JP2021094495A - Separation membrane sheet, separation membrane element, separation module, and separation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分離膜シート、分離膜エレメント、分離膜モジュール、及び分離装置に関する。 The present invention relates to a separation membrane sheet, a separation membrane element, a separation membrane module, and a separation device.
高分子化合物を用いた高分子膜は、液体、気体、固体及び少なくともそれらの2つを含む混合物等の流体に含まれる特定の成分の選択的な分離に用いられることが知られている。例えば、特許文献1には、樹脂で構成された多孔質層上に樹脂で構成された分離層を設けた分離膜が記載されており、特許文献2には、不織布上に樹脂で構成された分離層を設けた分離膜が記載されている。 Polymer membranes using polymeric compounds are known to be used for the selective separation of specific components contained in fluids such as liquids, gases, solids and mixtures containing at least two of them. For example, Patent Document 1 describes a separation membrane in which a separation layer made of resin is provided on a porous layer made of resin, and Patent Document 2 describes a separation membrane made of resin on a non-woven fabric. A separation membrane provided with a separation layer is described.
分離膜の適用が想定される水素や尿素等を製造するプラントでは、分離膜に高圧のガスが供給されることがある。このような高圧のガスを分離膜に供給してガス分離を行った場合に、分離効率が低下することが見出された。 In plants that produce hydrogen, urea, etc., for which separation membranes are expected to be applied, high-pressure gas may be supplied to the separation membranes. It has been found that when such a high-pressure gas is supplied to the separation membrane to perform gas separation, the separation efficiency is lowered.
本発明は、分離効率の低下を抑制することができる分離膜シート、分離膜エレメント、分離膜モジュール、及び分離装置の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a separation membrane sheet, a separation membrane element, a separation membrane module, and a separation device capable of suppressing a decrease in separation efficiency.
本発明は、以下の分離膜シート、分離膜エレメント、分離膜モジュール、及び分離装置を提供する。
〔1〕 特定のガス成分を選択的に透過する分離膜シートであって、
第1多孔層と、前記第1多孔層上に積層される分離機能層と、前記第1多孔層の前記分離機能層とは反対側に積層される第2多孔層と、を有し、
前記分離機能層は、無孔質の樹脂組成物層であり、
前記第1多孔層と前記第2多孔層とは互いに異なる多孔層であり、
前記第1多孔層の平均孔径は、0.005μm以上1μm以下であり、
前記第1多孔層の厚みは、5μm以上150μm以下であり、
前記第2多孔層の目付偏差は、0.6g/m2以下である、分離膜シート。
〔2〕 前記第1多孔層の厚みは、前記第2多孔層の厚みよりも小さい、〔1〕に記載の分離膜シート。
〔3〕 前記第1多孔層の通気度は、前記第2多孔層の通気度よりも小さい、〔1〕又は〔2〕に記載の分離膜シート。
〔4〕 前記樹脂組成物層は、ゲル状である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔5〕 前記分離機能層は、親水性樹脂を含み、
前記第1多孔層は、疎水性である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔6〕 前記第1多孔層は、多孔膜である、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔7〕 前記第2多孔層は、不織布である、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔8〕 前記分離機能層は、前記特定のガス成分と可逆的に反応するキャリアを含む、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔9〕 前記特定のガス成分は、酸性ガスである、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の分離膜シート。
〔10〕 〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の分離膜シートを含む分離膜エレメントであって、
前記特定のガス成分を含む原料ガスが流れる流路を形成する供給側流路部材と、
前記分離膜シートを透過した前記特定のガス成分を含む透過ガスが流れる流路を形成する透過側流路部材と、を含み、
前記供給側流路部材は、前記分離膜シートの前記第2多孔層とは反対側に配置され、
前記透過側流路部材は、前記分離膜シートの前記第2多孔層側に配置される、分離膜エレメント。
〔11〕 〔10〕に記載の分離膜エレメントと、
前記分離膜エレメントの前記供給側流路部材で形成される流路と連通する原料ガス供給口、
非透過ガス排出口、及び、
前記分離膜エレメントの前記透過側流路部材で形成される流路と連通する透過ガス排出口を備える、分離膜モジュール。
〔12〕 〔11〕に記載の分離膜モジュールを少なくとも1つ備える、分離装置。
The present invention provides the following separation membrane sheet, separation membrane element, separation membrane module, and separation device.
[1] A separation membrane sheet that selectively permeates a specific gas component.
It has a first porous layer, a separation functional layer laminated on the first porous layer, and a second porous layer laminated on the side opposite to the separation functional layer of the first porous layer.
The separation functional layer is a non-porous resin composition layer, and is
The first porous layer and the second porous layer are different porous layers from each other.
The average pore size of the first porous layer is 0.005 μm or more and 1 μm or less.
The thickness of the first porous layer is 5 μm or more and 150 μm or less.
A separation membrane sheet having a basis weight deviation of the second porous layer of 0.6 g / m 2 or less.
[2] The separation membrane sheet according to [1], wherein the thickness of the first porous layer is smaller than the thickness of the second porous layer.
[3] The separation membrane sheet according to [1] or [2], wherein the air permeability of the first porous layer is smaller than the air permeability of the second porous layer.
[4] The separation membrane sheet according to any one of [1] to [3], wherein the resin composition layer is in the form of a gel.
[5] The separation functional layer contains a hydrophilic resin and contains a hydrophilic resin.
The separation membrane sheet according to any one of [1] to [4], wherein the first porous layer is hydrophobic.
[6] The separation membrane sheet according to any one of [1] to [5], wherein the first porous layer is a porous membrane.
[7] The separation membrane sheet according to any one of [1] to [6], wherein the second porous layer is a non-woven fabric.
[8] The separation membrane sheet according to any one of [1] to [7], wherein the separation functional layer contains a carrier that reversibly reacts with the specific gas component.
[9] The separation membrane sheet according to any one of [1] to [8], wherein the specific gas component is an acid gas.
[10] A separation membrane element including the separation membrane sheet according to any one of [1] to [9].
A supply-side flow path member that forms a flow path through which the raw material gas containing the specific gas component flows, and
A permeation-side flow path member that forms a flow path through which a permeated gas containing the specific gas component that has permeated the separation membrane sheet flows.
The supply-side flow path member is arranged on the side of the separation membrane sheet opposite to the second porous layer.
The permeation side flow path member is a separation membrane element arranged on the second porous layer side of the separation membrane sheet.
[11] The separation membrane element according to [10] and
A raw material gas supply port communicating with a flow path formed by the supply side flow path member of the separation membrane element,
Non-permeated gas outlet and
A separation membrane module including a permeation gas discharge port communicating with a flow path formed by the permeation side flow path member of the separation membrane element.
[12] A separation device including at least one separation membrane module according to [11].
本発明によれば、分離効率の低下を抑制することができる、分離膜シート、分離膜エレメント、分離膜モジュール、及び分離装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a separation membrane sheet, a separation membrane element, a separation membrane module, and a separation device capable of suppressing a decrease in separation efficiency.
