tower as exhaust ozone gas, and the ozone concentration in the exhaust ozone gas is below the environmental standard value using the catalyst of the decomposition tower (manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd., Secard KR). The ozone was decomposed until

その後、オゾン水の生成と排オゾンガスの処理とを継続して行い、光センサが貯水部に原料水が貯まったことを検知した時点で、ポンプを停止して純水の供給と、オゾンガス発生装置の放電と、酸素の供給とを停止した。なお、窒素ガスの供給は停止せず継続した。
そして、外套内を調べたところ、オゾンガス透過膜からオゾンガス中へ原料水が漏出していることが確認された。
また、オゾンガス透過膜からオゾンガス中へ原料水が漏出していることが早期に発見できたため、分解塔へ送られる排オゾンガス中に漏出した原料水が混入することを防止でき、触媒が失活することを未然に防止することができた。
After that, generation of ozone water and treatment of exhaust ozone gas are continued, and when the optical sensor detects that raw material water has accumulated in the water storage part, the pump is stopped and the supply of pure water and the ozone gas generator And the supply of oxygen were stopped. The supply of nitrogen gas continued without stopping.
And when the inside of the mantle was examined, it was confirmed that the raw material water leaked from the ozone gas permeable membrane into the ozone gas.
In addition, since it was discovered early that raw water was leaking into the ozone gas from the ozone gas permeable membrane, it was possible to prevent the raw water leaked into the exhausted ozone gas sent to the decomposition tower, and the catalyst was deactivated. This has been prevented.

本発明によれば、原料ガスを原料水にガス透過膜を通して溶解させて気液混合水を生成したり、ガス透過膜を通して気液混合水を原料ガスと原料水とに分離したりすることができる一方、ガス透過膜から原料ガス中に漏出した原料水を早期に検知することができる気液分離混合装置を提供できる。 According to the present invention, the raw material gas is dissolved in the raw material water through the gas permeable membrane to generate gas-liquid mixed water, or the gas-liquid mixed water is separated into the raw material gas and the raw water through the gas permeable membrane. On the other hand, it is possible to provide a gas-liquid separation and mixing device that can detect raw material water leaked into the raw material gas from the gas permeable membrane at an early stage.

(a)は、本発明1の気液分離混合装置の一例を模式的に示す正面図であり、(b)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の左側面図であり、(c)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の右側面図であり、(d)は、(a)に示した本発明1の気液分離混合装置の内部の様子を模式的に示した断面図である。(A) is a front view which shows typically an example of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 1, (b) is the left view of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 1 shown to (a). (C) is a right side view of the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 shown in (a), and (d) is the gas-liquid separation and mixing apparatus of the present invention 1 shown in (a). It is sectional drawing which showed the mode of the inside of. (a)は、図1に示した本発明1の気液分離混合装置の一部を拡大した部分拡大図であり、(b)は、本発明1の気液分離混合装置の実施の態様を示した側面図である。(A) is the elements on larger scale which expanded a part of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 1 shown in FIG. 1, (b) is the embodiment of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 1. It is the side view shown. 本発明1の気液分離混合装置の好ましい一例を模式的に示す部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view which shows typically a preferable example of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 1. FIG. 本発明2の気液分離混合装置の一例を模式的に示す正面図である。It is a front view which shows typically an example of the gas-liquid separation mixing apparatus of this invention 2.

符号の説明Explanation of symbols

10、40 気液分離混合装置
11、41 外套
11a、41a ガス供給口
11b、41b ガス排出口
11c、41c 原料水供給口
11d、41d 混合液排出口
12、42 ガス透過膜
13 漏出水排出口
14、44 漏出水排出管
15、45 センサ
16 ジョイント
17 袋ナット
30 貯水部
31 漏出水導出管
10, 40 Gas-liquid separation and mixing device 11, 41 Mantle 11a, 41a Gas supply port 11b, 41b Gas discharge port 11c, 41c Raw material water supply port 11d, 41d Mixed liquid discharge port 12, 42 Gas permeable membrane 13 Leaked water discharge port 14 , 44 Leaked water discharge pipe 15, 45 Sensor 16 Joint 17 Cap nut 30 Water reservoir 31 Leaked water outlet pipe

Claims (6)

外套内に原料水と原料ガスとを隔離するガス透過膜が収納された気液分離混合装置であって、
前記ガス透過膜から前記原料ガス中に漏出した原料水を排出する漏出水排出口が前記外套に形成されており、
前記外套の外側から前記漏出水排出口に接続された漏出水排出管に、前記原料ガス中に漏出した原料水を検知するセンサが設けられている
ことを特徴とする気液分離混合装置。
A gas-liquid separation and mixing device in which a gas permeable membrane for isolating raw material water and raw material gas is housed in an outer jacket,
A leaked water discharge port for discharging the raw water leaked into the raw material gas from the gas permeable membrane is formed in the mantle.
A gas-liquid separation and mixing device, wherein a sensor for detecting raw water leaked into the raw material gas is provided in a leaked water discharge pipe connected to the leaked water discharge port from the outside of the jacket.
漏出水排出管に原料ガス中に漏出した原料水を貯める貯水部が形成されており、前記貯水部にセンサが設けられていることを特徴とする請求項1記載の気液分離混合装置。 2. The gas-liquid separation and mixing device according to claim 1, wherein a water storage part for storing the raw water leaked into the raw material gas is formed in the leakage water discharge pipe, and a sensor is provided in the water storage part. 外套内に漏出水排出口に接続された漏出水導出管が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の気液分離混合装置。 The gas-liquid separation and mixing device according to claim 1 or 2, wherein a leaked water outlet pipe connected to the leaked water discharge port is provided in the outer jacket. 外套内に原料水と原料ガスとを隔離するガス透過膜が収納された気液分離混合装置であって、
前記外套の外側から前記原料ガスを排出するガス排出口に接続されたガス排出管に、前記ガス透過膜から前記原料ガス中に漏出した原料水を検知するセンサが設けられている
ことを特徴とする気液分離混合装置。
A gas-liquid separation and mixing device in which a gas permeable membrane for isolating raw material water and raw material gas is housed in an outer jacket,
A gas discharge pipe connected to a gas discharge port for discharging the source gas from the outside of the mantle is provided with a sensor for detecting source water leaked into the source gas from the gas permeable membrane. Gas-liquid separation and mixing device.
ガス排出管に原料ガス中に漏出した原料水を貯める貯水部が形成されており、前記貯水部にセンサが設けられていることを特徴とする請求項4記載の気液分離混合装置。 5. The gas-liquid separation and mixing apparatus according to claim 4, wherein a water storage part for storing the raw water leaked into the raw material gas is formed in the gas discharge pipe, and a sensor is provided in the water storage part. 外套内にガス排出口に接続された漏出水導出管が設けられていることを特徴とする請求項4又は5記載の気液分離混合装置。 6. The gas-liquid separation and mixing device according to claim 4, wherein a leaked water outlet pipe connected to the gas discharge port is provided in the jacket.
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JP2009219996A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Kurita Water Ind Ltd Method of detecting deterioration of gas permeable membrane, and method of operating gas permeable membrane module

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