JP2765671B2 - 酸素富化気体の製造法 - Google Patents
酸素富化気体の製造法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中空糸分離膜を用いて
空気等の少なくとも酸素、窒素及び水分を含有する気体
から、乾燥した酸素富化気体を製造する方法に関するも
のである。
空気等の少なくとも酸素、窒素及び水分を含有する気体
から、乾燥した酸素富化気体を製造する方法に関するも
のである。
【０００２】更に詳しくは、本願発明は、中空糸膜の束
からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する脱湿装置で、少な
くとも酸素、窒素及び水分を含有する原料気体中の水分
を除去した後、乾燥気体を酸素を選択的に透過する中空
糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化
装置に供給して酸素富化気体を回収すると共に、酸素富
化装置から回収される未透過の窒素を含有する乾燥気体
の一部を前記脱湿装置に供給し、原料気体中の水分の除
去を促進させることによって、効率よく乾燥した酸素富
化気体を製造する方法に関する。
からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する脱湿装置で、少な
くとも酸素、窒素及び水分を含有する原料気体中の水分
を除去した後、乾燥気体を酸素を選択的に透過する中空
糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化
装置に供給して酸素富化気体を回収すると共に、酸素富
化装置から回収される未透過の窒素を含有する乾燥気体
の一部を前記脱湿装置に供給し、原料気体中の水分の除
去を促進させることによって、効率よく乾燥した酸素富
化気体を製造する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】酸素富化気体は、燃焼分野、医療分野、
スポ−ツ・レジャ−分野、化学工業分野、バイオ分野、
電子工業分野等々において、その利用が拡大している。
従来、中空糸膜及びその製造方法、分離膜モジュ−ル等
については既に多数知られている。また酸素を選択的に
透過する中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵
する酸素富化装置及び酸素富化気体の製造方法について
も、例えば特公昭６２−１４０６６号公報、特開平２−
２５２６０９号公報等において提案されている。
スポ−ツ・レジャ−分野、化学工業分野、バイオ分野、
電子工業分野等々において、その利用が拡大している。
従来、中空糸膜及びその製造方法、分離膜モジュ−ル等
については既に多数知られている。また酸素を選択的に
透過する中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵
する酸素富化装置及び酸素富化気体の製造方法について
も、例えば特公昭６２−１４０６６号公報、特開平２−
２５２６０９号公報等において提案されている。
【０００４】しかしながら、酸素富化気体、例えば酸素
富化空気を得るに際して予め原料空気が乾燥されていな
い場合、酸素富化装置から回収される酸素富化空気（製
品）中の水分が多くなり、分離膜モジュ−ルの膜面で水
分が凝縮したり、配管途中で水分が凝縮したりする。ま
た酸素富化燃焼をさせる場合は酸素富化空気中の水分は
できるだけ少ない方が効果的である。それ故、酸素富化
装置に供給する原料空気は予め乾燥されたものであるの
が好ましい。
富化空気を得るに際して予め原料空気が乾燥されていな
い場合、酸素富化装置から回収される酸素富化空気（製
品）中の水分が多くなり、分離膜モジュ−ルの膜面で水
分が凝縮したり、配管途中で水分が凝縮したりする。ま
た酸素富化燃焼をさせる場合は酸素富化空気中の水分は
できるだけ少ない方が効果的である。それ故、酸素富化
装置に供給する原料空気は予め乾燥されたものであるの
が好ましい。
【０００５】一方気体中の水分を除去する方法の一つと
して、例えば冷凍除湿機を用いて圧縮空気を５°Ｃ〜１
０°Ｃに冷却することによって空気中の水分を凝縮さ