(分離膜シート)
図1(a)及び(b)は、本実施形態の分離膜シートを模式的に示す概略断面図である。図1(a)に示す分離膜シート10は、特定のガス成分を選択的に透過する分離膜シート10であって、第1多孔層11と、第1多孔層11上に積層される分離機能層15と、第1多孔層11の分離機能層15とは反対側に積層される第2多孔層12とを有する。分離機能層15は、無孔質の樹脂組成物層であり、第1多孔層11と第2多孔層12とは、互いに異なる多孔層である。第1多孔層11の平均孔径は、0.005μm以上1μm以下であり、第1多孔層11の厚みは、5μm以上150μm以下である。第2多孔層12の目付偏差は、0.6g/m2以下である。
(Separation membrane sheet)
1A and 1B are schematic cross-sectional views schematically showing the separation membrane sheet of the present embodiment. The
第1多孔層11と第2多孔層12とが互いに異なる多孔層であるとは、第1多孔層11と第2多孔層12とが完全に同じではないことをいい、例えば、第1多孔層11及び第2多孔層12を構成する材料の種類や形態(多孔膜、不織布、織布、発泡体等)、第1多孔層11及び第2多孔層12の厚み、密度、平均孔径、空隙率等の物性等のうちの少なくとも1つが異なることをいう。
The fact that the first
第1多孔層11と第2多孔層12とは、厚み及び通気度のうちの少なくとも一方が異なっていることが好ましい。第1多孔層11の厚みと第2多孔層12の厚みとが互いに異なっている場合、第1多孔層11の厚みは、第2多孔層12の厚みよりも小さいことが好ましい。第1多孔層11の通気度と第2多孔層12の通気度とが互いに異なっている場合、第1多孔層11の通気度は、第2多孔層12の通気度よりも小さいことが好ましい。
It is preferable that the first
第1多孔層11は多孔膜であり、第2多孔層12は不織布であることが好ましい。
It is preferable that the first
第2多孔層12は、後述する分離膜エレメントにおいて、透過側流路部材側に配置されることが好ましい。
The second
分離膜シート10は、図1(b)に示すように、分離機能層15の第1多孔層11とは反対側に、第3多孔層を有していてもよく、第3多孔層13の分離機能層15とは反対側に、第4多孔層14を有していてもよい。
As shown in FIG. 1B, the
分離膜シート10が選択的に透過させる特定のガス成分は、酸性ガスであることが好ましい。酸性ガスとしては、二酸化炭素(CO2)、硫化水素(H2S)、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、塩化水素等のハロゲン化水素等が挙げられる。特定のガス成分は、二酸化炭素であることが好ましい。
The specific gas component that the
(分離機能層)
分離機能層15は、主に特定のガス成分を選択的に透過させるガス選択透過性を有する。分離機能層15は、樹脂組成物を用いて形成された無孔質の樹脂組成物層であり、ゲル状の樹脂組成物層であることが好ましい。本明細書において無孔質の樹脂組成物層とは、分子のサイズや形状の差異を利用して選択透過させる多孔質の層(分子ふるい膜)ではなく、分子の溶解性及び拡散性の差異を利用して選択透過させる層(溶解−拡散膜)をいう。無孔質の樹脂組成物層としては、例えばガス分子の溶解性又は/及び拡散性を促進する物質を含む促進輸送膜が挙げられる。
(Separation function layer)
The
樹脂組成物層は、少なくとも親水性樹脂、及び、特定のガス成分と可逆的に反応するキャリアを含むことが好ましく、必要に応じて、親水性樹脂やキャリア以外の添加剤を含んでいてもよい。 The resin composition layer preferably contains at least a hydrophilic resin and a carrier that reversibly reacts with a specific gas component, and may contain an additive other than the hydrophilic resin and the carrier, if necessary. ..
親水性樹脂は、水酸基やイオン交換基等の親水性基を有する樹脂であり、親水性樹脂の分子鎖同士が架橋により網目構造を有することで高い保水性を示す架橋型親水性樹脂を含むことがより好ましい。 The hydrophilic resin is a resin having a hydrophilic group such as a hydroxyl group or an ion exchange group, and includes a crosslinked hydrophilic resin that exhibits high water retention by having a network structure in which the molecular chains of the hydrophilic resin are crosslinked. Is more preferable.
親水性樹脂を形成する重合体は、例えば、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、脂肪酸のビニルエステル、又はそれらの誘導体に由来する構造単位を有していることが好ましい。このような親水性を示す重合体としては、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、メタクリル酸、酢酸ビニル等の単量体を重合してなる重合体が挙げられ、具体的には、イオン交換基としてカルボキシル基を有するポリアクリル酸系樹脂、ポリイタコン酸系樹脂、ポリクロトン酸系樹脂、ポリメタクリル酸系樹脂等、水酸基を有するポリビニルアルコール系樹脂等、それらの共重合体であるアクリル酸−ビニルアルコール共重合体系樹脂、アクリル酸−メタクリル酸共重合体系樹脂、アクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体系樹脂、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体系樹脂等が挙げられる。この中でも、アクリル酸の重合体であるポリアクリル酸系樹脂、メタクリル酸の重合体であるポリメタクリル酸系樹脂、酢酸ビニルの重合体を加水分解したポリビニルアルコール系樹脂、アクリル酸メチルと酢酸ビニルとの共重合体を鹸化したアクリル酸塩−ビニルアルコール共重合体系樹脂、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体であるアクリル酸−メタクリル酸共重合体系樹脂がより好ましく、ポリアクリル酸、アクリル酸塩−ビニルアルコール共重合体系樹脂がさらに好ましい。 The polymer forming the hydrophilic resin preferably has, for example, an acrylic acid alkyl ester, a methacrylic acid alkyl ester, a vinyl ester of a fatty acid, or a structural unit derived from a derivative thereof. Examples of the polymer exhibiting such hydrophilicity include a polymer obtained by polymerizing a monomer such as acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, methacrylic acid, and vinyl acetate, and specifically, an ion exchange group. Polyacrylic acid-based resin having a carboxyl group, polyitaconic acid-based resin, polycrotonic acid-based resin, polymethacrylic acid-based resin, etc., polyvinyl alcohol-based resin having a hydroxyl group, etc. Examples thereof include a polymerization system resin, an acrylic acid-methacrylic acid copolymer system resin, an acrylic acid-methyl methacrylate copolymer system resin, and a methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer system resin. Among these, polyacrylic acid-based resin which is a polymer of acrylic acid, polymethacrylic acid-based resin which is a polymer of methacrylic acid, polyvinyl alcohol-based resin obtained by hydrolyzing a polymer of vinyl acetate, methyl acrylate and vinyl acetate. Acrylate-vinyl alcohol copolymer resin obtained by saponifying the copolymer of the above, acrylic acid-methacrylic acid copolymer resin which is a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid is more preferable, and polyacrylic acid and acrylate are more preferable. -Vinyl alcohol copolymer resin is more preferred.
架橋型親水性樹脂は、親水性を示す重合体を架橋剤と反応させて調製してもよいし、親水性を示す重合体の原料となる単量体と架橋性単量体とを共重合させて調製してもよい。架橋剤又は架橋性単量体としては特に限定されず、従来公知の架橋剤又は架橋性単量体を使用することができる。 The crosslinked hydrophilic resin may be prepared by reacting a polymer exhibiting hydrophilicity with a crosslinking agent, or a monomer used as a raw material of the polymer exhibiting hydrophilicity and a crosslinkable monomer are copolymerized. May be prepared. The cross-linking agent or cross-linking monomer is not particularly limited, and conventionally known cross-linking agents or cross-linking monomers can be used.
架橋剤としては、例えば、エポキシ架橋剤、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン、有機金属系架橋剤、金属系架橋剤等の、従来公知の架橋剤が挙げられる。架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等の、従来公知の架橋性単量体が挙げられる。架橋方法としては、例えば、熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等の方法や、特開2003−268009号公報、特開平7−88171号公報に記載されている方法等、従来公知の手法を使用することができる。 Examples of the cross-linking agent include epoxy cross-linking agents, polyhydric glycidyl ethers, polyhydric alcohols, polyhydric isocyanates, polyhydric aziridines, haloepoxy compounds, polyvalent aldehydes, polyvalent amines, organic metal-based cross-linking agents, metal-based cross-linking agents and the like. Examples of the conventionally known cross-linking agent. Examples of the crosslinkable monomer include conventionally known crosslinkable monomers such as divinylbenzene, N, N'-methylenebisacrylamide, trimethylolpropane triallyl ether, and pentaerythritol tetraallyl ether. Examples of the cross-linking method include methods such as thermal cross-linking, ultraviolet cross-linking, electron beam cross-linking, radiation cross-linking, and photo-crosslinking, and methods described in JP-A-2003-26809 and JP-A-7-88171. Conventionally known methods can be used.
特定のガス成分と可逆的に反応するキャリアは、分離機能層15を構成する樹脂組成物層内に存在し、樹脂組成物層内に溶解した特定のガス成分と可逆的に反応することにより、特定のガス成分を選択的に透過させる。分離機能層15に含まれるキャリアは、1種であってもよく2種以上であってもよい。
The carrier that reversibly reacts with the specific gas component exists in the resin composition layer constituting the separation
特定のガス成分が酸性ガスである場合に用いられるキャリアの具体例としては、酸性ガスが二酸化炭素の場合、アルカリ金属炭酸塩やアルカリ金属重炭酸塩、アルカノールアミン(例えば、特公平7−102310号公報(特許第2086581号)等に記載)、及びアルカリ金属水酸化物(例えば、国際公開公報2016/024523号パンフレット等に記載)等が、酸性ガスが硫黄酸化物の場合、硫黄含有化合物や、アルカリ金属のクエン酸塩、及び遷移金属錯体(例えば、特許第2879057号公報等に記載)等が、酸性ガスが窒素酸化物の場合、アルカリ金属亜硝酸塩や、遷移金属錯体(例えば、特許第2879057号公報等に記載)等が、それぞれ挙げられる。 Specific examples of the carrier used when the specific gas component is an acid gas include an alkali metal carbonate, an alkali metal bicarbonate, and an alkanolamine (for example, No. 7-102310) when the acid gas is carbon dioxide. (Described in Japanese Patent No. 2086581), etc.) and alkali metal hydroxides (for example, described in the pamphlet of International Publication No. 2016/024523), when the acid gas is a sulfur oxide, a sulfur-containing compound or When the acid gas is a nitrogen oxide, the alkali metal citrate and the transition metal complex (for example, described in Japanese Patent No. 2879057) and the like are alkali metal nitrite and the transition metal complex (for example, Patent No. 2879057). (Described in the Gazette, etc.), etc., respectively.
