JP3087109B2 - 気体分離膜によるガス分離方法 - Google Patents
気体分離膜によるガス分離方法Info
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- JP3087109B2 JP3087109B2 JP08156495A JP15649596A JP3087109B2 JP 3087109 B2 JP3087109 B2 JP 3087109B2 JP 08156495 A JP08156495 A JP 08156495A JP 15649596 A JP15649596 A JP 15649596A JP 3087109 B2 JP3087109 B2 JP 3087109B2
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、気体分離膜を使用して
のガス分離方法に関する。
のガス分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】気体分離膜を利用したガス分離では、気
体分離膜で形成した中空糸を多数結束させた状態で筒体
の内部に収容し、中空糸の内部または外部に原料ガス
(混合ガス)を加圧供給し、気体分離膜内外の圧力差を利
用してガス分離を行うようにし、透過ガスと非透過ガス
とに分けて取り出すようにしている。
体分離膜で形成した中空糸を多数結束させた状態で筒体
の内部に収容し、中空糸の内部または外部に原料ガス
(混合ガス)を加圧供給し、気体分離膜内外の圧力差を利
用してガス分離を行うようにし、透過ガスと非透過ガス
とに分けて取り出すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】気体分離膜での分離性
能は温度に影響されやすいという特性がある。そこで、
従来では、原料ガスを５０℃程度に加温して供給するよ
うにしているが、気体分離膜は高分子素材で構成されて
いることから、気体分離膜が暖まるまでに時間がかか
り、所定濃度のガスが得られるまでの時間、すなわち装
置の立ち上げに時間がかかるという問題があった。例え
ば、５０℃に加温した空気をゲージ圧８kg/cm2で供給し
た場合に９９％の窒素が流出してくるまでに９０分以上
かかっていた。
能は温度に影響されやすいという特性がある。そこで、
従来では、原料ガスを５０℃程度に加温して供給するよ
うにしているが、気体分離膜は高分子素材で構成されて
いることから、気体分離膜が暖まるまでに時間がかか
り、所定濃度のガスが得られるまでの時間、すなわち装
置の立ち上げに時間がかかるという問題があった。例え
ば、５０℃に加温した空気をゲージ圧８kg/cm2で供給し
た場合に９９％の窒素が流出してくるまでに９０分以上
かかっていた。
【０００４】そこで、気体分離膜を収容している筒体
(装置)を外部から加熱するようにしたものもあるが、こ
の場合、気体分離膜と筒体壁面との間に空間があること
から、筒体に付与された熱が気体分離膜に伝達されにく
いことから、内部に収納されている気体分離膜の加熱に
利用できる熱エネルギーの量が少なく、エネルギーロス
が大きいという問題があった。本発明はこのような点に
着目してなされたもので、簡単に気体分離膜の温度をあ
げて短時間のうちに所定濃度のガスが取り出せる空気分
離方法を提供することを目的とする。
(装置)を外部から加熱するようにしたものもあるが、こ
の場合、気体分離膜と筒体壁面との間に空間があること
から、筒体に付与された熱が気体分離膜に伝達されにく
いことから、内部に収納されている気体分離膜の加熱に
利用できる熱エネルギーの量が少なく、エネルギーロス
が大きいという問題があった。本発明はこのような点に
着目してなされたもので、簡単に気体分離膜の温度をあ
げて短時間のうちに所定濃度のガスが取り出せる空気分
離方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに請求項１に記載の発明は、加温した原料ガスを内圧
型分離装置内での中空糸の外部に供給して中空糸を昇温
させたのち、加温した原料ガスの中空糸外部への供給を
停止するとともに、加温した原料ガスを中空糸内部に供
給して原料ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離する
ようにしたことを特徴としている。
めに請求項１に記載の発明は、加温した原料ガスを内圧
型分離装置内での中空糸の外部に供給して中空糸を昇温
させたのち、加温した原料ガスの中空糸外部への供給を
停止するとともに、加温した原料ガスを中空糸内部に供
給して原料ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離する
ようにしたことを特徴としている。
【０００６】また、請求項３に記載の発明は、加温した
原料ガスを内圧型分離装置内での中空糸の外部及び内部
に供給して中空糸を昇温させたのち、加温した原料ガス
の中空糸外部への供給を停止し、加温した原料ガスを中
空糸内部のみに供給して原料ガスから透過ガスと非透過
ガスとを分離するようにしたことを特徴としている。
原料ガスを内圧型分離装置内での中空糸の外部及び内部
に供給して中空糸を昇温させたのち、加温した原料ガス
の中空糸外部への供給を停止し、加温した原料ガスを中
空糸内部のみに供給して原料ガスから透過ガスと非透過