せ、乾燥空気を得ると共に、凝縮させた水分をドレンと
して排出させる方法や、分離膜に水分を含有する加圧気
体を供給すると水分が選択的に膜を透過するという性質
を利用して、中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを
内蔵する脱湿装置を用いて原料空気を除湿する方法が、
例えば特開平１−２２４０２８号公報、特開平１−２２
４０２９号公報、特開昭５４−１５３４９号公報等で提
案されている。
して、例えば冷凍除湿機を用いて圧縮空気を５°Ｃ〜１
０°Ｃに冷却することによって空気中の水分を凝縮さ
せ、乾燥空気を得ると共に、凝縮させた水分をドレンと
して排出させる方法や、分離膜に水分を含有する加圧気
体を供給すると水分が選択的に膜を透過するという性質
を利用して、中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを
内蔵する脱湿装置を用いて原料空気を除湿する方法が、
例えば特開平１−２２４０２８号公報、特開平１−２２
４０２９号公報、特開昭５４−１５３４９号公報等で提
案されている。
【０００６】しかし、酸素富化装置に供給する原料空気
の乾燥方法として、冷凍除湿機を用いる方法は、装置が
大型化し、動力源を必要とするだけでなく、可動部があ
るために、騒音、振動が発生するという問題があり、さ
らには可動部が故障したり、連続動作時の寿命という点
で問題がある。また冷凍除湿機の冷媒としては一般にフ
ロンが使用されており、地球環境の面からも問題点を含
んでいる。
の乾燥方法として、冷凍除湿機を用いる方法は、装置が
大型化し、動力源を必要とするだけでなく、可動部があ
るために、騒音、振動が発生するという問題があり、さ
らには可動部が故障したり、連続動作時の寿命という点
で問題がある。また冷凍除湿機の冷媒としては一般にフ
ロンが使用されており、地球環境の面からも問題点を含
んでいる。
【０００７】また、前記中空糸膜の束からなる分離膜モ
ジュ−ルを内蔵する脱湿装置を用いて原料空気を除湿す
る方法は、冷凍除湿機を用いる方法の難点がなく、装置
がコンパクトでメンテナンスも容易という大きな利点が
あるが、例えば特開平１−２２４０２８号公報に記載さ
れているように、脱湿装置の乾燥能力を維持するために
脱湿装置で乾燥した空気の一部を、原料空気の流動方向
と反対方向に流動させて水蒸気のパ−ジ（水分の排出）
に使用している。この方法は乾燥空気の大気圧露点を下
げるためには必要である。しかし、この方法と酸素富化
装置とを組み合わせて酸素富化空気を製造した場合は、
酸素富化装置に供給される乾燥空気を減少させることに
なり、酸素富化空気の収量が低下するという難点があ
る。
ジュ−ルを内蔵する脱湿装置を用いて原料空気を除湿す
る方法は、冷凍除湿機を用いる方法の難点がなく、装置
がコンパクトでメンテナンスも容易という大きな利点が
あるが、例えば特開平１−２２４０２８号公報に記載さ
れているように、脱湿装置の乾燥能力を維持するために
脱湿装置で乾燥した空気の一部を、原料空気の流動方向
と反対方向に流動させて水蒸気のパ−ジ（水分の排出）
に使用している。この方法は乾燥空気の大気圧露点を下
げるためには必要である。しかし、この方法と酸素富化
装置とを組み合わせて酸素富化空気を製造した場合は、
酸素富化装置に供給される乾燥空気を減少させることに
なり、酸素富化空気の収量が低下するという難点があ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、空気
等の少なくとも酸素、窒素及び水分を含有する気体か
ら、乾燥した酸素富化気体を効率よく製造することがで
き、前記の難点、特に分離膜を用いて脱湿と酸素富化を
行った場合の難点をも改善することができる乾燥した酸
素富化気体の製造法を開発することを目的として鋭意研
究を行った結果、本願発明に到達した。
等の少なくとも酸素、窒素及び水分を含有する気体か
ら、乾燥した酸素富化気体を効率よく製造することがで
き、前記の難点、特に分離膜を用いて脱湿と酸素富化を
行った場合の難点をも改善することができる乾燥した酸
素富化気体の製造法を開発することを目的として鋭意研