分離機能層15の厚みは、1000μm以下であることが好ましく、500μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましく、また、通常5μm以上である。厚みは、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて、分離機能層15の断面観察を行うことによって決定することができる。
The thickness of the separation
分離機能層15には、親水性樹脂、キャリアのほかに、例えば特定のガス成分とキャリアとの反応速度を向上させるための水和反応触媒や、界面活性剤等が添加剤として含まれていてもよい。
In addition to the hydrophilic resin and the carrier, the separation
特定のガス成分が酸性ガスである場合の水和反応触媒としては、オキソ酸化合物が挙げられる。オキソ酸化合物としては、14族元素、15族元素、及び16族元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素のオキソ酸化合物であることが好ましく、亜テルル酸化合物、亜セレン酸化合物、亜ヒ酸化合物、及びオルトケイ酸化合物からなる群より選択される少なくとも1つであることがさらに好ましい。分離機能層15は、オキソ酸化合物を1種又は2種以上含むことができる。
Examples of the hydration reaction catalyst when the specific gas component is an acid gas include an oxo acid compound. The oxoacid compound is preferably an oxoacid compound of at least one element selected from the group consisting of
界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の従来公知の界面活性剤を使用することができる。界面活性剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The surfactant is not particularly limited, but for example, polyoxyethylene polyoxypropylene glycols, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants and the like. Conventionally known surfactants can be used. One type of surfactant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
(第1多孔層)
第1多孔層11は、分離機能層15を支持するための支持層として用いることができる。第1多孔層11は、分離機能層15を形成するために樹脂組成物を含む塗布液が塗布される層であってもよい。第1多孔層11は、分離膜シート10において、分離機能層15に供給された原料ガス、特に原料ガスに含まれ、分離機能層15を選択的に透過する特定のガス成分の拡散抵抗とならないように、ガス透過性の高い多孔性を有する。
(First porous layer)
The first
第1多孔層11は、単層構造を有するものであってもよく、多層構造を有していてもよい。第1多孔層11が多層構造を有する場合、各層は互いに同じであってもよく互いに異なっていてもよい。
The first
第1多孔層11の平均孔径は、0.005μm以上であり、0.01μm以上であることが好ましく、0.05μm以上であることがより好ましく、また、1μm以下であり、0.7μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。第1多孔層11の平均孔径は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
The average pore size of the first
第1多孔層11の厚みは、5μm以上であり、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがさらに好ましく、また、150μm以下であり、120μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることがさらに好ましい。第1多孔層11の厚みは、後述する第2多孔層12の厚みよりも小さいことが好ましい。厚みは、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
The thickness of the first
第1多孔層11の平均孔径及び厚みが上記の範囲内であることにより、分離機能層15を選択的に透過する特定のガス成分の拡散抵抗となることなく、分離機能層15の支持層として好適に用いることができる。また、分離機能層15を構成する樹脂組成物層を形成するために、第1多孔層11上に樹脂組成物を塗布する場合に、安定した成膜性を得やすくなる。
When the average pore diameter and thickness of the first
第1多孔層11の空隙率は、特定のガス成分の拡散抵抗となることを抑制しつつ分離機能層の支持層として好適に用いられるという観点から、5%以上であることが好ましく、10%以上であってもよく、20%以上であってもよく、30%以上であってもよく、また、99%以下であることが好ましく、95%以下であってもよく、90%以下であってもよい。
The porosity of the first
空隙率は、次の手順で算出することができる。まず、第1多孔層11を、250mm×200mmのサイズに切り出したサンプルについて、面積、厚み、及び重量[g]を測定する。第1多孔層11を構成する材料の真密度をρ[g/cm3]として、下式にしたがって空隙率を算出する。
空隙率[%]=[(サンプルの面積×サンプルの厚み×ρ)−サンプルの重量]/(サンプルの面積×サンプルの厚み×ρ)
The porosity can be calculated by the following procedure. First, the area, thickness, and weight [g] of a sample obtained by cutting the first
Porosity [%] = [(Sample area x Sample thickness x ρ) -Sample weight] / (Sample area x Sample thickness x ρ)
第1多孔層11の真密度は、切り出したサンプルを融点以上に加熱し、溶融させて無孔状とした後、冷却・固化させて得られた溶融固化サンプルについて、容積及び重量を測定して決定することができる。第1多孔層11が多層構造を有する場合、第1多孔層11を構成する材料の真密度は、切り出したサンプルに含まれる各層の割合(厚み比)に基づいて、決定することができる。
The true density of the first
第1多孔層11の通気度は、特定のガス成分の拡散抵抗となることを抑制しつつ分離機能層の支持層として好適に用いられるという観点から、通気抵抗度を示すガーレー値が30秒以上であることが好ましく、60秒以上であることがより好ましく、90秒以上であってもよく、また、2000秒以下であることが好ましく、1500秒以下であってもよく、1000秒以下であってもよく、500秒以下であってもよい。第1多孔層11の通気度は、後述する第2多孔層12の通気度よりも小さいことが好ましい。通気抵抗度を示すガーレー値は、JIS L 1096に準拠して測定することにより決定することができ、より具体的には、後述する実施例に記載の方法によって決定することができる。
The air permeability of the first
第1多孔層11のヤング率は、特定のガス成分の拡散抵抗となることを抑制しつつ分離機能層の支持層として好適に用いられるという観点から、20GPa以上であることが好ましく、100GPa以上であってもよく、200GPa以上であってもよく、また、1200GPa以下であることが好ましく、1000GPa以下であってもよく、800GPa以下であってもよく、600GPa以下であってもよい。
The Young's modulus of the first
ヤング率は、次の手順で測定することができる。第1多孔層11から、JIS K6251−3規定のダンベル形状に小片を切り出す。温度23℃、相対湿度50%RHの条件下で、オートグラフ装置にフィルムの小片を装着し、50mm/minの一定速度で引っ張る。この測定における初期の応力及び歪からヤング率を算出する。測定は3回行い、その平均値を第1多孔層11のヤング率とする。
Young's modulus can be measured by the following procedure. A small piece is cut out from the first
第1多孔層11は、疎水性であることが好ましく、温度25℃における水の接触角が90度以上であってもよく、95度以上であってもよく、100度以上であってもよい。水の接触角は、接触角計(例えば、協和界面科学(株)製;商品名:「DropMaster500」)で測定することができる。
The first
第1多孔層11は、樹脂材料又は無機材料によって形成されていることが好ましい。第1多孔層11を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素含有樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリスチレン(PS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリスルホン(PSF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、高分子量ポリエステル、耐熱性ポリアミド、アラミド、ポリカーボネート、これらの樹脂材料のうちの2種以上の混合物等が挙げられる。これらの中でも、撥水性及び耐熱性の点から、ポリオレフィン系樹脂又はフッ素含有樹脂であることが好ましい。第1多孔層11を構成する無機材料としては、金属、ガラス、セラミックス等が挙げられる。第1多孔層11は、樹脂材料と無機材料との両方を含んでいてもよい。
The first
第1多孔層11は、多孔体であれば特に限定されず、例えば、多孔膜、不織布、織布、発泡体、ネット等の形態であってもよい。第1多孔層11は、特定のガス成分の拡散抵抗となることを抑制しつつ分離機能層の支持層として好適に用いられるという観点から、多孔膜であることが好ましい。多孔膜とは、多孔性の樹脂フィルムをいう。多孔膜としては、延伸法や相分離法で得られた多孔膜が挙げられる。
The first
(第2多孔層)
第2多孔層12は、第1多孔層11の分離機能層15とは反対側に積層され、第1多孔層11の支持層としての機能を補強するための補強層として用いることができる。第2多孔層12を設けることにより、原料ガス中の特定のガス成分を選択的に透過させる際に分離膜シート10にかかる圧力負荷に耐え得る強度を追加的に付与することができる。また、分離機能層15を構成する樹脂組成物層を形成するために、第1多孔層11上に樹脂組成物を塗布する場合には、第1多孔層11にかかる張力負荷に耐え得る強度を追加的に付与することができる。
(Second porous layer)
The second
第2多孔層12は、単層構造を有するものであってもよく、多層構造を有していてもよい。第2多孔層12が多層構造を有する場合、各層は互いに同じであってもよく互いに異なっていてもよい。
The second
第2多孔層12の目付偏差は、0.6g/m2以下であり、0.55g/m2以下であることが好ましく、0.5g/m2以下であることがより好ましく、通常、0.01g/m2以上である。第2多孔層12の目付偏差は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
The texture deviation of the second
