JP4065733B2

JP4065733B2 - Fluid separation filter and fluid separation module

Info

Publication number: JP4065733B2
Application number: JP2002197821A
Authority: JP
Inventors: 文昭佐郷; 健一濱村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: JP2004033981A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスからのＣＯ₂回収などに代表される特定のガスを濃縮するプラント、混合溶剤からの特定物質の濃縮するプラント、アルコールからの脱水を行うプラント、水の純度を高める水処理プラントや淡水化プラント、工場排ガスや発電所から酸素や二酸化炭素等の特定ガスの分離を行う装置、食品関係又は医療関係の分離装置、水素ガスと酸素ガスを燃料として発電する燃料電池の酸素分離層や水素分離層、半導体製造装置から排出されるＰＦＣ分離装置、露光装置で使われる希ガス回収装置として好適に使用できる流体分離フィルタ及び流体分離モジュールに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、各種の流体が混合された混合流体から特定流体だけを濾過分離するフィルタを始め、触媒担持体や電解隔壁等として多孔質体が用いられているが、安全かつ簡便なことからその適用範囲が拡がり、多孔質体を用いた特定の流体の分離濃縮技術は各種燃焼機関をはじめ、濃縮プラント、水処理プラント、食品工業や医療用機器の流体分離、燃料電池、更には廃棄物処理等の様々な分野において注目されている。
【０００３】
このような多孔質体として、従来は高分子膜が使用されてきたが、近年は耐熱性、耐薬品性に優れたセラミック分離層が注目されている。特に、最近はオンサイトでガス処理を行なうことが多いため、小型のセラミック分離モジュールが求められている。
【０００４】
従来、セラミック分離モジュールには、有機高分子膜などにおいて一般的に使われている中空糸をセラミックスに応用したものが多く用いられていた。このような中空糸構造のフィルタは、チューブ状のセラミック支持体の表面に耐食性、耐熱性を有する分離層を形成し、これを多数束ねたものであり、例えば、特開平１１−１５６１６７号公報に記載されている。
【０００５】
しかし、特開平１１−１５６１６７号公報に記載された中空糸構造は、チューブ状のセラミック支持体の径を小さくすると強度が低くなって、ハンドリング時に破壊されやすいと共に、高効率の高圧領域で使用が困難であり、また、支持体同士が密着して流路を確保するのが難しく、小型化を図るのが困難であるいという問題があった。
【０００６】
そこで、図６に示すように、分離層３２を主面及び対向主面に形成したセラミック平板３１を、スペーサ３４を挟んで積層し、セラミック平板３１間に流体の流路を設けるため、総流路長を大きくして小型化を図った流体分離フィルタが、特開平２−１９８６１１号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平２−１９８６１１号公報に記載された平板状支持体構造の流体分離フィルタでは、分離層３２を透過した流体成分が、各セラミック平板３１の内部を、長い距離にわたって移動し、各段毎に取出口部材３５に達した後、通気孔３６から一ヶ所に集められた後に回収されるため、回収効率が非常に悪いという問題があり、実用化を阻んでいた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、分離層を透過した透過流体の回収効率を高めた小型の流体分離フィルタ及び流体分離モジュールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多孔質セラミックスからなる平板状支持体の表面に設けられた分離層を透過した透過流体を、平板状支持体の側面から吐出させることによって、平板状支持体内の通過距離を短くし、透過流体の回収効率を顕著に高めることができるという知見に基づき、回収効率を高めた小型の流体分離フィルタを実現したものである。
【００１０】
即ち、本発明の流体分離フィルタは、セラミック多孔質体からなる平板状支持体の主面及び対向主面に分離層を設けた複数の流体隔壁と、該流体隔壁間に設けられた複数のスペーサと、該スペーサと流体隔壁とで形成される流体の主流路と、隣接する２つの主流路を連結するための副流路と、前記平板状支持体の内部に前記分離層を透過した透過流体が流れる透過流体流路と、該透過流体が前記平板状支持体の側面から吐出する吐出部を具備することを特徴とする。
【００１５】
また、前記スペーサが多孔質体からなり、前記流体流路を形成する前記スペーサの表面に分離層が設けられてなることが好ましい。これにより、複数の成分を含む流体から特定の成分がスペーサに設けられた分離層を透過して分離され、分離フィルタの外部に吐出され、フィルタの効率をさらに一層高めることができる。
【００２０】
また、本発明の液体分離モジュールは、上記の流体分離フィルタと、該流体分離フィルタを収納するための容器と、前記液体分離フィルタに流体を供給するための流体導入口と、前記流体分離フィルタを通過した流体を外部に排出するための排出口と、透過流体を回収するための取出口とを具備することを特徴とするものであり、これにより、混合流体から選択的に特定成分を分離濾過させる分離層をシステムとして使用することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を、図を用いて説明する。
【００２２】
本発明の流体分離フィルタは、図１に示すように、セラミック多孔質体からなる複数の流体隔壁１がスペーサ２と交互に積層され、流体が流れる流路３が形成されている。
【００２３】
流路３は、図１のａ−ａ′部の断面図である図２に示したように、流体隔壁１とスペーサ２とで構成された主流路３ａと、隣接する２つの主流路３ａ間を連結するための副流路３ｂで構成される。主流路３ａは、流体隔壁１間に複数設けられ、お互いに略平行となっている。また、副流路３ｂは、流体隔壁１に設けられた連通孔として形成されている。流体は、図２の中の矢印で示したように、主流路３ａと副流路３ｂを交互に流れる。
【００２４】
流体隔壁１は、平板状支持体４と、平板状支持体４の主面５ａに設けられた分離層６ａと、対向主面５ｂに設けられた分離層６ｂとから構成され、分離層６ａ、６ｂは流体の主流路３ａを形成し、流体隔壁１の一部には副流路３ｂとなる連通孔が設けられている。
【００２５】
また、流体隔壁１の断面図である図３に示したように、平板状支持体４の内部４ａには、気孔が連なって形成された透過流体流路が設けられ、側面７の少なくとも一部には透過流体の吐出する吐出部が設けられている。
【００２６】
流路３を流れる流体の成分の一部は、図３の矢印で示したように、分離層６ａ、６ｂを透過すると平板状支持体４の表面部４ｂから内部４ａへ浸透し、内部４ａに設けられた透過流体流路を通って側面７に達する。そして、透過流体が側面７から吐出する。
【００２７】
