JP2706157B2 - Dehumidification method for steam-containing gas - Google Patents

Dehumidification method for steam-containing gas

Info

Publication number
JP2706157B2
JP2706157B2 JP1281080A JP28108089A JP2706157B2 JP 2706157 B2 JP2706157 B2 JP 2706157B2 JP 1281080 A JP1281080 A JP 1281080A JP 28108089 A JP28108089 A JP 28108089A JP 2706157 B2 JP2706157 B2 JP 2706157B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
gas separation
water vapor
containing gas
separation membrane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1281080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03143523A (en
Inventor
孝 長村
晴生 渡辺
直彦 山下
Original Assignee
テイサン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テイサン株式会社 filed Critical テイサン株式会社
Priority to JP1281080A priority Critical patent/JP2706157B2/en
Publication of JPH03143523A publication Critical patent/JPH03143523A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2706157B2 publication Critical patent/JP2706157B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、腐食性ガスや工業用ガス等の水蒸気含有ガ
ス、例えば液化石油ガスの除湿を行う方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for dehumidifying a steam-containing gas such as a corrosive gas or an industrial gas, for example, a liquefied petroleum gas.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、液化石油ガス等の水蒸気含有ガスの乾燥方法と
しては、モレキュラシーブ吸着法や冷凍法等が一般的に
使用されてきた。しかし、これらの方法は、操作性や安
全性が悪く、しかも設備が大型化して設備費が高くなる
という問題があった。
Conventionally, as a method for drying a water vapor-containing gas such as liquefied petroleum gas, a molecular sieve adsorption method, a freezing method, and the like have been generally used. However, these methods have problems that operability and safety are poor, and that the equipment becomes large and the equipment cost increases.

そこで、かかる問題を解決するために、ガス分離膜を
使用した水蒸気含有ガスの除湿方法、例えば次に述べる
ような方法が提案されている。
Then, in order to solve such a problem, a method for dehumidifying a water vapor-containing gas using a gas separation membrane, for example, the following method has been proposed.

(i)ガス分離膜として芳香族ポリイミド膜を用い、該
膜のガス透過側に乾燥ガスを流通させることにより、水
蒸気含有ガスの除湿を行う方法(特開昭62−42723
号)。
(I) A method of dehumidifying a water vapor-containing gas by using an aromatic polyimide membrane as a gas separation membrane and flowing a dry gas through the gas-permeable side of the membrane (Japanese Patent Laid-Open No. 62-42723)
issue).

(ii)ガス分離膜のガス透過側を減圧することによって
該膜のガス供給側とガス透過側との間の水蒸気分圧差を
大きくし、該分圧差に基づいて水蒸気含有ガスの除湿を
行う方法(特開昭54−152679号)。
(Ii) A method of increasing the partial pressure difference of water vapor between the gas supply side and the gas permeation side of the gas separation membrane by reducing the gas permeation side of the gas separation membrane, and dehumidifying the water vapor-containing gas based on the partial pressure difference. (JP-A-54-152679).

これらの方法はいずれも、モレキュラシーブ吸着法や
冷凍法等と異なって操作性や安全性が良好である上に設
備も小型のもので済む。
All of these methods are excellent in operability and safety, unlike the molecular sieve adsorption method, the freezing method, and the like, and require only small equipment.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

然るに、上述の如きガス分離膜を使用した方法にあっ
ては、次に述べるような問題がある。
However, the method using the gas separation membrane as described above has the following problems.

即ち、(i)の方法による場合は、水蒸気の除去効果
が十分ではないという問題がある。また(ii)の方法に
よる場合は、ガス分離膜のガス透過側を減圧するのに真
空ポンプ等の運転費の高い付帯設備が必要となって不経
済であるという問題がある。
That is, the method (i) has a problem that the effect of removing water vapor is not sufficient. Further, in the case of the method (ii), there is a problem that it is uneconomical to use a supplementary facility having a high operating cost such as a vacuum pump to reduce the pressure on the gas-permeable side of the gas separation membrane.

本発明は、ガス分離膜を使用した水蒸気含有ガスの除
湿方法の利点を活かしつつ上述の各種方法の問題も解消
し得る水蒸気含有ガスの除湿方法を提供することを目的
としている。
An object of the present invention is to provide a method for dehumidifying a steam-containing gas that can solve the above-mentioned problems of the various methods while taking advantage of the method for dehumidifying a steam-containing gas using a gas separation membrane.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