究を行った結果、本願発明に到達した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明は、（１）少な
くとも酸素、窒素及び水分を含有する気体を加圧し、こ
れを中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する
脱湿装置の中空糸膜の内側へ供給して該気体中の水分を
選択的に該中空糸膜の外側へ透過させて水分を除去する
と共に、該中空糸膜の内側に乾燥された気体を生成させ
て脱湿装置から乾燥気体を取り出すこと、（２）前記乾
燥気体を、酸素を選択的に透過する中空糸膜の束からな
る分離膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化装置の中空糸膜
の内側に供給して該気体中の酸素を該中空糸膜の外側へ
透過させて該酸素富化装置から乾燥した酸素富化気体を
回収すると共に、（３）該中空糸膜の内側から得られる
未透過の窒素を含有する乾燥気体を該酸素富化装置から
回収し、その一部を前記脱湿装置の中空糸膜の外側へ供
給して水分の除去を促進させることを特徴とする酸素富
化気体の製造法に関する。
くとも酸素、窒素及び水分を含有する気体を加圧し、こ
れを中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する
脱湿装置の中空糸膜の内側へ供給して該気体中の水分を
選択的に該中空糸膜の外側へ透過させて水分を除去する
と共に、該中空糸膜の内側に乾燥された気体を生成させ
て脱湿装置から乾燥気体を取り出すこと、（２）前記乾
燥気体を、酸素を選択的に透過する中空糸膜の束からな
る分離膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化装置の中空糸膜
の内側に供給して該気体中の酸素を該中空糸膜の外側へ
透過させて該酸素富化装置から乾燥した酸素富化気体を
回収すると共に、（３）該中空糸膜の内側から得られる
未透過の窒素を含有する乾燥気体を該酸素富化装置から
回収し、その一部を前記脱湿装置の中空糸膜の外側へ供
給して水分の除去を促進させることを特徴とする酸素富
化気体の製造法に関する。
【００１０】本願発明の酸素富化気体の製造法につい
て、図面を参照にして水分（水蒸気）を含有する空気か
ら乾燥した酸素富化空気を製造する場合を例にとって詳
細に説明する。しかし、本願発明は空気からの酸素富化
空気の製造に限定されることなく、少なくとも酸素、窒
素及び水分を含有する気体から酸素富化気体を製造する
いずれの場合も本願発明の範囲に包含される。
て、図面を参照にして水分（水蒸気）を含有する空気か
ら乾燥した酸素富化空気を製造する場合を例にとって詳
細に説明する。しかし、本願発明は空気からの酸素富化
空気の製造に限定されることなく、少なくとも酸素、窒
素及び水分を含有する気体から酸素富化気体を製造する
いずれの場合も本願発明の範囲に包含される。
【００１１】第１図は、本願発明の酸素富化気体の製造
法を実施するための工程を例示する概略図である。水分
（水蒸気）を含有する原料空気は小型の加圧機（コンプ
レッサ）１に供給されて、約２〜３０Kg／cm2 に加圧さ
れ、タンク２に貯蔵される。タンク２に貯蔵された加圧
空気は、エアフィルタ３を経て、減圧弁４で圧力調整さ
れ、ライン７を経て、中空糸膜の束からなる分離膜モジ
ュ−ルを内蔵する脱湿装置５の中空糸膜の内側（孔中）
に供給される。
法を実施するための工程を例示する概略図である。水分
（水蒸気）を含有する原料空気は小型の加圧機（コンプ
レッサ）１に供給されて、約２〜３０Kg／cm2 に加圧さ
れ、タンク２に貯蔵される。タンク２に貯蔵された加圧
空気は、エアフィルタ３を経て、減圧弁４で圧力調整さ
れ、ライン７を経て、中空糸膜の束からなる分離膜モジ
ュ−ルを内蔵する脱湿装置５の中空糸膜の内側（孔中）
に供給される。
【００１２】中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルを
内蔵する脱湿装置５としては、水蒸気と空気とのガス透
過速度の比（Ｐ’Ｈ2 ０／Ｐ’空気）が５００以上、好
ましくは１０００以上の分離膜モジュ−ルを内蔵したも