本発明によれば、上述のように、流体分離フィルタが流体隔壁１と、スペーサ２と、主流路３ａと、副流路３ｂと、透過流体流路と、吐出部とを具備することが重要である。
【００２８】
本発明の流体分離フィルタは平板構造であるため、中空糸構造に比べて、セラミック多孔質体中を移動する距離が長い。従って、透過流体の移動距離を短縮して透過効率を高めるため、透過流体を平板状支持体４の側面７から吐出させることが重要である。側面７から透過流体を吐出させると、透過流体流路が短縮でき、透過流量を増加させ、透過効率を高めることが可能となる。
【００２９】
平板状支持体４の主面５ａ及び対向主面５ｂが他の多角形である場合、透過流体流路が多角形の辺の長さ以下であることが好ましい。例えば、図１のように平板状支持体４が四角柱（直方体）の場合、主面５ａ及び対向主面５ｂの形状が長方形で透過流体が４方向（４側面）に吐出することが可能であり、六角柱（８面体）の場合、主面５ａ及び対向主面５ｂの形状が６角形で、６方向（６側面）からの吐出が可能であり、吐出した透過流体を捕集する。
【００３０】
また、平板状支持体４が円柱の場合、平板状支持体４の主面５ａ及び対向主面５ｂの形状が円である場合、透過流体流路が前記円形の半径以下であることが好ましい。このような構成にすることで、主面が多角形であっても円形であっても、いずれの場合でも透過流体が側面７に至るまでの透過流体流路を短くし、回収効率を高めるのに寄与することができる。
【００３１】
また、全側面７の総面積に対する透過流体が吐出する側面７の面積の比率を高めることによって、透過効率を容易に高めることができる。即ち、全側面７の総面積（Ｓ_all）に対する透過流体が吐出する側面７の部位の面積（Ｓ_f）の比Ｓ_f／Ｓ_allを５０％以上、特に７０％以上、更には９０％以上にすることが好ましい。さらに、平板状支持体４の固定やその他の理由で側面７の一部が使用できない場合もあるが、比Ｓ_f／Ｓ_allは１００％又は１００％に近いのが良い。
【００３２】
平板状支持体４は、流体の主流路３ａを形成し、複数の成分からなる流体と接しており、その一部の成分が分離層６を透過した透過流体は平板状支持体４の内部を流れるため、透過量を増やし、透過速度を高める上では、平板状支持体４内部の気孔率が、表面部４ｂ、即ち主面５ａ及び対向主面５ｂ付近での気孔率よりも大きいことが好ましい。
【００３３】
具体的には、平板状支持体４全体の平均としての気孔率は、透過ガスが平板状支持体４中を透過しやすくするため、１５％以上、特に２０％以上、更には２５％以上であることが望ましく、さらには、平板状支持体４の強度を確保し、ハウジングなどへ組み立てる際に、平板状支持体４が破損したり、操作中に平板状支持体４を構成する粒子が脱粒することを防止するためには、平板状支持体４の気孔率が６０％以下、特に５０％以下、更には４０％以下であることが望ましい。
【００３４】
また、平板状支持体４の内部４ａの気孔率は、流体隔壁１の強度を確保し、ハウジングなどへ組み立てる際の破損、操作中に平板状支持体４を構成する粒子が脱粒すること等、支持体として機械強度の低下を抑制しつつ大きな透過係数を実現するため、上限が６０％、特に５５％、更には５０％であることが好ましい。また、透過流体が十分な透過流体流路を確保し、より高い透過効率を得るためには、平板状支持体４の気孔率の下限を２０％、特に２５％、更には３０％にすることが好ましい。
【００３５】
平板状支持体４の表面部４ｂは、分離層を透過した流体の一部の成分からなる透過流体を効率良く透過させるとともに、１ｎｍ程度の細孔径を有する分離層を表面に形成するため、これらの分離層６にピンホールや欠陥が発生しないように、表面部４ｂの気孔率及び平均気孔径を制御するのが良い。具体的には、気孔率が８〜３０％、特に１０〜２５％、更には１２〜２０％、平均気孔径が０．０５μｍ〜１μｍ、特に０．１μｍ〜０．８μｍ、更には０．１〜０．５μｍを例示できる。
【００３６】
平板状支持体４の内部４ａは、気孔が連なって透過流体経路を形成し、透過流体がスムーズに流れる。従って、多孔質である平板状支持体４の内部４ａにおける透過流体の圧力損失を小さくし、高い透過速度を実現するためには、内部４ａの気孔率及び平均気孔径を表面部４ｂよりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
平板状支持体４の厚みは、透過流体流路の断面積を大きくして透過流体量を増かさせるため、下限を０．２ｍｍ、特に０．４ｍｍ、更には０．６ｍｍであることが好ましく、単位体積当たりの流体分離フィルタに含まれる分離層６の面積を大きくし、流路３の総延長を大きくしつつ小型化を図るため、上限を２０ｍｍ、特に１５ｍｍ、更には１０ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
平板状支持体４の材料としては、α−アルミナや安定化ジルコニアを主成分とするセラミックスやシリカ系ガラス（分相ガラス）、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ等を用いることができるものの、耐熱性が高いこと、容易に作製できること、及び低コストの点でα−アルミナを主成分とするセラミックスが良い。
【００３９】
分離層６は、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌの少なくとも１種を含むことが好ましい。これらは、酸化物として分離層６を形成する。これらのうち、アルコキシド状態では反応性が低く局所的な反応を進むことが抑制でき、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉのネットワークを組むことで１ｎｍ以下の細孔径の作製が容易である観点からＳｉが更に良い。
【００４０】
その際の流体によって平板状支持体４が加圧されていることが好ましい。このように平板状支持体４に圧力が加わると透過速度が高まり、更に透過効率を高めることが可能となる。具体的には、気体の場合、１．５ａｔｍ以上、特に２ａｔｍ以上、更には３ａｔｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
また、平板状支持体４は薄いため、機械的損傷を防止するため、平板状支持体４の主面５ａに加わる圧力と、対向主面５ｂに加わる圧力が略同一であることが好ましい。即ち、主面５ａの接する流体の圧力が、対向主面５ｂと接する流体の圧力と略同一であれば良い。このように、平板状支持体４の上下面から均等な圧力によって支えられるため、特別の応力の発生を防止でき、クラックや破壊を防止することができる。
【００４２】
スペーサ２は、密封性を高めるため相対密度が９８％以上、特に９９％以上であることが好ましい。これにより、流路３の供給ガスが流体分離層フィルタから漏れ出すことを防ぐことが出来る。なお、スペーサ２の相対密度は、スペーサ２を構成する材質等により適宜算出して求めることができる。
【００４３】
また、スペーサ２の厚みは０．２〜２０ｍｍ、特に０．５〜１５ｍｍ、更には１〜１０ｍｍが好ましい。スペーサ２は流路を形成するとともに、その厚みをこのような範囲に設定することで、流体と分離層６との接触面積を大きくし、透過流体の回収効率を高め、且つ流体分離フィルタとしてクラックの発生防止に寄与することができる。
