JPH02211227A - 微孔性膜繊維による有効な気―液物質移動 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微孔性膜繊維中を流れるガス流と液流との間で
の揮発性成分の有効な物質移動に関する。

〔従来の技術〕

血液酸帛発生剤におけるように微孔性膜を通してガスを
液体に移動させることは知られている。微孔性膜を通し
て蒸気を液相かも気相に移動させることによって液体の
流れから揮発性成分を除去することも知られている。微
孔性膜を包含するガス移動の原理は知られているけれど
も、この原理の有効な利用は従来開示されなかった。

ガス流から液流への成分の移動の伝統的方法は湿潤壁の
塔、落下フィルム吸収剤、噴霧塔、撹拌容器、気泡キャ
ップ含有噴霧塔、シーブ・トレイまたはバルブ・トレイ
、ストリッパー、および充填塔の使用を包含する。これ
らの伝統的な方法は高い資本および操作コストならびに
気相と液相との間の小さな有効接触面積という不利益を
こうむる。

この伝統的な方法の不利益を微孔性膜を用いて可能な高
い接触面積の利点をとることによって克服するための試
みが行なわれた。従来の装置はたとえば米国特許第４，
２６８，２）９号（発明者シンドーら）および米国特許
第４，０３１，０１２号（発明者ジイクス）に記載され
ているように、シェル／チューブ熱交換器の形体に似て
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ガス状混合物の流れからの１種またはそれ以上のガスの
除去あるいは液体混合物／溶液の蒸気成分の吸収剤の流
れへの有効な移動な微孔性膜繊維の使用によって達成さ
せる装置と方法を提供することが本発明が解決しようと
する課題であり、本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はガス状混合物からの１種またはそれ以上のガス
または液体混合物／溶液からの１種またはそれ以上の揮
発性成分を吸収性のガスまたは液体中に移動させるだめ
の且つ該ガス状混合物または液体混合物／溶液が導管中
を流れる場合の移動の装置と方法を提供するものである
。本発明は、ガス状または液体の混合物が繊維の外面に
接触する配列中を流れるように導管の内側に取付けを密
に間隔を置いた気孔性のポリマー微孔性中空膜繊維の配
列に、ガス状または液体の混合物を接触させることを必
要とする。

この配列のそれぞれの中空膜繊維は導管の壁中を通過し
、そして該導管の壁を越えてそれぞれ入口マニホルドお
よび出口マニホルドに接続する第１および第２の端部を
もつ。

本発明の方法は次いで吸収剤を入口マニホルドに流入さ
せ、繊維の孔を通してから出口マニホルドから流出させ
ることを必要とする。混合物から除去されるべきガスま
たは揮発性成分は中空繊維の外部からその孔に浸透し移
動し℃、該孔中で吸収剤によって吸収される。

好ましくは、微孔性中空膜繊維の配列は横糸および縦糸
の繊維をもつ織布の１層またを裏それ以上の層から成る
。

また好ましくは、本発明の方法は混合物からのガスを該
繊維の孔を通る吸収剤液体中に移動させることに向けら
れる。

本発明の方法と装置は、ガス流量が液流量とは無関係で
あるという点において従来技術の気−液の物質移動の装
置と方法よりもすぐれた利点を提供する。

本発明は充てん塔のような通常の装置に必要なガスおよ
び液体の流量から少なくとも１桁だけ減少させたガスお
よび液体の流量において従来技術の値と同等か又はこれ
を越える物質移動係数を達成する。本発明は気−液の物
質移動界面を形成する物質移動装置の寸法の著るしい減
少ならびにこれに対応する補助装置の寸法の減少たとえ
ば合理的な物質移動速度を達成するに必要な気−液取扱
い装置の寸法の対応する減少を可能にする。

本発明は布組立体中に配列された且つガス流の流れに実
質的に垂直にガス流中に配置された多数の微孔性膜繊維
の孔を流れる液流がガス流中の圧力損失の補償以上の気
−液間の物質移動にもたらすという発見にもとつ（もの
である。

〔発明の態様〕

本発明をまずガスまたは蒸気の流れからの成分の液流中
への移動のための吸収装置として記述する。然し当業者
はここに記述する装置と方法が逆にストリッピングまた
は脱着、すなわち液体からの揮発性成分のガスまたは蒸
気への移動、にも同様に容易に適用し５ることを容易に
理解するであろう。