第2多孔層12の目付偏差が上記の範囲内であることにより、第2多孔層12の目付のムラを抑制することができる。第2多孔層12の目付のムラが抑制されていると、分離膜シート10全体に均一な強度を付与することができる。これにより、原料ガスを供給することによって分離膜シート10に圧力が付与された場合に、分離膜シート10に含まれる第2多孔層12の相対的に目付偏差の小さい領域等において、分離膜シート10(特に、分離機能層15)に破断等の損傷が生じることを抑制することができる。その結果、損傷が生じた領域において原料ガスが分離されることなく流出することを抑制することができるため、分離効率の低下を抑制することができる。これに対し、第2多孔層12における目付のムラが大きい場合、ガス分離を行う際に分離膜シート10に圧力が付与されると、第2多孔層12の相対的に目付偏差の大きい領域等において、分離膜シート10(特に、分離機能層15)に破断等の損傷が生じやすい。このような損傷が生じた領域では、原料ガスが分離されることなく流出するため、分離効率が低下しやすくなる。
When the basis weight deviation of the second
第2多孔層12の目付は、分離膜シート10にかかる圧力や張力に耐え得る強度を付与する観点から、10g/m2以上であることが好ましく、15g/m2以上であることがより好ましく、20g/m2以上であってもよく、また、通常200g/m2以下であり、150g/m2以下であってもよい。目付は、後述する実施例に記載の方法によって測定することができる。
The basis weight of the second porous layer 12 is preferably 10 g / m 2 or more, and more preferably 15 g / m 2 or more, from the viewpoint of imparting strength that can withstand the pressure and tension applied to the
第2多孔層12の厚みは、分離膜シート10にかかる圧力や張力に耐え得る強度を付与する観点から、10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、100μm以上であってもよく、また、700μm以下であることが好ましく、600μm以下であってもよく、500μm以下であってもよく、400μm以下であってもよい。厚みは、後述する実施例に記載の第1多孔層11の厚みの測定方法と同様にして測定することができる。
The thickness of the second
第2多孔層12の空隙率は、分離膜シート10にかかる圧力や張力に耐え得る強度を付与する観点から、5%以上であることが好ましく、10%以上であってもよく、20%以上であってもよく、30%以上であってもよく、また、99%以下であることが好ましく、95%以下であってもよく、90%以下であってもよい。空隙率は、上記した方法によって算出することができる。
The porosity of the second
第2多孔層12の通気度は、ガーレー値が0.01秒以上であることが好ましく、0.05秒以上であってもよく、また、通常30秒以下であり、20秒以下であってもよく、10秒以下であってもよい。通気抵抗度を示すガーレー値は、JIS L 1096に準拠して測定して決定することができ、より具体的には、後述する実施例に記載の方法によって決定することができる。
The air permeability of the second
第2多孔層12のヤング率は、分離膜シート10にかかる圧力や張力に耐え得る強度を付与する観点から、20GPa以上であることが好ましく、50GPa以上であってもよく、100GPa以上であってもよく、また、400GPa以下であることが好ましく、300GPa以下であってもよく、200GPa以下であってもよい。ヤング率は、上記した方法によって算出することができる。
The Young's modulus of the second
第2多孔層12は、樹脂材料又は無機材料によって形成されていることが好ましい。第2多孔層12を構成する樹脂材料又は無機材料としては、第1多孔層11を形成するための樹脂材料又は無機材料を挙げることができる。第2多孔層12を形成するための樹脂材料は、ポリオレフィン系樹脂又はポリフェニレンサルファイドであることが好ましい。
The second
第2多孔層12は、多孔体であれば特に限定されず、例えば、多孔膜、不織布、織布、発泡体、ネット等の形態であってもよい。第2多孔層12は、分離膜シート10にかかる圧力や張力に耐え得る強度を付与する観点から、不織布であることが好ましい。不織布としては、例えば、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、エアレイド不織布、スパンレース不織布、カード不織布等が挙げられる。
The second
第2多孔層12が不織布である場合、不織布を構成する繊維の平均繊維径は、通常1μm以上であり、5μm以上であってもよく、10μm以上であってもよく、また、通常80μm以下であり、60μm以下であってもよく、50μm以下であってもよく、30μm以下であってもよい。平均繊維径は、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて、第2多孔層12の表面を撮影し、任意に選んだ50本の繊維について測定した繊維径の平均値とすることができる。
When the second
第2多孔層12は、第1多孔層11に固定されていることが好ましい。固定方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、接着剤又は粘着剤を介して貼合する方法や熱融着法等が挙げられる。接着剤や粘着剤を介して貼合する場合は、第1多孔層11及び第2多孔層12のうちの少なくとも一方に接着剤又は粘着剤を塗布した後、第1多孔層11と第2多孔層12とを貼合すればよい。第1多孔層11と第2多孔層12との間に介在する接着剤又は粘着剤の量は、例えば1g/m2以上1000g/m2以下とすることができ、5g/m2以上200g/m2以下であってもよい。熱融着法によって固定する方法としては、例えば、第1多孔層11と第2多孔層12とを積層した後、外部から熱又は振動を加えて接合面を溶融させて融着させる方法が挙げられる。
The second
なお、第1多孔層11と第2多孔層12との間や、第2多孔層12と他の層との間が、接着剤や粘着剤で固定されている場合、分離膜シート10からこれらの層を取り出す際には、まず、分離膜シート10を水洗・乾燥して分離機能層15を除去する。次いで、接着剤や粘着剤を溶媒等を用いて溶解除去して、第1多孔層11及び第2多孔層12を取り出し、上記した各種物性の測定等を行えばよい。
When the space between the first
第1多孔層11と第2多孔層12との間や、第2多孔層12と他の層との間が、熱融着によって固定されている場合の第2多孔層12の目付は、次の手順で測定することができる。まず、分離膜シート10を水洗・乾燥して分離機能層15を除去する。次いで、第2多孔層12に熱融着により固定されている層全体を含むように、50mm×50mmのサイズに切り出した第1のサンプルを用意し、この第1のサンプルの断面観察から第2多孔層12の厚みを測定し、その平均値を算出する。続いて、上記第1のサンプルにおいて、層表面に設定する互いに重ならない直径12mmの複数の円状領域から任意に選んだ10箇所から、第2多孔層12のみを含むように、第2のサンプル(合計10個)を取得し、各第2のサンプルの密度を測定し、その平均値を算出する。これらの平均値を用いて下式に基づいて、第2多孔層12の目付を決定する。
第2多孔層の目付=(第2のサンプルの密度の平均値)×(第1のサンプルにおける第2多孔層の厚みの平均値)
When the space between the first
Metsuke of the second porous layer = (average value of the density of the second sample) × (average value of the thickness of the second porous layer in the first sample)
第1多孔層11と第2多孔層12との間や、第2多孔層12と他の層との間が、熱融着によって固定されている場合の第2多孔層12の目付偏差は、上記で算出した目付の値を用いること以外は、後述する実施例に記載の方法に準じて測定することができる。
When the first
(第3多孔層)
第3多孔層13は、分離機能層15の第1多孔層11とは反対側に積層され、分離機能層15を保護するための保護層として用いることができる。第3多孔層13は、単層構造を有するものであってもよく、多層構造を有していてもよい。第3多孔層13が多層構造を有する場合、各層は互いに同じであってもよく互いに異なっていてもよい。第3多孔層13としては、例えば、第1多孔層11と同じものを用いることができる。
(Third porous layer)
The third
(第4多孔層)
第4多孔層14は、第3多孔層13の分離機能層15とは反対側に積層され、第3多孔層13の保護層としての機能を補強するための補強層として用いることができる。第4多孔層14は、単層構造を有するものであってもよく、多層構造を有していてもよい。第4多孔層14が多層構造を有する場合、各層は互いに同じであってもよく互いに異なっていてもよい。第4多孔層14としては、例えば、第2多孔層12と同じものを用いることができる。第4多孔層14は、第3多孔層13に、固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。第4多孔層14と第3多孔層13とが固定される場合は、従来公知の固定方法を適用することができ、例えば、上記した第1多孔層11と第2多孔層12との固定方法が挙げられる。
(4th porous layer)
The fourth
(分離膜シートの製造方法)
分離膜シート10の製造方法は、例えば、分離機能層15を形成するための樹脂組成物を含む塗布液を準備する工程(以下、「準備工程」ということがある。)と、第1多孔層11上に塗布液を塗布する工程(以下、「塗布工程」ということがある。)とを含むことができる。分離膜シート10の製造方法は、塗布工程に先立って、予め塗工液が塗布される第1多孔層11の塗布液が塗布される側とは反対側に、第2多孔層12を積層する工程を有していてもよい。あるいは、分離膜シート10の製造方法は、第1多孔層11上に分離機能層15を形成した後に、第1多孔層11の分離機能層15とは反対側に、第2多孔層12を積層する工程を有していてもよい。
(Manufacturing method of separation membrane sheet)
The method for producing the
準備工程は、第1多孔層11上に塗布される塗布液を準備する工程である。準備工程では、例えば、分離機能層15を形成するための樹脂組成物と媒質とを混合して塗布液を準備することができる。樹脂組成物は、上記した樹脂、特定のガス成分と可逆的に反応するキャリア、水和反応触媒、及び界面活性剤等を含むことができる。媒質としては、例えば、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコール等のプロトン性極性溶媒;トルエン、キシレン、ヘキサン等の無極性溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒;等が挙げられる。媒質は、1種類を単独で用いてもよく、相溶する範囲で2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール等のアルコールからなる群から選択される少なくとも1つが含まれる媒質が好ましく、水が含まれる媒質がより好ましい。
The preparation step is a step of preparing a coating liquid to be applied on the first
準備工程は、準備した塗布液に含まれる気泡を除去するための脱泡工程を含んでいてもよい。脱泡工程は、例えば、塗布液を撹拌する、濾過する等によりせん断を与える方法、塗布液を真空脱気又は減圧脱気する方法、塗布液を加温して脱気する方法等を挙げることができる。 The preparatory step may include a defoaming step for removing air bubbles contained in the prepared coating liquid. Examples of the defoaming step include a method of applying shear by stirring or filtering the coating liquid, a method of vacuum degassing or degassing the coating liquid under reduced pressure, a method of heating the coating liquid to degas, and the like. Can be done.