【００４４】
スペーサ２は、耐食性を高めるため、所望のセラミックスを用いるのが良い。例えば、アルミナや安定化ジルコニアを主成分とするセラミックス、シリカ系ガラス（分相ガラス）、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ等を好適に用いることができる。これらのうち、耐熱性、製造の容易性、低コストの点でα−アルミナを主成分とするセラミックスが良い。
【００４５】
また、積層体を形成するため、平板状支持体４との密着性を高め、クラックや剥離の発生を効果的に防止するように、スペーサ２を平板状支持体４と略同一の材料で構成することが好ましい。
【００４６】
本発明によれば、流体分離フィルタの使用環境や要求特性によって、スペーサ２に関して２通りの材料設計を行うことができる。即ち、第一に強度等の機械的信頼性や流体分離の信頼性が要求される場合であり、第二にフィルタとして高特性が要求される場合である。
【００４７】
機械的信頼性や流体分離の信頼性が要求される第一の場合、スペーサ２の相対密度を９８％以上、特に９９％以上にすることが好ましい。このようにスペーサ２に緻密なセラミックスを用いると、流体分離フィルタの骨格が高強度、高靭性、高耐衝撃性等のような機械的信頼性の高い緻密セラミックスで構成されるため、壁面及び内部４ａに比較的多孔質のセラミックスを用いても流体分離フィルタの機械的信頼性を高めることができ、また、流体がスペーサ２を透過してスペーサ２の側面から吐出するのを防止でき、流体分離の信頼性を高めることができる。
【００４８】
フィルタとしての高特性が要求される第二の場合、スペーサ２の少なくとも流体と接する部位に分離層６を設けることが好ましい。平板状支持体４に加えてスペーサ２を通して流体分離を行うことができる。平板状支持体４で分離された透過流体は平板状支持体４の内部の比較的長い距離を移動するが、スペーサ２で分離された透過流体は、スペーサ２の厚み分の短距離を移動するだけなので分離効率が高く、その結果、スペーサ２に設けられた分離層６の面積にもよるが、さらに１０〜２００％もの分離効率を高めることができる。
【００４９】
流体は、平板状支持体４の表面に設けられた分離層３と接していれば良く、その流れる方向、流量、或いは流速には特に制限がない。しかし、特定の成分を効率良く透過させるため、流路のあらゆる部位において流体が流動し、常に新鮮な流体が供給されることが好ましい。
【００５０】
また、平板状支持体４は薄いため、機械的損傷を防止するため、平板状支持体４の主面５ａに加わる圧力と、対向主面５ｂに加わる圧力が略同一であることが好ましい。即ち、主面５ａの接する流体の圧力が、対向主面５ｂと接する流体の圧力と略同一であれば良い。このように、平板状支持体４の主面５ａ及び対向主面５ｂの上下面から均等な圧力によって支えられるため、平板状支持体４に加わる応力を低く抑えることができ、クラックや破壊を防止することができる。
【００５１】
主流路３ａは、特に制限はないものの、流体と分離層６とが広範な範囲で接触し、且つよどみがなく新鮮な流体が分離層６に供給されることが好ましい。そのため、主流路３ａを図４（ａ）のように単純構造にしても良いが、（ｂ）に示すような櫛型形状にすることが望ましい。このように、流路の距離を伸ばし、全ての流体を強制的に流すことにより、流路に大きなよどみの発生するのを防止し、分離層６に新鮮な流体を常時供給でき、その結果、分離効率をさらに高めるのに効果がある。
【００５２】
以上のような構成を有する流体分離フィルタは、高い耐圧性を有する特徴があり、高圧で用いられる天然ガスからのＣＯ₂分離や石油コンビナート等の石油化学プロセスに、また単位体積当たりに占める膜面積が高いという特徴を有しているため、流体分離フィルタを設置する面積を大きく取れない用途、具体的には半導体製造ラインに使われるＰＦＣ分離装置、露光装置に使われる希ガス分離装置に使われる分離装置として好適に使用することができる。
【００５３】
次に、流体分離フィルタの製造方法について説明する。
【００５４】
まず、平板状支持体４を作製するため、所望の原料粉末を混合し、成形する。成形方法としては、プレス成形、押し出し成形、射出成形、冷間静水圧成形等の公知の成形手段を使用でき、コストと基板の反りを考慮すると粉末圧延法で作製することが望ましい。得られた成形体を焼成し、焼結体を得た。
【００５５】
本発明によれば、気孔率及び平均細孔径が、表面部４ｂよりも内部４ａで大きくなるように、平板状支持体４の厚みを好適に調整し、かつ成型温度、湿度の調整を行うと良い。
【００５６】
次に、分離層６を作製する。分離層６は、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、スパッタ法などによって作製できるが、製造の容易さでゾルゲル法が好ましい。以下に、ゾルゲル法を用いた場合、特にＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌの元素のうちＳｉを含む分離層６の製造方法を取り上げて説明する。
【００５７】
分離層６の原料としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びテトラプロポキシシラン等のシリコンアルコキシドを用意する。
【００５８】
この原料を用いて、まず、前駆体ゾルを作製する。即ち、シリコンアルコキシドをアルコール等の溶媒に溶解させ、水を加えて加水分解する。
【００５９】
得られた前駆体ゾルを平板状支持体４の表面に塗布し、その後、焼成して分離層６を形成することができる。焼成は、大気中、３５０〜７００℃、特に４００〜６００℃で熱処理することによりゲル内でＳｉ−Ｏのシロキサン結合が進行し、強固な膜となるとともに、前記有機官能基が熱処理により分解、除去され細孔を生成する。
【００６０】
焼成温度及び焼成時間に関しては、分離層６の平均細孔径の大きさによって異なるが、ガス分離の場合には、平均細孔径が０．２〜１．３ｎｍ、特に０．３〜１．０ｎｍ、さらには０．４〜０．８ｎｍとなるように上記の焼成条件を調整することが好ましく、これによって分離特性の高い膜の作製ができる。
【００６１】
また、焼成においては、分離層６が、平板状支持体４との界面に反応生成物を生じることがないように焼成条件を制御することが好ましい。具体的には４００〜８００℃の温度、好ましくは４５０〜６００℃の焼成温度で行なう。平板状支持体４の表面に層状に被覆され、平滑な表面を形成することが望ましい。
【００６２】
焼成温度及び焼成時間に関しては、分離層６の平均細孔径の大きさによって異なるが、ガス分離フィルタの場合、平均細孔径が０．２〜１．３ｎｍ、特に０．３〜１．０ｎｍ、更には０．４〜０．８ｎｍとなるように上記の焼成条件を調整することが好ましい。例えば、水素ガスを他のガスから分離するためには０．２５〜０．６ｎｍ、ＣＯ₂とＣＨ₄とを分離するためには０．３〜０．８ｎｍ、Ｎ₂ガスとＣＦ₄ガスとを分離するためには０．３５〜１．０ｎｍの平均細孔径に設定するのがよく、これによって分離特性を高めることができる。
【００６３】
特に内部４ａの気孔率及び平均細孔径を表面部４ｂよりも大きくするため、焼成温度での保持時間を短くする。
【００６４】
