JPH05226A

JPH05226A - 有機物水溶液の脱水濃縮方法

Info

Publication number: JPH05226A
Application number: JP3247109A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ninomiya; 康平二宮; Kazuki Yoneda; 一樹米田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】分離膜モジュール４ａ，４ｂを２段以上の直列
で連結されているガス分離装置へ、有機物水溶液Ａを蒸
発器１で蒸発させて得られた「有機物と水との混合蒸
気」Ｂを供給しガス分離操作を行わせるにあたり、１段
目の分離膜モジュールでガス分離膜を透過した水分の含
有率の高い透過ガスＤのみを系外へ排出し、そして、２
段目以降の分離膜モジュールでガス分離膜を透過した
「有機物を少量含有する水分からなる透過ガス」Ｈを冷
却して得られた水溶液を蒸発器へ再び循環させ、そして
水分の少くなった最終段の分離膜の未透過ガスＧを回収
する。【効果】透過ガスとして系外へ排出される有機物のロス
を少なく抑え、また、比較的低い濃度の有機物水溶液
を、高い濃度の有機物に脱水濃縮する場合に、有機物水
溶液の処理量を増やす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、有機物水溶液を蒸発
器で蒸発させて得られた有機物と水との混合蒸気を、水
を選択的に透過するガス分離膜を内蔵する複数の分離膜
モジュールが前段のガス分離膜の未透過ガス側と後段の
ガス分離膜のガス供給側とで直列に連結されているガス
分離装置へ供給しながら、最初の分離膜モジュールから
透過ガスを系外へ排出し、そして、２段目以降の分離膜
モジュールから得られる有機物を含有する透過ガスを液
化して前記蒸発器へ供給して再循環使用しつつ、最後の
分離膜モジュールのガス分離膜の未透過側から、水分濃
度が極めて減少されている高濃度の有機物からなる未透
過ガスを高い回収率で効率的に得る濃縮方法に係わる。

【０００２】

【従来技術の説明】従来技術として、有機物を含む水溶
液を気化させて有機物蒸気と水蒸気とを含む気体混合物
を生成させ、次いでこの混合蒸気をガス分離膜のガス供
給側に接触させた状態で水蒸気を選択的に透過させて除
去し、これによりガス分離膜の未透過ガス側から水蒸気
含有量が減少した有機物蒸気を主として含有する未透過
ガスを得る方法（蒸気透過法−１）が、特開昭６３−２
６７４１５号公報においてすでに提案されている。

【０００３】また、有機物水溶液を蒸発器で気化させて
有機物蒸気及び水蒸気を含む気体混合物を生成する気体
混合物生成工程と、該気体混合物生成工程で得られた気
体混合物を７０℃以上の温度にて気体分離膜の一方の側
に供給し、且つその際該気体分離膜の他方の側を減圧に
保持することにより上記気体混合物中の水蒸気を上記気
体分離膜の他方の側に選択的に透過させて、上記気体混
合物を高濃度有機物と水蒸気高含量気体混合物とに分離
する気体混合物調節分離工程と、該気体混合物調節分離
工程で分離された水蒸気高含量気体混合物を凝縮させて
上記気体混合物生成工程における蒸発器に返送する返送
工程とを具備することを特徴とする有機物水溶液の濃縮
方法（蒸気透過法−２）が、特開昭６３−１７５６０２
号公報において提案されている。

【０００４】また、窒素富化ガスの製法において、１段
目の分離膜モジュールで膜を透過した窒素濃度の低いガ
スを系外へ排出し、２段目以降の分離膜モジュールで膜
を透過した窒素濃度の高いガスを１段目の供給ラインへ
再び返送することにより高濃度の窒素ガスを得る方法が
特開平２−３０７８１２号公報において提案されてい
る。この方法では、酸素と窒素とを主として含有する原
料混合ガス（例えば、空気など）を圧縮機で圧縮して分
離膜モジュールに供給し、２段目以降の分離膜モジュー
ルで膜を透過したガスは再び圧縮機へ返送される。