かかる目的の下に提供された本発明方法は、ガス分離
膜を内蔵したガス分離装置を用いて水蒸気含有ガスの除
湿を行う方法において、ドレン分離器及び加熱器に通し
て前記水蒸気含有ガスの相対湿度を下げた後、その水蒸
気含有ガスを加圧した状態で前記ガス分離膜の一方側へ
供給すると共に、圧縮空気を吸着剤で乾燥後に略大気圧
に至るように膨張させた状態で前記ガス分離膜の他方側
へ供給し、前記水蒸気含有ガスと前記空気とを前記ガス
分離装置内にて向流方向へ流通させることにより、前記
ガス分離膜にて前記水蒸気含有ガス中の水蒸気を透過さ
せて前記除湿を行う点に特徴を有している。
The method of the present invention provided for this purpose provides a method of dehumidifying a steam-containing gas using a gas separation device having a built-in gas separation membrane, wherein the steam-containing gas is passed through a drain separator and a heater. After reducing the humidity, the water vapor-containing gas is supplied to one side of the gas separation membrane in a pressurized state, and the gas is expanded in a state where compressed air is expanded to approximately atmospheric pressure after drying with an adsorbent. By supplying to the other side of the separation membrane, and flowing the water vapor-containing gas and the air in the countercurrent direction in the gas separation device, to allow the water vapor in the water vapor-containing gas to permeate through the gas separation membrane This is characterized in that the dehumidification is performed.

また、前記ガス分離装置に供給される水蒸気含有ガス
が液化石油ガスである場合、前記ガス分離装置のガス分
離膜としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳香
族ジアミンとを縮重合させたポリイミド樹脂,パーフル
オロスルホン酸のフッ素系イオン交換樹脂又はポリエス
テル若しくはポリスルホンの多孔質樹脂よりなる母層の
表面に、セルロース系物質,ポリビニル系物質又はアク
リル系物質よりなる緻密構造を有する薄膜が形成された
複数層構造であり、水蒸気とプロパンとの透過速度比が
1000以上であり、水蒸気の透過速度が1.0×10-3N・cm3/
cm2・秒・cmHg以上であり、外径が0.1〜1.0mmであり、
且つ、肉厚が10〜100μmである中空糸を用いることが
好ましい。
Further, when the steam-containing gas supplied to the gas separation device is a liquefied petroleum gas, a polyimide resin obtained by condensation polymerization of biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine as a gas separation membrane of the gas separation device; Multiple layers in which a thin film having a dense structure made of a cellulose-based material, a polyvinyl-based material, or an acrylic-based material is formed on the surface of a base layer made of a perfluorosulfonic acid-based ion-exchange resin or a polyester- or polysulfone-based porous resin. Structure, and the transmission speed ratio between water vapor and propane
1000 or more, and the water vapor transmission rate is 1.0 × 10 −3 Ncm 3 /
cm is 2 · sec · cmHg or more, and an outer diameter of 0.1~1.0mm,
It is preferable to use a hollow fiber having a thickness of 10 to 100 μm.

〔作 用〕(Operation)

前記本発明方法による場合、ガス分離膜の一方側へ供
給される水蒸気含有ガスは加圧状態となっているが、ガ
ス分離膜の他方側へ供給される圧縮空気は乾燥後に略大
気圧に至るように膨張させられた状態で供給されるた
め、該空気は乾燥した状態でしかも水蒸気含有ガスに対
して減圧状態となっている結果、前記分離膜の両側での
水蒸気分圧差が大きくなり、該分圧差に基づいて水蒸気
含有ガス中の水蒸気が前記ガス分離膜を有効に透過し、
従って水蒸気含有ガスの除湿が有効に行われるようにな
る。その際、前記圧縮空気は前記ガス分離装置に供給さ
れるときに吸着剤で乾燥後に膨張させられて低温状態と
なるが、冷却式の乾燥機で乾燥される場合と比較する
と、比較的高温であるため、ガス分離膜の2次側温度が
より高くなるので、膜面の水分を速く蒸発させて濃度勾
配を大きくして膜の拡散速度を上げることができ、除湿
能力を高くすることができる。また、吸着剤による乾燥
により比較的高温の乾燥空気を供給するため、1次側ガ
スと2次側ガスの温度差が少なくなり、温度差による結
露がより有効に防止できるようになる。そして、1次側
ガスと2次側ガスとが共に比較的高温となるため、膜自
体も比較的高温となり、分離膜の水分の透過速度が大き
くなるので、除湿能力がより高くなる。また、圧縮空気
を吸着剤で乾燥させているため、吸着剤による吸着効率
が高く、乾燥効率も優れる。
According to the method of the present invention, the steam-containing gas supplied to one side of the gas separation membrane is in a pressurized state, but the compressed air supplied to the other side of the gas separation membrane reaches approximately atmospheric pressure after drying. Since the air is supplied in an expanded state as described above, the air is in a dry state and is in a reduced pressure state with respect to the water vapor-containing gas. As a result, the difference in the partial pressure of water vapor on both sides of the separation membrane becomes large. The water vapor in the water vapor-containing gas effectively permeates the gas separation membrane based on the partial pressure difference,
Therefore, dehumidification of the water vapor-containing gas is effectively performed. At this time, when the compressed air is supplied to the gas separation device, the compressed air is expanded after being dried by the adsorbent to be in a low temperature state. Therefore, the temperature on the secondary side of the gas separation membrane becomes higher, so that the moisture on the membrane surface is quickly evaporated, the concentration gradient is increased, the diffusion rate of the membrane can be increased, and the dehumidification ability can be increased. . Further, since relatively high-temperature dry air is supplied by drying with the adsorbent, the temperature difference between the primary gas and the secondary gas is reduced, and dew condensation due to the temperature difference can be more effectively prevented. Since both the primary side gas and the secondary side gas have relatively high temperatures, the temperature of the membrane itself is also relatively high, and the moisture permeation rate of the separation membrane is increased, so that the dehumidifying ability is further improved. Further, since the compressed air is dried with the adsorbent, the adsorption efficiency by the adsorbent is high and the drying efficiency is also excellent.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