本発明の方法と装置は通常の物質移動の方法と装置が使
用されるガス流への及びガス流からの物質移動に有用で
ある。微孔性中空膜繊維中の液に又は液から移動させ５
る好適なガスとして揮発性炭化水素、揮発性ハロゲン化
炭化水素、揮発性酸素化炭化水素、アンモニア、揮発性
アミン、硫化水素、二酸化イオク、ハロゲンガス、およ
び二酸化炭素があげられる。

第１図を参照して、はぼ平面配列（１；に配置した微孔
性中空膜繊維はガス導管（２Ｊ中に挿入されてガス流か
ら液流に又はその逆に移動させるべき成分を含む導管中
のガス流の流れと交差する。はぼ平面配列の微孔性中空
膜繊維はガスがこの多孔性中空膜繊維はガスがこの多孔
配列に流入するのを可能にする。個々の脱繊維または繊
維束をほぼ平面の配列中にランダムに又は規則的に配置
することもできるけれども、これらの繊維を布に織るの
が有利である。この布の形体の脱繊維の配列は個々の膜
繊維間に均一な間隔を保って物質移動効率を減少させる
繊維中のガス流のチャンネリングを防ぐのを助ける。微
孔性布の横糸は製作中の脱繊維の寸法安定性を保つのを
助ける。

一般に脱繊維の配列の配置方向は導管内のガスの流れの
方向に対して垂直である。然し、脱繊維の配列は導管中
を流れるガス流に対して任意の非垂直方向に配置するこ
とができる。

第２図および第３図は移動させるべき成分をもつガス混
合物流を含む導管中に直接に設置した装置を示す。液体
は微孔性中空繊維の孔の中を流れる。えらばれた液体は
移動させるべきガス成分に混和性があるか又は気−液相
が反応してほぼ非可逆的な反応生成物を形成する液体で
ある。

物質移動を行なうのに好適な液体なえらぶたぬの選択基
準は物質移動が通常の充てん塔であったとした場合に考
えられるのと同じ基準である。当業者は多くの場合、好
適な物質移動液体を水、水性酸、水性塩基、液体炭化水
素、液体含酸素炭化水素、液体含硫黄炭化水素、または
液体ハロゲン化炭化水素からえらぶ。

布組型体中に配列した中空微孔性膜繊維を使用する場合
、微孔性中空膜繊維の布は有利にはガス流を含む導管の
断面よりも大きい。一般に、微孔性中空膜布の限定寸法
は布の横糸（すなわち布の幅）の方向にある。ガス導管
の最小寸法が使用する微孔性膜布の幅よりも大きい場合
には、装置は狭い中空微孔性膜布のス）　ＩＪツブをテ
ープとして必要な寸法と形状の層状微孔性膜布に格子状
Ｋｉｔ！つてガス導管中にほぼ平らな多孔性交差を作る
ことによって組型てることかできる。

微孔性中空膜繊維の布は導管からのガスの逃散ならびに
ガス導管への孔液体の侵入を防ぐためにシールしなけれ
ばならない。このようなシールは微孔性膜布をガス流導
管の好適に変形したセグメント中に設置することによっ
て付与することができる。

ガス流導管の変形セグメントは微孔性膜繊維の配列な内
部に配置した導管の単一区分から成ることができる。あ
るいはまた、ガス流導管の変形セグメントはガス流導管
の２つの区分間に介在させた微孔性膜繊維の配列から成
ることもできる。ガス流導管の変形セグメントは次いで
ガス流との物質妨害を避けるよ５な通常の方法によって
ガス流管の他の区分と共に組又てることができる。

第２図および第３図を参照して、微孔性中空膜繊維のほ
ぼ平面の配列は導管またはパイプ（２）中に設置したも
のとして示されている。微孔性中空膜繊維の布または他
の配列の孔は入口マニホルド（６ンによって液体入口（
５）に接続する。微孔性中空膜繊維の布または他の配列
の孔は出口マニホルド（９）によって液体出口（８）に
接続する。微孔性中空膜繊維はガス導管の周囲に実用的
に平らな膜装置をエボキクのような化学硬化性ポリマー
樹脂で植込むような通常の方法によってシールすること
ができる。（第１図に示すよ５に、膜布の縦糸端部を形
成する中空微孔性膜繊維の開放端は伝統的な管板中に同
様にして有利に植込まれる。）液体入口管板（４）と液
体出口管板（３）はそれぞれのマニホルドに密封係合さ
れて孔の液体を液体入口（５）から配列（υを形成する
繊維の孔に流入させる。孔の流体は出口マニホルド（９
）によって収集され出口（８）によって放出される。