【０００５】

【本発明の解決すべき問題点】前記蒸気透過法−１は、
分離膜モジュールを１段で使用しており、減圧に保たれ
たガス分離膜の透過側（２次側）に透過した物質を系外
へ排出してしまうために、ガス分離膜を透過した物質が
水分濃度の低いものであった場合、有機物の透過ロス分
が大きくなるという問題点を有している。また、前記蒸
気透過法−２は、分離膜モジュールを１段で使用してお
り、減圧に保たれたガス分離膜の透過側（２次側）に透
過した物質を再び蒸発器へ返送しているので、水と有機
物とを分離するためは、蒸発器などに水を系外へ排出す
る手段を設けなければならないという問題点を有してい
る。

【０００６】従って、この発明の目的は、上述の問題点
を解決し、水分を選択的に透過するガス分離膜を使用す
る簡単な方法で、比較的低い濃度の有機物水溶液から、
高い濃度の有機物を高い回収率で効果的に得ることので
きる、工業的な脱水濃縮方法を提供することである。

【０００７】

【問題点を解決する手段】この出願の発明者等は、有機
物水溶液を蒸発器で蒸発させて得た混合蒸気を、複数の
分離膜モジュールの直列に連結されているガス分離装置
に供給し、１段目の分離膜モジュールでガス分離膜を透
過した物質（透過ガス）を系外に排出し、２段目以降で
ガス分離膜を透過した物質（透過ガス）を液化して再び
蒸発器及び１段目の分離膜モジュールへ循環させながら
分離操作を行って、最後段の分離膜モジュールから未透
過ガスとして高濃度の物質を得る方法」を採用すること
によって、前記目的が達成し得ることを見出し、この発
明を完成した。

【０００８】すなわち、この発明は、有機物水溶液を蒸
発器で蒸発させて得られた有機物と水との混合蒸気を、
前段の分離膜モジュール内のガス分離膜の未透過ガス側
と後段の分離膜モジュール内のガス分離膜のガス供給側
とが未透過ガス用導管でそれぞれ直列に連結されてい
て、水を選択的に透過するガス分離膜をそれぞれ内蔵し
ている複数個の分離膜モジュールからなるガス分離装置
の最初の分離膜モジュールのガス分離膜のガス供給側へ
供給し、そして、そのガス分離装置において、前段の分
離膜モジュールでガス分離膜を透過しなかった未透過ガ
スを未透過ガス用導管経由で次々と後段の分離膜モジュ
ールのガス分離膜のガス供給側へ供給しながら、最後の
分離膜モジュールのガス分離膜の未透過ガス側から実質
的に水分濃度が減少された有機物からなる未透過ガスを
回収すると共に、最初の分離膜モジュールのガス分離膜
の透過ガス側から得られた水分濃度の高い透過ガスを系
外へ排出し、そして、２段目以降の分離膜モジュールの
ガス分離膜の透過ガス側から得られた有機物を含有する
透過ガスを冷却し凝縮し液化させて、再び、前記蒸発器
へ供給して循環使用することを特徴とする有機物水溶液
の脱水濃縮方法に関する。

【０００９】以下、この発明の有機物水溶液の脱水濃縮
方法について図面も参考にしてさらに詳述する。図１
は、この発明の脱水濃縮方法を実施する装置のフローを
概略例示するフロー図であり、図２は、公知の濃縮方法
（この出願の比較例で使用する方法）に係わるフローを
概略例示するフロー図である。

【００１０】この発明の濃縮方法では、図１に示すよう
に、まず、有機物水溶液を、適当な蒸発器１で蒸発させ
て、有機物と水との混合蒸気を生成させ、その結果得ら
れた混合蒸気を、複数の分離膜モジュール４ａ、４ｂ、
・・・などが直列に連結されたガス分離装置４へ供給し
て、第２番目以降の分離膜モジュール４ｂ、・・・など
の透過ガスを冷却し凝縮して液化して、その水溶液を前
記蒸発器１へ供給して循環使用しながら、最後の分離膜
モジュール（図１では４ａである。）から高い濃度の有
機物からなる未透過ガスを回収し、最初の分離膜モジュ
ール４ａから水蒸気を高い含量割合で有する透過ガスを
排出して、有機物を比較的低い濃度（特に５〜８０重量
％、更に２０〜７５重量部）で含有する水溶液から有機
物を高い濃度で含有する未透過ガスと、水分濃度の高い
透過ガスとに分離するのである。