かくして、本発明方法によれば水蒸気含有ガスの除湿
が有効に行われるが、本発明方法は従来のガス分離膜を
使用して有効な除湿を行う方法で必要であった真空ポン
プ等が不要となって経済的となって前記従来の問題が解
消される上、従来のモレキュラシーブ吸着法や冷凍法等
において生じていた操作性や安全性や設備費の問題は、
本発明方法が本来的にガス分離膜を使用した水蒸気含有
ガスの除湿方法であるために(i),(ii)の方法等と
同様に生じない。
Thus, according to the method of the present invention, dehumidification of a water vapor-containing gas is effectively performed. However, the method of the present invention does not require a vacuum pump or the like which was required in the conventional method of performing effective dehumidification using a gas separation membrane. In addition to being economical and solving the above-mentioned conventional problems, the problems of operability, safety, and equipment costs that have occurred in the conventional molecular sieve adsorption method, refrigeration method, etc.
Since the method of the present invention is essentially a method for dehumidifying a water vapor-containing gas using a gas separation membrane, the method does not occur similarly to the methods (i) and (ii).

なお、前記ガス分離装置内のガス分離膜に水を十分に
浸潤した状態となると性能低下及び強度低下を来すの
で、これを防止するには、前記ガス分離装置に供給され
る前記水蒸気含有ガスを、その供給前に、ドレン分離器
及び加熱器にかけることにより、該水蒸気含有ガスの相
対湿度を下げるとよい。また前記ガス分離装置に供給さ
れる水蒸気含有ガスが液化石油ガスである場合、前記ガ
ス分離装置のガス分離膜としてビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物と芳香族ジアミンとを縮重合させたポリイ
ミド樹脂,パーフルオロスルホン酸のフッ素系イオン交
換樹脂又はポリエステル若しくはポリスルホンの多孔質
樹脂よりなる母層の表面に、セルロース系物質,ポリビ
ニル系物質又はアクリル系物質よりなる緻密構造を有す
る薄膜が形成された複数層構造であり、水蒸気とプロパ
ンとの透過速度比が1000以上であり、水蒸気の透過速度
が1.0×10-3N・cm3/cm2・秒・cmHg以上であり、外径が
0.1〜1.0mmであり、且つ、肉厚が10〜100μmである中
空糸を用いることとすれば、該ガス分離膜による水蒸気
透過性能が極めて良好で、液化石油ガスの除湿が有効に
行われるようになる。
In addition, when water is sufficiently infiltrated into the gas separation membrane in the gas separation device, the performance and strength are reduced. To prevent this, the water vapor-containing gas supplied to the gas separation device is prevented. Is supplied to a drain separator and a heater before the supply thereof, thereby lowering the relative humidity of the water vapor-containing gas. Further, when the water vapor-containing gas supplied to the gas separation device is a liquefied petroleum gas, a polyimide resin obtained by condensation polymerization of biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine is used as a gas separation membrane of the gas separation device. A multi-layer structure in which a thin film having a dense structure made of a cellulose-based material, a polyvinyl-based material, or an acrylic-based material is formed on the surface of a base layer made of a fluorine-based ion-exchange resin of fluorosulfonic acid or a porous resin of polyester or polysulfone. , and the and the permeation rate ratio between steam and propane 1000 or more, a permeation rate of water vapor 1.0 × 10 -3 N · cm 3 / cm 2 · sec · cmHg or greater, the outer diameter
If a hollow fiber having a thickness of 0.1 to 1.0 mm and a thickness of 10 to 100 μm is used, the vapor separation performance of the gas separation membrane is extremely good, and the dehumidification of the liquefied petroleum gas is effectively performed. become.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明方法をその実施に使用する装置を示す第
1図に基づいて説明する。
Hereinafter, the method of the present invention will be described with reference to FIG.