のがで好適である。このガス透過速度の比が小さすぎる
と後記酸素富化装置６から得られる酸素の収量、酸素濃
度等が低下したりする。
内蔵する脱湿装置５としては、水蒸気と空気とのガス透
過速度の比（Ｐ’Ｈ2 ０／Ｐ’空気）が５００以上、好
ましくは１０００以上の分離膜モジュ−ルを内蔵したも
のがで好適である。このガス透過速度の比が小さすぎる
と後記酸素富化装置６から得られる酸素の収量、酸素濃
度等が低下したりする。
【００１３】脱湿装置５の構成としては、中空糸膜を適
当な長さに切断して多数（１００〜１０００００本）束
ねて形成させた中空糸膜束が、その両端の中空（孔）が
塞がらない様に両端をエポキシ樹脂の如き樹脂で一体的
に固着されている分離膜モジュ−ルを、原料気体供給
口、乾燥気体排出口、パ−ジ気体供給口、パ−ジ気体排
出口を有する容器に収納した脱湿装置、例えば特開平１
−２２４０２８号公報、特開昭５４−１５３４９号公報
等に記載された脱湿装置を使用することができる。この
場合、原料空気は、原料気体供給口から分離膜モジュ−
ルの一方の中空糸膜の内側、即ち中空（孔）に入り、中
空中を流動して通過する間に水分が中空糸膜の外側に透
過して、未透過の空気は乾燥されてもう一方側の中空
（孔）を通って乾燥気体排出口から取り出される。
当な長さに切断して多数（１００〜１０００００本）束
ねて形成させた中空糸膜束が、その両端の中空（孔）が
塞がらない様に両端をエポキシ樹脂の如き樹脂で一体的
に固着されている分離膜モジュ−ルを、原料気体供給
口、乾燥気体排出口、パ−ジ気体供給口、パ−ジ気体排
出口を有する容器に収納した脱湿装置、例えば特開平１
−２２４０２８号公報、特開昭５４−１５３４９号公報
等に記載された脱湿装置を使用することができる。この
場合、原料空気は、原料気体供給口から分離膜モジュ−
ルの一方の中空糸膜の内側、即ち中空（孔）に入り、中
空中を流動して通過する間に水分が中空糸膜の外側に透
過して、未透過の空気は乾燥されてもう一方側の中空
（孔）を通って乾燥気体排出口から取り出される。
【００１４】中空糸膜としては、水蒸気（水分）を選択
的に透過する性能のものであれば特に制限はなく、例え
ばポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、セル
ロ−ス系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系等の高分
子系の中空糸膜のなかから適宜選択して使用される。ま
た中空糸膜、分離膜モジュ−ル等はそれ自体従来公知の
方法で容易に製造することができ、また中空糸膜は多孔
質膜でも、膜の表面に緻密な層（スキン層）を有する非
対称性膜でもよい。
的に透過する性能のものであれば特に制限はなく、例え
ばポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、セル
ロ−ス系、ポリスルホン系、ポリオレフィン系等の高分
子系の中空糸膜のなかから適宜選択して使用される。ま
た中空糸膜、分離膜モジュ−ル等はそれ自体従来公知の
方法で容易に製造することができ、また中空糸膜は多孔
質膜でも、膜の表面に緻密な層（スキン層）を有する非
対称性膜でもよい。
【００１５】脱湿装置５の中空糸膜の内側に供給された
原料空気は、前記のように中空中を流動して通過し、そ
の間に原料空気中の水分が中空糸膜の外側に透過して原
料空気から除去される。供給にあたっては、中空糸膜の
長さ方向の流速が０．０５m／sec 以上、好ましくは
０．１m ／sec 以上が適当であり、また中空糸膜との接
触時間が０．５秒〜６０秒、好ましくは２秒〜４０秒の
範囲にするのが適当である。
原料空気は、前記のように中空中を流動して通過し、そ
の間に原料空気中の水分が中空糸膜の外側に透過して原
料空気から除去される。供給にあたっては、中空糸膜の
長さ方向の流速が０．０５m／sec 以上、好ましくは
０．１m ／sec 以上が適当であり、また中空糸膜との接
触時間が０．５秒〜６０秒、好ましくは２秒〜４０秒の
範囲にするのが適当である。
【００１６】脱湿装置５で中空糸膜の外側に透過した水
分は、中空糸膜の乾燥能力を維持するために、また乾燥
空気の大気圧露点を下げるために、後記する酸素富化装