【００１１】また、この発明の濃縮方法において適用さ
れる有機物水溶液は、沸点が常圧で１５０℃以下、特に
１３０℃以下の有機物を約５〜８０重量％の割合で含有
する水溶液である。このような有機物としては、メタノ
ール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノー
ル、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキ
サン等のエーテル類、及びギ酸エチル、酢酸エチル等の
エステル類などを挙げることができる。

【００１２】また、この発明の方法で有機物水溶液を気
化させるのに用いられる蒸発器としては、有機物水溶液
の蒸発において、通常、使用されている蒸発缶（リボイ
ラーとも呼ぶ。）であればよく、特に、蒸発器には水分
を分離して系外へ排出する手段を設ける必要はないが、
その分離・排出手段が設けられていても支障はなく、さ
らに、前記の蒸発器は、棚段塔、泡鐘塔、充填塔などの
精留手段が結合されていてもよい。

【００１３】また、この発明の方法で用いられる分離膜
モジュール４に設けられるガス分離膜としては、耐熱
性、耐溶剤性に優れた性質を有し、且つ水蒸気の選択透
過性が優れている材料で形成されているガス分離膜が好
ましく、特に、芳香族ポリイミド製のガス分離膜（非対
称性ガス分離膜）が、高温、高圧において脱水濃縮操作
できるので好ましい。

【００１４】前記のガス分離膜は、例えば、水蒸気の透
過速度〔ＰＨ_２０〕が約１×１０^−２〜１×１０^−４ｃ
ｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・秒・ｃｍＨｇ程度であって、
しかも、水蒸気の透過速度〔ＰＨ_２Ｏ〕に対するエタノ
ール蒸気の透過速度〔ＰＣ_２Ｈ_５ＯＨ〕の速度比（ＰＨ
_２Ｏ／ＰＣ_２Ｈ_５ＯＨ）が８０〜１０００、特に１００
〜５００程度であり、更に５０〜２００℃で使用可能で
あるという耐熱性を有するガス分離膜（非対称性中空糸
膜）であることが好ましい。

【００１５】この発明の方法に使用するガス分離モジュ
ールは、多数本のガス分離中空糸膜（外径５００μｍ程
度）を中空糸の集合体（糸束）の形にして、その糸束の
両末端を硬化性樹脂で結束して熱硬化し裁断して製作さ
れるものを使用することができる。

【００１６】ガス分離装置４における各分離膜モジュー
ル４ａ、４ｂ、・・・を多段で使用する際に、分離膜モ
ジュールをより多い段数で直列に使用する方が、高い純
度のアルコールなどの有機物を得ることができるが、前
記の段数が多くなるとガス分離膜の未透過側（１次側）
の圧力損失がしだいに大きくなり、ガス分離膜の性能が
低下するということが生じる傾向があるため、この発明
では、有機物の回収率を効果的に挙げるために２〜５
段、特に２〜４段程度とすることが好適である。

【００１７】また、この発明の方法で用いられるガス分
離装置において、分離膜モジュール内のガス分離膜の透
過側（２次側）は、選択的に透過させる水分の分圧につ
いて、供給側の水分圧より低い水分圧になるように圧力
の調製をすればよいが、例えば、ガス分離膜の供給側の
全圧より低い全圧にして分離操作してもよく、さらに、
図１に示すように、分離膜モジュール４ａ及び４ｂの各
ガス分離膜の供給側を常圧より加圧しておき、各ガス分
離膜の透過側を真空ポンプ７ａ及び７ｂを使用して、常
圧よりかなり減圧して（特に約１０〜２００ｍｍＨｇ程
度に減圧して）ガス分離操作することが好ましい。