塗布工程は、準備工程で準備した塗布液を第1多孔層11上に塗布する工程である。塗布工程は、スロットダイ塗布、スピンコート法、バー塗布、ダイコート、ブレード塗布、エアナイフ塗布、グラビアコート、ロールコーティング塗布、スプレー塗布、ディップ塗布、コンマロール法、キスコート法、スクリーン印刷、インクジェット印刷等によって行うことができる。
The coating step is a step of applying the coating liquid prepared in the preparation step onto the first
塗布工程は、第1多孔層11上に塗布液を塗布して形成された塗布液の膜から、媒質を除去する工程を含むことが好ましい。媒質を除去する工程は、加熱等により塗布液の膜から媒質を蒸発除去させる方法等を挙げることができる。
The coating step preferably includes a step of removing the medium from the film of the coating liquid formed by applying the coating liquid on the first
分離膜シート10の製造方法は、分離膜シート10が第3多孔層13を有する場合、塗布液によって形成される膜の第1多孔層11とは反対側に、第3多孔層13を積層する工程を有していてもよい。第3多孔層13を積層した後に、塗布液の膜中の媒質をさらに除去する工程を行ってもよい。分離膜シート10がさらに第4多孔層14を有する場合、分離膜シート10の製造方法は、第3多孔層13を積層する工程に先立ち、第3多孔層13の塗布液の膜と対向する側とは反対側に第4多孔層14を積層する工程を有していてもよい。あるいは、分離膜シート10の製造方法は、分離機能層15上に第3多孔層13を積層した後に、第3多孔層13の分離機能層15とは反対側に第4多孔層14を積層する工程を有していてもよい。
In the method for producing the
(分離膜エレメント)
分離膜シート10は、スパイラル型、平膜型、中空糸型、チューブ型、プリーツ型、プレートアンドフレーム型等の公知の分離膜エレメントに用いることができる。
(Separation membrane element)
The
図2は、本実施形態の分離膜エレメントに備わる分離膜シートを含む積層体の一例を模式的に示す概略断面図である。分離膜エレメント20は、図2に示すように、特定のガス成分を含む原料ガスが流れる流路を形成する供給側流路部材3と、分離膜シート10を透過した特定のガス成分を含む透過ガスが流れる流路を形成する透過側流路部材4とを含む。分離膜エレメント20において、供給側流路部材3は分離膜シート10の第2多孔層12とは反対側に配置され、透過側流路部材4は分離膜シート10の第2多孔層12側に配置される。分離膜シート10が第3多孔層13や第4多孔層14を有する場合、供給側流路部材3は、第3多孔層13側又は第4多孔層14側に配置される。図2に示す分離膜エレメント20では、分離膜シート10の第4多孔層14側に供給側流路部材3が配置される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of a laminated body including a separation membrane sheet provided in the separation membrane element of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
図3(a)及び(b)は、本実施形態の分離膜エレメントの一例を示す、一部展開部分を設けた概略の斜視図である。図3(a)及び(b)に示す分離膜エレメントは、スパイラル型の分離膜エレメント21,21aである。スパイラル型の分離膜エレメント21,21aは、図3(a)及び(b)に示すように、
特定のガス成分を含む原料ガスが流れる流路を形成する供給側流路部材3と、
供給側流路部材3を流れる原料ガスに含まれる特定のガス成分を選択的に分離して透過させる分離膜シート10と、
分離膜シート10を透過した特定のガス成分を含む透過ガスが流れる流路を形成する透過側流路部材4と、
原料ガスと透過ガスとの混合を防止するための封止部と、
透過側流路部材4を流れる透過ガスを収集する中心管5と、を有し、
供給側流路部材3と、分離膜シート10と、透過側流路部材4とをそれぞれ少なくとも1以上積層したエレメント用積層体が、中心管5に巻回された巻回体を備えることができる。巻回体は、円筒状、角筒状等の任意の形状であってもよい。中心管5は、その外周面に透過側流路部材4で形成される透過ガスの流路空間と中心管5内部の中空空間とを連通させる複数の孔50を有している。
3A and 3B are schematic perspective views provided with a partially developed portion showing an example of the separation membrane element of the present embodiment. The separation membrane elements shown in FIGS. 3A and 3B are spiral type
A supply-side
A
A permeation side
A sealing part to prevent mixing of the raw material gas and the permeated gas,
It has a
An element laminate in which at least one or more of the supply-side
スパイラル型の分離膜エレメント21aは、さらに、巻回体の巻戻しや巻崩れを防止するために、外周テープや、図3(b)に示すテレスコープ防止板55等の固定部材を備えていてもよく、分離膜エレメントにかかる内圧及び外圧による負荷に対する強度を確保するために、巻回体の最外周にアウターラップ(補強層)を有していてもよい。
The spiral type
供給側流路部材3及び透過側流路部材4は、原料ガス及び分離膜シート10を透過した透過ガスの乱流(膜面の表面更新)を促進して、原料ガス中の透過ガスの膜透過速度を増加させる機能と、供給される原料ガス及び分離膜シート10を透過した透過ガスの圧力損失をできるだけ小さくする機能とを有していることが好ましい。供給側流路部材3及び透過側流路部材4は、原料ガス及び透過ガスの流路を形成するスペーサとしての機能に加えて、原料ガス及び透過ガスに乱流を生じさせる機能を備えていることが好ましいことから、網目状(ネット状、メッシュ状等)のものが好適に用いられる。網目の単位格子の形状は、網目の形状によりガスの流路が変わることから、目的に応じて、例えば、正方形、長方形、菱形、平行四辺形等の形状から選択されることが好ましい。供給側流路部材3及び透過側流路部材4の材質としては、特に限定されないが、分離膜エレメント20,21,21aが設けられる分離装置の運転温度条件に耐え得る耐熱性を有する材料が好ましい。
The supply-side
封止部は、原料ガスと透過ガスとの混合を防止するために設けられ、例えば透過側流路部材4及び分離膜シート10に封止材料が浸透して硬化することにより形成することができる。封止部は、通常、巻回体の中心管5の軸に平行な方向の両端に位置する端部、及び、中心管5の軸に直交する方向の両端に位置する端部のうち、中心管5と端部との距離が長い側の端部に設けられて、いわゆるエンベロープ状をなすことができる。封止部は、一般に接着剤として用いられる材料を用いることができ、例えば、エポキシ系樹脂等を用いることができる。
The sealing portion is provided to prevent mixing of the raw material gas and the permeated gas, and can be formed by, for example, the sealing material permeating into the permeation side
中心管5は、分離膜シート10を透過した透過ガスを収集して、分離膜エレメント21,21aから排出するための導管である。中心管5は、分離膜エレメント21,21aが設けられる分離装置の使用温度条件に耐え得る耐熱性を有し、エレメント用積層体の巻き付けに耐え得る機械的強度を有する材料であることが好ましい。
The
(分離膜モジュール)
分離膜エレメントは、分離膜モジュールに用いることができる。分離膜モジュールは、分離膜エレメントを1基以上有する。分離膜モジュールは、分離膜エレメントの供給側流路部材3で形成される流路と連通する原料ガス供給口(図3(b)に示す供給側端部51と連通する部分)、非透過ガス排出口(図3(b)に示す排出側端部53と連通する部分)、及び分離膜エレメントの透過側流路部材4で形成される流路と連通する透過ガス排出口(図3(b)に示す排出口52と連通する部分)を備えている。分離膜モジュールでは、原料ガス供給口を介して分離膜シート10に原料ガスが供給され、分離膜シート10を透過した透過ガスが透過ガス排出口を介して排出され、分離膜シート10を透過しなかった原料ガスが非透過ガス排出口を介して排出される。上記の原料ガス供給口、非透過ガス排出口及び透過ガス排出口は、分離膜エレメントの本体に設けられてもよく、分離膜エレメントを収納する容器(以下、「ハウジング」ということがある。)に設けられてもよい。
(Separation membrane module)
The separation membrane element can be used in the separation membrane module. The separation membrane module has one or more separation membrane elements. The separation membrane module includes a raw material gas supply port (a portion communicating with the supply
ハウジングは、分離膜モジュール内を流通する原料ガスを封入するための空間を形成することができ、例えばステンレス等の筒状部材と、この筒状部材の軸方向両端を閉塞するための閉塞部材とを有していてもよい。ハウジングは、円筒状、角筒状等の任意の筒状形状であってもよいが、分離膜エレメントは通常、円筒状であることから、円筒状であることが好ましい。また、ハウジングの内部には、供給側端部51に供給される原料ガスと、分離膜エレメントに備えられた分離膜シート透過しなかった非透過ガスとの混合を防止するための仕切りを設けることができる。