ガスとを分離するようにしたことを特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明では、加温した原料ガスを内圧型分離装
置で中空糸の外側部分（透過ガス溜め）あるいは中空糸
の内側部分及び外側部分に流通させることにより、原料
ガスの保有熱で中空糸を直接的に加熱するから中空糸は
所定の温度まで短時間に昇温することになる。さらに、
中空糸が所定温度に達すると原料ガスの供給経路を切り
換えて中空糸の内側部分のみに加温原料ガスを供給する
ようにしてあるから、切り換え直後から所定濃度のガス
を取り出すことができる。
置で中空糸の外側部分（透過ガス溜め）あるいは中空糸
の内側部分及び外側部分に流通させることにより、原料
ガスの保有熱で中空糸を直接的に加熱するから中空糸は
所定の温度まで短時間に昇温することになる。さらに、
中空糸が所定温度に達すると原料ガスの供給経路を切り
換えて中空糸の内側部分のみに加温原料ガスを供給する
ようにしてあるから、切り換え直後から所定濃度のガス
を取り出すことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図面は空気分離装置の概略構成図
であり、図中符号(１)は空気分離筒、(２)は空気分離筒
(１)内に装着した空気分離フイルター、(３)は空気分離
筒(１)の外殻体であり、空気分離フイルター(２)は空気
分離膜で形成した中空糸を束ねて形成してある。
であり、図中符号(１)は空気分離筒、(２)は空気分離筒
(１)内に装着した空気分離フイルター、(３)は空気分離
筒(１)の外殻体であり、空気分離フイルター(２)は空気
分離膜で形成した中空糸を束ねて形成してある。
【０００９】この空気分離筒(１)には、原料空気導入口
(４)と透過ガス導出口(５)及び非透過ガス導出口(６)と
が形成してあり、空気導入口(４)と非透過ガス導出口
(６)とは空気フイルター(２)を構成している中空糸の内
部空間を介して連通されており、透過ガス導出口(５)は
空気フイルター(２)を構成している中空糸と外殻体(３)
の内周面とで形成される透過ガス溜り(７)に原料空気導
入口(４)側で連通している。
(４)と透過ガス導出口(５)及び非透過ガス導出口(６)と
が形成してあり、空気導入口(４)と非透過ガス導出口
(６)とは空気フイルター(２)を構成している中空糸の内
部空間を介して連通されており、透過ガス導出口(５)は
空気フイルター(２)を構成している中空糸と外殻体(３)
の内周面とで形成される透過ガス溜り(７)に原料空気導
入口(４)側で連通している。
【００１０】そして、原料空気導入口(４)は原料空気導
入路(８)を介してコンプレッサ(９)が接続してあり、原
料空気導入路(８)には供給する圧縮空気を加温するヒー
タ(10)が介装してある。原料空気導入路(８)のヒータ(1
0)よりも下流側の部分から分岐路(11)が分岐導出してあ
り、分岐路(11)の先端部は空気フイルター(２)を構成し
ている中空糸と外殻体(３)の内周面とで形成される透過
ガス溜り(７)に非透過ガス導出口(６)側で連通してい
る。そして、分岐路(11)と原料空気導入路(８)との接続
部には三方弁(12)が配置してあり、ヒータ(10)から送り
出される空気を分岐路(11)と原料空気導入口(４)とに択
一的に送給するようにしてある。
入路(８)を介してコンプレッサ(９)が接続してあり、原
料空気導入路(８)には供給する圧縮空気を加温するヒー
タ(10)が介装してある。原料空気導入路(８)のヒータ(1
0)よりも下流側の部分から分岐路(11)が分岐導出してあ
り、分岐路(11)の先端部は空気フイルター(２)を構成し
ている中空糸と外殻体(３)の内周面とで形成される透過
ガス溜り(７)に非透過ガス導出口(６)側で連通してい
る。そして、分岐路(11)と原料空気導入路(８)との接続
部には三方弁(12)が配置してあり、ヒータ(10)から送り
出される空気を分岐路(11)と原料空気導入口(４)とに択
一的に送給するようにしてある。
【００１１】次に上述の構成からなる空気分離装置での
空気分離手順を説明する。コンプレッサ(９)で８kg/cm2
(ゲージ圧)に加圧した空気をヒータ(10)に通すことによ
り５０℃に加温する。三方弁(12)を分岐路(11)側が連通
する状態にしてヒータ(10)で加温された加温空気を空気
分離筒(１)の透過ガス溜り(７)に供給し、非透過ガス導
出口(６)から流出させることにより、空気分離筒(１)内
に配置したを空気フイルター(２)を加温する。そして、
加温空気での加温を設定時間(例えば３０分)継続した
後、三方弁(12)を切り換えて加温空気を空気分離筒(１)
に原料空気導入口(４)から供給する。空気分離筒(１)内
に導入された空気は、空気フイルター(２)を構成してい
る各中空糸の内部を流通する間に、酸素成分が中空糸製
空気フイルター(２)を透過し、窒素成分が非透過ガス導
出口(６)から取り出される。
空気分離手順を説明する。コンプレッサ(９)で８kg/cm2
(ゲージ圧)に加圧した空気をヒータ(10)に通すことによ
り５０℃に加温する。三方弁(12)を分岐路(11)側が連通
する状態にしてヒータ(10)で加温された加温空気を空気
分離筒(１)の透過ガス溜り(７)に供給し、非透過ガス導
出口(６)から流出させることにより、空気分離筒(１)内
に配置したを空気フイルター(２)を加温する。そして、
加温空気での加温を設定時間(例えば３０分)継続した