【００１８】前述のように、分離膜モジュールのガス分
離膜の透過ガス側を減圧に保持する手段としては、前述
のように通常の真空ポンプのみを用いる方法で行うこと
ができるが、さらに、図１に示すように、そのガス分離
膜を透過した水蒸気高含量気体混合物（透過ガス）を冷
却器５ａ及び５ｂにより冷媒で間接的に冷却して水分な
どを凝縮させることにより、分離膜モジュールの透過側
の減圧度を維持する方法で行うことが好適であり、ま
た、この場合に、前述の真空ポンプによる減圧を併用す
ることもできる。

【００１９】すなわち、前記の分離膜モジュールにおけ
るガス分離膜の透過ガス側を、冷却器での透過ガスの凝
縮により減圧する方法では、最初に一度だけ真空ポンプ
を駆動してガス分離膜の透過側（２次側）を充分なレベ
ルに減圧にしておけば、その後は、水蒸気高含量気体混
合物（透過ガス）が冷却器で凝縮することにより充分に
減圧が達成されるので、分離膜モジュールの透過側の減
圧度を維持するために真空ポンプを常時駆動する必要が
なく、真空ポンプの動力費が低減されて有効である。そ
の場合に、冷却器に通す冷媒としては、ガス分離膜の透
過側（２次側）の圧力に応じて選択され、２次側の圧力
が５０ｍｍＨｇ程度以上では工業用水、水道水等を使用
すると良く、５０ｍｍＨｇ程度以下では、フロン、アン
モニア冷媒、冷却水等を使用すると良い。

【００２０】この発明の有機物水溶液の脱水濃縮方法の
実施態様を、図１に示すフロー図を参照しながら各工程
順に説明する。この発明の方法では、まず、有機物水溶
液を原料供給ラインＡより蒸発器１に供給する。蒸発器
１に供給された有機物水溶液は、熱源導入ラインＫより
蒸発器に供給されるスチーム等の熱源により加熱されて
気化して、有機物蒸気及び水蒸気を含む混合蒸気とな
る。

【００２１】次いで、前述のようにして生成した混合蒸
気を、所定の圧力及び温度に調節した後、前記分離膜モ
ジュール４ａ及び４ｂからなるガス分離装置４へ供給し
て、ガス分離操作を行って、高い濃度の有機物からなる
未透過ガスと、水蒸気を高い含量率で含有する透過ガス
とに分離することが好ましい。

【００２２】ガス分離装置４へ供給する混合蒸気の圧力
及び温度は、蒸発器１に供給するスチーム等の熱源及び
バルブ２を調節することにより変えることができる。ま
た、前記混合蒸気は、ガス分離装置４へ供給する前に、
過熱器３による昇温操作を行うことにより、該混合蒸気
が分離膜モジュール内で凝縮しないような範囲にまでそ
の混合蒸気の圧力・温度を高めることができ、そして、
その結果、分離膜モジュール４ａ及び４ｂにおける水蒸
気の透過量が多くなり、分離膜モジュール４ａ及び４ｂ
において未透過ガス中の有機物を極めて高い濃度にする
ことができ、実質的に水分を除去できるので好適であ
る。

【００２３】この発明の方法では、これらの点を考慮す
ると、上記ガス分離装置４へ供給する混合蒸気は、その
圧力が７６０ｍｍＨｇ〜５０００ｍｍＨｇであって、そ
の温度が５０〜２００℃、特に７０〜１６０℃程度にす
ることが好ましい。この発明の方法では、上述のように
して圧力及び温度が調節された混合蒸気をラインＢ経由
により分離膜モジュール４ａのガス分離膜の供給ガス側
（１次側）へ供給する。

【００２４】上記混合蒸気を分離膜モジュール４ａのガ
ス分離膜の供給側（１次側）に供給する際には分離膜モ
ジュール４ａのガス透過側（２次側）を減圧に保持する
ことが、ガス分離膜の供給側と透過側との間の水蒸気の
分圧差を充分に確保できるので好ましい。また、分離膜
モジュール４ａの透過側（２次側）の減圧度が高いほど
水蒸気の透過量は大きくなる傾向があり、また、ガス分
離膜を透過した透過ガス（水蒸気を高い含量率で含有す
る透過ガス）がガス分離モジュール４ａの内部で凝縮し
ない程度の減圧度以上とすることが好ましい。その場合
に、分離膜モジュール４ａの２次側の系の圧力は、その
必要な減圧度を確保するために、２００ｍｍＨｇ以下、
特に好ましくは１００ｍｍＨｇ以下にすることが好まし
い。

