JPH04190821A - ガス分離膜モジュールの洗浄方法 - 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） 本発明はガス分離膜モジュールの洗浄方法に関するもの
である。

（従来の技術） 近来、ガス分離膜の用途はますます拡大されつつあり、
酸素や窒素富化膜、水素、ヘリウム、炭酸ガス等の低沸
点ガスから水蒸気や有機蒸気に至る高沸点ガスの分離精
製膜、あるいは浸透気化膜。

更には、脱気膜等が開発されている。

かかる用途のガス分離膜においては、固体状異物汚染の
ほかに、非処理ガス中に蒸気状態で拡散している不純物
がガス分離膜表面或いは内部に付着或いは吸着すること
に、よっても膜汚染を受け、これらの膜汚染による透過
流速の低下が避けられない。従って、液系の分離膜と同
様、膜洗浄を行って透過流速を回復させることが必要で
ある。

従来、液系分離膜モンー・ルの洗浄方法には、種々の方
法が提案されており、その一方法とし、て溶剤を膜モジ
ユール内に流通して汚染物を溶解除去することが知られ
ている。

（解決しようとする課題） ガス分離膜モジュールにおいては、通常膜間差圧をモジ
ュールの透過側の真空ポンプにより作用させて、所定の
ステージカット（ガス供給量とガス透過量との比）のも
とで運転している。

而るに、ガス分離膜モジュールの洗浄に上記の溶剤を流
通させる方法を使用すると、洗浄後のガス分離膜モジュ
ールの再運転時、膜面に残存している溶剤が上記透過側
の減圧下、蒸気化されつつ膜内を拡散して透過側に現れ
、透過ガスの純度低下が惹起される。例えば、シリコー
ンゴム系ポリイミド複合膜においては、■−ヘキサン蒸
気をよく透過し、Ｄ−ヘキサンを上記の洗浄用に使用す
れば、透過ガスへのｎ−ヘキサン蒸気の混入が避けられ
ない。

本発明の目的は、ガス分離膜モジュールの運転中に、透
過流速の低下したガス分離膜モジュールを、有機溶剤に
よって洗浄しても、上記した透過ガスの純度低下をよく
防止し得るガス分離膜モジュールの運転方法を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のガス分離膜モジュールの洗浄方法は透過流速の
低下したガス分離膜モジュール内に揮発性有機溶剤を流
通させたのち、乾燥ガスを送通して残留有機溶剤を揮発
させて除去することを特徴とする構成である。

（実施例の説明） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明において使用する、洗浄装置を組み込ん
だガス分離膜装置の一例を示す説明図である。

第１図において、１はガス分離膜モジュールであり、ス
パイラル型、中空糸型、チューブラ−型。

プレー１へ型等を使用できる。２は被処理ガス源、３は
被処理ガスをガス分離膜モジュール１に送入するブロワ
である。４はブロワ３と被処理ガス源２との間に設けた
開閉弁である。５はガス分離膜モジュール１の透過側を
減圧するための真空ポンプである。６はガス分離膜モジ
ュール１の非透過ガス排出管、７は開閉弁である。

第１図において、８は有機溶剤循環回路であり、有機溶
剤タンク８１並びに有機溶剤循環ポンプ８２を備え、有
機溶剤タンク８１の入口側には開閉弁８３を、有機溶剤
循環ポンプ８２の吐出側には開閉弁８４をそれぞれ挿入
しである。９は乾燥ガス送入管であり、開閉弁１０を介
して被処理ガス供給ラインにブ狛ワ３と開閉弁４との間
において連通しである。

上記において、被処理ガスを処理するには、開閉弁４並
びに７を開とし、開閉弁１０．８３並びに８４を閉とし
、真空ポンプ５によってガス分離膜モジュール１の透過
側を減圧し、ブロワ３によって被処理ガス源２からガス
分離膜モジュール１に被処理ガスを送入し、この減圧に
よる膜間差圧と所定のステージカットのもとて膜の選択
性に基づき被処理ガスを処理していく。例えは、被処理
ガスがＤ−ブタンガス混合空気の場合、ガス分離膜モジ
ュール１の膜にシリコーンゴム系ポリイミド複合膜を使
用し、透過側にｎ−ブタン濃縮ガスを取り出し、非透過
ガス排出間６からｎ−ブタン希釈空気を排出していく。

本発明により、ガス分離膜モジュールの運転中に、その
モジュールを洗浄するには、開閉弁４゜７並びに１０を
閉とし、開閉弁８３　、８４を開にして、溶剤循環ポン
プ８２の暉動により、溶剤タンク８１内の有機溶剤をガ
ス分離膜モジュールｌの非透過側を経て循環させ、膜面
に付着している汚染物質をこの有機溶剤で溶解除去する
。次いで、溶剤循環ポンプ８２を停止し、開閉弁８３．
８４を閉とし、開閉弁４は閉のままとし、開閉弁１ｏを
開とし、ブロワ３の操作により乾燥ガス送入管９から乾
燥ガスをガス分離膜モジュール１の非透過側に送通し、
非透過ガス排出管６より流出させ、ガス分離膜モジュー
ル１内に残存している有機溶剤を揮発させて除去し、こ
れにて、ガス分離膜モジュール１の洗浄を終了し、該ガ
ス分離膜モジュール１の再運転を行う。