The housing can form a space for enclosing the raw material gas flowing in the separation membrane module, and includes, for example, a tubular member such as stainless steel and a closing member for closing both ends of the tubular member in the axial direction. May have. The housing may have an arbitrary cylindrical shape such as a cylindrical shape or a square tubular shape, but since the separation membrane element is usually cylindrical, it is preferably cylindrical. Further, inside the housing, a partition is provided to prevent mixing of the raw material gas supplied to the supply
ハウジング内に2以上の分離膜エレメントを配置する場合、各分離膜エレメントに供給される原料ガスは、並列に供給されてもよく、直列に供給されてもよい。ここで、原料ガスを並列に供給するとは、少なくとも原料ガスを分配して複数の分離膜エレメントに導入することをいい、原料ガスを直列に供給するとは、少なくとも前段の分離膜エレメントから排出された透過ガス及び/又は非透過ガスを、後段の分離膜エレメントに導入することをいう。 When two or more separation membrane elements are arranged in the housing, the raw material gas supplied to each separation membrane element may be supplied in parallel or in series. Here, supplying the raw material gas in parallel means that at least the raw material gas is distributed and introduced into a plurality of separation membrane elements, and supplying the raw material gas in series means that at least the raw material gas is discharged from the separation membrane element in the previous stage. Introducing a permeated gas and / or a non-permeated gas into the separation membrane element in the subsequent stage.
(分離装置)
分離装置は、ガス分離装置であって、分離膜シート10によって互いに隔てられた供給側空間及び透過側空間と、特定のガス成分を少なくとも含む原料ガスを、供給部から供給側空間に供給するための供給側入口と、分離膜シート10を透過した特定のガス成分を含む透過ガスを透過側空間から排出するための透過側出口と、分離膜シート10を透過しなかった原料ガスを供給側空間から排出するための非透過側出口と、を備えていてもよい。
(Separator)
The separation device is a gas separation device for supplying the supply side space and the permeation side space separated from each other by the
分離装置は、ガス分離装置であって、上記した分離膜シート10を有する分離膜エレメントを備える分離膜モジュールを少なくとも1つ備えることができる。分離装置に備えられる分離膜モジュールの配列及び個数は、要求される処理量、特定のガス成分の回収率、分離装置を設置する場所の大きさ等に応じて選択することができる。
The separation device is a gas separation device and can include at least one separation membrane module including the separation membrane element having the above-mentioned
(ガス分離方法)
分離膜シート10は、特定のガス成分を含む原料ガスを供給するための供給側空間と、分離膜シート10を透過した特定のガス成分を含む透過ガスを受け入れるための透過側空間とを隔てるものである。この分離膜シート10を用いてガス分離を行う場合、ガス分離方法は、供給側空間を分離膜シート10の第2多孔層12とは反対側に設け、透過側空間を分離膜シート10の第2多孔層12側に設けた上で、原料ガスを供給側空間に供給する工程と、透過ガスを透過側空間から排出する工程と、分離膜シートを透過しなかった原料ガスを供給側空間から排出する工程とを含むことができる。
(Gas separation method)
The
分離膜シート10が第3多孔層13や第4多孔層14を有する場合、供給側空間は、分離膜シート10の第3多孔層13や第4多孔層14側に設けられる。
When the
上記したガス分離方法に用いられる分離膜シート10は、通常、分離膜エレメント又は分離膜モジュールに組み入れられた状態で用いられることが好ましい。
The
以下、実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって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 and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples.
[第1多孔層の平均孔径の測定]
キャピラリー・フロー・ポロメーター(Capillary Flow Porometer)からのモデルCFP1500AXLCを用いるASTM F316−03に準ずる測定方法に従って測定した。バブル溶液としてシルウイック・シリコーン・フルイド(SilWick Silicone Fluid)を、試料室の底部クランプとして2.54cm径、かつ、3.175mm厚さの多孔質金属ディスクインソートを、試料室の上部クランプとして3.175mm径の穴を使用して測定した。
[Measurement of average pore size of the first porous layer]
The measurement was performed according to the measurement method according to ASTM F316-03 using the model CFP1500AXLC from the Capillary Flow Composer. 3. A porous metal disc insort with a diameter of 2.54 cm and a thickness of 3.175 mm as a bottom clamp of the sample chamber, and a porous metal disc insort with a thickness of 3.175 mm as a top clamp of the sample chamber. The measurement was performed using a hole having a diameter of 175 mm.
[厚みの測定]
株式会社ミツトヨ製「VL50AS」(平面端子、押圧力:0.1N)を用いて、第1多孔層及び第2多孔層の厚みを測定した。
[Measurement of thickness]
The thicknesses of the first porous layer and the second porous layer were measured using "VL50AS" (flat terminal, pressing force: 0.1N) manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.
[ガーレー値の測定]
PA−301ガーレー式デンソメーターB型(テスター産業社製、内筒:高さ254mm、内径74mm、外径76.2mm、質量567g、外筒:高さ254mm、内径82.6mm)を用いて、JIS L1096に準拠した方法で第1多孔層及び第2多孔層のガーレー値の測定を行った。第1多孔層及び第2多孔層のそれぞれについて、異なる5箇所から約50mm×50mmのサンプル片を採取し、ガスケットと締付板との間にサンプル片を固定した。次に、一定の圧力(内筒の自重による)の下で、300mLの空気がサンプルを通気する所要時間(すなわち、ガーレー数)を測った。5つのサンプル片について、それぞれのサンプル片の異なる3箇所について測定した結果の平均値をガーレー値とした。
[Measurement of Garley value]
PA-301 Garley type denso meter B type (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., inner cylinder: height 254 mm, inner diameter 74 mm, outer diameter 76.2 mm, mass 567 g, outer cylinder: height 254 mm, inner diameter 82.6 mm) The Garley values of the first porous layer and the second porous layer were measured by a method according to JIS L1096. For each of the first porous layer and the second porous layer, sample pieces of about 50 mm × 50 mm were collected from five different locations, and the sample pieces were fixed between the gasket and the tightening plate. Next, under constant pressure (due to the weight of the inner cylinder), the time required for 300 mL of air to ventilate the sample (ie, the number of Garleys) was measured. For the five sample pieces, the average value of the measurement results at three different points of each sample piece was taken as the Garley value.