図中、(1)は液化石油ガスを乾燥するためのガス分
離装置を示しており、該ガス分離装置(1)は、多数本
の中空糸が並設されてなるガス分離膜(2)の両端部を
エポキシ樹脂等からなる接着剤層(4)を用いて密閉容
器(3)内の中央部に固定することにより、前記ガス分
離膜(2)を密閉容器(3)に内蔵させた構造となって
いる。なお、前記中空糸は具体的には、ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを縮重合させ
たポリイミド樹脂,パーフルオロスルホン酸のフッ素系
イオン交換樹脂又はポリエステル若しくはポリスルホン
の多孔質樹脂よりなる母層の表面に、セルロース系物
質,ポリビニル系物質又はアクリル系物質よりなる緻密
構造を有する薄膜が形成された複数層構造であり、水蒸
気とプロパンとの透過速度比が1000以上であり、水蒸気
の透過速度が1.0×10-3N・cm3/cm2・秒・cmHg以上であ
り、外径が0.1〜1.0mmであり、且つ、肉厚が10〜100μ
mである中空糸である。また前記接着剤層(4)は、密
閉容器(3)内のスペースを前記ガス分離膜(2)が存
在する中央のスペース(3c)と該膜(2)が存在しない
両側のスペース(3a),(3b)との三つのスペースに分
割し、そのスペース相互間をシールする機能も果たすよ
うになっている。
In the figure, (1) shows a gas separation device for drying liquefied petroleum gas. The gas separation device (1) is a gas separation membrane (2) having a large number of hollow fibers arranged in parallel. A structure in which the gas separation membrane (2) is built in the closed vessel (3) by fixing both ends to the center of the closed vessel (3) using an adhesive layer (4) made of epoxy resin or the like. It has become. The hollow fiber is made of a polyimide resin obtained by condensation polymerization of biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine, a fluorinated ion exchange resin of perfluorosulfonic acid, or a porous resin of polyester or polysulfone. A multi-layer structure in which a thin film having a dense structure made of a cellulose-based material, a polyvinyl-based material, or an acrylic-based material is formed on the surface of a base layer made of and a permeation rate of 1.0 × 10 -3 N · cm 3 / cm 2 · sec · cmHg or more, an outer diameter of 0.1 to 1.0 mm, and a wall thickness 10~100μ
m is a hollow fiber. Further, the adhesive layer (4) has a space in the closed vessel (3) which is divided into a central space (3c) where the gas separation membrane (2) is present and a space (3a) on both sides where the membrane (2) is not present. , (3b), and also functions to seal between the spaces.

前記密閉空間(3)内の両端部、更に詳しくは前記接
着剤層(4)にて三分割された密閉容器(3)内のスペ
ースのうちの両側のスペース(3a),(3b)は、液化石
油ガスがガス分離膜(2)によるガス分離にかけられる
前後で溜められるガス分離溜まりとして利用されるよう
になっているが、前記ガス分離にかけられる前のガス分
離溜まりとしてのスペース(3a)には、ドレン分離器
(5)及び加熱器(6)を経由して乾燥されるべき液化
石油ガスを加圧状態で供給する液化石油ガス供給管
(7)が連通接続されている。一方、前記ガス分離にか
けられた後のガス分離溜まりとしてのスペース(3b)に
は、乾燥された液化石油ガスをガス分離装置(1)から
送出するための液化石油ガス送出管(8)が連通接続さ
れている。そして前記液化石油ガス供給管(7)にて供
給されて液化石油ガスは前記ガス分離膜(2)による所
定のガス分離が行われた後、前記液化石油ガス送出管
(8)にて送出されるようになっている。
Both ends (3a) and (3b) on both sides of the space inside the closed container (3) divided into three by the adhesive layer (4), The liquefied petroleum gas is used as a gas separation pool which is stored before and after being subjected to gas separation by the gas separation membrane (2). However, the space (3a) as the gas separation pool before being subjected to the gas separation is used. Is connected to a liquefied petroleum gas supply pipe (7) for supplying liquefied petroleum gas to be dried in a pressurized state via a drain separator (5) and a heater (6). On the other hand, a liquefied petroleum gas delivery pipe (8) for sending dried liquefied petroleum gas from the gas separation device (1) communicates with the space (3b) as a gas separation pool after being subjected to the gas separation. It is connected. The liquefied petroleum gas is supplied by the liquefied petroleum gas supply pipe (7), and after the predetermined gas separation by the gas separation membrane (2) is performed, is sent out by the liquefied petroleum gas delivery pipe (8). It has become so.

前記密閉容器(3)内の残余のスペース(3c)には、
前述の如く、多数本の中空糸が並設されてなるガス分離
膜(2)が存在した状態となっているが、該スペース
(3c)におけるガス分離膜(2)の外側には、その液化
石油ガス送出管(8)側の適宜位置に空気供給管(9)
が連通接続されると共に、その液化石油ガス供給管
(7)側の前記空気供給管(9)とは対称的な位置に空
気排出管(10)が連通接続されている。そして前記空気
供給管(9)にて前記スペース(3c)に供給される空気
は、前記スペース(3c)内を、前記ガス分離膜(2)内
通過する前記液化石油ガスに対して向流する方向へ流通
するようになっている。
In the remaining space (3c) in the closed container (3),
As described above, the gas separation membrane (2) in which a large number of hollow fibers are juxtaposed is present, but the liquefaction occurs outside the gas separation membrane (2) in the space (3c). Air supply pipe (9) at appropriate position on oil gas delivery pipe (8) side
Are connected to each other, and an air discharge pipe (10) is connected to the liquefied petroleum gas supply pipe (7) at a position symmetrical to the air supply pipe (9). Then, the air supplied to the space (3c) by the air supply pipe (9) flows in the space (3c) counter to the liquefied petroleum gas passing through the gas separation membrane (2). It circulates in the direction.

