JPH05123530A - 親水性有機蒸気の回収方法 - Google Patents

親水性有機蒸気の回収方法

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JPH05123530A
JPH05123530A JP3315340A JP31534091A JPH05123530A JP H05123530 A JPH05123530 A JP H05123530A JP 3315340 A JP3315340 A JP 3315340A JP 31534091 A JP31534091 A JP 31534091A JP H05123530 A JPH05123530 A JP H05123530A
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JP
Japan
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gas
separation membrane
vapor
membrane module
gas separation
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Pending
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JP3315340A
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English (en)
Inventor
Kenichi Inoue
賢一 井上
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】水に溶解し易い親水性の有機蒸気を含有する湿
潤空気または不活性ガス等から有機蒸気をガス分離膜モ
ジュ−ル法と凝縮法との併用により高純度の液相で回収
できる親水性有機蒸気の回収方法を提供する。 【構成】水に溶解し易い親水性の有機蒸気と水蒸気とを
含む空気または窒素ガス等の不活性ガスを水蒸気に対し
て選択透過性のガス分離膜モジュ−ルに導き、次いでそ
の非透過ガスを有機蒸気に対して選択透過性のガス分離
膜モジュ−ルに導き、該ガス分離膜モジュ−ルの透過ガ
スを凝縮して有機蒸気を液相で回収すると共に同ガス分
離膜モジュ−ルの非透過ガスを放出することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水に溶解し易い親水性の
有機蒸気と水蒸気とを含む空気または窒素ガス等から有
機蒸気を回収する親水性有機蒸気の回収方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】工場においては、製造工程の如何により
凝縮性の有機蒸気が空気又は窒素ガス等の不活性ガスに
拡散混合された状態で発生する。
【0002】かかる発生ガスから有機成分を回収する方
法として、この発生ガスを有機蒸気に対して選択透過性
を有するガス分離膜モジュ−ルに導き、有機蒸気を透過
濃縮し、この濃縮ガスを凝縮して有機成分を液相で回収
することが公知である(特開昭61−42319号公
報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蒸気有機蒸
気を含有する空気等においては、空気中に含まれる水蒸
気のために湿潤状態であることが通常であり、かかる湿
潤ガスを上記有機蒸気に対して選択透過性を有するガス
分離膜モジュ−ルに導き、その透過ガスを凝縮して有機
蒸気を液相化すると、水蒸気も透過膜を透過して凝縮液
相化することがあり、有機成分が水溶性物質である場
合、有機成分が水溶液の状態で液相化されてしまい、蒸
留等の精製処理が必要となる。
【0004】而るに、有機成分がアルコ−ル等の親水性
物質である場合、蒸発潜熱が高く水と共沸点を有する等
のために、この精製処理は複雑なプロセスとなり、しか
も多大なエネルギ−を必要とし設備費や運転費が回収有
機成分価格を越えるに至ることがある。
【0005】本発明の目的は水に溶解し易い親水性の有
機蒸気を含有する湿潤空気または不活性ガス等から有機
蒸気をガス分離膜モジュ−ル法と凝縮法との併用により
高純度の液相で回収できる親水性有機蒸気の回収方法を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の親水性有機蒸気
の回収方法は、水に溶解し易い親水性の有機蒸気と水蒸
気とを含む空気または窒素ガス等の不活性ガスを水蒸気
に対して選択透過性のガス分離膜モジュ−ルに導き、次
いでその非透過ガスを有機蒸気に対して選択透過性のガ
ス分離膜モジュ−ルに導き、該ガス分離膜モジュ−ルの
透過ガスを凝縮して有機蒸気を液相で回収すると共に同
ガス分離膜モジュ−ルの非透過ガスを放出することを特
徴とする構成である。
【0007】
【作用】水蒸気に対する選択透過性を有するガス分離膜
モジュ−ルで水蒸気が透過分離されて、該ガス分離膜モ
ジュ−ルの非透過ガスの有機蒸気濃度/水蒸気濃度の濃
度比が高くなり、この非透過ガスが有機蒸気に対する選
択透過性を有するガス分離膜モジュ−ルで処理されてそ
の透過ガスの有機蒸気濃度が過飽和となった状態でも、
水蒸気濃度が水蒸気の飽和濃度に達せず、透過ガス中の
有機蒸気のみが凝縮液相化される。
