JPH04277007A - 気体流から蒸気を除去するための膜分離方法および装置 - Google Patents
気体流から蒸気を除去するための膜分離方法および装置Info
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- JPH04277007A JPH04277007A JP3265420A JP26542091A JPH04277007A JP H04277007 A JPH04277007 A JP H04277007A JP 3265420 A JP3265420 A JP 3265420A JP 26542091 A JP26542091 A JP 26542091A JP H04277007 A JPH04277007 A JP H04277007A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/225—Multiple stage diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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- B01D53/229—Integrated processes (Diffusion and at least one other process, e.g. adsorption, absorption)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は単一ステージ膜システム
よりも小さいエネルギーと小さな膜面積を使用し、かつ
、2重ステージ型システムの複雑さと経費を伴うことな
く、凝縮器排出気体を再循環させることを可能にする蒸
気回収システムおよび方法に関するものである。
よりも小さいエネルギーと小さな膜面積を使用し、かつ
、2重ステージ型システムの複雑さと経費を伴うことな
く、凝縮器排出気体を再循環させることを可能にする蒸
気回収システムおよび方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】凝縮
可能な蒸気たとえば水蒸気や、二酸化硫黄や、アンモニ
アや、有機蒸気を含有する気体流は多数の工業的および
商業的プロセスから発生する。気体流から蒸気を除去す
るための一方法は膜分離工程によるものであり、その後
に、膜分離工程からの蒸気濃縮流の凝縮が続く。
可能な蒸気たとえば水蒸気や、二酸化硫黄や、アンモニ
アや、有機蒸気を含有する気体流は多数の工業的および
商業的プロセスから発生する。気体流から蒸気を除去す
るための一方法は膜分離工程によるものであり、その後
に、膜分離工程からの蒸気濃縮流の凝縮が続く。
【0003】膜による蒸気分離システムの代表的なもの
は膜ユニットと、膜の透過側の圧力を低下させるための
ポンプと、蒸気を液化させるための凝縮器とを包含する
。気体流から蒸気を除去する膜分離方法は、たとえば、
有機蒸気を空気やその他の気体から除去することに関す
る米国特許第3,903,694号、第4,553,9
83号および第4,906,256号、水蒸気を気体流
から除去することに関する米国特許第4,444,57
1号、および硫化水素や二酸化硫黄やアンモニアのよう
な極性気体をその他の気体から除去するための膜につい
て記載している米国特許第4,606,740号および
第4,608,060号に記載されている。
は膜ユニットと、膜の透過側の圧力を低下させるための
ポンプと、蒸気を液化させるための凝縮器とを包含する
。気体流から蒸気を除去する膜分離方法は、たとえば、
有機蒸気を空気やその他の気体から除去することに関す
る米国特許第3,903,694号、第4,553,9
83号および第4,906,256号、水蒸気を気体流
から除去することに関する米国特許第4,444,57
1号、および硫化水素や二酸化硫黄やアンモニアのよう
な極性気体をその他の気体から除去するための膜につい
て記載している米国特許第4,606,740号および
第4,608,060号に記載されている。
【0004】共同で所有する、同時係属中の米国出願第
432,592号には、−100℃の沸点を有する凝縮
可能な成分を気体混合物から効率的に除去および/また
は回収することを達成するように相補的な仕方で膜分離
と凝縮を組合せるための多数の案が記載されている。膜
分離とその後の凝縮とを特徴とする蒸気除去方法におい
ては、凝縮工程の後に凝縮器から排出される気体の中の
蒸気濃度は凝縮を行う操作条件下の気/液平衡に依存す
る。凝縮器排出気体が元の供給気体よりも遙かに高い濃
度の蒸気を含有している場合がしばしばある。排出気体
はしばしば更に処理するために膜ユニットの供給側に再
循環させられる。オーブンによって遂行されるこのタイ
プの企画はたとえば米国特許第4,553,983号に
示されている。
432,592号には、−100℃の沸点を有する凝縮
可能な成分を気体混合物から効率的に除去および/また
は回収することを達成するように相補的な仕方で膜分離
と凝縮を組合せるための多数の案が記載されている。膜
分離とその後の凝縮とを特徴とする蒸気除去方法におい
ては、凝縮工程の後に凝縮器から排出される気体の中の
蒸気濃度は凝縮を行う操作条件下の気/液平衡に依存す
る。凝縮器排出気体が元の供給気体よりも遙かに高い濃
度の蒸気を含有している場合がしばしばある。排出気体
はしばしば更に処理するために膜ユニットの供給側に再
循環させられる。オーブンによって遂行されるこのタイ
プの企画はたとえば米国特許第4,553,983号に
示されている。
【0005】凝縮器排出気体を膜への供給物に戻すこと
に関連する幾つかの問題がある。第一は供給気体ににく
らべて排出気体が濃縮されていることであり、システム
はより効率的でなくなる。たとえば、供給気体が2%
の蒸気を含有していると仮定すると、膜分離工程からの
蒸気濃縮流は20% の蒸気を含有し、そして凝縮器か
らの排出気体は10% の蒸気を含有する。つまり、膜
によって除去され濃縮された蒸気の量のほぼ半分が膜の
前に再循環させられる。そのため、膜によって達成され
た分離の大部分が無効になり、結果として、このシステ
ムのためには、増大した膜面積およびポンプ容量が必要
となる。
に関連する幾つかの問題がある。第一は供給気体ににく
らべて排出気体が濃縮されていることであり、システム
はより効率的でなくなる。たとえば、供給気体が2%
の蒸気を含有していると仮定すると、膜分離工程からの
蒸気濃縮流は20% の蒸気を含有し、そして凝縮器か
らの排出気体は10% の蒸気を含有する。つまり、膜
によって除去され濃縮された蒸気の量のほぼ半分が膜の
前に再循環させられる。そのため、膜によって達成され
た分離の大部分が無効になり、結果として、このシステ
ムのためには、増大した膜面積およびポンプ容量が必要
となる。
【0006】圧縮器排出気体流を取り扱うために実施で
きることは気体流を第二膜ステージに送ることである。 このステージは全プロセスに対する再循環流の影響を最
小にするように元の供給物とほぼ同じ濃度をもった排出