ガス導管と脱血は微孔性膜の布を通るガス流のシャンネ
リ／グを最小にするよ５に及びガスを脱血の中空微孔性
膜繊維の外面に緊密に浸入接触させるように配置される
。微孔性膜繊維を通るガス流への実質的に均一な抵抗お
よびその結果としての微孔性膜繊維の平らな配列を通る
実質的に均一なガス流はそれぞれの横糸および縦糸の平
行方向をもつ多数の脱血層を植込むことによって有利に
達成される。

あるいは、このような均一分布はそれぞれの横糸および
縦糸の垂直方向をもつ多数の微孔性膜繊維分を植込むこ
とによって有利に達成される。あるいはまた、このよう
な均一ガス流の分布は１つ又はそれ以上の隣接布層の横
糸および・縦糸に対して１以上の角度で変化する横糸お
よび縦糸をもつ多数層の微孔性膜布によって達成される
。微孔性膜繊維の全断面を横切る実質的に均一なガス流
を達成させる他の明瞭な方法がここに意図される。

本発明に好適な、及び本発明に有用な微孔性膜布を織る
ための糸として使用する。微孔性中空ポリマー繊維はｌ
α軸１０μ鴨、有利には０．１〜１１１１．最も有利に
は０．２５ｓｎ＋〜０．７５ｔｉ＋の外径をもつ。本発
明に有用な糸としての中空繊維は１．　ＯＸ　１０−　
’　ｃｃＺ８６１；　−ＣＭ”　−ＣＯＩＬ　”ｊｇ　
〜１．　ＯＸ　１０−’ｃｃ／８　ａ　６−Ｃ１ｌ”　
−Ｃ１ｌ　Ｂｙの、有利には５．０）＜　ｌ　Ｑ−’Ｃ
１：、／Ｂｅｅ−（Ｍ”−ｃｍ　Ｈｙ〜１０　ｘ　１０
−”ｃｃ／　ｔｔｅｃ　−ａｍ”　−ａｎ　％　ｆ）窒
素ｆｆス浸透性をもつ。本発明に有用な微孔性繊維は５
μ情〜５０μ惰、有利には１０μｍ〜４０μ鴨の壁厚を
もつ。

本発明の微孔性膜繊維の製造に好適なポリマー材料は。

該材料の物性、膜装置に予想される操作環境、Ｚよび液
相と気相の化学物質によるポリマー材料の攻撃に対する
耐性。

を考慮した後に有利に選択される。

ポリオレフィン中空繊維から製造した微孔性膜は商業的
に入手しつる。ポリオレフィン微孔性繊維および他の疎
水性ポリマー材料の微孔性中空繊維は液相が極性または
水を基材とする気−液系に特に適している。このような
系において、ポリマー材料の疎水性は中空繊維内に液相
を保つ傾向がある。液体が非極性である気−液系におい
ては、親水性ポリマー材料たとえばポリスルホンか６製
造した微孔性繊維が有利である。

〔実施例〕

以下の実施例によって本発明を更に具体的に説明する。

実施例１゜ 第１図に示す装置と同様なガス回収または精製装置を微
孔性ポリエチレン繊維から製造した微孔性中空膜布の多
孔質バリヤー層として使用する。使用する微孔性膜布は
シー・デイ・メディカル・インコーホレーテッド（アメ
リカ合衆国フロリダ州３３０１４−９３０８、マイアミ
・レークス・ＮＷ６０アベニュー１４６００、ピー・オ
ー・ボックス９３０８）から購入することができる。こ
の布は縦糸方向に９　ｃｍ〜９．５　ｃｍの寸法をもち
、厚さは０．３　ｍｔ〜０．４　ｍである。この繊維は
３００μ愼〜３５０μ惧の外径をもつ。　この布の１０
層を隣接層に対して直角に配置した交互の層の横糸方向
をもつよ５に組立てる。微孔性膜繊維の横糸の端部をエ
ポキシ樹脂中に植込んで微孔性膜用の管板を製造する。