後、三方弁(12)を切り換えて加温空気を空気分離筒(１)
に原料空気導入口(４)から供給する。空気分離筒(１)内
に導入された空気は、空気フイルター(２)を構成してい
る各中空糸の内部を流通する間に、酸素成分が中空糸製
空気フイルター(２)を透過し、窒素成分が非透過ガス導
出口(６)から取り出される。
【００１２】運転開始後の経過時間と非透過ガス導出路
(６)から導出された窒素ガス濃度の関係を図２に示す。
この図２から分かるように、ガス流路の切り換え直後か
ら所定濃度の窒素ガスを得ることができる
(６)から導出された窒素ガス濃度の関係を図２に示す。
この図２から分かるように、ガス流路の切り換え直後か
ら所定濃度の窒素ガスを得ることができる
【００１３】上記実施態様では、三方弁(12)の切換を時
間で行うようにしたが、空気フイルター(２)の温度を検
知して三方弁(12)の切り換えを行うようにしてもよい。
また、上述の実施態様では、分岐路(11)と原料空気導入
路(８)との接続部に三方弁(12)を配置したが、分岐路(1
1)と分岐部よりも下流側の原料空気導入路(８)とにそれ
ぞれ流路開閉弁を配置し、両流路開閉弁を択一的に開閉
させることにより、空気分離筒(１)への空気供給を切り
換えるようにしてもよい。
間で行うようにしたが、空気フイルター(２)の温度を検
知して三方弁(12)の切り換えを行うようにしてもよい。
また、上述の実施態様では、分岐路(11)と原料空気導入
路(８)との接続部に三方弁(12)を配置したが、分岐路(1
1)と分岐部よりも下流側の原料空気導入路(８)とにそれ
ぞれ流路開閉弁を配置し、両流路開閉弁を択一的に開閉
させることにより、空気分離筒(１)への空気供給を切り
換えるようにしてもよい。
【００１４】図３は本発明の別の実施態様を示し、これ
は、原料空気導入口(４)とコンプレッサ(９)とを接続す
る原料空気導入路(８)から分岐路(11)を分岐導出し、こ
の分岐路(11)の先端部を空気分離筒(１)内で空気フイル
ター(２)を構成している中空糸と外殻体(３)の内周面と
で形成される透過ガス溜り(７)に非透過ガス導出口(６)
側で連通させ、分岐路(11)に流路開閉弁(13)を配置した
ものである。
は、原料空気導入口(４)とコンプレッサ(９)とを接続す
る原料空気導入路(８)から分岐路(11)を分岐導出し、こ
の分岐路(11)の先端部を空気分離筒(１)内で空気フイル
ター(２)を構成している中空糸と外殻体(３)の内周面と
で形成される透過ガス溜り(７)に非透過ガス導出口(６)
側で連通させ、分岐路(11)に流路開閉弁(13)を配置した
ものである。
【００１５】この実施態様では、コンプレッサ(９)で８
kg/cm2(ゲージ圧)に加圧した空気をヒータ(10)に通すこ
とにより５０℃に加温する。流路開閉弁(13)を開弁状態
にしてヒータ(10)で加温された加温空気を空気分離筒
(１)の原料空気導入口(４)と透過ガス溜り(７)に同時に
供給し、空気分離筒(１)内に配置した空気フイルター
(２)のエレメント(中空糸)を内外面から加温する。そし
て、加温空気での加温を設定時間(例えば３０分)継続し
た後、流路開閉弁(13)を閉弁作動させて加温空気を空気
分離筒(１)に原料空気導入口(４)からのみ供給する。空
気分離筒(１)内に導入された空気は、空気フイルター
(２)を構成している各中空糸の内部を流通する間に、酸
素成分が中空糸製空気フイルター(２)を透過し、窒素成
分が非透過ガス導出口(６)から取り出される。
kg/cm2(ゲージ圧)に加圧した空気をヒータ(10)に通すこ
とにより５０℃に加温する。流路開閉弁(13)を開弁状態
にしてヒータ(10)で加温された加温空気を空気分離筒
(１)の原料空気導入口(４)と透過ガス溜り(７)に同時に
供給し、空気分離筒(１)内に配置した空気フイルター
(２)のエレメント(中空糸)を内外面から加温する。そし
て、加温空気での加温を設定時間(例えば３０分)継続し
た後、流路開閉弁(13)を閉弁作動させて加温空気を空気
分離筒(１)に原料空気導入口(４)からのみ供給する。空
気分離筒(１)内に導入された空気は、空気フイルター
(２)を構成している各中空糸の内部を流通する間に、酸
素成分が中空糸製空気フイルター(２)を透過し、窒素成
分が非透過ガス導出口(６)から取り出される。
【００１６】
【発明の効果】本発明では、加温した原料ガスを内圧型
分離装置で中空糸の外側部分（透過ガス溜め）あるいは
中空糸の内外両側に流通させ、原料ガスの保有熱で中空
糸を直接的に加熱した後、中空糸の内部に加温空気を流
通させるようにしていることから、中空糸は所定の温度
まで短時間に昇温することになって、切り換え直後から
所定濃度のガスを取り出すことができる。
分離装置で中空糸の外側部分（透過ガス溜め）あるいは
中空糸の内外両側に流通させ、原料ガスの保有熱で中空
糸を直接的に加熱した後、中空糸の内部に加温空気を流
通させるようにしていることから、中空糸は所定の温度
まで短時間に昇温することになって、切り換え直後から
所定濃度のガスを取り出すことができる。
【図１】空気分離装置の概略構成図である。
【図２】運転時間と取り出しガス濃度の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図３】別の実施態様を示す空気分離装置の概略構成図
である。