なお、分離層６は、平板状支持体４の主面５ａ及び対向主面５ｂに被着形成するが、分離層６の厚みが０．０１〜５μｍ、特に０．１〜４μｍ、さらには０．５〜３μｍとなるようにゾルの粒径を調整する。
【００６５】
なお、平板状支持体４と分離層６との間に中間層を設け、分離層６の密着性を高めることができる。中間層にはチタニア、ジルコニア、アルミナ等を用いることができ、そのため、原料としてはこれらのアルコキシドを準備すれば良い。
【００６６】
スペーサ２は平板状支持体４を仕切るために用いられスペーサ２からガス漏れが発生しないように緻密体である必要がある。スペーサ２は平板支持体４同士間に設置され平板支持体と熱膨張係数が近いことが好ましい。これにより、耐熱性の高い流体分離層モジュールとなる。
【００６７】
このようにして作製された平板状支持体４をスペーサ２と交互に積み重ねることによって積層体が作製される。積層される平板状支持体４とスペーサ２の枚数は必要とする膜面積によって変化する。また積層させた積層体の両端部には緻密体の平板を設ける。この平板は熱膨張係数をスペーサ２と近い材質を選ぶことが好ましい。具体的にはスペーサ２がアルミナの場合はアルミナを用いる。また、平板状支持体４とスペーサ２、スペーサ２と両端の緻密体との接続にはアルミナと熱膨張係数の近いガラスペーストを用いたガラス接合が好ましい。これにより全ての部材をセラミック性とすることが出来、耐熱性、耐食性に優れた流体分離フィルタを作製できる。
【００６８】
本発明の流体分離モジュールは、図５に示したように、上記の流体分離フィルタ２１が容器２２の内部に複数配置され、容器２２の内部に流体を供給するための流体導入口２３と、流体分離フィルタ２１を通過した流体を外部に排出するための排出口２４と、透過流体を回収するための取出口２５とを備えている。
【００６９】
複数の成分を有する流体、例えばＨ₂とＣＯ₂の混合ガスが、流体導入口２３から容器２２へ導入され、流体が流体分離フィルタ２１と接し、流体の一部が流体分離フィルタ２１の表面に設けられた分離層を透過し、流体分離フィルタ２１内の分離層を透過した透過流体は側面２７に移動し、取出口２５から取り出される。
【００７０】
上記の構成を有する本発明の流体分離モジュールは、高い耐圧性を有する特徴があり、高圧で用いられる天然ガスからのＣＯ₂分離や石油コンビナート等の石油化学プロセス等にも好適に用いることができる。また、透過、非透過のどちらのガスも回収が可能となる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明は、セラミック多孔質体からなる平板状支持体の主面及び対向主面に分離層を設けてなる流体隔壁を複数積層し、該流体隔壁間に流体が流れる流路を形成してなる積層体を作製することにより、流体処理量が大きく高圧領域に好適な流体分離フィルタを実現することができる。
【００８５】
特に、スペーサに緻密なセラミックスを用いることによって、耐食性と機械的信頼性が更に高い流体分離フィルタを実現でき、また、スペーサに多孔質セラミックスを用いて、流体と接する部位に分離層を形成することによって、分離効率のより高い流体分離フィルタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体分離フィルタを示す概略斜視図である。
【図２】本発明の図１の流体分離フィルタのａ−ａ′部の概略断面図である。
【図３】本発明の流体分離フィルタの一部を示す概略断面図である。
【図４】本発明の流路の一例を示す概略断面図で、（ａ）は平板形状の場合、（ｂ）は櫛型形状の場合である。
【図５】本発明の流体分離モジュールを示す概略断面図である。
【図６】従来の流体分離フィルタを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・流体隔壁
２・・・スペーサ
３・・・流路
３ａ・・・主流路
３ｂ・・・副流路
４・・・平板状支持体
５ａ・・・主面
５ｂ・・・対向主面
６、６ａ、６ｂ・・・分離層
７・・・側面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plant for concentrating a specific gas represented by CO ₂ recovery from natural gas, a plant for concentrating a specific substance from a mixed solvent, a plant for dehydration from alcohol, and a water treatment for increasing the purity of water. Oxygen separation of plants, desalination plants, devices that separate specific gases such as oxygen and carbon dioxide from factory exhaust gas and power plants, food-related or medical-related separation devices, and fuel cells that generate electricity using hydrogen gas and oxygen gas as fuel The present invention relates to a fluid separation filter and a fluid separation module that can be suitably used as a rare gas recovery device used in a layer, a hydrogen separation layer, a PFC separation device discharged from a semiconductor manufacturing apparatus, and an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, porous bodies have been used as a catalyst carrier, electrolytic partition, etc., including filters that filter and separate only a specific fluid from a mixed fluid in which various fluids are mixed. The range of technologies for separating and concentrating specific fluids using porous materials includes various combustion engines, concentration plants, water treatment plants, fluid separation for food industries and medical equipment, fuel cells, and waste treatment. Has attracted attention in various fields.