【００２５】分離膜モジュール４ａにおける２次側の減
圧の保持は、前記の冷却器５ａを用いる方法、即ち、分
離膜モジュール４ａの２次側に透過した水蒸気高含量気
体混合物（透過ガス）を冷却器５ａ内部に流通している
冷媒で間接的に冷却して凝縮させる減圧方法によって行
うことが好ましく、この方法では、前述したように、最
初に一度だけ真空ポンプ７ａを駆動してガス分離膜４ａ
の２次側を減圧しておけば、その後はその減圧度を維持
するために真空ポンプ７ａを常時駆動する必要がないの
で好適である。

【００２６】上述のようにして、混合蒸気を分離膜モジ
ュール４ａの１次側に供給し且つその際に該分離膜モジ
ュール４ａの２次側を減圧に保持することにより上記混
合蒸気中の水蒸気が分離膜モジュール４ａの２次側に選
択的に透過し、その結果、前記混合蒸気は、高い濃度の
有機物（未透過ガス）と、水蒸気を高い含量率で含有す
る透過ガスとに効果的に分離される。

【００２７】前記の分離膜モジュール４ａの透過ガス
は、ラインＤより冷却器５ａに移送され、冷却器５ａで
凝縮させて、有機物を低い含有率で含有している水溶液
とすることができる。次いで、この有機物を低含有率で
含有している水溶液をラインＥ経由により減圧タンク６
ａに移送し、そして、該減圧タンク６ａから排出ライン
Ｆより系外へ排出するのである。

【００２８】この発明では、一方、分離膜モジュール４
ａの未透過ガス（有機物の濃縮された混合蒸気）は、そ
のままラインＣより２段目の分離膜モジュール４ｂの供
給ガス側（１次側）へ供給され、更に、１段目の分離膜
モジュール４ａでのガス分離操作と同様のガス分離操作
で、高い濃度の有機物からなる未透過ガスと、水蒸気を
高い含量率で含有する透過ガスとに分離される。

【００２９】前述の２段目の分離膜モジュール４ｂの透
過ガスは、ラインＨ経由により冷却器５ｂに移送され、
冷却器５ｂで凝縮させて有機物を低い含量率で含有する
水溶液とするのであり、次いで、この有機物低含量の水
溶液をラインＩ経由により減圧タンク６ｂに移送し、そ
して、該減圧タンク６ｂから循環ラインＪ経由により蒸
発器１の供給ラインへ再び循環され使用されるのであ
る。

【００３０】而して、前記の分離膜モジュール４ｂの未
透過側から得られた高い濃度の有機物からなる未透過ガ
スは、未透過ガス（濃縮有機物）の取り出しラインＧよ
り高い回収率で得られる。

【００３１】

【実施例】

実施例１この実施例では、第１図に示すフローシートに従って、
分離膜モジュール４ａおよび４ｂを、未透過側（１次
側）の直列で、２段に連結したガス分離装置４で採用し
て、エタノール水溶液の脱水濃縮を８時間行った例であ
る。

【００３２】エタノール濃度６０重量％のエタノール水
溶液を、毎時２１５．３ｋｇの供給速度で原料供給ライ
ンＡより、「蒸発器１（熱源導入ラインＫより約１５０
℃のスチームを供給している）」に供給して、蒸発器１
の蒸気取り出しラインのバルブ２を調整することによ
り、温度：１１７℃及び圧力：２１００ｍｍＨｇまで昇
温及び昇圧された「エタノール蒸気と水蒸気との混合蒸
気」を蒸発器１から流出させ、更に、その混合蒸気を過
熱器３で１３０℃まで昇温して、ラインＢ経由により分
離膜モジュール４ａのガス分離膜の供給側（１次側）へ
供給してガス分離操作を行った。