流を生成するように設計できる。第二膜ステージからの
蒸気濃縮流は転じて凝縮され、そして第二凝縮器からの
排出気体は第二膜ユニットへの供給物に戻される。かか
る配列は、たとえば、米国特許第4,906,256号
の図3に示されている。2重ステージ型システムは単一
ステージに比べて複雑であり、より多くの制御装置を使
用して、より高価になる。何故ならば、大抵の成分につ
いて2組ずつが必要になるからである。
きることは気体流を第二膜ステージに送ることである。 このステージは全プロセスに対する再循環流の影響を最
小にするように元の供給物とほぼ同じ濃度をもった排出
流を生成するように設計できる。第二膜ステージからの
蒸気濃縮流は転じて凝縮され、そして第二凝縮器からの
排出気体は第二膜ユニットへの供給物に戻される。かか
る配列は、たとえば、米国特許第4,906,256号
の図3に示されている。2重ステージ型システムは単一
ステージに比べて複雑であり、より多くの制御装置を使
用して、より高価になる。何故ならば、大抵の成分につ
いて2組ずつが必要になるからである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は単一ステージ膜
システムよりも小さいエネルギーと小さな膜面積を使用
し、かつ、2重ステージ型システムの複雑さと経費を伴
うことなく、凝縮器排出気体を再循環させることを可能
にする蒸気回収システムおよび方法である。本発明のシ
ステムにおいては、小さな補助膜モジュールまたはモジ
ュールセットが主膜ユニットの下流にポンプおよび凝縮
器を跨がって配置されている。このモジュールはその供
給物として凝縮器からの排出気体を採用し、そして蒸気
濃縮流をポンプおよび凝縮器の上流に戻す。望むならば
、モジュールは処理されるべき供給物とほぼ同じ濃度の
蒸気を含有する排出流を生成するサイズにすることがで
きる。それから、この排出流はシステムの効率に悪影響
を与えることなく供給物と混合されてもよい。
システムよりも小さいエネルギーと小さな膜面積を使用
し、かつ、2重ステージ型システムの複雑さと経費を伴
うことなく、凝縮器排出気体を再循環させることを可能
にする蒸気回収システムおよび方法である。本発明のシ
ステムにおいては、小さな補助膜モジュールまたはモジ
ュールセットが主膜ユニットの下流にポンプおよび凝縮
器を跨がって配置されている。このモジュールはその供
給物として凝縮器からの排出気体を採用し、そして蒸気
濃縮流をポンプおよび凝縮器の上流に戻す。望むならば
、モジュールは処理されるべき供給物とほぼ同じ濃度の
蒸気を含有する排出流を生成するサイズにすることがで
きる。それから、この排出流はシステムの効率に悪影響
を与えることなく供給物と混合されてもよい。
【0008】本発明の配列を使用すると、複雑さと経費
を付加する2重ステージ型システムの助けを借りる必要
性を伴うことなく、従来の単一ステージ型蒸気除去シス
テムの性能および効率の実質的改良を達成できる。本願
のもう一つの発明は膜による蒸気分離を任意の蒸気回収
システムと組み合わせたシステムおよび方法である。回
収プロセスは凝縮の他に、たとえば、抽出プロセス、物
理的または化学的吸収プロセス、または吸着プロセスで
あることができる。どの場合にも、回収プロセスからの
廃棄気体は主膜ユニットまたはその他どこかに戻す前に
補助モジュールに通すことができる。
を付加する2重ステージ型システムの助けを借りる必要
性を伴うことなく、従来の単一ステージ型蒸気除去シス
テムの性能および効率の実質的改良を達成できる。本願
のもう一つの発明は膜による蒸気分離を任意の蒸気回収
システムと組み合わせたシステムおよび方法である。回
収プロセスは凝縮の他に、たとえば、抽出プロセス、物
理的または化学的吸収プロセス、または吸着プロセスで
あることができる。どの場合にも、回収プロセスからの
廃棄気体は主膜ユニットまたはその他どこかに戻す前に
補助モジュールに通すことができる。
【0009】本発明の目的は気体流から蒸気を除去する
方法を提供することである。本発明の目的は膜による蒸
気除去システムおよび方法の性能を改良することである
。本発明の目的は凝縮器排出気体が膜ユニットに再循環
させられる場合の効率的な膜/凝縮式蒸気除去方法を提
供することである。
方法を提供することである。本発明の目的は膜による蒸
気除去システムおよび方法の性能を改良することである
。本発明の目的は凝縮器排出気体が膜ユニットに再循環
させられる場合の効率的な膜/凝縮式蒸気除去方法を提
供することである。
【0010】本発明の目的は凝縮器排出気体の組成が調
節される膜/凝縮式蒸気除去方法を提供することである
。本発明のその他の目的および利点は本発明に関する記
述から当業者には明かになろう。上記の概要および以下
の詳述は本発明の範囲を制限することなく本発明を説明
し例証するものであることが理解されるべきである。
節される膜/凝縮式蒸気除去方法を提供することである
。本発明のその他の目的および利点は本発明に関する記
述から当業者には明かになろう。上記の概要および以下
の詳述は本発明の範囲を制限することなく本発明を説明
し例証するものであることが理解されるべきである。
【0011】本願明細書中に使用されている用語「蒸気
」は気体流の中の液化可能な成分を意味する。本発明の
方法においては、蒸気を含有する供給気体流は膜分離工
程と回収工程に通される。便宜上、図およびそれらの説
明は蒸気の凝縮によって達成される回収工程を示してい
る。しかしながら、各種の、抽出、吸収、および吸着工
程を含めて、その他の回収工程も本発明の範囲に含まれ
る。蒸気は炭化水素やハロゲン化炭化水素などのような
有機化合物またはその混合物、または水や二酸化硫黄や
アンモニアなどのような無機化合物であってもよい。
」は気体流の中の液化可能な成分を意味する。本発明の
方法においては、蒸気を含有する供給気体流は膜分離工
程と回収工程に通される。便宜上、図およびそれらの説
明は蒸気の凝縮によって達成される回収工程を示してい
る。しかしながら、各種の、抽出、吸収、および吸着工
程を含めて、その他の回収工程も本発明の範囲に含まれ
る。蒸気は炭化水素やハロゲン化炭化水素などのような
有機化合物またはその混合物、または水や二酸化硫黄や
アンモニアなどのような無機化合物であってもよい。
【0012】供給気体流のその他の成分(単数または複
数)はその他の蒸気、窒素、空気、またはその他の気体
であってもよい。本発明の基本的態様は図1に示されて
いる。この図を参考にすると、蒸気を含有する供給気体
流1は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜分離ユニッ
ト2に送られる。膜分離工程は通常、除去されるべき蒸
気を選択的に透過することができる膜を横切って供給気
体流を走行させることを包含する。蒸気は膜透過流4で
は濃縮され; そして不透過流3は相応して蒸気が減損
している。
数)はその他の蒸気、窒素、空気、またはその他の気体
であってもよい。本発明の基本的態様は図1に示されて
いる。この図を参考にすると、蒸気を含有する供給気体
