JPH03169327A - 希薄溶液中の有価物回収方法 - Google Patents
希薄溶液中の有価物回収方法Info
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- JPH03169327A JPH03169327A JP30975489A JP30975489A JPH03169327A JP H03169327 A JPH03169327 A JP H03169327A JP 30975489 A JP30975489 A JP 30975489A JP 30975489 A JP30975489 A JP 30975489A JP H03169327 A JPH03169327 A JP H03169327A
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は有価物濃度の低い溶液から有価物をＥ収する方
法に関するものである． く従来の技術〉 有価物を含有する溶液から有価物を回収する鴛合、有価
物と非有価物〈溶媒）との沸点に相当Ｑ差があれば、蒸
留法の適用が可能である．しかし、有価物濃度が低い場
合、有価物を蒸発させるには、その気体平衡相当量の高
濃度側の非有価物も蒸グさせる必要があり、この非有価
物の蒸発量が多しために蒸発潜熱に基づく熱損失が大で
ある．特に、有価物がアルコールやケトンであり、非有
価物が水の場合、水の蒸発潜熱がアルコールやケトンの
蒸発潜熱に較べて著しく大であるから、上記非有価物の
蒸発潜熱に基づく熱損失は過大である．ところで、膜の
透過側を減圧に保ち、膜内を透過してきた液体を蒸気化
する浸透気化脱法においては、その透過物質の濃縮が膜
内で連続的に行なわれ、その透過物質が低い蒸気圧のも
とで蒸発される。従って、上記有価物をよく透過し、非
有価物をよく遮断する透過係数比の大きい膜を用いて、
上記の有価物濃度の低い希薄溶液を浸透気化脱法により
処理すれば、上記非有価物の蒸発量を少なくでき、蒸留
法に較べて熱損失を低減できる．〈解決しようとする課
題〉 しかしながら、浸透気化膜法においても、透過物質の相
変化があるから、潜熱の出入りがあり、熱損失は蒸留法
に較べて小であるにしても、まだ相当に大である．例え
ば、エタノール含有量が２．５重量％のエタノール水１
００ｋｇ／ｈｒがら回収率８０％でエタノールを回収す
るには、３０ ， ０００ Ｋ ｃａ党／ｈｒものエネ
ルギーが必要である。
法に関するものである． く従来の技術〉 有価物を含有する溶液から有価物を回収する鴛合、有価
物と非有価物〈溶媒）との沸点に相当Ｑ差があれば、蒸
留法の適用が可能である．しかし、有価物濃度が低い場
合、有価物を蒸発させるには、その気体平衡相当量の高
濃度側の非有価物も蒸グさせる必要があり、この非有価
物の蒸発量が多しために蒸発潜熱に基づく熱損失が大で
ある．特に、有価物がアルコールやケトンであり、非有
価物が水の場合、水の蒸発潜熱がアルコールやケトンの
蒸発潜熱に較べて著しく大であるから、上記非有価物の
蒸発潜熱に基づく熱損失は過大である．ところで、膜の
透過側を減圧に保ち、膜内を透過してきた液体を蒸気化
する浸透気化脱法においては、その透過物質の濃縮が膜
内で連続的に行なわれ、その透過物質が低い蒸気圧のも
とで蒸発される。従って、上記有価物をよく透過し、非
有価物をよく遮断する透過係数比の大きい膜を用いて、
上記の有価物濃度の低い希薄溶液を浸透気化脱法により
処理すれば、上記非有価物の蒸発量を少なくでき、蒸留
法に較べて熱損失を低減できる．〈解決しようとする課
題〉 しかしながら、浸透気化膜法においても、透過物質の相
変化があるから、潜熱の出入りがあり、熱損失は蒸留法
に較べて小であるにしても、まだ相当に大である．例え
ば、エタノール含有量が２．５重量％のエタノール水１
００ｋｇ／ｈｒがら回収率８０％でエタノールを回収す
るには、３０ ， ０００ Ｋ ｃａ党／ｈｒものエネ
ルギーが必要である。
本発明の目的は、気化分離と浸透分離との組合せにより
、有価物含質有濃度の低い溶液から有価物質を回収する
場合、従来の浸透気化膜法よりも所要エネルギーを一段
と軽減できる方法を提供することにある。
、有価物含質有濃度の低い溶液から有価物質を回収する
場合、従来の浸透気化膜法よりも所要エネルギーを一段
と軽減できる方法を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
本発明に係る希薄溶液中の有価物質回収方法は、１０重
量％以下の有価物を含む希薄溶液を浸透気化法により処
理して有価物濃縮ガスを得、該ガスを気体分離膜により
処理して有価物を回収することを特徴とする横或である
． 本発明において、有価物濃度が１０重量％以下の希薄溶