【００３３】分離膜モジュール４ａは、芳香族ポリイミ
ド製のガス分離膜〔非対称性中空糸膜、その中空糸膜の
外径：５００μｍ、中空糸膜の水蒸気透過速度ＰＨ
_２Ｏ：１×１０^−３ｃｍ^３（ＳＴＰ）／ｃｍ^２・秒・ｃ
ｍＨｇ、エタノール蒸気と水蒸気との透過速度比（ＰＣ
_２Ｈ_５ＯＨ／ＰＨ_２Ｏ）：３００〕を束ねて得られた糸
束（有効膜面積：約１３０ｍｍ^２）が内蔵されているも
のを用いた。前記の分離膜モジュール４ａの透過側（２
次側）は１００ｍｍＨｇに減圧してガス分離操作を行っ
た。

【００３４】分離膜モジュール４ａのガス分離膜を透過
した透過ガスは、エタノール濃度が５．０重量％であ
り、毎時８６．１ｋｇの抜き出し速度でラインＤ経由に
より冷却器５ａに流入させ、透過ガスをその冷却器５ａ
で間接的に冷却して凝縮し、その凝縮液をラインＥ経由
により減圧タンク６ａに受入れて最終的に排出ラインＦ
より系外へ排出した。

【００３５】なお、真空ポンプ７ａは、最初に６０秒間
駆動させて分離膜モジュール４ａの透過側（２次側）の
系内を１００ｍｍＨｇに減圧し、その後、透過ガスの冷
却器５ａによる冷却・凝縮操作を行って、前記の分離膜
モジュール４ａの透過側（２次側）を１００ｍｍＨｇに
維持した。

【００３６】一方、分離膜モジュール４ａを透過しなか
った未透過ガスは、ラインＣ経由によりそのままの状態
で分離膜モジュール４ｂの供給側（１次側）に供給し
た。分離膜モジュール４ｂは、分離膜モジュール４ａと
同様のものを用いた。分離膜モジュール４ｂの透過側
（２次側）は、１００ｍｍＨｇに減圧し、減圧度の維持
方法として、分離膜モジュール４ａの場合と同様の方法
を用いた。

【００３７】分離膜モジュール４ｂを透過した混合蒸気
は、エタノール濃度が６０．７重量％であり、毎時８．
２ｋｇの抜き出し速度でラインＨ経由により冷却器５ｂ
に流入させ、冷却器５ｂで間接的に冷却して凝縮し、そ
の凝縮液は、ラインＩより減圧タンク６ｂに受け入れて
循環ラインＪ経由により蒸発器１への供給ラインＡへ再
び輸送した。

【００３８】分離膜モジュール４ｂの未透過ガスとして
は、未透過ガス取出しラインＧより、エタノール濃度９
９．０重量％である濃縮エタノール（未透過ガス）が毎
時１２１．０ｋｇの割合で得られた。この実施例では、
分離膜モジュール４ａの透過ガスとして、系外へ排出さ
れたエタノールのロスは供給されたエタノール量に対し
て約３．４％であった。

【００３９】比較例１この比較例は、エタノール水溶液の脱水濃縮方法を、第
２図に示すフローシートに従って、分離膜モジュール
（１段）で８時間適用した例である。

【００４０】エタノール濃度６０重量％のエタノール水
溶液を、毎時１２６．１ｋｇの供給速度で、原料供給ラ
インＡより「蒸発器１（熱源導入ラインＫより約１５０
℃のスチームを供給している）」に供給した。実施例１
と同様の方法でエタノールと水との混合物を蒸発して混
合蒸気を生成させ、そして、その混合蒸気を昇温、昇圧
して、その後、ラインＢより分離膜モジュール４ａの供
給側（１次側）に供給した。分離膜モジュール４ａは、
実施例１のときと同じものを用いた。分離膜モジュール
４ａの２次側の圧力は実施例１と同様の方法を用いて１
００ｍｍＨｇに減圧した。