流1は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜分離ユニッ
ト2に送られる。膜分離工程は通常、除去されるべき蒸
気を選択的に透過することができる膜を横切って供給気
体流を走行させることを包含する。蒸気は膜透過流4で
は濃縮され; そして不透過流3は相応して蒸気が減損
している。
【0013】膜は均質膜の形態、ゲルまたは液体層を組
み入れた膜、またはその他の任意の既知の形態を取って
もよい。本発明に使用するためには、2つのタイプの膜
が好ましい。第一は微孔性支持体およびその上に超薄膜
被覆として付着した透過選択性層からなる。複合体膜は
透過選択性材料としてゴム状重合体を使用したときに好
ましい。第二は不斉膜であり、不斉膜の薄く密な表皮が
透過選択性層である。複合体膜も、不斉膜も既知である
。かかる膜の製造を教示する資料は米国特許第2,24
3,701号、第4,553,983号、第4,230
,463号、および第4,840,646号などである
。
み入れた膜、またはその他の任意の既知の形態を取って
もよい。本発明に使用するためには、2つのタイプの膜
が好ましい。第一は微孔性支持体およびその上に超薄膜
被覆として付着した透過選択性層からなる。複合体膜は
透過選択性材料としてゴム状重合体を使用したときに好
ましい。第二は不斉膜であり、不斉膜の薄く密な表皮が
透過選択性層である。複合体膜も、不斉膜も既知である
。かかる膜の製造を教示する資料は米国特許第2,24
3,701号、第4,553,983号、第4,230
,463号、および第4,840,646号などである
。
【0014】本発明に使用される膜の形態は臨界的では
ない。それらは、たとえば、平坦なシートもしくはディ
スク、コーテッド中空繊維、または螺旋巻きモジュール
など既知のあらゆる形態で使用できる。螺旋巻きモジュ
ールは好ましい選択である。螺旋巻きモジュールの製造
を教示する資料は、S.ソウリラジャン(Sourir
ajan)編の逆浸透と合成膜 (Reverse O
smosis and Synthetic Memb
ranes)の中の、S.S.クレメン(Kremen
)の「ROGA螺旋巻き逆浸透膜モジュールの技術と工
学(Technology and Engineer
ing of ROGA Spiral Wound
Reverse OsmosisMembrane M
odules) 」、カナダ国立研究評議会、オタワ、
1977; および米国特許第4,553,983号の
第10欄第40〜60行である。代わりに、膜は透過選
択性重合体物質を塗布した微孔性中空繊維として構成し
てからモジュールに注型してもよい。
ない。それらは、たとえば、平坦なシートもしくはディ
スク、コーテッド中空繊維、または螺旋巻きモジュール
など既知のあらゆる形態で使用できる。螺旋巻きモジュ
ールは好ましい選択である。螺旋巻きモジュールの製造
を教示する資料は、S.ソウリラジャン(Sourir
ajan)編の逆浸透と合成膜 (Reverse O
smosis and Synthetic Memb
ranes)の中の、S.S.クレメン(Kremen
)の「ROGA螺旋巻き逆浸透膜モジュールの技術と工
学(Technology and Engineer
ing of ROGA Spiral Wound
Reverse OsmosisMembrane M
odules) 」、カナダ国立研究評議会、オタワ、
1977; および米国特許第4,553,983号の
第10欄第40〜60行である。代わりに、膜は透過選
択性重合体物質を塗布した微孔性中空繊維として構成し
てからモジュールに注型してもよい。
【0015】膜透過のための推進力は供給側と透過側と
の間の圧力差である。膜を介しての圧降下は供給物を加
圧することによって、透過物を排出させることによって
、または両方によって、達成できる。図1において、供
給気体は大気圧またはそれよりやや高い圧力で膜分離ユ
ニットに供給され、そして真空ポンプ5が透過側の圧力
を低下させるために使用されている。
の間の圧力差である。膜を介しての圧降下は供給物を加
圧することによって、透過物を排出させることによって
、または両方によって、達成できる。図1において、供
給気体は大気圧またはそれよりやや高い圧力で膜分離ユ
ニットに供給され、そして真空ポンプ5が透過側の圧力
を低下させるために使用されている。
【0016】真空ポンプからの流れ6は凝縮工程を受け
る。一般に、凝縮工程は急冷、圧縮またはこれらの組合
せを包含する。図1では、蒸気濃縮流は圧縮なしで凝縮
器7に送られる。凝縮器は水冷であってもよいし、また
は気体をもっと低い温度にして液化蒸気の流れ8にする
ことができる冷媒を使用してもよい。凝縮によって蒸気
濃縮流から除去できる蒸気の量は蒸気濃度、気/液平衡
、および凝縮が行われる操作条件に依存する。実際には
、非常に高い圧力および非常に低い温度を達成する経費
は通常、液化蒸気の回収における凝縮工程の性能を制約
する。また、その他のタイプの除去プロセスによって達
成される除去または回収に対しても拘束がある。
る。一般に、凝縮工程は急冷、圧縮またはこれらの組合
せを包含する。図1では、蒸気濃縮流は圧縮なしで凝縮
器7に送られる。凝縮器は水冷であってもよいし、また
は気体をもっと低い温度にして液化蒸気の流れ8にする
ことができる冷媒を使用してもよい。凝縮によって蒸気
濃縮流から除去できる蒸気の量は蒸気濃度、気/液平衡
、および凝縮が行われる操作条件に依存する。実際には
、非常に高い圧力および非常に低い温度を達成する経費
は通常、液化蒸気の回収における凝縮工程の性能を制約
する。また、その他のタイプの除去プロセスによって達
成される除去または回収に対しても拘束がある。
【0017】凝縮器からの出現する非凝縮気体画分9は
供給気体よりも高い蒸気濃度を含有しており、そして供
給濃度よりも5倍、10倍、またはそれ以上の高い濃度
を有しているかも知れない。この凝縮器排出気体は主膜
分離ユニットと同じように蒸気選択性膜を通常含有して
いる補助膜モジュール(単数または複数)10に通され
る。凝縮器排出気体流の容量は供給気体流のそれよりも
はるかに小さいので、補助モジュールに要求される膜面
積は主ユニットに比べて小さい。補助モジュール10は
その透過側を真空ポンプの上流に連結されている。従っ
て、補助膜透過のための推進力は真空ポンプの真空側と
排出側との間の圧力差によって与えられる。補助モジュ
ールからの濃縮蒸気流12は主膜ユニットからの蒸気濃
縮流4と合わされ、そして再度、真空ポンプと凝縮器に
通される。補助ユニットからの残留流11は主膜ユニッ
トの供給側に再循環させられる。流れ11の蒸気濃度は
補助モジュールに含まれる膜面積に依存する。好ましく
は、膜面積は流れ11と流れ1との蒸気濃度差が大きく
ならないようなものである。最も好ましくは、流れ11
は流れ1とほぼ同じ濃度を有しているべきである。
供給気体よりも高い蒸気濃度を含有しており、そして供
給濃度よりも5倍、10倍、またはそれ以上の高い濃度
を有しているかも知れない。この凝縮器排出気体は主膜
分離ユニットと同じように蒸気選択性膜を通常含有して
いる補助膜モジュール(単数または複数)10に通され
る。凝縮器排出気体流の容量は供給気体流のそれよりも
はるかに小さいので、補助モジュールに要求される膜面
積は主ユニットに比べて小さい。補助モジュール10は
その透過側を真空ポンプの上流に連結されている。従っ
て、補助膜透過のための推進力は真空ポンプの真空側と
排出側との間の圧力差によって与えられる。補助モジュ
ールからの濃縮蒸気流12は主膜ユニットからの蒸気濃
縮流4と合わされ、そして再度、真空ポンプと凝縮器に
通される。補助ユニットからの残留流11は主膜ユニッ
トの供給側に再循環させられる。流れ11の蒸気濃度は
補助モジュールに含まれる膜面積に依存する。好ましく
は、膜面積は流れ11と流れ1との蒸気濃度差が大きく
ならないようなものである。最も好ましくは、流れ11
は流れ1とほぼ同じ濃度を有しているべきである。
【0018】本発明の別の態様は図2に示されている。
この図を参考にすると、蒸気を含有する供給気体流21
は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜分離ユニットに
送られる。蒸気は膜を透過した流れ24では濃縮されて
おり、残留した不透過流23は相応して蒸気が減損して
いる。図1におけると同じように、膜透過のための推進
力は透過側の圧力を低下させるために使用されている真
空ポンプ25によって与えられる。真空ポンプからの流
れ26は凝縮工程を受ける。この態様では、凝縮工程は
圧縮と急冷の両方を包含する。蒸気濃縮流26は圧縮器
27に送られて加圧流28として出てくる。それから、
それは凝縮器29で凝縮され、そして液化蒸気の流れ3
0を生じる。
は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜分離ユニットに
送られる。蒸気は膜を透過した流れ24では濃縮されて
おり、残留した不透過流23は相応して蒸気が減損して
いる。図1におけると同じように、膜透過のための推進
力は透過側の圧力を低下させるために使用されている真
空ポンプ25によって与えられる。真空ポンプからの流
れ26は凝縮工程を受ける。この態様では、凝縮工程は
圧縮と急冷の両方を包含する。蒸気濃縮流26は圧縮器
27に送られて加圧流28として出てくる。それから、
それは凝縮器29で凝縮され、そして液化蒸気の流れ3
0を生じる。
【0019】非凝縮気体画分31は、図1におけると同
じように透過側すなわち真空ポンプ25の上流に連結さ
れている補助膜モジュール(単数または複数)32に通
される。補助膜透過のための推進力は凝縮器からの加圧
排出と真空ポンプの低圧側との間の圧力差によって与え
られる。補助モジュールからの濃縮蒸気流34は主膜ユ
ニットからの蒸気濃縮流24と合わされ、そして再び、
真空ポンプ、圧縮器、および凝縮器に通される。補助ユ
ニットからの残留流33は主膜ユニットの供給側へと再
循環させられる。流れ33の蒸気濃度は先に述べたよう
に適合化することができる。この構成では、流れ34を
真空ポンプと圧縮器との間に戻してそれを流れ26と合
わされることも可能ではあるが、あまり望ましくはない
。
じように透過側すなわち真空ポンプ25の上流に連結さ
れている補助膜モジュール(単数または複数)32に通
される。補助膜透過のための推進力は凝縮器からの加圧
排出と真空ポンプの低圧側との間の圧力差によって与え
られる。補助モジュールからの濃縮蒸気流34は主膜ユ
ニットからの蒸気濃縮流24と合わされ、そして再び、
真空ポンプ、圧縮器、および凝縮器に通される。補助ユ
ニットからの残留流33は主膜ユニットの供給側へと再
循環させられる。流れ33の蒸気濃度は先に述べたよう
に適合化することができる。この構成では、流れ34を
真空ポンプと圧縮器との間に戻してそれを流れ26と合
わされることも可能ではあるが、あまり望ましくはない
。
【0020】本発明の第三の可能な態様は図3に示され
ている。この配置は透過側を大気圧で操作することが可
能なように供給気体流が高圧で主膜ユニットに供給され
るという点で図1および図2のものとは異なる。図3を
参考にすると、蒸気を含有する供給気体流41は圧縮器
42に送られる。好ましくは、これは供給気体の圧力を
1〜20気圧の範囲の値に上昇させる。それから、加圧
供給気体流43は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜
分離ユニット44に通される。蒸気は膜を透過した流れ
46では濃縮されており; 残留した不透過流45は相
応して蒸気が減損している。
ている。この配置は透過側を大気圧で操作することが可
能なように供給気体流が高圧で主膜ユニットに供給され
るという点で図1および図2のものとは異なる。図3を
参考にすると、蒸気を含有する供給気体流41は圧縮器
42に送られる。好ましくは、これは供給気体の圧力を
1〜20気圧の範囲の値に上昇させる。それから、加圧
供給気体流43は一つまたはそれ以上の膜を含有する膜
分離ユニット44に通される。蒸気は膜を透過した流れ
46では濃縮されており; 残留した不透過流45は相
応して蒸気が減損している。
【0021】この態様では、膜透過のための推進力は加
圧供給によって与えられ; 膜の透過側は大気圧である
か、またはそれに近い。膜からの流れ46は圧縮器47
に送られて加圧流48として出でくる。それから、それ
は凝縮器49で凝縮されて液化蒸気流50を生じる。非
凝縮気体画分51は透過側が圧縮器47の上流に連結さ
れている補助膜モジュール(単数または複数)52に通
される。補助膜透過のための推進力は圧縮器からの加圧
排出と圧縮器の低圧側との間の圧力差によって与えられ
る。補助モジュールからの濃縮蒸気流54は主膜ユニッ
トからの蒸気濃縮流46と合わされ、そして再び、圧縮
器と凝縮器に通される。補助ユニットからの残留流53
は主膜ユニットの供給側に再循環させられる。流れ53
の蒸気濃度は先に述べたように適合化することができる
。
圧供給によって与えられ; 膜の透過側は大気圧である
か、またはそれに近い。膜からの流れ46は圧縮器47
に送られて加圧流48として出でくる。それから、それ
は凝縮器49で凝縮されて液化蒸気流50を生じる。非
凝縮気体画分51は透過側が圧縮器47の上流に連結さ
れている補助膜モジュール(単数または複数)52に通
される。補助膜透過のための推進力は圧縮器からの加圧
排出と圧縮器の低圧側との間の圧力差によって与えられ
る。補助モジュールからの濃縮蒸気流54は主膜ユニッ
トからの蒸気濃縮流46と合わされ、そして再び、圧縮
器と凝縮器に通される。補助ユニットからの残留流53
は主膜ユニットの供給側に再循環させられる。流れ53
の蒸気濃度は先に述べたように適合化することができる
。
【0022】上記の説明から、主膜ユニットおよび補助
膜ユニットにおける膜透過のための推進力を付与するた
めの様々なやり方が本発明の範囲内で可能であることが
わかる。要求されることは主膜ユニットの透過側にそこ
を通過した気体流の圧力を変化させる或る構成要素また