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/22 B01D 63/02 C01B 13/02 C01B 21/04 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (4)
- 【請求項１】 多数の気体分離膜製中空糸を収容してな
るガス分離装置の中空糸内に加温原料ガスを供給して原
料ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離して抽出する
ガス分離方法において、 加温原料ガスを中空糸の外部に供給して中空糸を昇温さ
せたのち、加温原料ガスの中空糸外部への供給を停止す
るとともに、加温原料ガスを中空糸内部に供給して原料
ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離するようにした
ことを特徴とする気体分離膜によるガス分離方法。 - 【請求項２】 原料ガスが空気で、透過ガスが酸素、非
透過ガスが窒素である請求項１に記載の気体分離膜によ
るガス分離方法。 - 【請求項３】 多数の気体分離膜製中空糸を収容してな
るガス分離装置の中空糸内に加温原料ガスを供給して原
料ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離して抽出する
ガス分離方法において、 加温原料ガスを中空糸の外部及び内部に供給して中空糸
を昇温させたのち、加温原料ガスの中空糸外部への供給
を停止し、加温原料ガスを中空糸内部のみに供給して原
料ガスから透過ガスと非透過ガスとを分離するようにし
たことを特徴とする気体分離膜によるガス分離方法。 - 【請求項４】 原料ガスが空気で、透過ガスが酸素、非
透過ガスが窒素である請求項３に記載の気体分離膜によ
るガス分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08156495A JP3087109B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 気体分離膜によるガス分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08156495A JP3087109B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 気体分離膜によるガス分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10322A JPH10322A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3087109B2 true JP3087109B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=15629009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08156495A Expired - Fee Related JP3087109B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | 気体分離膜によるガス分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3087109B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0842853A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Tiger Vacuum Bottle Co Ltd | 高周波加熱装置の調理メニュー表示装置 |
| JPH081096U (ja) * | 1995-12-20 | 1996-07-02 | 三洋電機株式会社 | 調理器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6491739B1 (en) | 1999-11-09 | 2002-12-10 | Litton Systems, Inc. | Air separation module using a fast start valve for fast warm up of a permeable membrane air separation module |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP08156495A patent/JP3087109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0842853A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Tiger Vacuum Bottle Co Ltd | 高周波加熱装置の調理メニュー表示装置 |
| JPH081096U (ja) * | 1995-12-20 | 1996-07-02 | 三洋電機株式会社 | 調理器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10322A (ja) | 1998-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |