JP5869038B2 - 膜接触装置による液体の脱ガス - Google Patents
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Description
前で販売されている中空ファイバー膜脱ガスモジュール及びCelgard社(ノースカロライナ州シャーロット)のLiqui−CelR膜接触装置の市販製品を参照されたい
。
スキン付きの(非連通性の孔)PMP膜を使用し、シェルの出口を持つ径方向の流れパターンを有し、そして低流速(≦20リットル/分)においてのみであるが、40m2の膜
面積で1ppb未満の溶解気体レベルを報告している。より大きな流速(33〜57リットル/分)では、溶解気体レベルは18〜96ppbの範囲である。
)中に溶解させることによる気体に含まれる一以上の成分の除去及び発酵メタン気体からのCO2の除去;半導体のリンス用の超純水、及び配管及び冷凍機のミスト防止用の脱酸
素水及び海水の製造、生物培養物からCO2の除去、排水からの有機溶剤の除去、及び液
体からの気体の同時溶解と除去など、液体、例えば、ボイラーに供給される脱酸素水及び
逆浸透膜に供給される液体の脱ガスである。
イバー、チューブシート、及びコアを収めている。この中空ファイバー内腔は、真空源と流体連通している。液体は、コアの開放末端を経てこの接触装置に入り、コアを径方向に流出して、シェル内で膜を横切り、液体出口により接触装置を出る。これにより、溶解気体は液体から膜を横切って内腔中に拡散する。流出する液体は1ppb未満の溶解気体含量を有することができる。
るようになっている。
2 DOは「溶解酸素」を指す。
、好ましくは50m2を超える、最も好ましくはl00m2を超える面積であるようにされる。この中空ファイバー膜38は、多孔性膜と均質膜と非対称膜(非対称膜は一方の表面から他方の表面に連通する孔を持つ膜を含むが、連通する孔を持たない膜を除く。)とからなる一群から選ばれる。膜用のポリマーの選択は限定されないが、このようなポリマーは当業界で公知であるように、前出のタイプの膜を形成することが可能でなければならない。引用により本願に取り込まれている、Kesting,R.E.,Synthetic Polymeric Membranes,2版,John Wiley&Sons、
Inc.,NYC,NY(1985)を参照されたい。好ましい膜はポリオレフィン、最も好ましくはポリプロピレンでできていて、マイクロ多孔性である。膜は、好ましくは、約20〜50%の多孔性と、約0.02〜0.07ミクロンの孔径と(一つの表面で)、15〜200秒のGurley(10cc当たり)と、約15〜75ミクロンの膜の壁厚を有する。最も好ましい膜は、約25%の多孔性と、約0.02ミクロンの孔径と、約190秒のGurley(10cc当たり)と、約50ミクロンの膜の壁厚を有する。例えば、このような膜は、Celgard社(ノースカロライナ州シャーロット)からCelgardR膜の商品名で市販されている。
ファイバー38の末端は閉じられる。シェル42'は、中空ファイバー膜38と、穴あき
のコア32'と、チューブシート40'を取り囲む。シェル空間46'は開放末端34'と流
体連通していて、液体がコアから径方向に流出し、中空ファイバー膜38の外表面を横切り、出口44'から排出されるようになっている。接触装置12'の一つの末端のみに、ヘッドスペース50'と連通している真空ポート48'が取り付けられていて、真空が内腔に加えられるようになっている。
上記接触装置は、0.02〜0.07ミクロンの孔径と15〜75ミクロンの膜壁厚とを持つ膜を更に含んでいてもよい。
本発明によれば、約20〜30℃の温度と20リットル/分以上の流速とを持ち溶解気体を含有する液体と、15Torr迄の真空をもたらすことが可能である真空源と、接触装置と、を含んでなる液体を脱ガスするためのシステムであって、該接触装置が、開放末端及び閉鎖末端を持つ穴あきのコアと、各ファイバーが内腔を持ち、該ファイバーが該コアを取り囲み、該ファイバーが2つの末端を持つ複数の中空ファイバー膜と、各該ファイバー末端を固定するチューブシートと、該ファイバー、該チューブシート、及び該コアを収め液体出口を持つシェルと、を含み、上記中空ファイバ内腔が上記真空源と流体連通し、溶解気体を含有する上記液体が上記コアの開放末端を経て上記接触装置に入り、上記コアを径方向に出て、上記シェル内で上記ファイバーを横切り、上記シェルの液体出口を経て上記接触装置を出るため、上記溶解気体が上記液体から上記ファイバーを横切り上記内腔中に拡散でき、上記出口を出る上記液体が1ppb以下の溶解気体含量を持つことができるシステムが、提供される。
上記システムにおいて、上記流速が、20〜100リットル/分であってもよい。
本発明によれば、約20〜30℃の温度、20リットル/分以上の流速、及び5500〜9000ppbの溶解気体含量を持つ溶解気体を含有する液体と、約15〜30Torrの真空源と、接触装置と、を含んでなる液体を脱ガスするためのシステムであって、該接触装置が、開放末端及び閉鎖末端を持つ穴あきのコアと、多孔性膜、均質膜、及び非対称性膜(複合膜)からなる一群から選ばれ、各ファイバーが内腔を持ち、該ファイバーが該コアを取り囲み、該ファイバーが2つの末端を持つ、連通孔を持つ複数の中空ファイバー膜と、各該ファイバー末端を固定するチューブシートと、該ファイバー、該チューブシート、及び該コアを収め液体出口を持つシェルと、を持ち、上記中空ファイバ内腔が上記真空源と流体連通し、溶解気体を含有する上記液体が上記コアの開放末端を経て上記接触装置に入り、上記コアから径方向に出て、上記シェル内で上記ファイバーを横切り、上記シェルの液体出口を経て上記接触装置を出るため、上記溶解気体が上記液体から上記ファイバーを横切って上記内腔中に拡散できるシステムが、提供される。
本発明によれば、約20〜30℃の温度と、20リットル/分以上の流速と、5500〜9000ppbの溶解気体含量とを持つ溶解気体を含有する液体と、約15〜30Torrの真空源と、接触装置と、を含んでなる液体を脱ガスするためのシステムであって、該接触装置が、開放末端及び閉鎖末端を持つ穴あきのコアと、各ファイバーが内腔を持ち、該ファイバーが該コアを取り囲み、該ファイバーが2つの末端を持つ複数の中空ファイバー膜と、各該ファイバー末端を固定するチューブシートと、該ファイバー、該チューブシート、及び該コアを収め液体出口を持つシェルと、を持ち、上記中空ファイバ内腔が上記真空源と流体連通し、溶解気体を含有する上記液体が上記コアの開放末端を経て上記接触装置に入り、上記コアから径方向に出て、上記シェル内で上記ファイバーを横切って、上記
シェルの液体出口を経て上記接触装置を出るため、上記溶解気体が上記液体から上記ファイバーを横切って上記内腔中に拡散でき、上記出口を出る上記液体が1ppb以下の溶解気体含量を持つことができるシステムが、提供される。
本発明は、本発明の精神または本質的な属性を逸脱せずに、他の特定な形で実施されてもよく、従って、本発明の範囲を示すものとして、前出の明細書よりも特許請求の範囲を参照すべきである。
12 接触装置
14 ポート
16 出口
18 真空ライン
20 真空ポンプ
32 コア
34 開放末端
36 閉鎖末端
38 中空ファイバー膜
40 チューブシート
42 シェル
44 出口
46 空間
48 真空ポート
50 ヘッドスペース
12' 接触装置
32' コア
34' 開放末端
36' 閉鎖末端
40' チューブシート
42' シェル42'
44' 出口
46' シェル空間
48' 真空ポート
50' ヘッドスペース
Claims (6)
- 溶解気体を含む液体を脱ガスするための方法であって、以下の工程(1)〜(3)を含む、方法:
(1)該液体を、
開放末端及び閉鎖末端を有する穴あきのコアと、
複数のポリプロピレンの中空ファイバー膜であって、各該中空ファイバーが内腔を有し、該中空ファイバーが該コアを取り囲み、各該中空ファイバーが2つの末端を有する、複数の中空ファイバー膜と、
各該中空ファイバー末端を固定するチューブシートと、
該中空ファイバー、該チューブシート、及び該コアを収め、液体出口を有するシェルと、
を含む1つの接触装置に、液体の流速が20〜100リットル/分で通す工程であって、該コアが溶解気体を含有する液体を該中空ファイバーを横切って径方向に分配して、該溶解気体を該中空ファイバー中に拡散でき、かつ該中空ファイバー膜がl00m 2 を超える表面積を有する、工程
(2)該内腔を、15〜30Torrの真空を作ることが可能である真空源と連通する工程、
(3)該1つの接触装置から、1ppb未満の溶解気体を含む液体を排出する工程。 - 該中空ファイバー膜が、0.02〜0.07ミクロンの孔径と15〜75ミクロンの膜壁厚とを有する、請求項1に記載の方法。
- 該中空ファイバー膜が、連通孔を有し、かつ多孔性膜、均質膜、及び非対称性膜(複合膜)からなる一群から選ばれる、請求項1又は2に記載の方法。
- 該中空ファイバー膜が130m2 の表面積を有する、請求項1−3のいずれかに記載の方法。
- 該中空ファイバー膜が20〜50%の多孔性を有する、請求項1−4のいずれかに記載の方法。
- 該真空源が水シール型の真空ポンプである、請求項1−5のいずれかに記載の方法。
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