置６から回収されて系外に排出される乾燥した窒素富化
空気の一部をライン１１から供給し、原料空気の流動方
向と反対方向に流動させて、脱湿装置５のライン８を経
て系外に排出される。本願発明においては、従来公知の
例えば特開平１−２２４０２８号公報に記載の原料空気
の脱湿方法のように、中空糸膜の外側に透過した水分を
除去するのに脱湿装置で乾燥した空気を使用せずに、後
記する酸素富化装置６から回収され、系外に排出される
乾燥した窒素富化空気の一部を使用するので、酸素富化
装置６に供給される乾燥空気を減少させることがなく、
酸素富化空気の収量も低下しないという顕著な効果を達
成することができる。
分は、中空糸膜の乾燥能力を維持するために、また乾燥
空気の大気圧露点を下げるために、後記する酸素富化装
置６から回収されて系外に排出される乾燥した窒素富化
空気の一部をライン１１から供給し、原料空気の流動方
向と反対方向に流動させて、脱湿装置５のライン８を経
て系外に排出される。本願発明においては、従来公知の
例えば特開平１−２２４０２８号公報に記載の原料空気
の脱湿方法のように、中空糸膜の外側に透過した水分を
除去するのに脱湿装置で乾燥した空気を使用せずに、後
記する酸素富化装置６から回収され、系外に排出される
乾燥した窒素富化空気の一部を使用するので、酸素富化
装置６に供給される乾燥空気を減少させることがなく、
酸素富化空気の収量も低下しないという顕著な効果を達
成することができる。
【００１７】中空糸の内側を通過して乾燥された空気
は、次いで脱湿装置５から取り出され、ライン９を経
て、酸素を選択的に透過する中空糸膜の束からなる分離
膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化装置６の中空糸膜の内
側（孔中）に供給される。供給する際の空気圧は必要に
応じて適宜調整し、１〜７Kg／cm2 程度にするのが適当
である。
は、次いで脱湿装置５から取り出され、ライン９を経
て、酸素を選択的に透過する中空糸膜の束からなる分離
膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化装置６の中空糸膜の内
側（孔中）に供給される。供給する際の空気圧は必要に
応じて適宜調整し、１〜７Kg／cm2 程度にするのが適当
である。
【００１８】本願発明において、酸素富化装置６は、少
なくとも乾燥された空気を供給するための供給口、未透
過の乾燥した窒素富化空気を回収・排出させるための排
出口及び中空糸膜を透過した乾燥酸素富化空気を回収す
るための排出口を備えた容器に、酸素を選択的に透過す
る中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルが内蔵されて
いるものが使用される。このような酸素富化装置６は、
例えば特開平２−２５２６０９号公報にも記載されてい
る。
なくとも乾燥された空気を供給するための供給口、未透
過の乾燥した窒素富化空気を回収・排出させるための排
出口及び中空糸膜を透過した乾燥酸素富化空気を回収す
るための排出口を備えた容器に、酸素を選択的に透過す
る中空糸膜の束からなる分離膜モジュ−ルが内蔵されて
いるものが使用される。このような酸素富化装置６は、
例えば特開平２−２５２６０９号公報にも記載されてい
る。
【００１９】酸素富化装置６の分離膜モジュ−ルに使用
される中空糸膜としては、酸素を選択的に透過する性能
を有するものであれば、多孔質膜でも、非対称性膜でも
特に制限されないが、酸素ガスと窒素ガスとの透過速度
の比（Ｐ' Ｏ2 ／Ｐ' Ｎ2 ）が３．０〜１５、好ましく
は４．０〜１０のものが好適である。中空糸膜の材質と
しては、例えばポリイミド系、ポリアミド系、ポリエス
テル系、セルロ−ス系、ポリスルホン系、ポリオレフィ
ン系等の高分子系のものが使用されるが、中空糸膜とし
ては透過速度の比が大きい芳香族ポリイミド製の非対称
性膜が好適に使用される。
される中空糸膜としては、酸素を選択的に透過する性能
を有するものであれば、多孔質膜でも、非対称性膜でも
特に制限されないが、酸素ガスと窒素ガスとの透過速度
の比（Ｐ' Ｏ2 ／Ｐ' Ｎ2 ）が３．０〜１５、好ましく