【0008】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明において使用する有機蒸気回収装置を
示している。図1において、1は送風機又は圧縮機、2
は水蒸気に対して選択透過性を有するガス分離膜モジュ
−ル、3は真空ポンプ又は送風機、4は凝縮器である。
5は送風機又は圧縮機、6はガスク−ラ−、7は有機蒸
気に対して選択透過性を有するガス分離膜モジュ−ル、
8は真空ポンプ又は送風機、9は凝縮器である。
【0009】図1において、21は被処理ガス源であ
り、その被処理ガスは水に溶解し易い親水性有機蒸気と
水蒸気とを含有する空気又は窒素ガス等の不活性ガスで
ある。
【0010】図1に示す装置を使用して本発明により被
処理ガスg1を処理するには、被処理ガスg1を送風機
(または圧縮機)1によりガス分離膜モジュ−ル2に導
く。このガス分離膜モジュ−ル2においては、送風機1
による微加圧と真空ポンプ3の減圧とにより(または圧
縮機1による高加圧と送風機3による微加圧とにより)
膜間差圧が作用しており、被処理ガスg1中の水蒸気が
ガス分離膜モジュ−ル2の水蒸気に対する選択透過性の
ために膜をよく透過し、この透過ガスg2を真空ポンプ
又は送風機3により凝縮器4に導く。
【0011】被処理ガスg1中の有機蒸気もガス分離膜
モジュ−ル2の膜を透過するが、その膜の有機蒸気に対
する透過量は小であり、凝縮器4の凝縮温度のもとで透
過ガスg2中の有機蒸気濃度を有機蒸気の不凝縮濃度に
でき、透過ガスg2中の水蒸気のみを凝縮液相化でき
る。凝縮した水はドレイン管24から排出する。
【0012】不凝縮ガスg3には有機蒸気が少量含まれ
ており、この不凝縮ガスg3を被処理ガス源21からの
ガスg1に混合してガス分離膜モジュ−ル2に還流す
る。従って、被処理ガスg1中の有機蒸気をガス分離膜
モジュ−ル2の非透過側22に損失なく移行させ得る。
【0013】このガス分離膜モジュ−ル2の非透過ガス
(除湿ガス)g4を送風機又は圧縮機5により、有機蒸
気に対して選択透過性を有するガス分離膜モジュ−ル7
にガスク−ラ−6で冷却しつつ(送風機又は圧縮機5で
加温されたガスをガス分離膜モジュ−ル7による透過に
適切な温度に調温する)導く。
【0014】このこのガス分離膜モジュ−ル7において
は、送風機6による微加圧と真空ポンプ8の減圧とによ
り(または圧縮機5による高加圧と送風機8による微加
圧とにより)膜間差圧が作用しており、除湿ガスg4
の有機蒸気がガス分離膜モジュ−ル7の有機蒸気に対す
る選択透過性のために膜をよく透過し、この透過ガスg
5を真空ポンプ又は送風機8により凝縮器9に導く。
【0015】ガス分離膜モジュ−ル2からガス分離膜モ
ジュ−ル7に導いた除湿ガスg4中にも水蒸気が少量含
まれているが、水蒸気のガス分離膜モジュ−ル7におけ
る透過量は小であり、ガス分離膜モジュ−ル7の透過ガ
スg5中の水蒸気濃度を容易に不凝縮濃度となし得、透
過ガスg5中の有機蒸気のみを凝縮液相化できる。
【0016】この凝縮液を回収管25により回収し、不
凝縮液g6をガス分離膜モジュ−ル2からの除湿ガスg4
と共にガス分離膜モジュ−ル7に還流し、再濃縮する。
ガス分離膜モジュ−ル7の非透過ガスg7は、有機蒸気
並びに水蒸気を除去したクリ−ンな空気又は不活性ガス
であり、そのまま放出管23から大気に放出する。
【0017】上記において、ガス分離膜モジュ−ル2の
水蒸気に対する透過流量をアップするために、図2の
(イ)に示すように、ガス分離膜モジュ−ル2の非透過
ガスg4の一部をガス分離膜モジュ−ル2の透過側にパ
−ジさせることができる。
【0018】上記において、図2の(ロ)に示すよう
に、ガス分離膜モジュ−ル7の非透過ガスg7を、有機
蒸気に対して選択透過性を有するガス分離膜モジュ−ル
11に導入し、その導入ガス中の有機蒸気を透過分離し
て放出管23からの放出ガスを、よりクリ−ンなガスに
すること(透過ガスg7’は真空ポンプ又は送風機12
により送風機又は圧縮機5の入口側にフィ−ドバックさ
せる。また、ガス分離膜モジュ−ル11においても、非
透過ガスg7”を透過側にパ−ジさせることができる)
も可能である。
【0019】また、図2の(ロ)に示すように、ガス分
離膜モジュ−ル7の透過ガスg5をガス分離膜モジュ−
ル13に導き、2段で有機蒸気を濃縮し、この濃縮ガス
5’を凝縮器9に導き有機蒸気を凝縮液相化して回収
し、有機成分の回収効率をアップすること(不凝縮ガス
6はガス分離膜モジュ−ル13にフィ−ドバックさ
せ、非透過ガスg5”はガス分離膜モジュ−ル7にフィ
−ドバックさせる)も可能である。図2(ロ)におい
て、5は圧縮機、10は送風機、8は真空ポンプであ
る。
【0020】上記において、水蒸気に対して選択透過性
を有する膜としては、ポリイミドやポリスルホン支持体
膜上にポリメチルペンテン樹脂やシリコ−ン樹脂等を薄
膜形成した複合膜、含フッ素ポリイミド非対称膜を使用
でき、有機蒸気に対して選択透過性を有する膜として
は、ポリイミドやポリスルホン支持体膜上にシリコ−ン
樹脂を薄膜形成した複合膜、シリコ−ン樹脂非対称膜を
使用できる。
【0021】また、ガス分離膜モジュ−ルの形式として
は、スパイラル型、中空糸膜型、管状型、プレ−ト型等
を使用できる。
【0022】図3は図1に示す回収装置において、有機
蒸気の透過濃縮に図2の(ロ)に示した、有機蒸気に対
