JPH04298222A - Membrane separation of liquid mixture - Google Patents

Membrane separation of liquid mixture

Info

Publication number
JPH04298222A
JPH04298222A JP8294091A JP8294091A JPH04298222A JP H04298222 A JPH04298222 A JP H04298222A JP 8294091 A JP8294091 A JP 8294091A JP 8294091 A JP8294091 A JP 8294091A JP H04298222 A JPH04298222 A JP H04298222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
heating type
membrane module
module unit
pervaporation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8294091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Kondo
正和 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TSUSHO SANGYOSHO KISO SANGYOKYOKUCHO
Original Assignee
TSUSHO SANGYOSHO KISO SANGYOKYOKUCHO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TSUSHO SANGYOSHO KISO SANGYOKYOKUCHO filed Critical TSUSHO SANGYOSHO KISO SANGYOKYOKUCHO
Priority to JP8294091A priority Critical patent/JPH04298222A/en
Publication of JPH04298222A publication Critical patent/JPH04298222A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the sepn. performance of a liquid mixture and to reduce an initial cost by using membrane module units of an internal heating type and external heating type respectively having the blocks partitioned by pervaporation membranes. CONSTITUTION:The liquid mixture F is introduced into the one block partitioned by the pervaporation membrane 3 of the membrane module 1 of the internal heating type provided internally with a heater 2. The liquid mixture F concd. without penetrating the membrane 3 is introduced into the one block partitioned by the pervaporation membrane 3 of the membrane module unit 11 of the external heating type externally having a heater 10 and is reconcentrated. The membrane area is substantially the same and the initial cost is reduced as compared with the case of using only the internal heating type when, for example, 94% ethanol is going to be concentrated up to 99.8% by this method.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、内部加熱型の膜モジュ
ールユニットと外部加熱型の膜モジュールユニットとを
組み合わせることにより、優れた混合液体分離性を有す
る混合液体の膜分離方法に関するものである。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for membrane separation of mixed liquids, which has excellent mixed liquid separation properties by combining an internally heated membrane module unit and an externally heated membrane module unit. .

【0002】0002

【従来の技術】近年注目されている高度分離技術として
、分離すべき混合液体をパーベーパレーション膜によっ
て隔てられた一方の区隔に導入し、その混合液体をパー
ベーパレーション膜の活性層に接触させ、他の一方の区
隔では、透過液が気化した蒸気を上記の膜の非活性多孔
質層に接触させ、パーベーパレーション膜の両側の化学
的ポテンシャルの差を利用して混合液体の分離や濃縮を
行なうパーベーパレーション法が知られている。
[Prior Art] As an advanced separation technology that has been attracting attention in recent years, a mixed liquid to be separated is introduced into one compartment separated by a pervaporation membrane, and the mixed liquid is brought into contact with the active layer of the pervaporation membrane. In the other compartment, vapor from the permeate is brought into contact with the inert porous layer of the membrane, and the difference in chemical potential on both sides of the pervaporation membrane is used to separate the mixed liquid. A pervaporation method that performs concentration and concentration is known.

【0003】このようなパーベーパレーション法による
混合液体の分離方法としては、例えば、上記と同様なパ
ーベーパレーション膜を使用した複数の膜モジュールユ
ニットを、第1のモジュールユニットの残渣液を第2の
モジュールユニットに導入し、第n−1番目のモジュー
ルユニットの残渣液を第n番目のモジュールユニットに
導入するように直列に連結し、かつ混合液体を各モジュ
ールユニットに導入する前に加熱することを特徴とする
混合液体分離方法(特公平2−21288号公報参照)
がなされており、この場合は外部加熱型の膜モジュール
ユニット群を直列に連結したものとして知られている。
[0003] As a method for separating a mixed liquid by such a pervaporation method, for example, a plurality of membrane module units using pervaporation membranes similar to those described above are used, and the residual liquid of a first module unit is transferred to a second module unit. are connected in series so that the residual liquid of the n-1th module unit is introduced into the nth module unit, and the mixed liquid is heated before being introduced into each module unit. A mixed liquid separation method characterized by (see Japanese Patent Publication No. 2-21288)
In this case, it is known that a group of externally heated membrane module units are connected in series.

【0004】一方、高分子膜を用いたパーベーパレーシ
ョンプロセスにより分離又は濃縮する方法において、そ
の高分子膜を多段階に使用し各高分子膜により分離又は
濃縮する部分における液体混合物の温度を所定の温度範
囲に調節することを特徴とした液体混合物の分離又は濃
縮方法(特開昭58−128107号公報参照)がなさ
れており、この発明では、その液体混合物の温度調節を
分離装置の外部の熱交換機器によって行なう外部加熱型
又は分離装置の内部に設けられた熱交換器によって行な
う内部加熱型のいづれか一方の加熱型のものが使用され
ている。
On the other hand, in a method of separating or concentrating by a pervaporation process using a polymer membrane, the polymer membrane is used in multiple stages and the temperature of the liquid mixture in the part to be separated or concentrated by each polymer membrane is set at a predetermined temperature. There has been a method for separating or concentrating a liquid mixture (see JP-A-58-128107), which is characterized by adjusting the temperature to a temperature range of Either an external heating type using a heat exchange device or an internal heating type using a heat exchanger installed inside the separation device is used.

【0005】以上のごとく、各膜モジュールユニットに
導入される供給液を外部加熱型又は内部加熱型のいづれ
かの方式によって加温することが、きわめて優れた分離
性と透過性でもって混合液体を分離又は濃縮することが
できることは知られている。しかしながら、上記パーベ
ーパレーション法による混合液体の従来の分離方法にお
いては、複数個の膜モジュールユニットを直列に連結し
たシステムで、各膜モジュールユニットへの流入液体の
加熱方式が外部加熱型または内部加熱型のいづれか一方
の方式に統一されているため、そのコスト及びエネルギ
ー効率の面で無駄があった。
As described above, heating the feed liquid introduced into each membrane module unit by either the external heating type or the internal heating type separates the mixed liquid with extremely excellent separation performance and permeability. It is known that it can also be concentrated. However, in the conventional method for separating mixed liquids using the above-mentioned pervaporation method, in a system in which multiple membrane module units are connected in series, the heating method for the liquid flowing into each membrane module unit is an external heating type or an internal heating type. Since all methods are standardized to one type or another, there is a waste in terms of cost and energy efficiency.

【0006】そこで、本発明者等は、上記のごとき内部
加熱型と外部加熱型との各膜モジュールユニットにつき
種々実験を行ない、その性能及び設備コスト等の比較を
行なった結果、膜透過量が多い領域、すなわち、水分が
多いところでは内部加熱型が性能に優れ、膜透過量が少
ない領域、すなわち、水分があまりないところでは設備
コスト面で外部加熱型が優位となることが判明し、これ
らの各利点に着目してなされたのが本発明である。
[0006] Therefore, the inventors of the present invention conducted various experiments on each of the internal heating type and external heating type membrane module units as described above, and compared their performance and equipment costs. As a result, the amount of membrane permeation was It was found that the internal heating type has superior performance in areas where there is a lot of water, that is, where there is a lot of moisture, and the external heating type has an advantage in terms of equipment cost in areas where the amount of membrane permeation is small, that is, where there is not much moisture. The present invention has been made by paying attention to each of the advantages.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
のごとき内部加熱型及び外部加熱型それぞれの優位点を
取り入れるように、上記両加熱方式の膜モジュールユニ
ットを組合せることにより、従来のものに比べて性能に
優れ、設備コストも安価な混合液体の膜分離方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to incorporate the advantages of the internal heating type and the external heating type by combining membrane module units of both heating types, thereby improving the performance of the conventional heating type. The object of the present invention is to provide a membrane separation method for mixed liquids that has superior performance and is inexpensive in equipment cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の混合
液体の膜分離方法は、混合液体の分離をパーベーパレー
ション膜を隔てた二つの区隔を介してパーベーパレーシ
ョン法により行なう内部加熱型の膜モジュールユニット
と、外部加熱型の上記と同様な膜モジュールユニットと
をそれぞれ1個づつ、又は一方の加熱型の膜モジュール
ユニットに対して他方の加熱型の膜モジュールユニット
を2個以上、さらには両方の加熱型の膜モジュールユニ
ットそれぞれ複数個を直列及び/又は並列にそれぞれ適
宜に組合わせて用いることを特徴としたものであり、構
造が簡単で設備コストの安い外部加熱型の膜モジュール
ユニットと、混合液体が膜に接触している間常に同じ温
度が保持できて、少ない膜面積で充分その膜性能をはた
すことのできる内部加熱型の膜モジュールユニットとを
適宜組合せることで、両者の利点を生かして総合的に優
れた膜分離システムが得られることになる。
[Means for Solving the Problems] That is, the method for membrane separation of a mixed liquid of the present invention is an internal heating type method in which a mixed liquid is separated by a pervaporation method through two partitions separated by a pervaporation membrane. and one external heating type membrane module unit similar to the above, or one heating type membrane module unit and the other heating type membrane module unit two or more, and This external heating type membrane module unit is characterized by using a plurality of both types of heating type membrane module units in appropriate combinations in series and/or parallel, and has a simple structure and low equipment cost. and an internally heated membrane module unit that can maintain the same temperature at all times while the mixed liquid is in contact with the membrane and achieve sufficient membrane performance with a small membrane area. By taking advantage of these advantages, a comprehensively superior membrane separation system can be obtained.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の膜分離方法を
適用した一実施例について説明する。まず、図面に示す
この実施例では、94重量%の混合液体Fとして、エタ
ノール混合液を500 kg/h の供給液量、95℃
の供給温度で、内部に加熱器2を設けた内部加熱型の膜
モジュールユニット1のパーベーパレーション膜3を隔
てた二つの区隔の一方の区隔に導入して、従来、一般に
知られているパーベーパレーション法により、この混合
液体Fを分離または濃縮している。
[Embodiment] An embodiment to which the membrane separation method of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. First, in this example shown in the drawings, an ethanol mixture was supplied at a feed rate of 500 kg/h and 95°C as a 94% by weight mixed liquid F.
At a supply temperature of This mixed liquid F is separated or concentrated by a pervaporation method.

【0010】この最初の膜モジュールユニット1のパー
ベーパレーション膜3を透過した液成分の蒸気は他方の
区隔内からバキュームポンプ5によって吸引されてチラ
ー6を通って冷却され、さらにポンプ7によりこの装置
内から取り出される。一方、パーベーパレーション膜3
を透過しない濃縮された混合液体Fはポンプ9によりこ
の膜モジュールユニット1から導出され、外部に加熱器
10を有する外部加熱型の膜モジュールユニット11の
パーベーパレーション膜3を隔てた一方の区隔に導入さ
れ、このパーベーパレーション膜3を透過した液成分の
蒸気が他方の区隔から、バキュームポンプ5に吸引され
てチラー6を通って冷却され、さらにポンプ7によりこ
の装置内から取り出される。
The vapor of the liquid component that has permeated the pervaporation membrane 3 of this first membrane module unit 1 is sucked from the other compartment by the vacuum pump 5 and cooled by the chiller 6, and is further cooled by the pump 7. It is taken out from inside the device. On the other hand, pervaporation film 3
The concentrated mixed liquid F that does not pass through the membrane module unit 1 is led out from the membrane module unit 1 by a pump 9, and is transferred to one section across the pervaporation membrane 3 of an external heating type membrane module unit 11 having an external heater 10. The vapor of the liquid component that has passed through the pervaporation membrane 3 is sucked into the vacuum pump 5 from the other compartment, cooled through the chiller 6, and then extracted from the device by the pump 7.

【0011】また、この膜モジュールユニット11のパ
ーベーパレーション膜3を透過はしない混合液体Fは、
例えば99. 8 重量%の濃縮された最終製品のエタ
ノールとして取り出される。上記実施例のごとく、エタ
ノール混合液を混合液体Fとして、内部加熱型の膜モジ
ュールユニット1にて濃縮の上、さらに外部加熱型の膜
モジュールユニット11にて最終製品のエタノール濃度
迄濃縮する実験と、内部加熱型の膜モジュールユニット
のみでエタノールの最終製品の99. 8 重量%にす
る従来例の実験とを行ない比較した結果を下記の表に示
している。
[0011] Furthermore, the mixed liquid F that does not pass through the pervaporation membrane 3 of this membrane module unit 11 is
For example, 99. 8% by weight of concentrated final product ethanol. As in the above example, an experiment in which the ethanol mixture was used as the mixed liquid F, was concentrated in the internal heating type membrane module unit 1, and then further concentrated in the external heating type membrane module unit 11 to the ethanol concentration of the final product. , 99% of the final ethanol product can be produced using only the internally heated membrane module unit. The table below shows the results of a comparison with a conventional experiment in which the concentration was 8% by weight.

【0012】この表において、ケース1は、内部加熱型
の膜モジュールユニットのみで最終濃度99. 8 重
量%まで濃縮した従来例を示し、ケース2は内部加熱型
の膜モジュールユニット1で99. 2 重量%まで濃
縮の後外部加熱型の膜モジュールユニット11で最終濃
度99. 8 重量%にしたこの実施例を示しており、
そしてケース3は内部加熱型の膜モジュールユニット1
で97. 7 重量%まで、外部加熱型の膜モジュール
ユニット11で99. 8 重量%にした他の実施例を
示している。
In this table, case 1 has only an internal heating type membrane module unit and the final concentration is 99. A conventional example is shown in which the membrane module unit 1 is an internal heating type and the concentration is 99.9% by weight. After concentrating to 2% by weight, the final concentration was 99% by external heating type membrane module unit 11. 8% by weight is shown in this example,
Case 3 is an internally heated membrane module unit 1.
So 97. Up to 7% by weight, 99.9% by external heating type membrane module unit 11. 8% by weight is shown.

【0013】また、この表では各膜モジュールユニット
の膜面積をケース1の場合を100として表わし、プラ
ントコストについてもケース1のトータルの設備コスト
を100として、他をそれに対比した値でそれぞれ示し
ている。 この表から、ケース1よりもケース2及びケース3の方
がプラントコストを低減できることが判るが、膜面積が
ケース3よりケース2の方が少なくてすみ、しかもコス
トも安いケース2が最も優れていることを示している。
[0013] In this table, the membrane area of each membrane module unit is expressed as 100 in case 1, and the plant cost is also expressed as 100 in the case 1, and other values are expressed in comparison to that. There is. From this table, it can be seen that case 2 and case 3 can reduce the plant cost more than case 1, but case 2 requires less membrane area than case 3, and case 2 is the best because it is cheaper. It shows that there is.

【0014】すなわち、図面で示したこの実施例のごと
く、エタノール94重量%の混合液体Fから99. 8
 重量%以上に濃縮する隔分離システムでは、94重量
%から99. 2 重量%までを内部加熱型の膜モジュ
ールユニット1によって、そして99. 2 重量%か
ら99. 8 重量%までを外部加熱型の膜モジュール
ユニット11によって、それぞれ濃縮する場合、内部加
熱型の膜モジュールユニットのみの従来の場合とその膜
面積は殆んど同じで、プラントコストは95%程度にな
ることが実験結果から判明した。
That is, as in this embodiment shown in the drawings, 99% of the mixed liquid F containing 94% by weight of ethanol is mixed. 8
In a separation system that concentrates to more than 94% by weight, 99% by weight is used. up to 2% by weight by the internally heated membrane module unit 1 and 99% by weight. 2% to 99% by weight. When concentrating up to 8% by weight using the externally heated membrane module unit 11, the membrane area is almost the same as in the conventional case using only the internally heated membrane module unit, and the plant cost is reduced to about 95%. The experimental results revealed that.

【0015】なお、上記実施例では、各1個の内部加熱
型の膜モジュールユニット1及び外部加熱型の膜モジュ
ールユニット11を組合せているが、本発明の膜分離方
法では、上記実施例の組合せに限定するものではなく、
前述したごとく、内部加熱型の膜モジュールユニット1
及び外部加熱型の膜モジュールユニット11の各個数は
複数でもよく、又その組合せ方式も直列又は並列、また
はそれらの複合でもよく、その分離、濃縮する混合液体
の種類、性状、条件等により適宜に選択するものとする
In the above embodiment, one internal heating type membrane module unit 1 and one external heating type membrane module unit 11 are combined, but in the membrane separation method of the present invention, a combination of the above embodiments is used. It is not limited to
As mentioned above, the internal heating type membrane module unit 1
The number of external heating type membrane module units 11 may be plural, and the combination method may be series or parallel, or a combination thereof, depending on the type, properties, conditions, etc. of the mixed liquid to be separated and concentrated. shall be selected.

【0016】また、その混合液体も前記実施例のエタノ
ール溶液に限定するものでなく、従来パーベーパレーシ
ョン法により分離、濃縮に適用されている混合液体なら
ばどのようなものにも適用できる。
Further, the mixed liquid is not limited to the ethanol solution of the above embodiment, but any mixed liquid that has been conventionally applied to separation and concentration by the pervaporation method can be applied.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明の混合液
体の膜分離方法によれば、内部加熱型及び外部加熱型の
膜モジュールユニットを適宜組合せることにより、従来
の内部加熱型または外部加熱型のいづれか一方の型式の
膜モジュールユニットを使用した従来の方法に比べて、
その性能も優れかつ設備コストも安価になるという効果
がある。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the membrane separation method for a mixed liquid of the present invention, by appropriately combining internal heating type and external heating type membrane module units, Compared to traditional methods using membrane module units of either type,
Its performance is excellent and the equipment cost is low.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明にかかる混合液体の膜分離方法を適用し
た膜分離設備の系統図である。
FIG. 1 is a system diagram of membrane separation equipment to which the membrane separation method for mixed liquids according to the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  内部加熱型の膜モジュールユニット2  加熱器 3  パーベーパレーション膜 10  加熱器 11  外部加熱型の膜モジュールユニットF  混合
液体
1 Internal heating type membrane module unit 2 Heater 3 Pervaporation membrane 10 Heater 11 External heating type membrane module unit F Mixed liquid