前記空気供給管(9)の上流部には弁(11)が中途介
装され、更にその上流部は複数分岐されて、その各管に
は、シリカゲルやアルミナ等の吸着剤が内蔵された吸着
塔(12a),(12b)と、これら吸着塔(12a),(12b)
に対して圧縮空気を交互に選択供給するための4つの弁
(V1)〜(V4)とが夫々中途介装されている。そして、
前記空気供給管(9)にて供給される圧縮空気は、何れ
か一方の吸着塔(12a)又は(12b)にて水分が吸着され
て乾燥させられた後、弁(11)を経ることによって略大
気圧にまで減圧され、、然る後に前記ガス分離装置
(1)へ導かれるようになっている。吸着塔(12a),
(12b)内の吸着剤で乾燥後に大気圧まで圧縮空気を膨
張させると、低温状態となるが、冷却式の乾燥機で乾燥
される場合と比較すると、比較的高温であるため、ガス
分離膜(2)の2次側温度が高くなる。その結果、水分
を速く蒸発させてガス分離膜(2)の拡散速度を上げる
ことができ、除湿能力が高くなると共に、温度差による
結露防止をより有効に行うことができる。また吸着塔
(12a),(12b)が中途介装された空気供給管(9)の
上流部には、送風機(13)にて発生させられたのち加熱
器(14)にて加熱された送風が前記吸着塔(12a),(1
2b)内へ送り込まれるような配管が連通接続されてお
り、更に、この配管の途中には、前記吸着塔(12a),
(12b)に対して熱風を交互に選択供給するための4つ
の弁(V5)〜(V8)が介装されていて、該熱風を前記吸
着塔(12a),(12b)内へ適宜交互に送り込むことによ
り、それに内蔵される吸着剤の再生が適宜行われるよう
になっいる。
A valve (11) is interposed in the upstream part of the air supply pipe (9), and the upstream part is further branched into a plurality of parts. Each pipe has an adsorbent such as silica gel or alumina incorporated therein. Towers (12a) and (12b) and these adsorption towers (12a) and (12b)
, Four valves (V 1 ) to (V 4 ) for alternately supplying compressed air are interposed. And
The compressed air supplied through the air supply pipe (9) is dried by absorbing moisture in one of the adsorption towers (12a) or (12b), and then passes through a valve (11). The pressure is reduced to substantially the atmospheric pressure, and then the pressure is led to the gas separation device (1). Adsorption tower (12a),
When the compressed air is expanded to atmospheric pressure after drying with the adsorbent in (12b), the temperature becomes low, but the temperature is relatively high compared to the case of drying with a cooling drier. The secondary side temperature of (2) increases. As a result, it is possible to evaporate the water quickly to increase the diffusion speed of the gas separation membrane (2), to increase the dehumidifying ability, and to more effectively prevent dew condensation due to a temperature difference. In the upstream part of the air supply pipe (9) in which the adsorption towers (12a) and (12b) are interposed, air generated by a blower (13) and then heated by a heater (14) Is the adsorption tower (12a), (1
2b) is connected to a pipe that is fed into the pipe, and furthermore, in the middle of the pipe, the adsorption tower (12a),
(12b) 4 for selecting supplying hot air alternately valves (V 5) ~ (V 8 ) is being interposed against the heat wind the adsorption tower (12a), suitably into (12b) By alternately feeding, the adsorbent contained therein is appropriately regenerated.

かかる装置を用いて本発明方法を実施する場合、前記
供給管(7)及び前記スペース(3a)経由で、前記中空
糸からなるガス分離膜(2)の一方側即ち前記中空糸の
内側へ供給される水蒸気含有ガスとしての液化石油ガス
は加圧状態となっているが、ガス分離膜(2)の他方側
即ち前記中空糸の外側へ供給される圧縮空気は前記吸着
塔(12)にて乾燥させられた後に前記弁(11)を経るこ
とによって略大気圧に至るように膨張させられた状態で
供給されるため、該空気は水分が減少した状態でしかも
減圧状態となっている結果、前記ガス分離膜(2)の両
側での水蒸気分圧差が大きくなり、該分圧差に基づいて
前記液化石油ガス中の水蒸気が前記ガス分離膜(2)を
有効に透過し、もって前記液化石油ガスの除湿が有効に
行われるようになる。また前記圧縮空気は前記ガス分離
装置(1)に供給されるときに前記弁(11)を経ること
によって膨張させられて比較的低温状態となるため、前
記液化石油ガス中の水蒸気は前記ガス分離膜(2)を高
速度にて透過する結果、前記液化石油ガスの除湿が有効
に行われるようになる。
When the method of the present invention is carried out using such an apparatus, the gas is supplied to one side of the gas separation membrane (2) composed of the hollow fiber, that is, the inside of the hollow fiber, via the supply pipe (7) and the space (3a). The liquefied petroleum gas as the steam-containing gas is in a pressurized state, but the compressed air supplied to the other side of the gas separation membrane (2), that is, to the outside of the hollow fiber, is passed through the adsorption tower (12). After being dried, the air is supplied in a state of being expanded to approximately atmospheric pressure by passing through the valve (11), so that the air is in a state of reduced moisture and is in a reduced pressure state. The difference in partial pressure of water vapor on both sides of the gas separation membrane (2) increases, and the water vapor in the liquefied petroleum gas effectively permeates through the gas separation membrane (2) based on the difference in partial pressure. Dehumidification is effectively performed. When the compressed air is supplied to the gas separation device (1), the compressed air is expanded by passing through the valve (11) to a relatively low temperature state. As a result of permeating through the membrane (2) at a high speed, the liquefied petroleum gas is effectively dehumidified.