液に限定する理由は、１０重量％以上の濃度であれば、
非有価物の蒸発量が小さく、浸透気化法のみで有価物を
回収する場合に較べ、所要エネルギーの差が僅小となる
からである． 本発明により処理する溶液としては、アルコール、ケト
ンを有価物とする水溶液、シクロヘキサンを有価物とす
るベンゼン溶液等がある．く実施例の説明〉 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
量％以下の有価物を含む希薄溶液を浸透気化法により処
理して有価物濃縮ガスを得、該ガスを気体分離膜により
処理して有価物を回収することを特徴とする横或である
． 本発明において、有価物濃度が１０重量％以下の希薄溶
液に限定する理由は、１０重量％以上の濃度であれば、
非有価物の蒸発量が小さく、浸透気化法のみで有価物を
回収する場合に較べ、所要エネルギーの差が僅小となる
からである． 本発明により処理する溶液としては、アルコール、ケト
ンを有価物とする水溶液、シクロヘキサンを有価物とす
るベンゼン溶液等がある．く実施例の説明〉 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第ｌ図は本発明の一実施例において使用する処理装置を
示している。
示している。
第１図において、１は供給ホンプである。２は浸透気化
分離膜装置であり、透過側２２を減圧し、液供給側２ｌ
に溶液を予熱のうえ供給し、溶液中の膜透過物質を減圧
透過側において気化させるものである。３は予熱器、４
は真空ポンプである。５は気体分離膜装置であり、透過
側５２の減圧下、膜の気体選択透過性により混合ガスを
分離するものである。６は真空ポンプ、７並びに８は凝
縮器である。
分離膜装置であり、透過側２２を減圧し、液供給側２ｌ
に溶液を予熱のうえ供給し、溶液中の膜透過物質を減圧
透過側において気化させるものである。３は予熱器、４
は真空ポンプである。５は気体分離膜装置であり、透過
側５２の減圧下、膜の気体選択透過性により混合ガスを
分離するものである。６は真空ポンプ、７並びに８は凝
縮器である。
七記の浸透気化分離膜には有価物をよく透過し、非有価
物をよく遮断し得る膜が使用され、気体分離膜には、有
価物質または非有価物質に対して選択透過性を有する膜
が使用されている．本発明の一実施例により溶液中の低
濃度有価物質を回収するには、溶液を予熱器３で予熱し
つつボンブ１により浸透気化分離膜装置２の供給ｆｌＴ
Ｉ＋２１に送り、真空ボンブ４による透過側の減圧下、
膜を透過してくる液体を気化する．浸透気化膜が有価物
をよく透過するもので、気化ガスは、有価物を高濃度で
含有しているが、非有価物の透過・気化もある程度、発
生し、気化ガス中には非有価物ガスも含まれている。こ
の混合ガスを気体分離膜装置５に送り、真空ボンブ６に
よる減圧下、気体分離膜の選択透過性により非有価物ガ
スを透過分離し、この非有価物ガスを凝縮器８で液化し
、この液を、浸透気体分離膜装置２の供給側２１を非透
過で通過した処理溶液と共に排出する．一方、有価物高
濃度の混合ガスが気体分離膜装置５の供給側５１を出口
５１０に向かって流動する間、上記非有価物の分離によ
り有価物ガス濃度が一段と高まり、この通過ガスを凝縮
器７で液化することによって高純度の有価物液体を得、
有価物を液相で回収する． 上記の実施例に対し、気体分離膜５として有価物ガスに
対し、選択透過性を有する膜を使用することもできる．
この場合、有価物ガスが透過、非有価物ガスが非透過と
なるから、透過ガスの凝縮液化により高純度の有価物液
体を得、非透過ガスは凝縮液化のうえ、浸透気体分離膜
装置の供給四を通過した処理液と共に排出する。
物をよく遮断し得る膜が使用され、気体分離膜には、有
価物質または非有価物質に対して選択透過性を有する膜
が使用されている．本発明の一実施例により溶液中の低
濃度有価物質を回収するには、溶液を予熱器３で予熱し
つつボンブ１により浸透気化分離膜装置２の供給ｆｌＴ
Ｉ＋２１に送り、真空ボンブ４による透過側の減圧下、
膜を透過してくる液体を気化する．浸透気化膜が有価物
をよく透過するもので、気化ガスは、有価物を高濃度で
含有しているが、非有価物の透過・気化もある程度、発
生し、気化ガス中には非有価物ガスも含まれている。こ
の混合ガスを気体分離膜装置５に送り、真空ボンブ６に
よる減圧下、気体分離膜の選択透過性により非有価物ガ
スを透過分離し、この非有価物ガスを凝縮器８で液化し
、この液を、浸透気体分離膜装置２の供給側２１を非透
過で通過した処理溶液と共に排出する．一方、有価物高
濃度の混合ガスが気体分離膜装置５の供給側５１を出口
５１０に向かって流動する間、上記非有価物の分離によ
り有価物ガス濃度が一段と高まり、この通過ガスを凝縮