は構成要素の組、たとえば、任意のタイプのポンプ、圧
縮器、排除器などが存在することである。さらに要求さ
れることはその構成要素(単数または複数)によって生
じた圧力変化の少なくとも一部が補助モジュール(単数
または複数)のための推進力の付与に利用されることで
ある。
膜ユニットにおける膜透過のための推進力を付与するた
めの様々なやり方が本発明の範囲内で可能であることが
わかる。要求されることは主膜ユニットの透過側にそこ
を通過した気体流の圧力を変化させる或る構成要素また
は構成要素の組、たとえば、任意のタイプのポンプ、圧
縮器、排除器などが存在することである。さらに要求さ
れることはその構成要素(単数または複数)によって生
じた圧力変化の少なくとも一部が補助モジュール(単数
または複数)のための推進力の付与に利用されることで
ある。
【0023】図1、図2および図3は全て単一ステージ
式主膜ユニットを示している。しかしながら、主膜ユニ
ットが多重膜ステージまたはステップ、たとえば、2重
ステップ系、2重ステージ系、またはその他の組合せを
包含する場合にも、同じ原理が応用できることは明かで
ある。図1、図2、および図3は補助モジュール(単数
または複数)からの残留流が主膜ユニットの供給側に再
循環させられるプロセスを示している。残留流をその他
の行き先に送る態様も意図されている。その場合には、
補助モジュール(単数または複数)はその行き先に適す
る残留流濃度を達成するように適合化することができる
。
式主膜ユニットを示している。しかしながら、主膜ユニ
ットが多重膜ステージまたはステップ、たとえば、2重
ステップ系、2重ステージ系、またはその他の組合せを
包含する場合にも、同じ原理が応用できることは明かで
ある。図1、図2、および図3は補助モジュール(単数
または複数)からの残留流が主膜ユニットの供給側に再
循環させられるプロセスを示している。残留流をその他
の行き先に送る態様も意図されている。その場合には、
補助モジュール(単数または複数)はその行き先に適す
る残留流濃度を達成するように適合化することができる
。
【0024】本発明のシステムおよびプロセスは次のも
のを含めて別の用途のために使用することも可能である
:
のを含めて別の用途のために使用することも可能である
:
【0025】1. 原油またはガソリンの貯蔵または
輸送中に発生する気体流からの炭化水素、特に、C3
〜C6 炭化水素の除去。
輸送中に発生する気体流からの炭化水素、特に、C3
〜C6 炭化水素の除去。
【0026】2. 冷凍または空気コンディショニン
グプラント、発泡体製造、CFC類(クロロフルオロカ
ーボン)を溶剤として使用するプロセス、CFCの製造
、貯蔵または輸送から発生する流れからのCFC類の除
去。
グプラント、発泡体製造、CFC類(クロロフルオロカ
ーボン)を溶剤として使用するプロセス、CFCの製造
、貯蔵または輸送から発生する流れからのCFC類の除
去。
【0027】3. 化学的製造および処理操作、フィ
ルムおよびラミネート製造、塗布および吹き付け、溶剤
脱脂、工業的および商業的ドライクリーニング、および
その他の多数の源の中から発生する流れからの塩素化溶
媒の除去。次に本発明を実施例によってさらに説明する
が、実施例は本発明を例証するためのものであって、ど
のようにも本発明の範囲または本質を制限するものでは
ない。
ルムおよびラミネート製造、塗布および吹き付け、溶剤
脱脂、工業的および商業的ドライクリーニング、および
その他の多数の源の中から発生する流れからの塩素化溶
媒の除去。次に本発明を実施例によってさらに説明する
が、実施例は本発明を例証するためのものであって、ど
のようにも本発明の範囲または本質を制限するものでは
ない。
【0028】
【実施例】全ての実施例は供給流からの凝縮性蒸気の除
去を、(A)単一ステージ膜システムの使用と(B)補
助膜モジュール(単数または複数)を装備した単一ステ
ージシステムの使用とで比較したものである。実施例は
シンドウ他によって「透過による多成分気体分離に関す
る計算法(CalculationMethods f
or MultcomponentGas Separ
ation by Permeation) 」、Se
p. Sci. Technol. 20, 445
−459 (1985)に記載されているクロスフロー
条件に関する気体透過式に基づくコンピュータープログ
ラムを使用して行ったコンピューター予測である。かか
る例では、供給流は100scfmの流量を有しており
、そして供給は80cmHg の圧力で主膜分離ユニッ
トに付与される。膜透過のための推進力は主膜分離ユニ
ットの透過側の真空ポンプとする。供給流中のその他成
分に比べたときの蒸気についての膜の選択度を40とす
る。これは多くの蒸気の分離、たとえば、空気または窒
素からの炭化水素、空気または窒素からの塩素化有機溶
剤またはフッ素化有機溶剤、窒素、酸素またはその他の
気体からの二酸化硫黄、等々に関しての代表的な数値で
ある。
去を、(A)単一ステージ膜システムの使用と(B)補
助膜モジュール(単数または複数)を装備した単一ステ
ージシステムの使用とで比較したものである。実施例は
シンドウ他によって「透過による多成分気体分離に関す
る計算法(CalculationMethods f
or MultcomponentGas Separ
ation by Permeation) 」、Se
p. Sci. Technol. 20, 445
−459 (1985)に記載されているクロスフロー
条件に関する気体透過式に基づくコンピュータープログ
ラムを使用して行ったコンピューター予測である。かか
る例では、供給流は100scfmの流量を有しており
、そして供給は80cmHg の圧力で主膜分離ユニッ
トに付与される。膜透過のための推進力は主膜分離ユニ
ットの透過側の真空ポンプとする。供給流中のその他成
分に比べたときの蒸気についての膜の選択度を40とす
る。これは多くの蒸気の分離、たとえば、空気または窒
素からの炭化水素、空気または窒素からの塩素化有機溶
剤またはフッ素化有機溶剤、窒素、酸素またはその他の
気体からの二酸化硫黄、等々に関しての代表的な数値で
ある。
【0029】実施例は3つの群に分かれる。第一群は供
給流中の蒸気濃度が2% であり、主膜ユニットに残る
残留流中の濃度が0.5% である、言い換えれば、7
5% が除去されるものとする。第二群も75% の除
去を達成し、供給流中の蒸気濃度4%から、残留流中の
濃度1% にする。第三群は90% 回収を達成し、供
給流中の蒸気濃度5% から、残留流中の濃度0.5%
にする。どの場合においても、凝縮器排出気体は20
% 蒸気を含有するものとし、そして補助膜面積は供給
物の蒸気濃度とほぼ同じ蒸気濃度を有する残留流を達成
するように適合化されている。
給流中の蒸気濃度が2% であり、主膜ユニットに残る
残留流中の濃度が0.5% である、言い換えれば、7
5% が除去されるものとする。第二群も75% の除
去を達成し、供給流中の蒸気濃度4%から、残留流中の
濃度1% にする。第三群は90% 回収を達成し、供
給流中の蒸気濃度5% から、残留流中の濃度0.5%
にする。どの場合においても、凝縮器排出気体は20
% 蒸気を含有するものとし、そして補助膜面積は供給
物の蒸気濃度とほぼ同じ蒸気濃度を有する残留流を達成
するように適合化されている。
【0030】第一群実施例
実施例A(単一ステージ膜分離ユニット、本発明外)上
記の計算は次の前提を使用して行った:供給流中の濃度
2% 蒸気供給圧力
80cmHg供給流量
100scfm膜
の選択度 40残留流
中の濃度 0.5%凝縮器排出
気体中の濃度 20%主膜ユニットの透過側の圧
力は2cmHg 、5cmHg 、および10cmHg
に設定した。単一ステージ膜システムを使用して所定
性能を達成するために要求された膜面積およびポンプ容
量の計算値を表1に掲載する。
記の計算は次の前提を使用して行った:供給流中の濃度
2% 蒸気供給圧力
80cmHg供給流量
100scfm膜
の選択度 40残留流
中の濃度 0.5%凝縮器排出
気体中の濃度 20%主膜ユニットの透過側の圧
力は2cmHg 、5cmHg 、および10cmHg
に設定した。単一ステージ膜システムを使用して所定
性能を達成するために要求された膜面積およびポンプ容
量の計算値を表1に掲載する。
【0031】
【表1】
【0032】実施例B(補助モジュールを併用した単一
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して、実施例1
Aに記載の計算を繰り返した。前提は先と同じである:
供給流中の濃度 2% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5c
mHg 、および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表2に掲載する。
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して、実施例1
Aに記載の計算を繰り返した。前提は先と同じである:
供給流中の濃度 2% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5c
mHg 、および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表2に掲載する。
【0033】
【表2】
【0034】表1と表2の比較からわかるように、透過
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの63% に過ぎず、
そしてポンプ容量は64% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの69% であり、そしてポンプ
容量は71% である。透過側圧力が2cmHg であ
る場合には、本発明のプロセスおよびシステムに必要な
膜面積は通常の単一ステージシステムに必要なそれの7
6% であり、そしてポンプ容量は79% である。単
一ステージシステムおよびプロセスのための膜面積およ
びポンプ容量(曲線A)と本発明のシステムおよびプロ
セスのためのもの(曲線B)との比較は図4にグラフで
示されている。
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの63% に過ぎず、
そしてポンプ容量は64% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの69% であり、そしてポンプ
容量は71% である。透過側圧力が2cmHg であ
る場合には、本発明のプロセスおよびシステムに必要な
膜面積は通常の単一ステージシステムに必要なそれの7
6% であり、そしてポンプ容量は79% である。単
一ステージシステムおよびプロセスのための膜面積およ
びポンプ容量(曲線A)と本発明のシステムおよびプロ
セスのためのもの(曲線B)との比較は図4にグラフで
示されている。
【0035】第二群の実施例
実施例A(単一ステージ膜分離ユニット、本発明外)計
算は実施例1Aにおけると同じように行ったが、次の前
提を使用した: 供給流中の濃度 4% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 1%
凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5cmH
g 、10cmHg 単一ステージ膜システムを使用して所定性能を達成する
ために要求された膜面積およびポンプ容量の計算値を表
3に掲載する。
算は実施例1Aにおけると同じように行ったが、次の前
提を使用した: 供給流中の濃度 4% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 1%
凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5cmH
g 、10cmHg 単一ステージ膜システムを使用して所定性能を達成する
ために要求された膜面積およびポンプ容量の計算値を表
3に掲載する。
【0036】
【表3】
【0037】実施例B(補助モジュールを併用した単一
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して実施例2A
に記載の計算を繰り返した。前提は先と同じであった:
供給流中の濃度 4% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 1%
凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5cmH
g 、および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表4に掲載する。
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して実施例2A
に記載の計算を繰り返した。前提は先と同じであった:
供給流中の濃度 4% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 1%
凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
2cmHg 、5cmH
g 、および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表4に掲載する。
【0038】
【表4】
【0039】表3と表4の比較からわかるように、透過
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの78% に過ぎず、
そしてポンプ容量は79% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの85% であり、そしてポンプ
容量は87% である。透過側圧力が2cmHg であ
る場合には、本発明のプロセスおよびシステムに必要な
膜面積は通常の単一ステージシステムに必要なそれの9
0% であり、そしてポンプ容量は91% である。