なお、本実施例においては、前記ガス分離装置(1)
に供給される水蒸気含有ガスが液化石油ガスであるの
で、前記ガス分離装置のガス分離膜(2)としてビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを縮
重合させたポリイミド樹脂,パーフルオロスルンホン酸
のフッ素系イオン交換樹脂又はポリエステル若しくはポ
リスルホンの多孔質樹脂よりなる母層の表面に、セルロ
ース系物質,ポリビニル系物質又はアクリル系物質より
なる緻密構造を有する薄膜が形成された複数層構造であ
り、水蒸気とプロパンとの透過速度比が1000以上であ
り、水蒸気の透過速度が1.0×10-3N・cm3/cm2・秒・cmH
g以上であり、外径が0.1〜1.0mmであり、且つ、肉厚が1
0〜100μmである中空糸を用いることとした。これは、
ガス分離膜(2)による液化石油ガス中の水蒸気の透過
性能が極めて良好で、液化石油ガスの除湿が有効に行わ
れるようになるからである。
In this embodiment, the gas separation device (1)
Is a liquefied petroleum gas supplied to the gas separator, so that the gas separation membrane (2) of the gas separation device is a polyimide resin obtained by polycondensation of biphenyltetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine, perfluorosulfone A multi-layer structure in which a thin film having a dense structure made of a cellulose-based material, a polyvinyl-based material, or an acrylic-based material is formed on a surface of a base layer made of a fluorine-based ion-exchange resin of sulfonic acid or a porous resin of polyester or polysulfone. Yes, the transmission speed ratio between water vapor and propane is 1000 or more, and the water vapor transmission speed is 1.0 × 10 -3 Ncm 3 / cm 2
g or more, the outer diameter is 0.1 to 1.0 mm, and the wall thickness is 1
A hollow fiber having a diameter of 0 to 100 μm was used. this is,
This is because the gas separation membrane (2) has a very good performance of permeating water vapor in the liquefied petroleum gas, and effectively dehumidifies the liquefied petroleum gas.

また、本実施例の如く、前記ガス分離膜(2)を用い
る場合は、該ガス分離膜(2)に水が十分に浸潤した状
態となると性能低下及び強度低下を来すので、これを防
止すべく、前記ガス分離装置に供給される前記水蒸気含
有ガスを、その供給前に、ドレン分離器及び加熱器にか
けることにより、該水蒸気含有ガスの相対湿度を下げる
こととした。
In the case where the gas separation membrane (2) is used as in the present embodiment, if water is sufficiently infiltrated into the gas separation membrane (2), the performance and strength are reduced. In order to reduce the relative humidity of the steam-containing gas, the steam-containing gas supplied to the gas separator is supplied to a drain separator and a heater before the gas is supplied.

また、前記ガス分離装置(1)へ供給される圧縮空気
及び液化石油ガスの平均温度は40℃以下にしておくこと
が好ましい。その理由は、40℃以下の条件下では、液化
石油ガス中の炭化水素成分が同ガス中の水蒸気に比べ、
前記ガス分離膜(2)における透過速度が低いので、前
記炭化水素成分が前記ガス分離膜(2)を殆ど透過する
ことなく非透過物として残る一方、前記水蒸気が前記ガ
ス分離膜(2)を有効に透過し、もって液化石油ガスの
有効な除湿が行われるからである。
Further, it is preferable that the average temperature of the compressed air and the liquefied petroleum gas supplied to the gas separation device (1) be 40 ° C. or less. The reason is that under 40 ° C or lower conditions, hydrocarbon components in liquefied petroleum gas
Since the permeation rate in the gas separation membrane (2) is low, the hydrocarbon component hardly permeates the gas separation membrane (2) and remains as a non-permeate, while the water vapor passes through the gas separation membrane (2). This is because the liquefied petroleum gas is effectively dehumidified because of the effective permeation.