管板は液体導管に密封係合して微孔性膜繊維の開放端部
へのマニホルドを形成する。この装置は７．６ＣＭの内
径をもち膜装置からそれぞれの方向に３０ｃＲのひるボ
リカーボネート製のガス導管セグメント中に組立てられ
る。

実施例２゜ 装置を実施例１のように組立てる。ただし実施例１で使
用したのと同じ脱血を１０層ではな（て２０層を使用し
て組立てる。脱血の５０層を含む別の装置も組立てる。

ここに述べる鎖孔性膜装置の気相と液相との間の物質移
動速度は通常の装置と方法に８ける物質移動に徨々の因
子が形番を及ばずように本発明の装置と方法における物
質移動に影響を及ぼす液相と気相の物質移動成分の熱力
学を包含する棟々の因子によって影響されるものと考え
られる。

液相と気相との間の全物質移ＩＩＪは、微孔性膜の多孔
性、微孔性繊維の層の数、有利にはガスの流れの方間に
対して横方向にガス導管中に平らに配置した脱血の層の
数に応じて変わる。脱繊維の層の数はまた気孔性膜バリ
ヤーを横切るガス流の圧力損失によって測定されるよう
にガス流の流れの中で耐えられるエネルギー損失によつ
℃も限定される。

脱血の層の数はＧまたはそれ以上でありうるが、有利に
は６０層未満、更に有利には４０層未満であり、一般に
は少なくとも５層である。

本発明の装置と方法の操作における駆動力は微孔性膜の
表面を横切るガス流である。ガス導管内の気相の流れは
通常の方法と装置たとえはコンプレッサ、ポンプおよび
フロア−により達成される。ガスは布またはテープのよ
うに平らに配置された脱繊維の配置Ｕまたはガスの流れ
の方向に対してほぼ垂直の方向にガス導管中に介在させ
たこれらの配列の層を通って流れるので１機械的な差圧
が膜による物質移動装置を横切って発生する。差圧の上
限は設置した微孔性膜繊維の物理的強度によって限定さ
れる。繊維は金銅または他の機械的支持手段によって支
持されることができる。

これによつ℃ポリマー倣孔性中空繊維膜が支持されてい
ない場合に到遅するよりも大きい膜横断差圧で装置を操
作することができる。気相と液相との間の物質移動は、
多孔質平面配列の脱繊維が個々の微孔性膜繊維に密接に
接触している配列を通してガスを流す場合のような膜装
置を横切る差圧において有効である。有効には、この差
圧はほぼゼロから１０偽水柱までであり、有利には０．
００３σ水柱〜１００ａｎ水柱、更に有利には０．０２
ｃＩＬ水柱〜１０１水柱である。

通常の気−液物質移動操作にとって、気相の圧力損失は
流体のｔＩＬＩＩＫに関係する。セラミックの塔充てん
物質の気相圧力損失の代表的なグラフが第４図に示しで
ある。第４図にプロットされている笑線は１インチ（２
，５４ｃｍ　）の通常の寸法の商業的に入手しうるセラ
ミック・サドルについての気相圧力損失である。このデ
ータは製造業者のデータから採用したものである。光℃
ん塔のような通常のユニット操作における気−液物質移
動の活性表面積は流体の流量と共に変化する。気相の物
質移動速度は気相流量の増大と共に増大する。ＭｃＣａ
ｂｍ　＆　ＳｔＩ＆１ｔｈＩＵｎｉｔ　０ｐａｒａｔｉ
ｏｎｓｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ　（マグローヒルズ・ブック・カンパニー１９６）年
刊行）第６６）頁参照。通常の系における液流量の物質
移動成分の依存性９例はＰａｒｔｙ　　＆　Ｃｈｉｌｔ
ｏｎ、Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ＥｎｇｉｎｅｅｒｓＨｔｚ
ｎｄｂｏｏｋ＊　８５版（マグローヒルズ・ブック−カ
ンパニ１９７３年刊行）第１８章「Ｇａ５−Ｌｌｑｓｉ
ｄ　５ｙｓｔａｒｎｓＪ特に第３負〜第４８頁に見出す
ことができる。気相の圧力損失は光℃ん物の深さの関数
として表わされる。液ａｍは光℃ん塔の断面積の単位当
りで測定される。気相流量もまた光てん塔の断面積り単
位当りで与えられる。第４図の創建単位は次のとおりで
ある。