し選択透過性を有する2段のガス分離膜モジュ−ル7,
13を使用せる回収装置を示し、この回収装置を使用し
た本発明の実施例について説明する。
【0023】使用した被処理ガスはイソプロピルアルコ
−ル/水蒸気/空気の割合が0.5/3.1/96.4
VOL%のイソプロピルアルコ−ル含有湿潤空気である。
【0024】図3において、被処理ガスg1を送風機1
により供給量400Nm3/hr,25℃,微加圧力約1.3
atmにてガス分離膜モジュ−ル2に導入した。ガス分離
膜モジュ−ル2にはポリメチルペンテン系膜を用いた有
効膜面積220m2のスパイラル型モジュ-ルを使用し、
透過側を真空ポンプ3により0.1atmに減圧して被処
理ガス中の水蒸気を透過濃縮し、この透過ガスg2を凝
縮器4に導き、凝縮水ドレィンとして排水除去した。
【0025】透過ガスg2中のイソプロピルアルコ−ル
蒸気濃度は0.6VOL%であり、凝縮濃度(25℃にお
いて、約5.8VOL%)には到底及ばず、不凝縮の水蒸
気とともに被処理ガスにフィ−ドバックされる。ガス分
離膜モジュ−ル2の非透過ガスg4の透過側へのパ−ジ
量は供給ガス量の約7VOL%(28Nm3/hr)であり、非
透過ガスg4中の水蒸気濃度は0.06VOL%であった。
【0026】この非透過ガスg4を有機蒸気回収プロセ
スに導入し、ガスク−ラ−6で25〜35℃に冷却(送
風機5による微加圧時に30〜50℃に加熱)のうえ、
シリコ−ン樹脂系膜を用いた有効膜面積70m2のスパイ
ラル型モジュ-ル7に送風機5の微加圧力約1.3atm、
真空ポンプ10による透過側減圧力0.1atmにて導く
とともに、ガス分離膜モジュ−ル7の非透過ガスg7
透過側へのパ−ジ量を供給ガス量の約7VOL%(28Nm3
/hr)とした。
【0027】非透過ガスg7のイソプロピルアルコ−ル
ガス濃度は0.1VOL%であり、そのまま大気に放出し
た。ガス分離膜モジュ−ル13にもシリコ−ン樹脂系膜
を用いた有効膜面積70m2のスパイラル型モジュ-ルを
使用し、真空ポンプ8により透過側を0.1atmに減圧
し、ガス分離膜モジュ−ル7の透過ガスg5を再濃縮
し、イソプロピルアルコ−ル蒸気濃度25VOL%のガス
を得、凝縮器9の温度を25〜30℃に操作して約4kg
/hrでイソプロピルアルコ−ルを回収した。
【0028】ガス分離膜モジュ−ル13の透過ガス
5’中の水蒸気濃度は不凝縮濃度(3VOL%)以下であ
り、水蒸気の凝縮は殆どなく、回収イソプロピルアルコ
−ルの純度は99%以上であった。
【0029】
【発明の効果】本発明の親水性有機蒸気の回収方法によ
れば、上述した通り、水に溶解し易い親水性の有機蒸気
と水蒸気とを含む空気または窒素ガス等の不活性ガスか
ら水蒸気の存在にもかかわらず、有機蒸気を水を実質上
含まない状態で凝縮液相化でき、蒸留等のやっかいな精
製処理を施すことなく高純度にて有機成分を回収でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する有機成分回収装置の一
例を示す回路図である。
【図2】本発明において使用する有機成分回収装置の上
記とは別の例を示す回路図である。
【図3】本発明において使用する有機成分回収装置の上
記とは別の例を示す回路図である。
【符号の説明】
2 水蒸気に対して選択透過性を有するガス分離膜
モジュ−ル 7 有機蒸気に対して選択透過性を有するガス分離
膜モジュ−ル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水に溶解し易い親水性の有機蒸気と水蒸気
    とを含む空気または窒素ガス等の不活性ガスを水蒸気に
    対して選択透過性のガス分離膜モジュ−ルに導き、次い
    でその非透過ガスを有機蒸気に対して選択透過性のガス
    分離膜モジュ−ルに導き、該ガス分離膜モジュ−ルの透
    過ガスを凝縮して有機蒸気を液相で回収すると共に同ガ
    ス分離膜モジュ−ルの非透過ガスを放出することを特徴
    とする親水性有機蒸気の回収方法。
JP3315340A 1991-11-02 1991-11-02 親水性有機蒸気の回収方法 Pending JPH05123530A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173545A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 有機蒸気回収システム及び有機蒸気の回収方法
JP2013180229A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Ube Industries Ltd ガス分離システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008173545A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 有機蒸気回収システム及び有機蒸気の回収方法
JP2013180229A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Ube Industries Ltd ガス分離システム

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