[第2多孔層の目付及び目付偏差の測定]
実施例及び比較例で得た分離膜エレメントから分離膜シートを取り出した。取り出した分離膜シートを水洗して乾燥し、ゲル状の分離機能層を除去した。洗浄後、分離膜シートから第2多孔層を剥離した。第2多孔層の剥離においては、第1多孔層と第2多孔層との間に介在する粘着剤は、酢酸エチルに溶解させてから剥がした。
[Measurement of basis weight and basis weight deviation of the second porous layer]
The separation membrane sheet was taken out from the separation membrane elements obtained in Examples and Comparative Examples. The removed separation membrane sheet was washed with water and dried to remove the gel-like separation functional layer. After washing, the second porous layer was peeled off from the separation membrane sheet. In the peeling of the second porous layer, the adhesive interposed between the first porous layer and the second porous layer was dissolved in ethyl acetate and then peeled off.
剥離した第2多孔層を幅方向に3分割し、各領域のそれぞれにおいて封止部を除く部分から、250mm(幅方向)×200mmの測定用サンプルを切り出した。なお、幅方向は、実施例・比較例において作製した分離膜エレメントにおける中心管の軸に平行な方向とした。切り出した各測定用サンプルのそれぞれについて、重量及び面積を測定して目付(重量[g]/面積[m2])を算出した。各測定用サンプルの目付の値に基づいて、下記式より目付偏差を算出した。
目付偏差={Σ[(各測定用サンプルの目付)−(3つの測定用サンプルの目付の平均値)]2/3}0.5
上記式中、Σは、測定用サンプルの目付と3つの測定用サンプルの目付の平均値との差を二乗した値を各測定用サンプル毎に算出して足し合わせることを意味する。
The peeled second porous layer was divided into three in the width direction, and a measurement sample of 250 mm (width direction) × 200 mm was cut out from the portion of each region excluding the sealing portion. The width direction was set to be parallel to the axis of the central canal in the separation membrane element produced in Examples and Comparative Examples. The weight and area of each of the cut out measurement samples were measured to calculate the grain (weight [g] / area [m 2 ]). The basis weight deviation was calculated from the following formula based on the basis weight value of each measurement sample.
Basis weight deviation = {sigma [(basis weight of each sample for measurement) - (average of basis weight of the three test sample)] 2/3} 0.5
In the above formula, Σ means that the squared value of the difference between the basis weight of the measurement sample and the average value of the basis weights of the three measurement samples is calculated and added for each measurement sample.
[分離膜エレメントの気密試験]
図4に示すように、分離膜エレメント22における供給側空間部分の供給側端部51側と中心管5の排出口52側とが分離膜シート10で隔てられるように、分離膜エレメント22を、試験装置Nにおけるステンレス製のハウジング36内に固定した。中心管5の排出口52側はハウジング36の外部に導出し、他方側は閉栓した。分離膜エレメント22における供給側空間部分の供給側端部51及び排出側端部は、ハウジング36内に開放した。すなわち、ハウジング36に供給したガスを、分離膜エレメント22における供給側空間部分の両端(供給側端部51及び排出側端部)から、分離膜エレメント22の内部に流入させた。
[Airtightness test of separation membrane element]
As shown in FIG. 4, the
ハウジング36内に窒素(N2)ガスを供給するボンベを、バルブを介して取り付けるとともに、ハウジング36内の圧力を測定する圧力計35を取り付けた。ハウジング36内に、室温(20℃)のN2ガスを供給して、分離膜エレメント22の供給側端部51側及び排出側端部に、1600kPaA(絶対圧)の圧力を加えた。当該圧力は圧力計35で確認した。一方、中心管5の排出口52側の圧力は大気圧に調節した。
A cylinder for supplying nitrogen (N 2 ) gas was attached to the
この状態を保ちながら、圧力計35でハウジング36内の圧力の時間変化を測定することにより、分離膜エレメント22の気密試験を行い、分離膜エレメント22のN2ガス透過性能評価を行った。具体的には、測定した圧力の時間変化に基づいて、N2のパーミアンス(mol/(m2・s・kPa))を算出し、当該パーミアンスが1.0×10−7mol/(m2・s・kPa)以下であれば、分離膜エレメント22の気密性が保たれているとしてAと評価し、当該パーミアンスが1.0×10−7mol/(m2・s・kPa)超の場合はBと評価した。
While maintaining this state, by measuring the time variation of the pressure within the
〔実施例1〕
(分離膜シートの作製)
容器に、媒質としての水を1000重量部と、親水性樹脂としての架橋ポリアクリル酸(住友精化社製「アクペックHV−501」)を24.79重量部及び非架橋ポリアクリル酸(住友精化社製「アクパーナAP−40F」、40%Na鹸化)4.96重量部とを仕込み、親水性樹脂を水に分散させた分散液を得た。この分散液に、50%水酸化セシウム水溶液を236.03重量部添加し混合した後、添加剤として10%亜テルル酸ナトリウム水溶液を78.76重量部加えて混合し、さらに10%界面活性剤(AGCセイミケミカル社製「サーフロンS−242」)水溶液を7.44重量部加えて混合して塗工液を得た。得られた塗工液を、第1多孔層としての厚み53μm及び平均孔径0.1μmのPTFE多孔膜の一方の面上に塗布した後、第3多孔層として、上記第1多孔層に用いたものと同じPTFE多孔膜を被せ、温度120℃程度で15分間程度乾燥させた。上記第1多孔層の塗布面とは反対側に第2多孔層として目付偏差0.24g/m2のPPS不織布(厚み178μm、目付82.6g/m2)を積層した。これにより、第2多孔層12、第1多孔層11、無孔質であってゲル状の樹脂組成物層である分離機能層15、及び第3多孔層13をこの順に備える分離膜シート10を作製した。
[Example 1]
(Preparation of separation membrane sheet)
In a container, 1000 parts by weight of water as a medium, 24.79 parts by weight of crosslinked polyacrylic acid as a hydrophilic resin (“Akpec HV-501” manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) and non-crosslinked polyacrylic acid (Sumitomo Sei). "Akpana AP-40F" manufactured by Kasha Co., Ltd. (40% Na saponification) was charged in an amount of 4.96 parts by weight to obtain a dispersion liquid in which a hydrophilic resin was dispersed in water. To this dispersion, 236.03 parts by weight of a 50% cesium hydroxide aqueous solution was added and mixed, then 78.76 parts by weight of a 10% sodium phosphite aqueous solution was added and mixed as an additive, and a further 10% surfactant was added. (“Surflon S-242” manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) An aqueous solution was added in an amount of 7.44 parts by weight and mixed to obtain a coating liquid. The obtained coating liquid was applied onto one surface of a PTFE porous membrane having a thickness of 53 μm as the first porous layer and an average pore diameter of 0.1 μm, and then used as the third porous layer in the first porous layer. It was covered with the same PTFE porous membrane as the one and dried at a temperature of about 120 ° C. for about 15 minutes. A PPS non-woven fabric (thickness 178 μm, basis weight 82.6 g / m 2 ) having a basis weight deviation of 0.24 g / m 2 was laminated as a second porous layer on the side opposite to the coated surface of the first porous layer. As a result, the
(分離膜エレメントの作製)
分離膜シートの作製で得た分離膜シート10を長さ1.575mmにカットし、カットした分離膜シート10について第2多孔層12側を外側にして二つ折りにしたものの間に供給側流路部材3を挟み込んで膜リーフを得た。
(Preparation of separation membrane element)
The
1層目の透過側流路部材4の一端に、エポキシ系接着剤を用いて中心管を固定した。1層目の透過側流路部材4に、上記で得た膜リーフを積層した。膜リーフは、分離膜シート10の折り目部分が中心管の軸方向に平行となり、且つ、中心管側に折り目部分が位置するように、1層目の透過側流路部材4に積層した。また、膜リーフにおける分離膜シート10の折り目部分に位置する縁を除く3つの縁部分に、上記と同じ接着剤を塗布して、1層目の透過側流路部材4と膜リーフとを貼合した。
A central canal was fixed to one end of the permeation side
続いて、1層目の膜リーフにおける1層目の透過側流路部材4とは反対側に、上記と同様に折り目部分に位置する縁を除く3つの縁部分に上記と同じ接着剤を塗布した後、2層目の透過側流路部材を積層した。2層目の透過側流路部材の1層目の膜リーフと反対側に、1層目の膜リーフと同様にして、2層目の膜リーフを積層した。このとき、2層目の膜リーフの積層位置は、折り目部分の縁部の位置が、折り目部分と直交する方向であって中心管から離れる方向にオフセットする(ずれる)ようにした。この一連の操作を繰り返し、透過側流路部材4と膜リーフとを交互に3枚ずつ積層した積層体を得た。
Subsequently, the same adhesive as above is applied to the three edge portions of the first layer membrane leaf opposite to the permeation side
積層体における、1層目の透過側流路部材の中心管及び膜リーフが積層されていない表面及び最上面の膜リーフにおいて、中心管の軸方向に直交する方向に沿って延びる両端部に上記と同じ接着剤を塗布し、中心管に積層体を巻き付けて巻回体とし、外周テープとしての耐熱テープを巻回体の外周に巻き付けた。その後、巻回体の軸方向両端部を切断し、切断面に接するようにテレスコープ防止板を取り付け、巻回体の最外周にガラスファイバーにエポキシ樹脂を含浸した繊維強化樹脂でアウターラップ(補強層)を形成して、分離膜エレメントを得た。得られた分離膜エレメントについて気密試験を行った。結果を表1に示す。 In the laminated body, on the surface where the central tube and the film leaf of the first layer transmission side flow path member are not laminated and the uppermost film leaf, both ends extending along the direction orthogonal to the axial direction of the central tube are described above. The same adhesive as above was applied, and the laminate was wound around the central tube to form a wound body, and a heat-resistant tape as an outer peripheral tape was wound around the outer periphery of the wound body. After that, both ends in the axial direction of the winding body are cut, a telescope prevention plate is attached so as to be in contact with the cut surface, and an outer wrap (reinforcement) is made with a fiber reinforced resin in which glass fiber is impregnated with epoxy resin on the outermost periphery of the winding body. A layer) was formed to obtain a separation membrane element. The obtained separation membrane element was subjected to an airtightness test. The results are shown in Table 1.