Ｌ−１９，流量；ボンド／平方フィート・時間Δｐ−膜
を横切る圧力損失：インチ（ＨｔＯ）　／　フィート（
充てんの深さ） １’ａｉｒ−気相の物質移動速度：ボンド／平方フィー
ト・時間 通常の物質移動系とは対照的に１本発明の装置と方法に
とって気相流量は液相流量とは無関係である。微孔性中
空膜繊維の断面積は中空膜繊維の孔の中の液流と共に０
豆つ”ＣＫ化はしないからである。第４図はまた１０膚
、２０層および５０層の布層の膜装置を横切る気相の圧
力損失をグラフで示している。第４図に示すガス導管中
の膜装置を横切る気相の圧力損失はほぼ平面配列の繊維
の脱血層の数に対して縁状関係に近い関係を示し℃いる
。

更なる物質移動駆動力は平面配列の微孔性繊維の孔の中
の液流量である。微孔性中空膜繊維中の液体が膜繊維中
にいつまでもよどんだままの状態であるならば、液相へ
の移動を意図している気相成分の平衡濃度が究極的にえ
られるであろう。通常の気−液物質移動系については％
液相は気相成分の平衡ａ度と液相中の同じ成分との間に
駆動力を与えるために気−液界面においＣｊＥ新されな
ければならない。

通常の気−液物質移動系の液Ｒ麓は多くの場合、物質移
動装置に入る液の質量とガスの質量との比としＣ表わさ
れる。

本発明の装置についての入口液体質量と入口ガス質量と
の有効比はｘｏｏｑ（液体）対ＩＩｃｇ（気体）〜１０
４（気体）対１／Ｃ９（液体）の範囲にある。更に有効
な液体／気体の比は５ｏｑ（液体）　Ａ　ｌｔ９　（気
体）〜１１（ａ体）／１１（気体）、最も有効な比は３
０確（液体）／ＩＱ（気体〕〜３に９（液体］１にｇ（
気体）の範囲である。

実施例３゜ 一連の実験のそれぞれにおいて、実施例１の装置の膜を
横切るガスの圧力損失を空気を気相として使用して測定
する。檎々の計測流量の空気をガス導管に通す。ガス流
の方向に実質的に直角に配置したほぼ平面配列の膜層の
両面における差圧を測定する。圧力損失と空気流量を第
１表に示す。

０．１４ ０．１６ ０．２５ ０゜３５ ０．５２ ０．９６ １．３ １．７ 第１表に示すデータは第４図にグラフとして示しである
。

また、微孔性膜繊維布の５０層をもつ装置の気相圧力損
失を含めて実施例１および２により製造した装置の膜層
な横切る気相圧力損失も第４図にグラフとして示しであ
る。第４図は気相側の圧力損失はガス流に対して直角に
配置した膜繊維の層（膜層の層）の数にほぼ直線的に関
係していることを示唆する。

上記のように、比較のために、商業的に入手し５る１イ
ンチの充てんセラミックス・リングについての圧力損失
も充てんの深さ（インチ）の関数として第４図に示しで
ある。

膜装置の気相圧力損失と通常の充てん塔の気相圧力損失
について第４図を検量すれば、圧力損失が充てん塔すな
わち乾燥セラミック・サドルの線の液禿の影響なしに単
位面積当り気相導管中を流れるガスの質量に関係する限
り、膜装置の気相圧力損失の曲線の形状は通常のストリ
ッパー装置の気相圧力損失の形状に密接に平行している
ことがわかる。

然しなから、膜装置の気相圧力損失は膜装置中の液流量
とは関係していない。これとは対照的にたとえば通常の
充てん塔の場合、気相圧力損失は充てん塔中の液流量に
応じて変わる。液流量はガス流を妨げることが第４図か
られかる。