なお、本実施例においては、前記吸着塔(12)内へ送
り込む空気は圧縮空気であるので、前記吸着塔(12)内
での吸着効率が向上し、吸着塔(12)内で必要な吸着剤
量を減らすことができる。また前記圧縮空気の圧力は、
空気圧縮機の運転費や関連機器のコスト等、経済上の条
件から4〜8気圧とするのが好ましい。
In this embodiment, since the air sent into the adsorption tower (12) is compressed air, the adsorption efficiency in the adsorption tower (12) is improved, and the necessary adsorption in the adsorption tower (12) is improved. The dosage can be reduced. The pressure of the compressed air is
The pressure is preferably set to 4 to 8 atm from economical conditions such as the operation cost of the air compressor and the cost of related equipment.

また、本発明方法は液化石油ガス以外の水蒸気含有ガ
スの除湿を行う場合においても適用できる。
The method of the present invention can also be applied to the case of dehumidifying a steam-containing gas other than liquefied petroleum gas.

例えば、第2図示すように、原料空気から酸素、窒
素、アルゴンを製品として分離製造する空気分離装置
(A)での原料空気中の水分を除去する場合に適用して
もよい。
For example, as shown in FIG. 2, the present invention may be applied to a case where moisture in raw air is removed by an air separation device (A) which separates and manufactures oxygen, nitrogen and argon from raw air as products.

この実施例では、上述の実施例と同一の構造のガス分
離装置(1)が用いられていて、原料空気を圧縮機(1
5)にて加圧した状態でガス分離装置(1)のスペース
(3a)に供給するとともに、このガス分離装置(1)の
スペース(3b)から送り出される乾燥原料空気を前記空
気分離装置(A)に供給し、更に、前記空気分離装置
(A)での製造過程で発生した乾燥低温廃ガスを前記ガ
ス分離装置(1)のスペース(3c)に弁(11)を介して
供給するべく構成してある。
In this embodiment, a gas separation device (1) having the same structure as that of the above-described embodiment is used, and raw air is compressed by a compressor (1).
The pressurized state in 5) is supplied to the space (3a) of the gas separation device (1), and the dry raw material air sent out from the space (3b) of the gas separation device (1) is supplied to the air separation device (A). ), And the dry low-temperature waste gas generated during the production process in the air separation device (A) is supplied to the space (3c) of the gas separation device (1) via a valve (11). I have.

なお、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にす
る為に符号を記すが、該記入により本発明方法は添付図
面の構造からなる装置を用いて実施される方法に限定さ
れるものではない。
In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the method of the present invention is limited to the method implemented by using the apparatus having the structure shown in the attached drawings. is not.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る水蒸気含有ガスの除湿方法の実施
例に使用する装置を示す概略構成図、第2図は別の実施
例を示す概略構成図である。 (1)……ガス分離装置、(2)……ガス分離膜、
(5)……ドレン分離装置、(6)……加熱器。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an apparatus used in an embodiment of a method for dehumidifying a steam-containing gas according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another embodiment. (1) gas separation device (2) gas separation membrane
(5) ... drain separation device, (6) ... heater.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−241527(JP,A) 特開 昭63−209731(JP,A) 実開 昭56−151604(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-241527 (JP, A) JP-A-63-209731 (JP, A) Real opening Sho-56-151604 (JP, U)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ガス分離膜(2)を内蔵したガス分離装置
(1)を用いて水蒸気含有ガスの除湿を行う方法におい
て、ドレン分離器(5)及び加熱器(6)に通して前記
水蒸気含有ガスの相対湿度を下げた後、その水蒸気含有
ガスを加圧した状態で前記ガス分離膜(2)の一方側へ
供給すると共に、圧縮空気を吸着剤で乾燥後に略大気圧
に至るように膨張させた状態で前記ガス分離膜(2)の
他方側へ供給し、前記水蒸気含有ガスと前記空気とを前
記ガス分離装置(1)内にて向流方向へ流通させること
により、前記ガス分離膜(2)にて前記水蒸気含有ガス
中の水蒸気を透過させて前記除湿を行うことを特徴とす
る水蒸気含有ガスの除湿方法。
1. A method for dehumidifying a steam-containing gas using a gas separation device (1) having a built-in gas separation membrane (2), wherein said steam is passed through a drain separator (5) and a heater (6). After lowering the relative humidity of the contained gas, the steam-containing gas is supplied to one side of the gas separation membrane (2) in a pressurized state, and the compressed air is dried with an adsorbent so as to reach substantially atmospheric pressure. The gas separation membrane (2) is supplied to the other side in an expanded state, and the water vapor-containing gas and the air are allowed to flow in a countercurrent direction in the gas separation device (1), whereby the gas separation is performed. A method for dehumidifying a water vapor-containing gas, wherein the water vapor in the water vapor-containing gas is transmitted through the membrane (2) to perform the dehumidification.
【請求項2】ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と芳
香族ジアミンとを縮重合させたポリイミド樹脂,パーフ
ルオロスルホン酸のフッ素系イオン交換樹脂又はポリエ
ステル若しくはポリスルホンの多孔質樹脂よりなる母層
の表面に、セルロース系物質,ポリビニル系物質又はア
クリル系物質よりなる緻密構造を有する薄膜が形成され
た複数層構造であり、水蒸気とプロパンとの透過速度比
が1000以上であり、水蒸気の透過速度が1.0×10-3N・cm
3/cm2・秒・cmHg以上であり、外径が0.1〜1.0mmであ
り、且つ、肉厚が10〜100μmである中空糸を、前記ガ
ス分離膜(2)として用いることにより、前記ガス分離
装置(1)を構成し、該ガス分離装置(1)に前記水蒸
気含有ガスとして液化石油ガスを供給し、該液化石油ガ
スの除湿を行うことを特徴とする請求項1記載の水蒸気
含有ガスの除湿方法。
2. The method according to claim 1, wherein the surface of the mother layer made of a polyimide resin obtained by polycondensation of biphenyltetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine, a fluorinated ion exchange resin of perfluorosulfonic acid, or a porous resin of polyester or polysulfone. , A multilayer structure in which a thin film having a dense structure made of a cellulose-based material, a polyvinyl-based material, or an acrylic-based material is formed, the transmission speed ratio between water vapor and propane is 1000 or more, and the water vapor transmission speed is 1.0 × 10 -3 Ncm
3 / cm 2 · second · cmHg or more, a hollow fiber having an outer diameter of 0.1 to 1.0 mm and a wall thickness of 10 to 100 μm is used as the gas separation membrane (2), whereby The steam-containing gas according to claim 1, comprising a separating device (1), supplying liquefied petroleum gas as the steam-containing gas to the gas separating device (1), and dehumidifying the liquefied petroleum gas. Dehumidification method.
JP1281080A 1989-10-27 1989-10-27 Dehumidification method for steam-containing gas Expired - Fee Related JP2706157B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1281080A JP2706157B2 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Dehumidification method for steam-containing gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1281080A JP2706157B2 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Dehumidification method for steam-containing gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03143523A JPH03143523A (en) 1991-06-19
JP2706157B2 true JP2706157B2 (en) 1998-01-28