は４．０〜１０のものが好適である。中空糸膜の材質と
しては、例えばポリイミド系、ポリアミド系、ポリエス
テル系、セルロ−ス系、ポリスルホン系、ポリオレフィ
ン系等の高分子系のものが使用されるが、中空糸膜とし
ては透過速度の比が大きい芳香族ポリイミド製の非対称
性膜が好適に使用される。
【００２０】酸素富化装置６の供給口から分離膜モジュ
−ルの中空糸膜の内側（孔中）に供給された乾燥空気
は、中空中を流動して通過し、その間に乾燥空気中の酸
素が中空糸膜の外側に透過して酸素富化装置６の排出口
からライン１３を経て例えば吸引ポンプ等の吸引手段に
よって系外に回収される。
−ルの中空糸膜の内側（孔中）に供給された乾燥空気
は、中空中を流動して通過し、その間に乾燥空気中の酸
素が中空糸膜の外側に透過して酸素富化装置６の排出口
からライン１３を経て例えば吸引ポンプ等の吸引手段に
よって系外に回収される。
【００２１】一方、中空糸膜を透過しなかった未透過の
乾燥した窒素富化空気は、酸素富化装置６の排出口から
ライン１０を経て回収され、その一部がライン１１を経
て脱湿装置５の分離膜モジュ−ルの中空糸膜の外側、換
言すると透過側へ供給される。中空糸膜の外側へ供給さ
れた窒素富化空気は、脱湿装置５の分離膜モジュ−ルの
中空糸膜を透過した原料空気中の水分のパ−ジに有効利
用され、系外への水分の除去を促進させる。なお残部の
窒素富化空気は、ライン１２を経て系外に排出される。
本願発明において、脱湿装置５及び酸素富化装置６は、
それぞれ複数（多段）で用いてもよい。次に実施例及び
比較例を示し、本願発明を説明する。
乾燥した窒素富化空気は、酸素富化装置６の排出口から
ライン１０を経て回収され、その一部がライン１１を経
て脱湿装置５の分離膜モジュ−ルの中空糸膜の外側、換
言すると透過側へ供給される。中空糸膜の外側へ供給さ
れた窒素富化空気は、脱湿装置５の分離膜モジュ−ルの
中空糸膜を透過した原料空気中の水分のパ−ジに有効利
用され、系外への水分の除去を促進させる。なお残部の
窒素富化空気は、ライン１２を経て系外に排出される。
本願発明において、脱湿装置５及び酸素富化装置６は、
それぞれ複数（多段）で用いてもよい。次に実施例及び
比較例を示し、本願発明を説明する。
【００２２】
実施例１ 第１図の工程に従って、膜厚６０μm 、外径４００μm
及び長さ７５cmの芳香族ポリイミドの非対称性の中空糸
膜を束ねた中空糸膜束からなる分離膜モジュ−ル（有効
膜面積１５．２m2、水蒸気の空気に対するガス透過速度
の比１０００）を内蔵した脱湿装置５と、膜厚６０μm
、外径４００μm 及び長さ１５０cmの芳香族ポリイミ
ドの非対称性の中空糸膜を束ねた中空糸膜束からなる分
離膜モジュ−ル（有効膜面積３５m2）を内蔵した酸素富
化装置６とを用い、３０°Ｃ飽和の水蒸気を含んだ原料
空気の乾燥及び酸素富化を行った。
及び長さ７５cmの芳香族ポリイミドの非対称性の中空糸
膜を束ねた中空糸膜束からなる分離膜モジュ−ル（有効
膜面積１５．２m2、水蒸気の空気に対するガス透過速度
の比１０００）を内蔵した脱湿装置５と、膜厚６０μm
、外径４００μm 及び長さ１５０cmの芳香族ポリイミ
ドの非対称性の中空糸膜を束ねた中空糸膜束からなる分
離膜モジュ−ル（有効膜面積３５m2）を内蔵した酸素富
化装置６とを用い、３０°Ｃ飽和の水蒸気を含んだ原料
空気の乾燥及び酸素富化を行った。
【００２３】原料空気は、脱湿装置５の中空糸膜の内側
に６Kg／cm2 Ｇの加圧下、１３２．５Ｎm3／h の流速で
供給し、また中空糸膜の外側（透過側）に後記の乾燥し
た窒素富化空気の一部を３１．４７Ｎm3／h の流速でラ
イン１１を経て供給して、中空糸膜を透過した水蒸気の
パ−ジを行いながら、原料空気の乾燥を行い、乾燥され
た空気はライン９を経て、酸素富化装置６の中空糸膜の
内側に供給し、酸素を中空糸膜の外側に透過させて酸素
富化空気を生成させ、未透過の窒素富化空気は酸素富化
装置６からライン１０を経て、その一部を前記水蒸気の
パ−ジに使用し、残部の窒素富化空気はライン１２から
系外に排出させた。ライン１３からは、大気圧露点マイ
ナス１４°Ｃ（０．１９％）の乾燥した酸素富化空気
（酸素濃度４３．５％）が、２４．３２Ｎm3／h で回収
された。