本発明の装置と方法の気相圧力損失は液流量とは無関係
であることがわかるので、到達し５る物質移動速度は従
来技術よりも大きな進歩を表わしている。

導管内のガス流の方向でもある導管＠Ｅｌｌ１１の方向
に対してほぼ直角にガス流導管中にほぼ平らなガス浸透
性もしくは多孔質のバリヤーとし″Ｃ倣孔性ポリマー換
布を配置することは原布を横切って測定したとき圧力損
失をもたらすけれども、篤くべさことに圧力低下によっ
て生ずる非効率性はここに述べる中空繊維微孔性膜装置
と方法の使用からえられる物質移動の増大によって相殺
以上の利点をもたらす。

ここに述べる方法において本発明の装置を使用して行な
う気相から液相への物質移動は、充てん塔では本発明の
方法で使用する装置によって必要とされる気相流量より
も数桁大きい気相流量においての＆達成しうる物質移動
速度をもたらす。

液流量も本発明の装置と方法の使用によって実質的に減
少される。本発明の膜装置の液相流ｔ／気相流量の比と
通常の充てん塔の液相流量／気相流量の比は密に平行す
る。

然しなから、通常の方法の物質移動係数に匹敵する物質
移動係数を達成するために必要な液相と気相の合計質量
の流れは通常の充てん塔の液相と気相の流量より数桁減
少される。

通常の光てん塔充てん材料の物質移動データを１Ｍ量−
のＣＯ２を含有する気相を洗浄液としてのＩＮｆ）Ｎａ
ＯＨ液液にスクラッピングする周知の方法から好都合に
集める。

第５図は１％のＣＯ３を含有する空気からのＣ０８０１
インチＣ′２．５４ｃｍ）のセラミック・サドル充てん
塔におけるＩＮの水性ＮＧＯＨへの物質移動係数を５０
０ボンド／時・平方フィートのガス流量での対応する液
体／気体の比にわたって求めたものを比較のためにグラ
フで示している。この充てん塔吸収法のデータは１イ／
チ（２，５４ｃｍ）のセラミック・サドルの商業源によ
つ工発行された文献から抽出したものである。充てん塔
の商業用１インチ標準寸法のセラミック＠サドルの液体
／気体の比が１０である場合、３ボンド・モル／時・又
万フィートー気圧（３９グラム拳モル／時−旦万メート
ル・気圧ンの物質移ＩＪＪ速度が５００ポンド／時・平
方フィート（４，９に９７時−平方メートル）のガスｉ
ｔで達成され５る。このガス流ｉｉは５，０００ボンド
／時・平方フィー）（４９＃／時・平方メートルンの液
流量に相当する。

空気中１％Ｃ０２をｌＮのＮａＯＨで洗浄する系につい
て、ボンド・モル／時・ヱ万フィート・気圧で測定した
物質移動係数は実施例２により製造した原布の２０層を
もっ微孔性膜装置についＣ２〜５０の液体／気体の質量
比にわたって０．６４ボンド／時・立方フィー）　（３
，０ＩＣ９／時拳平方メートル）、１．９８ボンド／時
・平方フィート（９゜７Ｑ／時・又方メートル）および
１２．３４ボンド／時・平方フィート（６ｑ／時・平方
メートル）のガス流量において測定される。これらの物
質移動係数は第５図にグラフとして示しである。

この比較データは、上記のように、商業用セラミック・
サドルが３ボンド・モル／時・又方フィート・気圧（４
９グラム・モル／時・立方メートル・気圧）の物質移動
係数に到達するためには、充てん塔が５０ボンド／平方
フイート・時（２４４０智／時・平方メートルンのガス
泥波および５，０００ポンド／平方フイート・時（２４
４００匈／時・平方メートル）のｌｉ量をもつことが必
要であることを示している。実施例４の膜装置は僅か２
ボンド／平方フイート・時（９，８にｇ／平方メートル
・時）のガス流量と僅か１６ポンド／平方フイート・時
（７８１Ｃ９７平方メートル・時の水性Ｉ　Ｎ　−ＩＶ
ａＯＨの液流量で類似の物質移動係数を達成する。

上記のことから、通常の充てん塔はたとえば揮発性薬品
の槽排出のような境界光条件下での苛酷な操作上の限定
を受けることが明らかである。低容量操作条件下では液
相は塔径と充℃ん材料径との比が８：１より低い場合、
充てん材料から充てん塔の壁土に流れがそれる傾向があ
る。この関係でさえ１０ｃｍ程度の径の小さい充てん塔
では保たれないｏＭｃＣａｂａ　＆　５ｔｎｉｔｈ　Ｕ
ｎｉｔ　０ｐｅｒａｔｉｏｎｓ　　ｏｆＣｈｅｍｉｃａ
ｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　（マグロ−ヒル・ブック
・〃ンパニー　１９６）年刊行）第６４２−６４３頁参
照。