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの78% に過ぎず、
そしてポンプ容量は79% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの85% であり、そしてポンプ
容量は87% である。透過側圧力が2cmHg であ
る場合には、本発明のプロセスおよびシステムに必要な
膜面積は通常の単一ステージシステムに必要なそれの9
0% であり、そしてポンプ容量は91% である。
【0040】第三群実施例
実施例A(単一ステージ膜分離ユニット、本発明外)計
算は実施例1Aにおけると同じように行ったが、次の前
提を使用した: 供給流中の濃度 5% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
1cmHg 、2c
mHg 、5cmHg 、10cmHg 単一ステージ膜システムを使用して所定の性能を達成す
るために要求された膜面積およびポンプ容量の計算値を
表5に掲載する。
算は実施例1Aにおけると同じように行ったが、次の前
提を使用した: 供給流中の濃度 5% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
1cmHg 、2c
mHg 、5cmHg 、10cmHg 単一ステージ膜システムを使用して所定の性能を達成す
るために要求された膜面積およびポンプ容量の計算値を
表5に掲載する。
【0041】
【表5】
【0042】実施例B(補助モジュールを併用した単一
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して実施例3A
に記載の計算を繰り返した。前提は先と同じであった:
供給流中の濃度 5% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
1cmHg 、2c
mHg 、5cmHg および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表6に掲載する。
ステージ膜分離ユニット) 図1におけるようなシステム設計を使用して実施例3A
に記載の計算を繰り返した。前提は先と同じであった:
供給流中の濃度 5% 蒸気供
給圧力 80cm
Hg供給流量 1
00scfm膜の選択度
40残留流中の濃度 0.
5%凝縮器排出気体中の濃度 20%透過側圧力
1cmHg 、2c
mHg 、5cmHg および10cmHg 図1におけるようなシステム設計を使用して所定の性能
を達成するために要求された膜面積およびポンプ容量の
計算値を表6に掲載する。
【0043】
【表6】
【0044】表5と表6の比較からわかるように、透過
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの88% に過ぎず、
そしてポンプ容量は89% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの91% であり、そしてポンプ
容量は91% である。透過側圧力が2cmHg また
は1cmHg である場合には、本発明のプロセスおよ
びシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージシステ
ムに必要なそれの約95% であり、そしてポンプ容量
は95% である。実施例1B、2Bおよび3Bを比較
すると、凝縮器排出気体の中の蒸気濃度と供給気体の中
の蒸気濃度との間に最大差異が存在するときに、膜面積
およびポンプ容量の最大節約が達成されることがわかる
。
側圧力がたとえば10cmHg である場合には、本発
明のプロセスおよびシステムに必要な膜面積は通常の単
一ステージシステムに必要なそれの88% に過ぎず、
そしてポンプ容量は89% に過ぎない。同様に、透過
側圧力が5cmHg である場合には、本発明のプロセ
スおよびシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージ
システムに必要なそれの91% であり、そしてポンプ
容量は91% である。透過側圧力が2cmHg また
は1cmHg である場合には、本発明のプロセスおよ
びシステムに必要な膜面積は通常の単一ステージシステ
ムに必要なそれの約95% であり、そしてポンプ容量
は95% である。実施例1B、2Bおよび3Bを比較
すると、凝縮器排出気体の中の蒸気濃度と供給気体の中
の蒸気濃度との間に最大差異が存在するときに、膜面積
およびポンプ容量の最大節約が達成されることがわかる
。
【図1】主膜ユニット、ポンプ、凝縮器、および補助膜
モジュール(単数または複数)を包含するシステムを使
用して行う膜分離プロセスを示す概略図である。
モジュール(単数または複数)を包含するシステムを使
用して行う膜分離プロセスを示す概略図である。
【図2】主膜ユニット、ポンプ、圧縮器、凝縮器、およ
び補助膜モジュール(単数または複数)を包含するシス
テムを使用して行う膜分離プロセスを示す概略図である
。
び補助膜モジュール(単数または複数)を包含するシス
テムを使用して行う膜分離プロセスを示す概略図である
。
【図3】圧縮器、主膜ユニット、凝縮器、および補助膜
モジュール(単数または複数)を包含するシステムを使
用して行う膜分離プロセスを示す概略図である。
モジュール(単数または複数)を包含するシステムを使
用して行う膜分離プロセスを示す概略図である。
【図4】単一ステージ膜プロセス(曲線A)並びに補助
モジュール併用の単一ステージプロセス(曲線B)によ
って供給流中の蒸気濃度を2% から0.5% に減少
させるために必要な膜面積およびポンプ容量を示すグラ
フである。
モジュール併用の単一ステージプロセス(曲線B)によ
って供給流中の蒸気濃度を2% から0.5% に減少
させるために必要な膜面積およびポンプ容量を示すグラ
フである。
1、21、41 蒸気を含有する供給気体流2、22
、44 膜分離ユニット 3、23、45 不透過流 4 24、46 透過流 5、25 真空ポンプ 7、29、49 凝縮器 8、30、50 液化蒸気流 9、31、51 非凝縮流 10、32、52 補助膜モジュール11、33、5
3 残留流 12、34、54 濃縮蒸気流 27、42、47 圧縮器
、44 膜分離ユニット 3、23、45 不透過流 4 24、46 透過流 5、25 真空ポンプ 7、29、49 凝縮器 8、30、50 液化蒸気流 9、31、51 非凝縮流 10、32、52 補助膜モジュール11、33、5
3 残留流 12、34、54 濃縮蒸気流 27、42、47 圧縮器
Claims (22)
- 【請求項1】 膜分離ユニットと圧力変更手段と凝縮
器を直列に包含する膜分離システムにおいて気体流から
蒸気を除去するための効率を増加させる方法であって、
(a) 透過選択性膜を前記システムに、前記透過選択
性膜を通しての移送のための推進力が前記圧力変更手段
によって与えられるような仕方で、連結し;(b) 前
記凝縮器からの非凝縮蒸気含有流を前記透過選択性膜を