[0003]
Conventionally, a polymer membrane has been used as such a porous body, but in recent years, a ceramic separation layer excellent in heat resistance and chemical resistance has attracted attention. Particularly, since gas treatment is often performed on-site recently, a small ceramic separation module is required.
[0004]
Conventionally, many ceramic separation modules that use hollow fibers commonly used in organic polymer membranes and the like as ceramics have been used. Such a hollow fiber structure filter is formed by forming a separation layer having corrosion resistance and heat resistance on the surface of a tubular ceramic support and bundling them. For example, JP-A-11-156167 discloses Are listed.
[0005]
However, the hollow fiber structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-156167 has a low strength when the diameter of the tube-shaped ceramic support is reduced, and is easily broken during handling, and can be used in a high-efficiency high-pressure region. In addition, there is a problem that it is difficult to secure a flow path because the supports are in close contact with each other, and it is difficult to reduce the size.
[0006]
Therefore, as shown in FIG. 6, the ceramic flat plate 31 having the separation layer 32 formed on the main surface and the opposing main surface is laminated with the spacer 34 interposed therebetween, and a fluid flow path is provided between the ceramic flat plates 31. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-198611 discloses a fluid separation filter having a small path length for miniaturization.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the fluid separation filter having a plate-like support structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-198611, the fluid component that has passed through the separation layer 32 moves in each ceramic plate 31 over a long distance, After reaching the outlet member 35 every time, it is collected after being collected in one place from the vent hole 36, so that there is a problem that the collection efficiency is very bad, which hinders practical use.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a small fluid separation filter and a fluid separation module that improve the recovery efficiency of the permeated fluid that has passed through the separation layer.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention shortens the passing distance in the flat support body by discharging the permeated fluid that has passed through the separation layer provided on the surface of the flat support body made of porous ceramics from the side surface of the flat support body. Based on the knowledge that the recovery efficiency of the permeated fluid can be remarkably increased, a small fluid separation filter with improved recovery efficiency has been realized.
[0010]
That is, the fluid separation filter of the present invention includes a plurality of fluid partition walls provided with separation layers on the main surface and the opposed main surface of a flat plate-like support made of a ceramic porous body, and a plurality of spacers provided between the fluid partition walls. A main flow path of fluid formed by the spacer and the fluid partition, a sub-flow path for connecting two adjacent main flow paths, and a permeated fluid that has passed through the separation layer inside the flat plate-like support And a discharge part for discharging the permeated fluid from the side surface of the flat support.
[0015]
Moreover, it is preferable that the said spacer consists of a porous body, and the isolation | separation layer is provided in the surface of the said spacer which forms the said fluid flow path. Thus, components of the specific from a fluid comprising a plurality of components are separated through the separation layer provided on the spacer, it is discharged to the outside of the separation filter, further can be further enhanced the efficiency of the filter.
[0020]
The liquid separation module of the present invention, a fluid separation filter described above, a container for housing the fluid separation filter, a fluid inlet for supplying fluid to the liquid separation filter, the fluid separation filter It has a discharge port for discharging the passed fluid to the outside and an outlet for collecting the permeated fluid, thereby selectively separating a specific component from the mixed fluid. The separation layer to be filtered can be used as a system.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
In the fluid separation filter of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of fluid partition walls 1 made of a ceramic porous body are alternately stacked with spacers 2 to form a flow path 3 through which a fluid flows.
[0023]
As shown in FIG. 2, which is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. 1, the flow path 3 is composed of a main flow path 3a composed of a fluid partition wall 1 and a spacer 2, and two adjacent main flow paths 3a. It is comprised by the subchannel 3b for connecting. A plurality of main flow paths 3a are provided between the fluid partition walls 1 and are substantially parallel to each other. Further, the sub flow path 3 b is formed as a communication hole provided in the fluid partition wall 1. As shown by the arrows in FIG. 2, the fluid alternately flows through the main flow path 3a and the sub flow path 3b.
[0024]
The fluid partition wall 1 includes a flat plate support 4, a separation layer 6a provided on the main surface 5a of the flat plate support 4, and a separation layer 6b provided on the opposing main surface 5b. 6b forms the main flow path 3a of the fluid, and part of the fluid partition wall 1 is provided with a communication hole serving as the sub flow path 3b.
[0025]
Further, as shown in FIG. 3 which is a cross-sectional view of the fluid partition wall 1, a permeate fluid channel formed by continuous pores is provided in the interior 4 a of the flat plate-like support 4, and at least a part of the side surface 7. Is provided with a discharge portion for discharging the permeating fluid.
[0026]
As shown by the arrows in FIG. 3, some of the components of the fluid flowing through the flow path 3 permeate from the surface portion 4b of the plate-like support 4 to the inside 4a when passing through the separation layers 6a and 6b, and into the inside 4a. The side surface 7 is reached through the permeated fluid flow path provided. Then, the permeating fluid is discharged from the side surface 7.
[0027]
According to the present invention, as described above, it is important that the fluid separation filter includes the fluid partition wall 1, the spacer 2, the main flow path 3a, the sub flow path 3b, the permeate fluid flow path, and the discharge portion. It is.
[0028]
Since the fluid separation filter of the present invention has a flat plate structure, the moving distance in the ceramic porous body is longer than that of the hollow fiber structure. Therefore, in order to shorten the moving distance of the permeating fluid and increase the permeation efficiency, it is important to discharge the permeating fluid from the side surface 7 of the flat support 4. When the permeate fluid is discharged from the side surface 7, the permeate fluid flow path can be shortened, the permeate flow rate can be increased, and the permeation efficiency can be increased.
[0029]
When the main surface 5a and the opposing main surface 5b of the flat support 4 are other polygons, it is preferable that the permeating fluid flow path is equal to or less than the length of the sides of the polygon. For example, as shown in FIG. 1, when the flat support 4 is a quadrangular prism (a rectangular parallelepiped), the shapes of the main surface 5a and the opposed main surface 5b are rectangular, and the permeating fluid can be discharged in four directions (four side surfaces). Yes, in the case of a hexagonal column (octahedron), the main surface 5a and the opposing main surface 5b are hexagonal in shape, and can be discharged from six directions (six side surfaces), and the discharged permeated fluid is collected.
[0030]
Moreover, when the flat support body 4 is a cylinder, when the shape of the main surface 5a of the flat support body 4 and the opposing main surface 5b is a circle | round | yen, it is preferable that a permeation | transmission fluid flow path is below the said circular radius. By adopting such a configuration, the permeating fluid flow path until the permeating fluid reaches the side surface 7 is shortened in any case, regardless of whether the main surface is polygonal or circular, thereby improving the recovery efficiency. Can contribute.
[0031]
Further, the transmission efficiency can be easily increased by increasing the ratio of the area of the side surface 7 ejected by the permeating fluid to the total area of the entire side surface 7. That is, the ratio S _f / S _all of the area (S _f ) of the portion of the side surface 7 through which the permeated fluid discharges to the total area (S _all ) of _all the side surfaces 7 is 50% or more, particularly 70% or more, more preferably 90% or more. It is preferable to make it. Furthermore, although a part of the side surface 7 may not be used for fixing the flat support 4 or for other reasons, the ratio S _f / S _all is preferably 100% or close to 100%.
[0032]
The flat support 4 forms a fluid main flow path 3 a and is in contact with a fluid composed of a plurality of components, and the permeated fluid in which some of the components permeate the separation layer 6 passes through the flat support 4. In order to increase the amount of permeation and increase the permeation speed, the porosity inside the flat support 4 is preferably larger than the porosity in the vicinity of the surface portion 4b, that is, the main surface 5a and the opposing main surface 5b. .
[0033]
Specifically, the average porosity of the flat support 4 is 15% or more, particularly 20% or more, and more preferably 25% or more so that the permeated gas can easily pass through the flat support 4. Further, it is desirable that the strength of the flat support 4 is ensured, and the flat support 4 is damaged when assembled to a housing or the like, and the particles constituting the flat support 4 are separated during operation. In order to prevent this, the porosity of the flat support 4 is preferably 60% or less, particularly 50% or less, and more preferably 40% or less.
[0034]
Further, the porosity of the inside 4a of the flat support 4 ensures the strength of the fluid partition wall 1, breakage during assembly into a housing, etc., the particles constituting the flat support 4 being shattered during operation, etc. The upper limit is preferably 60%, particularly 55%, and more preferably 50% in order to realize a large transmission coefficient while suppressing a decrease in mechanical strength as a support. In order to secure a sufficient permeation fluid flow path and obtain a higher permeation efficiency, the lower limit of the porosity of the plate-like support 4 should be 20%, particularly 25%, and even 30%. Is preferred.
[0035]
The surface portion 4b of the plate-like support 4 efficiently transmits a permeated fluid composed of a part of the fluid that has permeated through the separation layer, and forms a separation layer having a pore diameter of about 1 nm on the surface. It is preferable to control the porosity and the average pore diameter of the surface portion 4b so that pinholes and defects do not occur in the separation layer 6. Specifically, the porosity is 8 to 30%, particularly 10 to 25%, further 12 to 20%, the average pore diameter is 0.05 μm to 1 μm, particularly 0.1 μm to 0.8 μm, and further 0.1 ˜0.5 μm can be exemplified.
[0036]
The interior 4a of the flat support 4 has pores connected to form a permeate fluid path, and the permeate fluid flows smoothly. Therefore, in order to reduce the pressure loss of the permeating fluid in the interior 4a of the flat plate-like support 4 that is porous and realize a high permeation rate, the porosity and average pore diameter of the interior 4a are larger than those of the surface portion 4b. It is preferable to do.
[0037]
The thickness of the flat support 4 is preferably 0.2 mm, particularly 0.4 mm, and more preferably 0.6 mm, in order to increase the amount of permeated fluid by increasing the cross-sectional area of the permeate fluid channel. In order to reduce the size while increasing the area of the separation layer 6 included in the fluid separation filter per unit volume and increasing the total length of the flow path 3, the upper limit may be 20 mm, particularly 15 mm, and even 10 mm. preferable.
[0038]
As the material for the flat support 4, ceramics mainly composed of α-alumina or stabilized zirconia, silica-based glass (phase-separated glass), Si ₃ N ₄ , SiC, or the like can be used, but the heat resistance is high. Ceramics containing α-alumina as a main component are preferable because they are high, can be easily manufactured, and are low in cost.
[0039]
The separation layer 6 preferably contains at least one of Si, Ti, Zr, and Al. These form the separation layer 6 as an oxide. Of these, Si is better in view of the low reactivity in the alkoxide state and the suppression of a local reaction, and the easy preparation of pore diameters of 1 nm or less by forming a Si—O—Si network. .
[0040]
The flat support 4 is preferably pressurized by the fluid at that time. Thus, when pressure is applied to the flat support 4, the transmission speed is increased, and the transmission efficiency can be further increased. Specifically, in the case of gas, it is preferably 1.5 atm or more, particularly 2 atm or more, and further preferably 3 atm or more.
[0041]
Further, since the flat support 4 is thin, it is preferable that the pressure applied to the main surface 5a of the flat support 4 and the pressure applied to the opposing main surface 5b are substantially the same in order to prevent mechanical damage. That is, the pressure of the fluid in contact with the main surface 5a may be substantially the same as the pressure of the fluid in contact with the opposing main surface 5b. Thus, since it supports by the flat pressure from the upper and lower surfaces of the flat support body 4, generation | occurrence | production of special stress can be prevented and a crack and destruction can be prevented.
[0042]
The spacer 2 preferably has a relative density of 98% or more, particularly 99% or more in order to improve sealing performance. Thus, feed gas flow path 3 can be prevented from issuing any al leakage fluid separation layer filters. In addition, the relative density of the spacer 2 can be obtained by appropriately calculating the material constituting the spacer 2 and the like.
[0043]
The thickness of the spacer 2 is preferably 0.2 to 20 mm, particularly 0.5 to 15 mm, and more preferably 1 to 10 mm. The spacer 2 forms a flow path, and the thickness of the spacer 2 is set in such a range to increase the contact area between the fluid and the separation layer 6, improve the recovery efficiency of the permeated fluid, and crack as a fluid separation filter. It is possible to contribute to prevention of occurrence.
[0044]
The spacer 2 is preferably made of desired ceramics in order to improve corrosion resistance. For example, ceramics mainly composed of alumina or stabilized zirconia, silica-based glass (phase-separated glass), Si ₃ N ₄ , SiC, or the like can be suitably used. Among these, ceramics containing α-alumina as a main component are preferable in terms of heat resistance, ease of production, and low cost.
[0045]
Further, in order to form a laminated body, the spacer 2 is made of substantially the same material as that of the flat plate support 4 so as to enhance adhesion to the flat plate support 4 and effectively prevent the occurrence of cracks and peeling. It is preferable to do.
[0046]
According to the present invention, two types of material design can be performed for the spacer 2 depending on the usage environment and required characteristics of the fluid separation filter. That is, the first is a case where mechanical reliability such as strength and the reliability of fluid separation are required, and the second is a case where high characteristics are required as a filter.
[0047]
In the first case where mechanical reliability and fluid separation reliability are required, the relative density of the spacers 2 is preferably 98% or more, particularly 99% or more. When dense ceramics are used for the spacer 2 in this way, the skeleton of the fluid separation filter is composed of dense ceramics with high mechanical reliability such as high strength, high toughness, high impact resistance, etc. Even if a relatively porous ceramic is used for 4a, the mechanical reliability of the fluid separation filter can be improved, and the fluid can be prevented from passing through the spacer 2 and being discharged from the side surface of the spacer 2. Can improve the reliability.
[0048]
In the second case where high characteristics as a filter are required, it is preferable to provide the separation layer 6 at least in a portion in contact with the fluid of the spacer 2. Fluid separation can be performed through the spacer 2 in addition to the flat support 4. The permeated fluid separated by the flat support 4 moves a relatively long distance inside the flat support 4, but the permeated fluid separated by the spacer 2 moves a short distance corresponding to the thickness of the spacer 2. Therefore, the separation efficiency is high. As a result, although it depends on the area of the separation layer 6 provided in the spacer 2, the separation efficiency can be further increased by 10 to 200%.
[0049]
The fluid only needs to be in contact with the separation layer 3 provided on the surface of the flat support 4, and the flow direction, flow rate, or flow velocity is not particularly limited. However, in order to allow specific components to permeate efficiently, it is preferable that the fluid flows in every part of the flow path, and a fresh fluid is always supplied.
[0050]
Further, since the flat support 4 is thin, it is preferable that the pressure applied to the main surface 5a of the flat support 4 and the pressure applied to the opposing main surface 5b are substantially the same in order to prevent mechanical damage. That is, the pressure of the fluid in contact with the main surface 5a may be substantially the same as the pressure of the fluid in contact with the opposing main surface 5b. Thus, since it is supported by equal pressure from the upper and lower surfaces of the main surface 5a and the opposing main surface 5b of the flat plate support 4, the stress applied to the flat plate support 4 can be kept low, and cracks and breakage can be prevented. can do.
[0051]
Although there is no particular limitation on the main flow path 3a, it is preferable that the fluid and the separation layer 6 are in contact with each other over a wide range, and that a fresh fluid without stagnation is supplied to the separation layer 6. Therefore, the main flow path 3a may have a simple structure as shown in FIG. 4A, but it is desirable to have a comb shape as shown in FIG. In this way, by extending the distance of the flow path and forcing all the fluid to flow, it is possible to prevent the occurrence of large stagnation in the flow path, and to always supply fresh fluid to the separation layer 6. It is effective to further increase the separation efficiency.
[0052]
The fluid separation filter having the above-described structure has a high pressure resistance, and has a membrane area occupied in petrochemical processes such as CO ₂ separation from natural gas used at high pressure and petroleum complex, and per unit volume. Because of its high characteristics, it is used in applications where the area where the fluid separation filter is installed cannot be made large, specifically, PFC separation equipment used in semiconductor production lines and rare gas separation equipment used in exposure equipment. It can be suitably used as a separation device.
[0053]
Next, a method for manufacturing the fluid separation filter will be described.
[0054]
First, in order to produce the flat support body 4, a desired raw material powder is mixed and molded. As a molding method, known molding means such as press molding, extrusion molding, injection molding, cold isostatic pressing and the like can be used. In consideration of cost and warpage of the substrate, it is desirable to produce by a powder rolling method. The obtained molded body was fired to obtain a sintered body.
[0055]
According to the present invention, when the thickness of the flat support 4 is suitably adjusted and the molding temperature and humidity are adjusted so that the porosity and the average pore diameter are larger in the interior 4a than in the surface portion 4b. good.
[0056]
Next, the separation layer 6 is produced. The separation layer 6 can be manufactured by a sol-gel method, a CVD method, a sputtering method, or the like, but the sol-gel method is preferable because of ease of manufacture. Hereinafter, when the sol-gel method is used, a manufacturing method of the separation layer 6 containing Si among the elements of Si, Ti, Zr, and Al will be particularly described.
[0057]
As a raw material for the separation layer 6, silicon alkoxides such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetrapropoxysilane are prepared.
[0058]
First, a precursor sol is prepared using this raw material. That is, silicon alkoxide is dissolved in a solvent such as alcohol and hydrolyzed by adding water.
[0059]
The obtained precursor sol can be applied to the surface of the flat support 4 and then baked to form the separation layer 6. Firing is performed in the air at 350 to 700 ° C., particularly 400 to 600 ° C., whereby the Si—O siloxane bond proceeds in the gel to form a strong film, and the organic functional group is decomposed by heat treatment. Removed to produce pores.