【００４１】分離膜モジュール４ａのガス分離膜を透過
した透過ガスは、エタノール濃度が８．９重量％であ
り、毎時５４．６ｋｇの抜き出し速度でラインＤ経由に
より冷却器５ａに流入させて、冷却器５ａで間接的に冷
却して凝縮し、そして、凝縮液はラインＥより減圧タン
ク６ａを経由して排出ラインＦより系外へ排出した。

【００４２】分離膜モジュール４ａの未透過ガスとし
て、未透過ガス取出しラインＧより、エタノール濃度９
９．０重量％に濃縮された濃縮エタノールが毎時７１．
５ｋｇの割合で得られた。この比較例では、分離膜モジ
ュール４ａの透過ガスとして、系外へ排出されたエタノ
ールのロスが供給されたエタノール量に対して約６．４
％であった。

【００４３】

【本発明の作用効果】この発明の有機物水溶液の脱水濃
縮方法は、分離膜モジュールを２段以上の直列で連結し
て使用して、各分離膜モジュールのガス分離膜を透過し
た物質（透過ガス）をすべて系外へ排出するのではな
く、１段目の分離膜モジュールでガス分離膜を透過した
『水分の含有率の高い透過ガス』を系外へ排出し、２段
目以降の分離膜モジュールでガス分離膜を透過した『有
機物を少量含有する水分からなる透過ガス』を冷却して
得られた水溶液を蒸発器へ再び循環させて再利用するこ
とにより、透過ガスとして系外へ排出される有機物のロ
スを少なく抑え、有機物の回収率を上げることができ、
また、比較的低い濃度の有機物水溶液を、高い濃度の有
機物にまで脱水濃縮する場合に、有機物水溶液の処理量
を増やすことができ、効率的に有機物を回収することが
できるという利点を有する。

【００４４】従って、この発明の有機物水溶液の脱水濃
縮方法によれば、分離膜モジュールを１段で使用した場
合に比べて、９９重量％以上の高い濃度の有機物であっ
てもより高い回収率で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施するためのフローを概略例示す
るフロー図である。

【図２】比較例の脱水濃縮方法のフローを概略例示する
フロー図である。１：蒸発器２：バルブ３：過熱器４ａ及び４ｂ：分離膜モジュール５ａ及び５ｂ：冷却器６ａ及び６ｂ：減圧タンク７ａ及び７ｂ：真空ポンプＡ：原料供給ラインＢ：１段目の分離膜モジュールへの供給ラインＣ：２段目の分離膜モジュールへの供給ラインＤ及びＥ：１段目の透過側（２次側）ラインＦ：排出ラインＧ：未透過ガス抜出しラインＨ及びＩ：２段目の透過側（２次側）ラインＪ：循環ライン

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】有機物水溶液を蒸発器で蒸発させて得られ
た有機物と水との混合蒸気を、前段の分離膜モジュール
内のガス分離膜の未透過ガス側と後段の分離膜モジュー
ル内のガス分離膜のガス供給側とが未透過ガス用導管で
それぞれ直列に連結されていて、水を選択的に透過する
ガス分離膜をそれぞれ内蔵している複数個の分離膜モジ
ュールからなるガス分離装置の最初の分離膜モジュール
のガス分離膜のガス供給側へ供給し、そして、そのガス
分離装置において、前段の分離膜モジュールでガス分離
膜を透過しなかった未透過ガスを未透過ガス用導管経由
で次々と後段の分離膜モジュールのガス分離膜のガス供
給側へ供給しながら、最後の分離膜モジュールのガス分
離膜の未透過ガス側から実質的に水分濃度が減少された
有機物からなる未透過ガスを回収すると共に、最初の分
離膜モジュールのガス分離膜の透過ガス側から得られた
水分濃度の高い透過ガスを系外へ排出し、そして、２段
目以降の分離膜モジュールのガス分離膜の透過ガス側か
ら得られた有機物を含有する透過ガスを冷却し凝縮し液
化させて、再び、前記蒸発器へ供給して循環使用するこ
とを特徴とする有機物水溶液の脱水濃縮方法。