横切らせ、それによって、前記非凝縮蒸気含有流に比べ
て蒸気の失われた減損流と、前記非凝縮蒸気含有流に比
べて蒸気に富む濃縮流を生成し; そして(c) 前記
濃縮流を前記圧力変更手段の低圧力側に送ることを特徴
とする前記方法。 - 【請求項2】 前記圧力変更手段が真空ポンプを含む
、請求項1の方法。 - 【請求項3】 前記圧力変更手段が圧縮器を含む、請
求項1の方法。 - 【請求項4】 前記気体流が前記膜分離システムに入
る前に大気圧より高い圧力にある、請求項1の方法。 - 【請求項5】 前記減損流が前記気体流とほぼ同じ蒸
気濃度を有する、請求項1の方法。 - 【請求項6】 さらに、(d) 前記減損流を再循環
して前記気体流と合わせることを包含する、請求項1の
方法。 - 【請求項7】 気体流から蒸気を分離する装置であっ
て、(a) 膜分離ユニット; (b) 前記膜分離ユニットからの出口に連結された圧
力変更手段; (c) 前記圧力変更手段の下流に連結された回収ユニ
ット; (d) 前記回収ユニットと前記圧力変更手段に連結さ
れた透過選択性膜を、前記透過選択性膜を通しての移送
のための推進力が前記圧力変更手段によって与えられる
ような仕方で、含む前記装置。 - 【請求項8】 前記圧力変更手段が真空ポンプを含む
、請求項7の方法。 - 【請求項9】 前記圧力変更手段が圧縮器を含む、請
求項7の方法。 - 【請求項10】 前記回収ユニットが凝縮器を含む、
請求項7の方法。 - 【請求項11】 膜分離方法であって、(a) 蒸気
を含有する供給気体流を膜分離ユニットに通し; (b) 前記膜分離ユニットから蒸気濃縮流を引き出し
;(c) 圧力変更手段を使用して前記蒸気濃縮流の圧
力を増加させ; (d) 前記蒸気濃縮流を凝縮器に送り;(e) 前記
凝縮器から非凝縮蒸気含有流を引き出し;(f) 前記
非凝縮蒸気含有流を透過選択性膜を横切らせ、そこでは
、前記透過選択性膜を介しての移送のための推進力が前
記圧力変更手段によって与えられ;(g) 前記透過選
択性膜から、前記非凝縮蒸気含有流に比べて蒸気の失わ
れた減損流を引き出し;(h) 前記透過選択性膜から
、前記非凝縮蒸気含有流に比べて蒸気に富む濃縮流を引
き出し; (i) 前記濃縮流を前記圧力変更手段の低圧力側に送
ることを含む前記方法。 - 【請求項12】 前記圧力変更手段が真空ポンプを含
む、請求項11の方法。 - 【請求項13】 前記圧力変更手段が圧縮器を含む、
請求項11の方法。 - 【請求項14】 前記供給気体流が前記膜分離システ
ムに入る前に大気圧より高い圧力にある、請求項11の
方法。 - 【請求項15】 前記減損流が前記供給気体流とほぼ
同じ蒸気濃度を有する、請求項11の方法。 - 【請求項16】 さらに、(j) 前記減損流を再循
環させて前記供給気体流に合わせることを含む、請求項
11の方法。 - 【請求項17】 膜分離ユニットと圧力変更手段と回
収ユニットを直列に包含する膜分離システムにおいて気
体流から蒸気を除去するための効率を増加させる方法で
あって、 (a) 透過選択性膜を前記システムに、前記透過選択
性膜を通しての移送のための推進力が前記圧力変更手段
によって与えられるような仕方で、連結し;(b) 前
記回収ユニットからの非回収蒸気含有流を前記透過選択
性膜を横切らせ、それによって、前記非回収蒸気含有流
に比べて蒸気の失われた減損流と、前記非回収蒸気含有
流に比べて蒸気に富む濃縮流を生成し; そして(c)
前記濃縮流を前記圧力変更手段の低圧力側に送ること
を含む前記方法。 - 【請求項18】 前記減損流が前記気体流とほぼ同じ
蒸気濃度を有する、請求項17の方法。 - 【請求項19】 さらに、(d) 前記減損流を再循
環させて前記気体流に合わせることを含む、請求項17
の方法。 - 【請求項20】膜分離方法であって、 (a) 蒸気を含有する供給気体流を膜分離ユニットに
通し; (b) 前記膜分離ユニットから蒸気濃縮流を引き出し
;(c) 圧力変更手段を使用して前記蒸気濃縮流の圧
力を増加させ; (d) 前記蒸気濃縮流を回収ユニットに送り;(e)
前記回収ユニットから非回収蒸気含有流を引き出し; (f) 前記非回収蒸気含有流を透過選択性膜を横切ら
せ、そこでは、前記透過選択性膜を通しての移送のため
の推進力が前記圧力変更手段によって与えられ;(g)
前記透過選択性膜から、前記非回収蒸気含有流に比べ
て蒸気の失われた減損流を引き出し;(h) 前記透過
選択性膜から、前記非回収蒸気含有流に比べて蒸気に富
む濃縮流を引き出し; (i) 前記濃縮流を前記圧力変更手段の低圧力側に送
ることを含む前記方法。 - 【請求項21】 前記減損流が前記気体流とほぼ同じ
蒸気濃度を有する、請求項20の方法。 - 【請求項22】 さらに、 (j) 前記減損流を再循環させて前記供給気体流に合
わせることを含む、請求項20の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US635919 | 1990-12-28 | ||
US07/635,919 US5071451A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Membrane process and apparatus for removing vapors from gas streams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04277007A true JPH04277007A (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=24549654
Family Applications (2)
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JP3265420A Pending JPH04277007A (ja) | 1990-12-28 | 1991-09-18 | 気体流から蒸気を除去するための膜分離方法および装置 |
JP50333692A Pending JP2002517161A (ja) | 1990-12-28 | 1991-12-06 | 流体流から成分を除去するための薄膜方法および装置 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50333692A Pending JP2002517161A (ja) | 1990-12-28 | 1991-12-06 | 流体流から成分を除去するための薄膜方法および装置 |
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Country | Link |
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EP (1) | EP0564563A1 (ja) |
JP (2) | JPH04277007A (ja) |
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