[0060]
The firing temperature and firing time vary depending on the average pore size of the separation layer 6, but in the case of gas separation, the average pore size is 0.2 to 1.3 nm, particularly 0.3 to 1.0 nm. Furthermore, it is preferable to adjust the firing conditions so that the thickness is 0.4 to 0.8 nm, whereby a film having high separation characteristics can be produced.
[0061]
Moreover, in baking, it is preferable to control baking conditions so that the separated layer 6 may not produce a reaction product at the interface with the flat support 4. Specifically, it is carried out at a temperature of 400 to 800 ° C., preferably 450 to 600 ° C. It is desirable to coat the surface of the flat support 4 in a layered manner to form a smooth surface.
[0062]
The firing temperature and firing time vary depending on the average pore size of the separation layer 6, but in the case of a gas separation filter, the average pore size is 0.2 to 1.3 nm, particularly 0.3 to 1.0 nm, It is preferable to adjust the above firing conditions so that the thickness becomes 0.4 to 0.8 nm. For example, 0.25 to 0.6 nm for separating hydrogen gas from other gases, 0.3 to 0.8 nm for separating CO ₂ and CH ₄ , N ₂ gas and CF ₄ gas, In order to isolate | separate, it is good to set to the average pore diameter of 0.35-1.0 nm, and can improve a isolation | separation characteristic by this.
[0063]
In particular, in order to make the porosity and average pore diameter of the interior 4a larger than those of the surface portion 4b, the holding time at the firing temperature is shortened.
[0064]
The separation layer 6 is deposited on the main surface 5a and the opposing main surface 5b of the flat support 4, but the thickness of the separation layer 6 is 0.01 to 5 μm, particularly 0.1 to 4 μm, and more preferably 0. The particle size of the sol is adjusted to 5 to 3 μm.
[0065]
In addition, an intermediate layer can be provided between the flat support 4 and the separation layer 6 to improve the adhesion of the separation layer 6. For the intermediate layer, titania, zirconia, alumina, or the like can be used. Therefore, these alkoxides may be prepared as raw materials.
[0066]
The spacer 2 is used to partition the flat support 4 and needs to be a dense body so that no gas leaks from the spacer 2. The spacer 2 is preferably installed between the flat plate supports 4 and has a thermal expansion coefficient close to that of the flat plate supports. Thereby, it becomes a fluid separation layer module with high heat resistance.
[0067]
A laminated body is produced by alternately stacking the plate-like support bodies 4 thus produced and the spacers 2. The number of the flat support 4 and the spacer 2 to be laminated varies depending on the required film area. A dense flat plate is provided at both ends of the laminated body. This flat plate is preferably made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the spacer 2. Specifically, when the spacer 2 is alumina, alumina is used. Further, glass bonding using a glass paste having a thermal expansion coefficient close to that of alumina is preferable for connection between the flat support 4 and the spacer 2 and between the spacer 2 and the dense bodies at both ends. As a result, all members can be made ceramic, and a fluid separation filter excellent in heat resistance and corrosion resistance can be produced.
[0068]
As shown in FIG. 5, the fluid separation module of the present invention includes a plurality of fluid separation filters 21 arranged inside a container 22, a fluid inlet 23 for supplying fluid to the inside of the container 22, a fluid A discharge port 24 for discharging the fluid that has passed through the separation filter 21 to the outside and an outlet 25 for collecting the permeated fluid are provided.
[0069]
A fluid having a plurality of components, for example, a mixed gas of H ₂ and CO ₂ is introduced into the container 22 from the fluid introduction port 23, the fluid is in contact with the fluid separation filter 21, and a part of the fluid is on the surface of the fluid separation filter 21. The permeated fluid that has passed through the provided separation layer and has passed through the separation layer in the fluid separation filter 21 moves to the side surface 27 and is taken out from the outlet 25.
[0070]
The fluid separation module of the present invention having the above-described structure has a high pressure resistance, and can be suitably used for a petrochemical process such as CO ₂ separation from natural gas used at high pressure or a petroleum complex. . Further, both permeable and non-permeable gases can be recovered.
[0084]
【The invention's effect】
The present invention is formed by laminating a plurality of fluid partition walls each having a separation layer on the main surface and the opposing main surface of a flat plate-like support made of a ceramic porous body, and forming a flow path through which fluid flows between the fluid partition walls. By producing a laminated body, a fluid separation filter having a large fluid throughput and suitable for a high pressure region can be realized.
[0085]
In particular, by using dense ceramics for the spacer, a fluid separation filter with higher corrosion resistance and mechanical reliability can be realized. Also, a porous ceramic is used for the spacer, and a separation layer is formed at the part in contact with the fluid. Thus, a fluid separation filter with higher separation efficiency can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a fluid separation filter of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of the aa ′ portion of the fluid separation filter of FIG. 1 according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a part of the fluid separation filter of the present invention.
4A and 4B are schematic cross-sectional views showing an example of the flow path of the present invention. FIG. 4A shows a case of a flat plate shape, and FIG. 4B shows a case of a comb shape.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a fluid separation module of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a conventional fluid separation filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluid partition 2 ... Spacer 3 ... Channel 3a ... Main channel 3b ... Sub-channel 4 ... Flat plate support 5a ... Main surface 5b ... Opposite main Surface 6, 6a, 6b ... separation layer 7 ... side surface

Claims

Formed by a plurality of fluid partition walls provided with a separation layer on the main surface and opposed main surface of a flat plate-like support made of a ceramic porous body, a plurality of spacers provided between the fluid partition walls, and the spacers and the fluid partition walls A main flow path of the fluid to be fluidized, a sub-flow path for connecting two adjacent main flow paths, a permeate fluid flow path through which the permeate fluid that has passed through the separation layer flows inside the flat plate support, and the permeation The fluid comprises a discharge section for discharging from the side surface of the flat support, the spacer is made of a porous body, and a separation layer is provided on the surface of the spacer forming the main flow path. Fluid separation filter.

A fluid separation filter according to claim 1, passed through a container for containing the fluid separation filter, a fluid inlet for supplying fluid prior SL Fluid separation filter, the fluid separation filter fluid A fluid separation module comprising a discharge port for discharging the fluid to the outside and an outlet for collecting the permeated fluid.