上記の有機溶剤については、ガス分離膜モジュール、溶
剤循環ポンプ並びに溶剤循環配管等における耐溶剤性、
揮発迅速性を勘案して選定し、例えば、低級の直鎖炭化
水素系のヘキサン、ケトン系のアセトン等を使用できる
。

又、上記有機溶剤の循環に代え有機溶剤をガス分離膜モ
ジュールの非透過側に浸漬放置することもできる。

次ぎに本発明の実施例について説明する。

被処理ガスには、高沸点不純物を含有する濃度２０ｖｏ
１％のｎ−ブタンガス混合空気を使用し、ガス分離膜モ
ジュールには、有効膜面積約１４ｍ２のシリコンゴム系
ポリイミド複合膜を使用したスパイラル型モジュールを
用いた。被処理ガスの供給流量を２５０ｎ１．／ｍｉｎ
とし、処理温度２４°Ｃ２真空圧力１００ｔｏｏｒ、初
期ステージカット０．６で運転した。

膜の各純ガスに対する初期ＦＬ［ＪＸ（Ｎｍ’／ｍ２／
ｈｒ／ａｔｍ）は、窒素ガスに対し０．１５．酸素ガス
に対し０．３１．ｎ−・ガスブタンに対し２８であった
が、運転２日後には、窒素ガスに対し０．０２．酸素ガ
スに対し０．０４．ｎ−ガスブタンに対し８と低下した
。そこで、有機溶剤としてｎ−ヘキサンを使用し、この
溶剤を溶剤循環流Ｊｔ　１０　Ｌ／ｍｉｎ、温度３０°
Ｃで１５分間循環し、次いで、乾燥空気を、送風量５　
ＯＮＬ／ｍｉｎ、温度２０℃〜２５°Ｃデ３０分間２通
風して洗浄を行った。この洗浄により、膜のＦＬＵＸ（
Ｎｍ３／ｍ”／ｈｒ／ａｔｍ）は、窒素ガスに対しＯ，
ｔａ、酸素ガスに対し０．３６．ｎ−ガスブタンに対し
３０にそれぞれ回復した。

本発明によるガス分離膜モジュールの洗浄を、ガス分離
膜モジュールの運転を実質上継続したままで行うために
、第２図に示すように、ガス分離膜モジュールを２ライ
ン並設し、この並設ラインに有機溶剤循環回路並びｔこ
乾燥ガス送入管を組み込むことが望ましい。　第２図に
おいて、サフィックスａを付した図番、サフィックスｂ
を付した図番はそれぞれ同一系統の構成部材を示し、ｌ
ａ。

１ｂはガス分離膜モジュールを、３ａ、３ｂはブロワを
、４ａ、　４ｂ、７ａ、　　７ｂ、８３ａ　、　８３ｂ
、８４ａ　、　８４ｂ、１０ａ、１０ｂ、ｌｌａ、ｌｂ
はそれぞれ開閉弁を示している。

更に、第２図において、２は被処理ガス源を、５は真空
ポンプを、６は非透過ガス排出管を、８は溶剤循環回路
を、８１は溶剤タンクを、８２は溶剤循環ポンプを、９
は乾燥ガス送入管をそれぞれ示し、これらの構成部材は
両系統に共通である。

この並設ラインにおいて、本発明によりガス分離膜モジ
ュールを洗浄するには、真空ポンプを連続運転にし、被
処理ガス源２からのガス供給を連続供給とし、一方の系
統のガス分離膜モジュールの洗浄時には、開閉弁４ａと
１ｌａ（４ｂと１１ｂ）を閉とし、この状態で一方の系
統のガス分離膜モジュールを、上記した溶剤循環、乾燥
ガスの流通により洗浄し、この間、他方の系統は運転を
継続したままとする。

この並設ライン方式において、ガス分離膜モジュールの
運転条件、有機溶剤の循環条件並びに乾燥ガスによる乾
燥条件を上記した実施例と同じにし、両ラインについて
、６時間運転、４５分間洗浄を時間をづらせておこない
、常に、少なくとも、一方のラインは運転状態にして連
続運転を行ったところ、非透過側（ｎ−ブタンガス希釈
側）のガス流量を９５〜１１　ＯＮＬ／ｍｉｎ、　ｎ−
ブタンガス濃度を２　、９　ＶＯＬ％以下にできた。

（発明の効果） 本発明のガス分離膜モジュールの洗浄方法は上述した通
り、有機溶剤で汚染物質を溶解したのち、残存溶剤を乾
燥ガスにより揮発させて除去しているから、ガス分離膜
モジュールの運転再開時、有機溶剤が蒸発して膜を拡散
するのを排除でき、透過ガスの純度をよく保証できる。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第２図は本発明において使用する異なるガ
ス分離膜装置を示す説明図である。 １、ｌａ、ｌｂ・・・ガス分離膜モジュール、８・・・
有機溶剤循環回路、９・・・乾燥ガス送入管。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透過流速の低下したガス分離膜モジュール内に揮発性有
   機溶剤を流通させたのち、乾燥ガスを送通して残留有機
   溶剤を揮発させて除去することを特徴とするガス分離膜
   モジュールの洗浄方法。