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  混合液体の分離をパーベーパレーショ
ン膜を隔てた二つの区隔を介して行なう内部加熱型の膜
モジュールユニットと、外部加熱型の上記と同様な膜モ
ジュールユニットとを組合せて用いる混合液体の膜分離
方法。
Claim 1: Uses a combination of an internally heated membrane module unit that separates a mixed liquid through two partitions separated by a pervaporation membrane, and an externally heated membrane module unit similar to the above. Membrane separation method for mixed liquids.
JP8294091A 1991-03-25 1991-03-25 Membrane separation of liquid mixture Pending JPH04298222A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8294091A JPH04298222A (en) 1991-03-25 1991-03-25 Membrane separation of liquid mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8294091A JPH04298222A (en) 1991-03-25 1991-03-25 Membrane separation of liquid mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04298222A true JPH04298222A (en) 1992-10-22

Family

ID=13788224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8294091A Pending JPH04298222A (en) 1991-03-25 1991-03-25 Membrane separation of liquid mixture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04298222A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0655274A1 (en) * 1993-11-29 1995-05-31 Mitsubishi Chemical Corporation A method of and an apparatus for separating a liquid mixture
JP2010000507A (en) * 2007-03-15 2010-01-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dehydrating apparatus, dehydration system, and dehydration method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02273518A (en) * 1989-04-14 1990-11-08 Toray Ind Inc Manufacture of concentrated liquid of aqueous solution containing volatile organic liquid

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02273518A (en) * 1989-04-14 1990-11-08 Toray Ind Inc Manufacture of concentrated liquid of aqueous solution containing volatile organic liquid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0655274A1 (en) * 1993-11-29 1995-05-31 Mitsubishi Chemical Corporation A method of and an apparatus for separating a liquid mixture
JP2010000507A (en) * 2007-03-15 2010-01-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dehydrating apparatus, dehydration system, and dehydration method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4944882A (en) Hybrid membrane separation systems
US3370102A (en) Isothermal-liquid-liquid permeation separation systems
Onsekizoglu Membrane distillation: principle, advances, limitations and future prospects in food industry
CN112933987A (en) Organic solvent purification system and method
JP6196807B2 (en) Water-soluble organic substance concentration method and water-soluble organic substance concentration apparatus
US20150232348A1 (en) Water desalination and brine volume reduction process
EP0087955A2 (en) Immobilized inorganic diffusion barriers and the use thereof in the separation of small molecular species from a solution
KR20090029232A (en) Multi stage column distillation (mscd) method for osmotic solute recovery
US3477917A (en) Multiple effect distillation with microporous membranes and distillate recirculation
CN102861512A (en) Coupling type membrane distillation assembly device and method
CN107555542B (en) Multi-stage nanofiltration-reverse osmosis-membrane distillation combined desalting and salt separation method
US4997676A (en) Immobilized inorganic diffusion barriers and the use thereof in the separation of small molecular species from a solution
JPH04298222A (en) Membrane separation of liquid mixture
US3470093A (en) Osmotic purification of solutions
JPH02273518A (en) Manufacture of concentrated liquid of aqueous solution containing volatile organic liquid
JPH11267644A (en) Water treating apparatus
Aptel et al. Pervaporation
Roy et al. Effect of module configuration on the overall mass recovery in membrane distillation
JPH07256060A (en) Method for membrane separation of liquid mixture
JPS63182004A (en) Aqueous solution concentration system
CN211725372U (en) High-efficiency vacuum membrane distillation assembly based on flow channel optimization design and combined membrane distillation assembly
WO1985000532A1 (en) Thermal membrane distillation system
WO2019193951A1 (en) Organic solvent purification system and method
KR101695215B1 (en) Combined membrane separation process for concentration of IPA and treatment of wastewater from IPA-containing wastewater
RU2408416C2 (en) Method of pervaporation separation with simultaneous concentration of organic substances and device to this end