器７で液化することによって高純度の有価物液体を得、
有価物を液相で回収する． 上記の実施例に対し、気体分離膜５として有価物ガスに
対し、選択透過性を有する膜を使用することもできる．
この場合、有価物ガスが透過、非有価物ガスが非透過と
なるから、透過ガスの凝縮液化により高純度の有価物液
体を得、非透過ガスは凝縮液化のうえ、浸透気体分離膜
装置の供給四を通過した処理液と共に排出する。
第２図は本発明の別実施例において使用する処理装置を
示している。第２図において、第１図と同一の符号の部
分は、第１図と同一の楕或要素を示し、１は供給ポンプ
、２は有価物質をよく透過する浸透気化分離膜装置、３
は予熱器、４は真空ポンプ、５は非有価物ガスに対し選
択透過性を有する気体分離膜装置、７は凝縮器、６は真
空ポンプであり、該真空ボンプ６の出口は浸透気化分離
膜装置２の透過（Ｉｌ２２に連通してある．本発明の別
実施例においては、気体分離膜装置の透過側の高濃度非
有価物ガスを浸透気化分離膜装置の透過側に還流してお
り、浸透気化分離膜両側の非透過物の濃度差を小さくで
き、また蒸気圧も高くなるから、非有価物の浸透気化量
を減少させ得る。なお、この別実施例に対し、気体分離
膜装置の膜として、有価物ガスに対し選択透過性を有す
るものを使用する場合は、気体分離膜装置の供給測出口
の非透過ガスを浸透気体分離膜装置の透過側に還流する
ことが必要である． 上記したように、本発明においては、有価物濃度の低い
希薄溶液から所定の高純度で有価物を分離する場合、中
間純度までの段階を浸透気化膜法により、最終段階を気
体分離膜法によりそれぞれ処理するものである。而るに
、上記の最終段階をも、多段法、または還流法により浸
透気化膜法で行う場合に較べ、気体分ｗＬｒ！！Ｊ．法
では相変化を伴なわずに潜熱に基づく熱損失がないから
〈浸透気化分離膜では液相→気体の相変化があり、潜熱
に基づく熱損失がある〉、所要エネルギーを小さくでき
る。
示している。第２図において、第１図と同一の符号の部
分は、第１図と同一の楕或要素を示し、１は供給ポンプ
、２は有価物質をよく透過する浸透気化分離膜装置、３
は予熱器、４は真空ポンプ、５は非有価物ガスに対し選
択透過性を有する気体分離膜装置、７は凝縮器、６は真
空ポンプであり、該真空ボンプ６の出口は浸透気化分離
膜装置２の透過（Ｉｌ２２に連通してある．本発明の別
実施例においては、気体分離膜装置の透過側の高濃度非
有価物ガスを浸透気化分離膜装置の透過側に還流してお
り、浸透気化分離膜両側の非透過物の濃度差を小さくで
き、また蒸気圧も高くなるから、非有価物の浸透気化量
を減少させ得る。なお、この別実施例に対し、気体分離
膜装置の膜として、有価物ガスに対し選択透過性を有す
るものを使用する場合は、気体分離膜装置の供給測出口
の非透過ガスを浸透気体分離膜装置の透過側に還流する
ことが必要である． 上記したように、本発明においては、有価物濃度の低い
希薄溶液から所定の高純度で有価物を分離する場合、中
間純度までの段階を浸透気化膜法により、最終段階を気
体分離膜法によりそれぞれ処理するものである。而るに
、上記の最終段階をも、多段法、または還流法により浸
透気化膜法で行う場合に較べ、気体分ｗＬｒ！！Ｊ．法
では相変化を伴なわずに潜熱に基づく熱損失がないから
〈浸透気化分離膜では液相→気体の相変化があり、潜熱
に基づく熱損失がある〉、所要エネルギーを小さくでき
る。
く発明の効果〉
このように、本発明によれば、希薄溶液中の有価物を低
エネルギーで回収することができる．現に、シリコーン
系複合膜で膜面積が８ｍ”のの浸透気化分離膜、同じく
シリコーンゴム系複合膜で膜面積が６０ｍ２の気体分離
膜を用い、エタノール濃度２，５重量％のエタノール希
薄水溶液を本発明により処理して、エタノールを回収率
８０％以上（最終排本中のエタノール濃度０．３重量％
以下）で回収したところ、所要エネルギーは１８， ０
００Ｋｃａ（１ ／ｈｒであった。これに対し、多段浸
透気化法では３０、０００ＫｃａＱ／ｈｒを必要とした
。
エネルギーで回収することができる．現に、シリコーン
系複合膜で膜面積が８ｍ”のの浸透気化分離膜、同じく
シリコーンゴム系複合膜で膜面積が６０ｍ２の気体分離
膜を用い、エタノール濃度２，５重量％のエタノール希
薄水溶液を本発明により処理して、エタノールを回収率
８０％以上（最終排本中のエタノール濃度０．３重量％
以下）で回収したところ、所要エネルギーは１８， ０
００Ｋｃａ（１ ／ｈｒであった。これに対し、多段浸
透気化法では３０、０００ＫｃａＱ／ｈｒを必要とした
。
第１図並びに第２図はそれぞれ本発明の実施例において
使用する溶液処理装置を示す説明図ある。 ２・・・浸透気化分離膜装置、５・・・気体分離膜装置
。