に６Kg／cm2 Ｇの加圧下、１３２．５Ｎm3／h の流速で
供給し、また中空糸膜の外側（透過側）に後記の乾燥し
た窒素富化空気の一部を３１．４７Ｎm3／h の流速でラ
イン１１を経て供給して、中空糸膜を透過した水蒸気の
パ−ジを行いながら、原料空気の乾燥を行い、乾燥され
た空気はライン９を経て、酸素富化装置６の中空糸膜の
内側に供給し、酸素を中空糸膜の外側に透過させて酸素
富化空気を生成させ、未透過の窒素富化空気は酸素富化
装置６からライン１０を経て、その一部を前記水蒸気の
パ−ジに使用し、残部の窒素富化空気はライン１２から
系外に排出させた。ライン１３からは、大気圧露点マイ
ナス１４°Ｃ（０．１９％）の乾燥した酸素富化空気
（酸素濃度４３．５％）が、２４．３２Ｎm3／h で回収
された。
【００２４】比較例１ 実施例１の脱湿装置５に代えて、空冷式冷凍除湿機を用
いたほかは、実施例１と同様の条件で酸素富化を行っ
た。その結果、大気圧露点マイナス６°Ｃ（０．９３
％）の乾燥した酸素富化空気（酸素濃度４３．５％）
が、２４．３８Ｎm3／h で回収された。この際空冷式冷
凍除湿機を駆動させのに毎時０．５K Ｗの電力を消費し
た。
いたほかは、実施例１と同様の条件で酸素富化を行っ
た。その結果、大気圧露点マイナス６°Ｃ（０．９３
％）の乾燥した酸素富化空気（酸素濃度４３．５％）
が、２４．３８Ｎm3／h で回収された。この際空冷式冷
凍除湿機を駆動させのに毎時０．５K Ｗの電力を消費し
た。
【００２５】比較例２ 原料空気の乾燥において水蒸気のパ−ジに実施例１の窒
素富化空気を使用する代わりに、脱湿装置５からとりだ
された乾燥空気の一部を３１．４７Ｎm3／h の流速で脱
湿装置５の中空糸膜の外側に供給したほかは、実施例１
と同様の条件で酸素富化を行った。その結果、大気圧露
点マイナス１４°Ｃ（０．１９％）の乾燥した酸素富化
空気（酸素濃度４３．５％）が、１８．５３Ｎm3／h で
回収された。
素富化空気を使用する代わりに、脱湿装置５からとりだ
された乾燥空気の一部を３１．４７Ｎm3／h の流速で脱
湿装置５の中空糸膜の外側に供給したほかは、実施例１
と同様の条件で酸素富化を行った。その結果、大気圧露
点マイナス１４°Ｃ（０．１９％）の乾燥した酸素富化
空気（酸素濃度４３．５％）が、１８．５３Ｎm3／h で
回収された。
【００２６】
【発明の効果】本願発明は、分離膜を用いた脱湿装置及
び酸素富化装置が巧みに有機的に組み合わされ、酸素富
化装置から回収される乾燥した窒素等の富化気体を、脱
湿装置での原料気体中の水分の除去に有効利用する方法
であるため、特別の動力源を必要とせずに、また乾燥さ
れた酸素富化気体の収量を低下させることなく、コンパ
クトな装置で効率よく、酸素富化気体を製造することが
できる。
び酸素富化装置が巧みに有機的に組み合わされ、酸素富
化装置から回収される乾燥した窒素等の富化気体を、脱
湿装置での原料気体中の水分の除去に有効利用する方法
であるため、特別の動力源を必要とせずに、また乾燥さ
れた酸素富化気体の収量を低下させることなく、コンパ
クトな装置で効率よく、酸素富化気体を製造することが
できる。
【００２７】
【図１】は本願発明の酸素富化気体の製造法を実施する
ための工程を例示する概略図。
ための工程を例示する概略図。
５ 脱湿装置 ６ 酸素富化装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C01B 13/02 B01D 53/22 B01D 53/26
Claims (1)
- 【請求項１】（１）少なくとも酸素、窒素及び水分を含
有する気体を加圧し、これを中空糸膜の束からなる分離
膜モジュ−ルを内蔵する脱湿装置の中空糸膜の内側へ供
給して該気体中の水分を選択的に該中空糸膜の外側へ透
過させて水分を除去すると共に、該中空糸膜の内側に乾
燥された気体を生成させて脱湿装置から乾燥気体を取り
出すこと、 （２）前記乾燥気体を、酸素を選択的に透過する中空糸
膜の束からなる分離膜モジュ−ルを内蔵する酸素富化装
置の中空糸膜の内側に供給して該気体中の酸素を該中空
糸膜の外側へ透過させて該酸素富化装置から乾燥した酸
素富化気体を回収すると共に、 （３）該中空糸膜の内側から得られる未透過の窒素を含