タンク用のベント・スタック・スクラバーとして、小さ
（て経済的かつ有効なユニットの形体の本発明の装置は
、充てん塔でなし５るよりも簡単かつ有効に望ましから
ざるガスもしくは蒸気の大気放出の水準を有効に減少さ
せることができる。本発明の装置は炭化水素溶媒のよう
な蒸気のベントスタック・ストリッパーとして特に適し
ている。このような溶媒蒸気の例としてＣ１〜Ｃ１６ハ
ロゲン置換炭化水素、Ｃ１〜Ｃ６の１価または２価の酸
素置換炭化水素、Ｃ１＜。

アミン置換炭化水素、揮発性無機酸たとえば弗化水素酸
または塩酸、揮発性有機酸たとえば酢酸またはメタンス
ルホン酸；ならびに水溶性ガスたとえばアンモニア、硫
化水素。

二酸化硫黄およびハロゲン・ガスがあげられるが、これ
らに限定されない。

適用の寸法にかかわりなく本発明の装置と方法の更なる
利点は、ここに述べたような膜装置によってえられる設
置の融通性である。充てん塔は、重力によって下方に引
張られる密度の大きい液相と密度の小さい上昇流の液相
との間に向流を生成させるために垂直配置で設置しなけ
ればならない。本発明の膜装置は重力に影響される向流
とは無関係に気／液の界面を達成する。ここに記載の膜
ストリッパーは適用に便利な任意の方向に設置すること
ができる。

本発明の装置と方法の更なる利点は１本発明により可能
となった高い物質移動係数の結果として、有用であるに
十分な濃度の液流生成物を作り得る能力である。

通常の気／液除去法に固有の限定は毎日起る蒸気の多数
の小容量大気放出への用途を妨げている。近似の最小寸
法の有用な充てん塔は１０α（約４インチ）の内径をも
つ。

第５図に示す情報によれば、液／気の比が１０である水
性１Ｎ−Ｎ、ＯＨにより洗浄された１チＣυ２　含有空
気流から３ボンド・モル／時・立方フィート・気圧（４
９グラムφモル／時・立方メートル・気圧〕の物質移動
係数を得るには１％ＣＯ２の約４２ポンド／時（１９＃
／時）の最小ガス流量を必要とする。液／気の比が１０
であるとき、これはｘＮ−Ｎａｃ）１１　（７）４２０
ホｙｔ−”／時（１９０１ｃ９／時）ノＲ小液流量に相
当する。これとは対照的に、同じガス流量および同じ液
吸収剤について本発明の膜装置は僅か０．１６５ボンド
／時Ｃ７５Ｐ１時〕のガス流量および僅か１．３ボンド
／時（５９０ｊＥ／時）の液流量で出発して同じ物質移
動係数を達成することができる。それ故、本発明の膜装
置は通常の方法によってはｃｉＪ能ではない低容量大気
放出源を有効に処理することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス導管の軸に対してほぼ直角に配置したほぼ
平面配列の微孔性膜繊維を示す。 第２図はガス導管中のほぼ平面配列の微孔性膜繊維の断
面立面図である。 第３図は第２図の微孔性膜配列を通る断面の平面図であ
る。 第４図は本発明の膜装置についての及び通常の充てん塔
物質移動装置についての代表的な気相の圧力損失を示す
グラフである。 第５図は本発明の装置についての及び通常の充てん塔に
ついての物質移動係数を示すグラフである。 １・・・平面配列の微孔性中空膜繊維；２・・・ガス導
管；３・・・液体出口管板；４・・・液体入口管板；５
・・・液体人口；６・・・入口マニホルド；８・・・液
体出口：９・・・出口マニホルド。 図面の浄書（内容に変更なし） １インケ 七つ・ゝ・・・り・−ａｈし′又りラハパ一の０．・・
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手 続 補 正 書 平成２年２月６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガス状混合物からの１種またはそれ以上のガスまた
   は液体混合物／溶液からの１種またはそれ以上の揮発性
   成分を吸収性のガスまたは液体に移動させるための且つ
   上記のガス状混合物または液体混合物／溶液が導管（２
   ）中を流れる場合の移動装置であつて、 上記の流れつつあるガス状または液体の混合物が繊維の
   外面に接触しつつ配列（１）中を流れるように導管（２
   ）の内側に取付けた密に間隔を置いた気孔性のポリマー
   微孔性中空膜繊維の配列（１）を含み、 それぞれの中空膜繊維が上記の導管の壁中を通過し、且
   つ該導管の壁を越えてそれぞれ入口マニホルド（６）お
   よび出口マニホルド（９）に接続する第１および第２の
   端部をもち、入口マニホルド（６）に導入された流入液
   が該繊維の孔を通つて流れて出口マニホルド（９）から
   流出するようになした、ことを特徴とする移動装置。 ２、微孔性中空膜繊維の配列（１）が横糸および縦糸の
   繊維をもつ織布の１層またを裏それ以上の層である請求
   項１記載の装置 ３、微孔性中空膜繊維の布の隣接層が１つ又はそれ以上
   の隣接布層の横糸および縦糸の方向に実質的に垂直なそ
   れぞれの横糸および縦糸の方向をもつて配列されている
   請求項２記載の装置 ４、微孔性中空膜繊維の布の隣接層が隣接布層の横糸お
   よび縦糸の方向に対して１またはそれ以上の角度だけ変
   化したそれぞれの横糸および縦糸の方向をもつて配列さ
   れている請求項２記載の装置。 ５、微孔性中空膜繊維の布の隣接層が１つ又はそれ以上
   の隣接布層の横糸および縦糸の方向に実質的に平行なそ
   れぞれの横糸および縦糸の方向をもつて配列されている
   請求項２記載の装置 ６、微孔性中空膜繊維の布の横糸の寸法が導管の最小寸
   法以上である請求項２記載の装置 ７、ポリマー微孔性中空繊維膜がポリオレフィン、ハロ
   ゲン化ポリオレフィンまたはポリブチルメタクリレート
   の疎水性ポリマーを含む請求項１記載の装置。 ８、ポリマー微孔性中空繊維膜がポリスルホン、ポリヒ
   ドロキシエチルアクリレート、ポリアクリルアミド、ま
   たはポリビニルピロリドンの親水性ポリマーを含む請求
   項１記載の装置 ９、ガス状混合物からの１種またはそれ以上のガスまた
   は液体混合物／溶液からの１種またはそれ以上の揮発性
   成分を吸収性のガスまたは液体に移動させるための且つ
   上記ガス状混合物または液体混合物／溶液が導管中を流
   れる場合の移動方法であつて、 流れるガスまたは液体の混合物を気孔性ポリマー微孔性
   中空膜繊維の配列の外面と接触させ、該配列を該導管中
   に取付け該導管を走行させ、該配列のそれぞれの繊維が
   導管の型中を通過し且つ導管の壁を越えて入口マニホル
   ドおよび出口マニホルドにそれぞれ接続する第１および
   第２の端部をもつものとし、これらのマニホルドをこれ
   らの繊維の孔と連通させ；そして 吸収剤液体を入口マニホルドに流入させて吸収剤を該配
   列のポリマー中空微孔性膜繊維の孔を通して流して出口
   マニホルドから流出させ、該吸収剤がガス状または液体
   の混合物の所望のガスまたは揮発性成分の吸収剤であつ
   て、所望の成分が中空繊維の外部から該孔に浸透し移動
   してそれが吸収剤によつて吸収されるようにする； ことから成ることを特徴とする方法。 １０、ポリマー中空微孔性膜繊維の配列を横切つて導管
   中に１０ｍ水柱までの差圧が存在する請求項９記載の方
   法。 １１、気相混合物から液相吸収剤への一成分の移動が起
   る請求項９記載の方法。 １２、液相混合物から気相吸収剤への一成分の移動が起
   る請求項９記載の方法。 １３、気相の一成分が塩素化溶媒または無機酸である請
   求項９記載の方法。 １４、入口ガスの質量と入口液の質量との比が１００ｋ
   ｇ液体／１ｋｇガス〜１ｋｇ液体／１０ｋｇガスの間に
   ある請求項１１記載の方法。