JP2021175563A - 液組成調整システム - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
ここで、処理液が熱により変質しやすい液体の場合や高温に弱い濃度測定器を設置する場合、膜モジュール1から排出される分離膜の保持側を流れる処理液12とペルチェ式熱交換器へ導入前の処理液10を熱交換器17により熱交換することにより、本発明では液組成調整後の温度を20から60℃に保持することを特徴としている。
加えて所望の液組成に到達した段階で分離操作を完了させるため、屈折計6による液組成変化をモニタリングすることを特徴としている。
本発明で用いる脱エタノール膜としては、耐久性に優れ、疎水化処理を施したゼオライト膜あるいはシリカ系分離膜が望ましい。
比較のため、実施例1の試験において、ペルチェ式熱交換器の吸熱部による除熱を行わない場合で検討した。
比較のため、実施例2の試験において、ペルチェ式熱交換器の吸熱部による除熱を行わない場合で検討した。
実施例2については、供給側のエタノール濃度に応じて最適な透過度比の脱アルコール膜を選択することにより、所定の濃度のエタノールの組成調整ができることを確認した。一方で比較例2においては、目的の組成に調整することは困難であった。これは比較例1の場合と同様に、膜透過側の除熱が不十分であることにより、膜透過に必要な駆動力が失われてしまったことが原因だと考えられる。
以上から、本発明の液組成調整システムの実施形態の有用性が確認された。
2 分離膜
3 ペルチェ式熱交換器
3a ペルチェ式熱交換器の放熱部
3b ペルチェ式熱交換器の吸熱部
4 アスピレーター(減圧器)
5 処理液貯蔵タンク
6 屈折計(濃度測定器)
7 液貯蔵タンク
8 処理液送液ポンプ
9 アスピレーター用循環送液ポンプ
10 処理液
11 加熱後の処理液(40から150℃)
12 処理液(分離膜処理後)
13 膜透過成分
14 アスピレーター循環液
15 アスピレーター循環液(冷却後0から40℃)
16 アスピレーター循環液(膜透過成分捕集後)
17 熱交換器
18 処理液(処理後)
19 処理液(再循環)
20 処理液(組成調整完了後の系外排出)
21 排出ライン
Claims (5)
- 膜モジュールに搭載した分離膜と、放熱部と加熱部を持つペルチェ式熱交換器と、前記分離膜の二次側(膜透過側)を減圧するアスピレーターと、を備え、
前記ペルチェ式熱交換器の放熱部は前記分離膜の一次側に供給する処理液を40から150℃に加熱し、前記分離膜の二次側(膜透過側)は前記アスピレーターにより0.1から20kPaに減圧され、処理液の特定の成分が蒸気として優先的に前記分離膜を透過することで処理液の組成を変化・調整し、蒸気として膜透過した成分は前記アスピレーター内を循環する0から40℃の液体と合流することにより凝縮・捕集させ、膜透過成分の凝縮熱により加熱される前記アスピレーター内を循環する液体を、前記ペルチェ式熱交換器の吸熱部で冷却することを特徴とする、膜分離による液組成調整システム。 - 膜モジュールから排出される前記分離膜の保持側を流れる処理液と前記ペルチェ式熱交換器へ導入前の処理液を熱交換することにより、液組成調整後の温度を20から60℃に保持することを特徴とする、請求項1記載の液組成調整システム。
- 屈折計による液組成変化をモニタリングすることを特徴とする、請求項1、2記載の液組成調整システム。
- 前記分離膜が脱水膜であり、前記アスピレーター内を循環する液体の主成分が水であることを特徴とする、請求項1から3記載の液組成調整システム。
- 前記分離膜が脱アルコール膜であり、前記アスピレーター内を循環する液体の主成分がアルコールであることを特徴とする、請求項1から3記載の液組成調整システム。
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