使用する溶液処理装置を示す説明図ある。 ２・・・浸透気化分離膜装置、５・・・気体分離膜装置
。
Claims (1)
- １０重量％以下の有価物を含む希薄溶液を浸透気化法に
より処理して有価物濃縮ガスを得、該ガスを気体分離膜
により処理して有価物を回収することを特徴とする希薄
溶液中の有価物回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30975489A JPH03169327A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 希薄溶液中の有価物回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30975489A JPH03169327A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 希薄溶液中の有価物回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03169327A true JPH03169327A (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=17996885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30975489A Pending JPH03169327A (ja) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | 希薄溶液中の有価物回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03169327A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611842A (en) * | 1994-09-14 | 1997-03-18 | Bend Research, Inc. | Organic and inorganic vapor permeation by countercurrent condensable sweep |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62225207A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 液体混合物の分離方法 |
| JPS63143923A (ja) * | 1986-12-06 | 1988-06-16 | Ube Ind Ltd | 有機物水溶液の濃縮方法 |
| JPH01159007A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Rigunaito Kk | 混合溶液の分離方法 |
| JPH02273518A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-08 | Toray Ind Inc | 揮発性有機液体水溶液の濃縮液の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP30975489A patent/JPH03169327A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62225207A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 液体混合物の分離方法 |
| JPS63143923A (ja) * | 1986-12-06 | 1988-06-16 | Ube Ind Ltd | 有機物水溶液の濃縮方法 |
| JPH01159007A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Rigunaito Kk | 混合溶液の分離方法 |
| JPH02273518A (ja) * | 1989-04-14 | 1990-11-08 | Toray Ind Inc | 揮発性有機液体水溶液の濃縮液の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611842A (en) * | 1994-09-14 | 1997-03-18 | Bend Research, Inc. | Organic and inorganic vapor permeation by countercurrent condensable sweep |
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