〔実施例2〕
第1多孔層及び第3多孔層として表1に示す平均孔径、厚み、及びガーレー値のPTFE多孔膜を用い、第2多孔層として表1に示す目付、目付偏差、厚み、及びガーレー値のPPS不織布を用いたこと以外は、実施例1と同様にして分離膜エレメントを得た。得られた分離膜エレメントについて気密試験を行った。結果を表1に示す。
[Example 2]
As the first porous layer and the third porous layer, the PTFE porous membrane having the average pore size, thickness, and Garley value shown in Table 1 was used, and as the second porous layer, the basis weight, basis weight deviation, thickness, and Gurley value PPS shown in Table 1 were used. A separation membrane element was obtained in the same manner as in Example 1 except that a non-woven fabric was used. The obtained separation membrane element was subjected to an airtightness test. The results are shown in Table 1.
〔実施例3〕
第1多孔層及び第3多孔層として表1に示す平均孔径、厚み、及びガーレー値のPTFE多孔膜を用い、第2多孔層として表1に示す目付、目付偏差、厚み、及びガーレー値のPPS不織布を用いたこと以外は、実施例1と同様にして分離膜エレメントを得た。得られた分離膜エレメントについて気密試験を行った。結果を表1に示す。
[Example 3]
As the first porous layer and the third porous layer, the PTFE porous membrane having the average pore size, thickness, and Garley value shown in Table 1 was used, and as the second porous layer, the basis weight, basis weight deviation, thickness, and Gurley value PPS shown in Table 1 were used. A separation membrane element was obtained in the same manner as in Example 1 except that a non-woven fabric was used. The obtained separation membrane element was subjected to an airtightness test. The results are shown in Table 1.
〔比較例1〕
第1多孔層及び第3多孔層として表1に示す平均孔径、厚み、及びガーレー値のPTFE多孔膜を用い、第2多孔層として表1に示す目付、目付偏差、厚み、及びガーレー値のPPS不織布を用いたこと以外は、実施例1と同様にして分離膜エレメントを得た。得られた分離膜エレメントについて気密試験を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
As the first porous layer and the third porous layer, the PTFE porous membrane having the average pore size, thickness, and Garley value shown in Table 1 was used, and as the second porous layer, the basis weight, basis weight deviation, thickness, and Gurley value PPS shown in Table 1 were used. A separation membrane element was obtained in the same manner as in Example 1 except that a non-woven fabric was used. The obtained separation membrane element was subjected to an airtightness test. The results are shown in Table 1.
3 透過側流路部材、4 透過側流路部材、5 中心管、10 分離膜シート、11 第1多孔層、12 第2多孔層、13 第3多孔層、14 第4多孔層、15 分離機能層、20,21,21a 分離膜エレメント、22 分離膜エレメント、35 圧力計、36 ハウジング、50 孔、51 供給側端部、52 排出口、53 排出側端部、55 テレスコープ防止板、N 試験装置。 3 Permeation side flow path member, 4 Permeation side flow path member, 5 Central tube, 10 Separation membrane sheet, 11 1st porous layer, 12 2nd porous layer, 13 3rd porous layer, 14 4th porous layer, 15 Separation function Layer, 20,21,21a Separation membrane element, 22 Separation membrane element, 35 Pressure gauge, 36 housing, 50 holes, 51 Supply side end, 52 Discharge port, 53 Discharge side end, 55 Telescope prevention plate, N test apparatus.
Claims (12)
第1多孔層と、前記第1多孔層上に積層される分離機能層と、前記第1多孔層の前記分離機能層とは反対側に積層される第2多孔層と、を有し、
前記分離機能層は、無孔質の樹脂組成物層であり、
前記第1多孔層と前記第2多孔層とは互いに異なる多孔層であり、
前記第1多孔層の平均孔径は、0.005μm以上1μm以下であり、
前記第1多孔層の厚みは、5μm以上150μm以下であり、
前記第2多孔層の目付偏差は、0.6g/m2以下である、分離膜シート。 A separation membrane sheet that selectively permeates a specific gas component.
It has a first porous layer, a separation functional layer laminated on the first porous layer, and a second porous layer laminated on the side opposite to the separation functional layer of the first porous layer.
The separation functional layer is a non-porous resin composition layer, and is
The first porous layer and the second porous layer are different porous layers from each other.
The average pore size of the first porous layer is 0.005 μm or more and 1 μm or less.
The thickness of the first porous layer is 5 μm or more and 150 μm or less.
A separation membrane sheet having a basis weight deviation of the second porous layer of 0.6 g / m 2 or less.
前記第1多孔層は、疎水性である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分離膜シート。 The separation functional layer contains a hydrophilic resin and contains
The separation membrane sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the first porous layer is hydrophobic.
前記特定のガス成分を含む原料ガスが流れる流路を形成する供給側流路部材と、
前記分離膜シートを透過した透過ガスが流れる流路を形成する透過側流路部材と、を含み、
前記供給側流路部材は、前記分離膜シートの前記第2多孔層とは反対側に配置され、
前記透過側流路部材は、前記分離膜シートの前記第2多孔層側に配置される、分離膜エレメント。 A separation membrane element comprising the separation membrane sheet according to any one of claims 1 to 9.
A supply-side flow path member that forms a flow path through which the raw material gas containing the specific gas component flows, and
Includes a permeation side flow path member that forms a flow path through which the permeated gas that has permeated the separation membrane sheet flows.
The supply-side flow path member is arranged on the side of the separation membrane sheet opposite to the second porous layer.
The permeation side flow path member is a separation membrane element arranged on the second porous layer side of the separation membrane sheet.
前記分離膜エレメントの前記供給側流路部材で形成される流路と連通する原料ガス供給口、
非透過ガス排出口、及び、
前記分離膜エレメントの前記透過側流路部材で形成される流路と連通する透過ガス排出口を備える、分離膜モジュール。 The separation membrane element according to claim 10,
A raw material gas supply port communicating with a flow path formed by the supply side flow path member of the separation membrane element,
Non-permeated gas outlet and
A separation membrane module including a permeation gas discharge port communicating with a flow path formed by the permeation side flow path member of the separation membrane element.
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JP2005095803A (en) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Nitto Denko Corp | Filter medium for air filter, and air filter unit using it |
KR101364341B1 (en) * | 2009-04-30 | 2014-02-18 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Composite film substrate and composite film using same |
JP5784458B2 (en) * | 2011-10-31 | 2015-09-24 | 日東電工株式会社 | Air filter media |
JP2019013861A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-31 | 住友化学株式会社 | Gas separation membrane element, gas separation membrane module, and gas separation device |
JP2019042681A (en) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | Toyo Tire株式会社 | Separation membrane for treating acid gas-containing gas |
JP6648092B2 (en) * | 2017-11-15 | 2020-02-14 | 住友化学株式会社 | Acid gas separation membrane sheet and method for producing the same |
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KR102219117B1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-02-23 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | Membrane sheet, membrane element, membrane module, and method of manufacturing membrane sheet |
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2020
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WO2021117361A1 (en) | 2021-06-17 |
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