有する乾燥気体を該酸素富化装置から回収し、その一部
を前記脱湿装置の中空糸膜の外側へ供給して水分の除去
を促進させることを特徴とする酸素富化気体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021370A JP2765671B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 酸素富化気体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021370A JP2765671B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 酸素富化気体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234505A JPH06234505A (ja) | 1994-08-23 |
| JP2765671B2 true JP2765671B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=12053214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5021370A Expired - Fee Related JP2765671B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 酸素富化気体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765671B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100550408B1 (ko) * | 2002-11-04 | 2006-02-08 | 주식회사 케이피씨 | 공기 중의 산소와 질소 분리 공급 장치 |
| DE10300141A1 (de) | 2003-01-07 | 2004-07-15 | Blue Membranes Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung von Luft bei gleichzeitiger Abreicherung von Kohlendioxid |
| WO2005074466A2 (en) | 2004-01-28 | 2005-08-18 | Apio Inc. | Packaging |
| US9021792B2 (en) | 2011-03-15 | 2015-05-05 | Hino Motors, Ltd. | Exhaust gas purification device |
| JP5952533B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2016-07-13 | 日野自動車株式会社 | 排ガス浄化装置 |
| JP2013010647A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Hino Motors Ltd | オゾン発生装置 |
| EP2759517A4 (en) | 2011-09-21 | 2015-08-26 | Hino Motors Ltd | EXHAUST CLEANER |
| JP6848307B2 (ja) * | 2016-09-29 | 2021-03-24 | 宇部興産株式会社 | 貯蔵用ガス製造システム及びその製造方法並びに、貯蔵システム及び貯蔵方法 |
| JP6860197B2 (ja) * | 2017-02-06 | 2021-04-14 | Ｖｉｇｏ Ｍｅｄｉｃａｌ株式会社 | 酸素濃縮装置 |
-
1993
- 1993-02-09 JP JP5021370A patent/JP2765671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06234505A (ja) | 1994-08-23 |
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