Family

ID=17634051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1281080A Expired - Fee Related JP2706157B2 (en) 1989-10-27 1989-10-27 Dehumidification method for steam-containing gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2706157B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5240472A (en) * 1992-05-29 1993-08-31 Air Products And Chemicls, Inc. Moisture removal from a wet gas
US6059857A (en) * 1996-08-14 2000-05-09 Bend Research, Inc. Ultrapurification of organic solvents
AU724534B2 (en) * 1996-08-14 2000-09-21 Bend Research, Inc. Vapor permeation system
EP0860194A1 (en) * 1997-02-21 1998-08-26 Aquilo Gas Separation B.V. A process for drying compressed air
JP3816289B2 (en) * 2000-02-18 2006-08-30 ナブテスコ株式会社 Hollow fiber membrane dehumidifier
US6497749B2 (en) * 2001-03-30 2002-12-24 United Technologies Corporation Dehumidification process and apparatus using collodion membrane
JP4560296B2 (en) * 2004-01-21 2010-10-13 大阪瓦斯株式会社 Dehumidifier

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56151604U (en) * 1980-04-10 1981-11-13
JPS62241527A (en) * 1986-04-14 1987-10-22 Daicel Chem Ind Ltd Dehumidifying method for air
JPS63209731A (en) * 1987-02-26 1988-08-31 Ube Ind Ltd Production of compressed air for measuring instrument and apparatus driven by air

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03143523A (en) 1991-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950006633B1 (en) Improved process and system for the production of dry, high purity nitrogen
KR960004608B1 (en) Hybrid prepurifier for cryogenic air separation plants
EP0397192B1 (en) Dry, high purity nitrogen production process and apparatus
EP1722881B1 (en) Process for producing purified compressed gas and adsorbent wheel system
EP0411254B1 (en) Production of dry, high purity nitrogen
US5240472A (en) Moisture removal from a wet gas
US20050235826A1 (en) Air separation system using dehydration membrane for pretreatment of compressed air
NO175623B (en)
JP2006507385A (en) Membrane separation process
JP2000262838A (en) Gas separating membrane module and gas separating method
JPH01194927A (en) Steam permselective membrane
JP2706157B2 (en) Dehumidification method for steam-containing gas
JPS6242723A (en) Method for dehumidifying mixed gas
US5709733A (en) Gas separation method
JP2011041921A (en) Air dehumidifier, gas dehumidifier, and method of dehumidifying gas
Wang et al. CO2-selective membranes: how easy is their moving from laboratory to industrial scale?
JPH0527443B2 (en)
JP2014004521A (en) High-pressure dry gas producing system
JPS63182019A (en) Method for dehumidifying pressurized gas
JPS6171821A (en) Dry dehumidifier
JPS63267415A (en) Dehydrating concentration method for water solution containing organic substance
JPH0763579B2 (en) Dehumidification method
JP5817780B2 (en) Gas dehumidifier
JP4529285B2 (en) Gas separation membrane device and operation stop method
JPH01143626A (en) Method for dehumidifying gas

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees