JPH0527443B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、分離膜モジユールを用いた混合気体
の分離方法に関するもので、本発明の混合気体の
分離方法は、湿潤空気の除湿、有機物水溶液の濃
縮等に利用される。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for separating a mixed gas using a separation membrane module. It is used for concentrating etc.
混合気体の分離方法としては、各種の無機質膜
及び有機質膜からなる分離膜モジユールを用い、
気体の透過速度の差を利用して気体の分離を行う
方法がある。
As a method for separating mixed gases, a separation membrane module consisting of various inorganic membranes and organic membranes is used.
There is a method of separating gases using differences in gas permeation rates.
分離膜モジユールを用いた混合気体の分離方法
は、混合気体を分離膜モジユールの一方の側（供
給側）に供給し、且つその際該分離膜モジユール
の他方の側（透過側）を減圧に保持することによ
り、上記混合気体中の一部の気体を選択的に透過
させて、気体を分離するもので、例えば、湿潤空
気の除湿に利用されているもので、小型で軽量な
装置にすることができ、維持管理が容易で安全性
が高い等の利点を有する。そして、この方法にお
いては、分離膜モジユールの透過側の減圧度が高
いほど分離膜モジユールを透過する気体の量は多
く、上記分離膜モジユールの透過側を減圧に保持
する手段として、真空ポンプが利用されている。 A method for separating a mixed gas using a separation membrane module is to supply the mixed gas to one side (supply side) of the separation membrane module, and at the same time, maintain the other side (permeation side) of the separation membrane module at reduced pressure. By doing so, some of the gases in the gas mixture are selectively permeated and the gases are separated.For example, this is used for dehumidifying humid air, and the device is small and lightweight. It has advantages such as easy maintenance and high safety. In this method, the higher the degree of vacuum on the permeation side of the separation membrane module, the greater the amount of gas that permeates through the separation membrane module, and a vacuum pump is used as a means to maintain the permeation side of the separation membrane module at reduced pressure. has been done.
また、特開昭54−162697号公報には、隔膜式空
気分離装置の減圧手段としてスチームエジエター
を用いることが記載されている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 162697/1983 describes the use of a steam ediator as a pressure reducing means for a diaphragm type air separation device.
上述の従来の混合気体の分離方法は、分離膜モ
ジユールの透過側を減圧に保持する手段として、
真空ポンプやスチームエジエクターを用いている
ため、次のような問題点を有している。
The conventional method for separating mixed gases described above uses, as a means to maintain the permeate side of the separation membrane module at reduced pressure,
Because it uses a vacuum pump and steam ejector, it has the following problems.
(1) 真空ポンプの吐出側で圧が上昇するため、透
過気体中に凝縮性気体が多いと、吐出パイプ内
で該凝縮性気体が凝縮し、真空ポンプ内に混入
し、真空ポンプが故障し易くなる。(1) Since the pressure increases on the discharge side of the vacuum pump, if there is a large amount of condensable gas in the permeate gas, the condensable gas will condense in the discharge pipe and enter the vacuum pump, causing the vacuum pump to malfunction. It becomes easier.
(2) 真空ポンプ内に混入した凝縮物の蒸気圧の影
響で、分離膜モジユールの透過側の減圧度が低
下する。(2) The degree of vacuum on the permeate side of the separation membrane module decreases due to the vapor pressure of condensate mixed into the vacuum pump.
(3) 油回転真空ポンプを用いる場合には、油の交
換を絶えず行う必要がある等、保守・管理を要
す。(3) When using an oil rotary vacuum pump, maintenance and management are required, such as the need to constantly change the oil.
(4) スチームエジエクターを用いる方法では、ス
チーム発生炉等のスチーム発生源を設けたり、
また外吹からスチームを導入する必要がある。(4) In the method using a steam ejector, a steam generation source such as a steam generator is installed,
It is also necessary to introduce steam from outside.
(5) いずれの方法も設備費が高い。(5) Both methods require high equipment costs.
従つて、本発明の目的は、分離膜モジユールを
用いて混合気体を分離する際の該分離膜モジユー
ルの透過側の減圧の保持を、故障等のトラブルが
なく、且つ保守・管理が不要で、しかも安価な設
備で行うことができる、混合気体の分離方法を提
供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to maintain reduced pressure on the permeate side of a separation membrane module when separating a mixed gas using a separation membrane module, without trouble such as failure, and without requiring maintenance or management. Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for separating a mixed gas that can be performed using inexpensive equipment.
本発明者は、種々検討した結果、分離膜モジユ
ールの透過側を減圧に保持する手段として、エジ
エクターを用い、エジエクターの噴射源として、
分離膜モジユールに供給する混合気体の一部、又
は分離膜モジユールを透過した凝縮性気体を濃縮
させた液を用いることにより、前記目的が達成さ
れることを知見した。
As a result of various studies, the present inventor used an ejector as a means to maintain the permeate side of the separation membrane module at reduced pressure, and as the injection source of the ejector,
It has been found that the above object can be achieved by using a part of the mixed gas supplied to the separation membrane module or a liquid obtained by concentrating the condensable gas that has passed through the separation membrane module.
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、
分離膜モジユールを用い、気体の透過速度の差を
利用して混合気体の分離を行う方法において、上
記分離膜モジユールの透過側を減圧する減圧手段
としてエジエクターを用い、エジエクターの噴射
源として、分離膜モジユールに供給する混合気体
の一部、又は分離膜モジユールを透過した凝縮性
気体を濃縮させた液を用いることを特徴とする混
合気体の分離方法を提供するものである。 The present invention was made based on the above findings, and
In a method of separating a mixed gas by using a separation membrane module and utilizing the difference in gas permeation speed, an ejector is used as a pressure reducing means to reduce the pressure on the permeation side of the separation membrane module, and the separation membrane is used as an injection source of the ejector. The present invention provides a method for separating a mixed gas characterized by using a part of the mixed gas supplied to a module or a liquid obtained by concentrating a condensable gas that has passed through a separation membrane module.
以下、本発明の混合気体の分離方法を、図面に
示す実施態様について詳述する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the method for separating a mixed gas of the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
先ず、第１図のフローシートに示す実施態様に
ついて説明する。この実施態様は、エジエクター
の噴射源として、分離膜モジルールに供給する気
体の一部を用いるもので、特に湿潤空気の除湿に
好適に利用される。 First, the embodiment shown in the flow sheet of FIG. 1 will be described. This embodiment uses part of the gas supplied to the separation membrane module as the injection source of the ejector, and is particularly suitable for use in dehumidifying humid air.
この実施態様では、先ず、処理対象である混合
気体を圧縮機等により常圧より高く、好ましくは
３〜10Kg／cm2・Ｇ、特に好ましくは５〜７Kg／
cm2・Ｇに加圧して置く。 In this embodiment, first, the mixed gas to be treated is heated to a pressure higher than normal pressure using a compressor or the like, preferably 3 to 10 kg/cm 2 ·G, particularly preferably 5 to 7 kg/cm2.
Pressurize to cm2・G and place.
次いで、加圧混合気体を、分離膜モジユール１
の供給側１ａにラインＡより供給する一方、噴射
源として上記加圧混合気体の一部をエジエクター
２にラインＢより供給する。 Next, the pressurized mixed gas is passed through the separation membrane module 1.
A part of the pressurized mixed gas is supplied from line B to the ejector 2 as an injection source.
エジエクター２の気体噴射作用により、分離膜
モジユール１の透過側１ｂの気体がラインＣより
吸引され、該透過側１ｂは減圧に保持される。 Due to the gas injection action of the ejector 2, the gas on the permeate side 1b of the separation membrane module 1 is sucked through the line C, and the permeate side 1b is maintained at a reduced pressure.
上記透過側１ｂの減圧度は、透過気体が凝縮し
ない範囲で高めることが好ましく、エジエクター
２における気体の噴射量及び噴射速度により調節
することができる。 The degree of pressure reduction on the permeation side 1b is preferably increased to the extent that the permeate gas does not condense, and can be adjusted by adjusting the amount and speed of gas injection in the ejector 2.
このように、エジエクター２を用いて分離膜モ
ジユール１の透過側１ｂを減圧に保持することに
より、分離膜モジユール１の供給側１ａに供給さ
れた加圧混合気体中の、分離膜に対する透過速度
の大きい気体が選択的に分離膜モジユール１を透
過する。 In this way, by maintaining the permeation side 1b of the separation membrane module 1 at reduced pressure using the ejector 2, the permeation rate through the separation membrane in the pressurized mixed gas supplied to the supply side 1a of the separation membrane module 1 is reduced. Large gases selectively pass through the separation membrane module 1.
分離膜モジユール１を透過した気体（透過気
体）は、エジエクエター２によりラインＣより吸
引され、ラインＦより排出される。 The gas that has permeated through the separation membrane module 1 (permeated gas) is sucked through line C by the ejector 2 and discharged through line F.
また、分離膜モジユール１の供給側１ａの出口
気体（非透過気体）は、ラインＥより取り出され
る。尚、第１図に示す如く、上記非透過気体の一
部をラインＤより分離膜モジユール１の透過側１
ｂに供給することにより、混合気体の分離効率を
高めることができる。また、非透過気体を供給す
る代わりに、不活性気体を外部から透過側１ｂに
導入しても良い。 Further, the outlet gas (non-permeable gas) on the supply side 1a of the separation membrane module 1 is taken out from line E. Incidentally, as shown in FIG.
By supplying the gas to b, the separation efficiency of the gas mixture can be increased. Furthermore, instead of supplying the non-permeable gas, an inert gas may be introduced into the permeable side 1b from the outside.
次に、第２図のフローシートに示す実施態様に
ついて説明をする。この実施態様は分離膜モジユ
ールを透過する気体が凝縮性気体である場合に、
エジエクターの噴射源として、この凝縮性気体を
凝縮させた液を利用するもので、特にアルコール
水溶液等の有機物水溶液の濃縮に好適に利用され
る。 Next, the embodiment shown in the flow sheet of FIG. 2 will be explained. In this embodiment, when the gas passing through the separation membrane module is a condensable gas,
The ejector uses a liquid obtained by condensing this condensable gas as an injection source, and is particularly suitable for concentrating an organic aqueous solution such as an alcohol aqueous solution.
この実施態様では、混合気体を、分離膜モジユ
ール１の供給側１ａにラインＡより供給し、且つ
その際該分離膜モジユール１の透過側１ｂをエジ
エクター２により減圧に保持する。 In this embodiment, the mixed gas is supplied to the supply side 1a of the separation membrane module 1 through the line A, and at the same time, the permeation side 1b of the separation membrane module 1 is maintained at reduced pressure by the ejector 2.
上記混合気体は、常圧でも、また凝縮しない程
度に加圧しても良い。 The above-mentioned mixed gas may be at normal pressure or may be pressurized to such an extent that it does not condense.
また、運転開始時においては、エジエクター２
の噴射源（液体）をタンク３に外部から導入して
置く。エジエクター２の噴射源は、ポンプ４によ
りラインＧよりエジエクター２に供給され、噴射
された後、タンク３に戻る。 Also, at the start of operation, ejector 2
An injection source (liquid) is introduced into the tank 3 from the outside. The injection source of the ejector 2 is supplied to the ejector 2 from a line G by a pump 4, and after being injected, returns to the tank 3.
また、分離膜モジユール１の透過側１ｂの減圧
度は、第１図のフローシートに示す実施態様の場
合と同様、透過気体が凝縮しない範囲で高めるこ
とが好ましく、エジエクター２における液体の噴
射量及び噴射速度により調節することができる。 Further, the degree of pressure reduction on the permeation side 1b of the separation membrane module 1 is preferably increased within a range that does not condense the permeated gas, as in the case of the embodiment shown in the flow sheet of FIG. It can be adjusted by injection speed.
このように、エジエクター２を用いて分離膜モ
ジユール１の透過側１ｂを減圧に保持することに
より、分離膜モジユール１の供給側１ａに供給さ
れた混合気体中の、分離膜に対する透過速度の大
きい気体が選択的に分離膜モジユール１を透過す
る。 In this way, by maintaining the permeation side 1b of the separation membrane module 1 at a reduced pressure using the ejector 2, gases having a high permeation rate through the separation membrane in the mixed gas supplied to the supply side 1a of the separation membrane module 1 can be removed. selectively passes through the separation membrane module 1.
分離膜モジユール１透過した気体（透過気体）
は、エジエクター２によりラインＣより吸引さ
れ、タンク３を経て、冷却器５に移送され、該冷
却器５で凝縮され、ラインＧよりエジエクター２
に噴射源として供給される。エジエクター２の噴
射源の液量は、透過気体を凝縮させた液をライン
Ｈより排出することにより調整される。 Gas that permeated through separation membrane module 1 (permeated gas)
is sucked from the line C by the ejector 2, transferred to the cooler 5 via the tank 3, condensed in the cooler 5, and then transferred from the line G to the ejector 2.
is supplied as an injection source. The amount of liquid in the injection source of the ejector 2 is adjusted by discharging from line H a liquid in which permeated gas is condensed.
また、分離膜モジユール１の供給側１ａの出口
気体（非透過気体）は、ラインＥより取り出され
る。 Further, the outlet gas (non-permeable gas) on the supply side 1a of the separation membrane module 1 is taken out from line E.
尚、第２図のフローシートに示す実施態様にお
いても、第１図のフローシートに示す実施態様と
同様に、非透過気体の一部を分離膜モジユール１
の透過側１ｂに供給しても良く、また不活性気体
を外部から導入しても良い。 In addition, in the embodiment shown in the flow sheet of FIG. 2, a part of the non-permeated gas is transferred to the separation membrane module 1, similar to the embodiment shown in the flow sheet of FIG.
The inert gas may be supplied to the permeation side 1b of the gas, or the inert gas may be introduced from the outside.
上述の本発明の方法で用いられる分離膜モジユ
ールとしては、セラミツク多孔質膜等からなる無
機質分離膜モジユール、ポリアミド膜、セルロー
ス膜、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜等からな
る有機質分離膜モジユールが挙げられる。特に分
離膜モジユールを高温・高圧で操作するときに
は、気体選択透過性能に優れ且つ耐熱性、耐薬品
性に優れた芳香族ポリイミド製分離膜モジユール
が好ましい。 Examples of the separation membrane module used in the method of the present invention include inorganic separation membrane modules made of porous ceramic membranes, etc., and organic separation membrane modules made of polyamide membranes, cellulose membranes, cellulose acetate membranes, polyimide membranes, etc. Particularly when the separation membrane module is operated at high temperature and high pressure, it is preferable to use an aromatic polyimide separation membrane module which has excellent gas selective permeation performance and excellent heat resistance and chemical resistance.
上記分離膜モジユールとしては、有効膜面積の
大きい中空糸の集合体が好ましいが、平膜でも良
い。 The separation membrane module is preferably an aggregate of hollow fibers with a large effective membrane area, but may also be a flat membrane.
分離膜モジユールとして用いられる中空糸は、
その外径が、通常50〜2000μ、好ましくは200〜
1000μである。中空糸の外径が小さ過ぎると圧力
損失が大きくなり、大き過ぎると有効膜面積が減
少する。また、上記中空糸としては、（厚み／外
径）＝0.1〜0.3の条件を満たすものを用いるのが
好ましい。尚、上記厚み＝（外径−内径）／２で
ある。中空糸の厚みが小さいと耐圧性が不充分と
なり、また厚みが大きいと気体選択透過性が不良
となる場合がある。 Hollow fibers used as separation membrane modules are
Its outer diameter is usually 50~2000μ, preferably 200~
It is 1000μ. If the outer diameter of the hollow fiber is too small, pressure loss will increase, and if it is too large, the effective membrane area will decrease. Moreover, as the above-mentioned hollow fiber, it is preferable to use one that satisfies the condition of (thickness/outer diameter)=0.1 to 0.3. Note that the above thickness = (outer diameter - inner diameter)/2. If the thickness of the hollow fiber is small, pressure resistance may be insufficient, and if the thickness is large, gas selective permeability may be poor.
本発明に用いる分離膜モジユールとして特に有
利に用いることのできる芳香族ポリイミド製分離
膜モジユールは、芳香族テトラカルボン酸骨格と
芳香族ジアミン骨格とを含むもので公知の方法に
より製造することができる。 A separation membrane module made of aromatic polyimide that can be particularly advantageously used as a separation membrane module for use in the present invention contains an aromatic tetracarboxylic acid skeleton and an aromatic diamine skeleton, and can be produced by a known method.
上記芳香族テトラカルボン酸骨格としては、
３，3′，４，4′−ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、２，３，3′，4′−ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、ピロメリツト酸、３，3′，４，4′−ビフ
エニルテトラカルボン酸、及び２，３，3′，４−
ビフエニルテトラカルボン酸、そしてこれらの芳
香族テトラカルボン酸の酸二無水物、エステル、
塩等から誘導されるカルボン酸骨格を挙げること
ができる。これらのうち３，3′，４，4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸の酸二無水物と２，３，
3′，4′−ビフエニルテトラカルボン酸の酸二無水
物等により代表されるビフエニルテトラカルボン
酸二無水物から誘導された酸骨格を主酸骨格とす
る芳香族ポリイミド製分離膜モジユールを使用し
た場合に本発明は特に有用である。 As the aromatic tetracarboxylic acid skeleton,
3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetra carboxylic acid, and 2,3,3',4-
Biphenyltetracarboxylic acid, and acid dianhydrides and esters of these aromatic tetracarboxylic acids.
Examples include carboxylic acid skeletons derived from salts and the like. Among these, acid dianhydride of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid and 2,3,
Uses an aromatic polyimide separation membrane module whose main acid skeleton is an acid skeleton derived from biphenyltetracarboxylic dianhydride, such as 3',4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride. The present invention is particularly useful in such cases.
また、上記芳香族アミン骨格としては、ｐ−フ
エニレンジアミン、ｍ−フエニレンジアミン、
２，４−ジアミノトルエン、４，4′−ジアミノジ
フエニルエーテル、４，4′−ジアミノジフエニル
メタン、ｏ−トリジン、１，４−ビス（４−アミ
ノフエノキシ）ベンゼン、ｏ−トリジンスルホ
ン、ビス（アミノフエノキシ−フエニル）メタ
ン、及びビス（アミノフエノキシ−フエニル）ス
ルホン等を挙げることができる。 Further, as the aromatic amine skeleton, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine,
2,4-diaminotoluene, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, o-tolidine, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, o-tolidine sulfone, bis( Examples include aminophenoxy-phenyl)methane and bis(aminophenoxy-phenyl)sulfone.
芳香族ポリイミド製分離膜モジユールの製造方
法としては、例えば、上記芳香族ジアミン（他の
芳香族ジアミンを含有していてもよい）からなる
芳香族ジアミン成分と上記ビフエニルテトラカル
ボン酸成分とを略等モル、フエノール系化合物の
有機溶媒中約140℃以上の温度で一段階で重合及
びイミド化して芳香族ポリイミドを生成し、その
芳香族ポリイミド溶液（濃度；約３〜30重量％）
をドープ液として使用して約30〜150℃の温度の
基材上に塗布又は流延あるいは中空糸膜状に押出
してドープ液の薄膜（平膜又は中空糸）を形成
し、次いでその薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を
形成し、その凝固膜から溶媒、凝固液等を洗浄除
去し、最後に熱処理して芳香族ポリイミド製の非
対称性分離膜モジユールを形成する製膜方法を挙
げることができる。 As a method for producing a separation membrane module made of aromatic polyimide, for example, the aromatic diamine component consisting of the above aromatic diamine (which may contain other aromatic diamines) and the above biphenyltetracarboxylic acid component are abbreviated. Equimolar phenolic compound is polymerized and imidized in one step at a temperature of about 140°C or higher in an organic solvent to produce aromatic polyimide, and the aromatic polyimide solution (concentration: about 3 to 30% by weight)
is used as a dope liquid to form a thin film (flat membrane or hollow fiber) of the dope liquid by coating or casting on a substrate at a temperature of about 30 to 150°C or extruding it into a hollow fiber membrane, and then the thin film is List a membrane forming method in which a coagulated membrane is formed by immersion in a coagulating liquid, the solvent, coagulating liquid, etc. are washed and removed from the coagulated membrane, and finally heat-treated to form an asymmetric separation membrane module made of aromatic polyimide. I can do it.
以下、本発明の実施例を挙げ、本発明を更に詳
細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by giving examples of the present invention.
実施例 １
本実施例は、湿潤空気の除湿に本発明の方法を
適用した例で、第１図に示すフローシートに従つ
て下記のようにして実施した。Example 1 This example is an example in which the method of the present invention was applied to dehumidifying humid air, and was carried out as follows according to the flow sheet shown in FIG.
加圧湿潤空気（圧力７Kg／cm2・Ｇ、40℃、飽和
湿度）を119.9Nm3／hrで系内で導入し、該加圧
湿潤空気の一部を15Nm3／hrで噴射源としてエジ
エクター２にラインＢより供給し、それ以外の加
圧湿潤空気（104.9Nm3／hr）を芳香族ポリイミ
ド製中空糸分離膜モジユール１（膜面積20m2）の
供給側１ａにラインＡより供給した。分離膜モジ
ユール１の透過側１ｂの圧力は、エジエクター２
により240mmHgの減圧に保持した。また、分離膜
モジユール１の透過側１ｂには、後述の如く分離
膜モジユール１の供給側１ａの出口気体である加
圧乾燥空気の一部を供給した。 Pressurized humid air (pressure 7 Kg/cm 2 G, 40°C, saturated humidity) is introduced into the system at 119.9 Nm 3 /hr, and a portion of the pressurized humid air is injected at 15 Nm 3 /hr into the ejector as an injection source. The remaining pressurized humid air (104.9 Nm 3 /hr) was supplied from line A to the supply side 1a of aromatic polyimide hollow fiber separation membrane module 1 (membrane area 20 m 2 ). The pressure on the permeate side 1b of the separation membrane module 1 is
The vacuum was maintained at 240 mmHg. In addition, a portion of pressurized dry air, which is the outlet gas of the supply side 1a of the separation membrane module 1, was supplied to the permeation side 1b of the separation membrane module 1, as described later.
分離膜モジユール１における上記の処理によ
り、主に水蒸気からなる気体が1.5Nm3／hrで分
離膜モジユール１を透過し、この透過気体は、エ
ジエクター２によりラインＣより吸引され、噴射
源の加圧湿潤空気と共にラインＦより排出した。 Due to the above treatment in the separation membrane module 1, gas mainly consisting of water vapor permeates through the separation membrane module 1 at a rate of 1.5 Nm 3 /hr, and this permeated gas is sucked from the line C by the ejector 2 and pressurized at the injection source. It was discharged from line F together with humid air.
また、分離膜モジユール１の供給側１ａの出口
気体として加圧乾燥空気（非透過気体）が
103.4Nm3／hrで得られた。この加圧乾燥空気の
一部を3.4Nm3／hrでラインＤより分離膜モジユ
ール１を透過側１ｂに供給した。 In addition, pressurized dry air (non-permeable gas) is used as the outlet gas on the supply side 1a of the separation membrane module 1.
It was obtained at 103.4Nm 3 /hr. A part of this pressurized dry air was supplied from line D to the permeation side 1b of the separation membrane module 1 at a rate of 3.4 Nm 3 /hr.
ラインＥより100Nm3／hrで取り出された加圧
乾燥空気は、大気圧露点−20℃で充分に乾燥され
たものであつた。 The pressurized dry air taken out from line E at a rate of 100 Nm 3 /hr was sufficiently dried at an atmospheric pressure dew point of -20°C.
実施例 ２
本実施例は、エタノール水溶液の濃縮に本発明
の方法を適用した例で、第２図に示すフローシー
トに従つて下記のようにして実施した。Example 2 This example is an example in which the method of the present invention was applied to the concentration of an aqueous ethanol solution, and was carried out as follows according to the flow sheet shown in FIG.
エタノール濃度30重量％のエタノール水溶液を
気化させた90℃のエタノール蒸気／水蒸気混合気
体を43.3Kg／hrで、芳香族ポリイミド製中空糸分
離膜モジユール１（膜面積20m2）の供給側１ａに
ラインＡより供給した。分離膜モジユール１の透
過側１ｂの圧力は、エジエクター２により30mm
Hgの減圧に保持した。 An ethanol vapor/steam mixture gas at 90°C obtained by vaporizing an ethanol aqueous solution with an ethanol concentration of 30% by weight was supplied at 43.3 kg/hr to the supply side 1a of aromatic polyimide hollow fiber separation membrane module 1 (membrane area 20 m 2 ). Supplied from A. The pressure on the permeate side 1b of the separation membrane module 1 is set to 30 mm by the ejector 2.
A vacuum of Hg was maintained.
分離膜モジユール１における上記の処理によ
り、主に水蒸気からなる気体が30.8Kg／hrで分離
膜モジユール１を透過し、この透過気体は、エジ
エクター２によりラインＣより吸引され、タンク
３を経て、冷却器５に移送し、該冷却器５で35℃
に冷却して凝縮し、ラインＧよりエジエクター２
に噴射源として供給した。エジエクター２におけ
る噴射源の噴射量は2.1m2／hrとした。上記透過
気体を冷却器５で凝縮させた液は、必要に応じ排
出ラインＨより排出した。この液は、エタノール
濃度4.1重量％のエタノール水溶液であつた。 Due to the above treatment in the separation membrane module 1, gas mainly consisting of water vapor permeates through the separation membrane module 1 at a rate of 30.8 kg/hr, and this permeated gas is sucked from the line C by the ejector 2, passes through the tank 3, and is cooled. Transfer to container 5 and heat to 35℃ in the cooler 5.
It is cooled and condensed to ejector 2 from line G.
was supplied as an injection source. The injection amount of the injection source in ejector 2 was 2.1 m 2 /hr. The liquid obtained by condensing the permeated gas in the cooler 5 was discharged from a discharge line H as required. This liquid was an ethanol aqueous solution with an ethanol concentration of 4.1% by weight.
また、分離膜モジユール１の供給側１ａ出口気
体として濃縮されたエタノール蒸気が12.5Kg／hr
で得られた。このエタノール蒸気（非透過気体）
は、冷却して水溶液としてラインＥより取り出し
た。 In addition, the concentrated ethanol vapor as the outlet gas of the supply side 1a of the separation membrane module 1 was 12.5Kg/hr.
Obtained with. This ethanol vapor (non-permeable gas)
was cooled and taken out from line E as an aqueous solution.
ラインＥより取り出されたエタノール水溶液
は、エタノール濃度94重量％であつた。 The ethanol aqueous solution taken out from line E had an ethanol concentration of 94% by weight.
本発明の混合気体の分離方法によれば、分離膜
モジユールを用いて混合気体を分離する際の該分
離膜モジユールの透過側の減圧の保持を、故障等
のトラブルがなく、且つ保守・管理が不要で、し
かも安価な設備で行うことができる。
According to the method for separating a mixed gas of the present invention, when a mixed gas is separated using a separation membrane module, the reduced pressure on the permeation side of the separation membrane module can be maintained without trouble such as failure, and with easy maintenance and management. This is unnecessary and can be done with inexpensive equipment.
第１図は、本発明の混合気体の分離方法の一実
施態様の概略を示すフローシートであり、第２図
は、本発明の混合気体の分離方法の別の実施態様
の概略を示すフローシートである。
１……分離膜モジユール、２……エジエクタ
ー。
FIG. 1 is a flow sheet showing an outline of one embodiment of the method for separating a mixed gas of the present invention, and FIG. 2 is a flow sheet showing an outline of another embodiment of the method for separating a mixed gas of the present invention. It is. 1... Separation membrane module, 2... Ejector.
Claims (1)
差を利用して混合気体の分離を行う方法におい
て、上記分離膜モジユールの透過側を減圧する減
圧手段としてエジエクターを用い、エジエクター
の噴射源として、分離膜モジユールに供給する混
合気体の一部、又は分離膜モジユールを透過した
凝縮性気体を凝縮させた液を用いることを特徴と
する混合気体の分離方法。 ２ 分離膜モジユールが芳香族ポリイミド製分離
膜モジユールである特許請求の範囲第１項記載の
混合気体の分離方法。 ３ 分離膜モジユールの透過側に、分離膜モジユ
ールの供給側出口気体の一部、又は不活性気体を
供給する特許請求の範囲第１項記載の混合気体の
分離方法。 ４ 分離膜モジユールに供給する混合気体が湿潤
空気である特許請求の範囲第１項記載の混合気体
の分離方法。[Scope of Claims] 1. In a method of separating a mixed gas by utilizing a difference in gas permeation speed using a separation membrane module, an ejector is used as a pressure reduction means for reducing the pressure on the permeation side of the separation membrane module, and the ejector A method for separating a mixed gas, characterized in that a part of the mixed gas supplied to a separation membrane module or a liquid obtained by condensing a condensable gas that has passed through a separation membrane module is used as an injection source. 2. The method for separating a mixed gas according to claim 1, wherein the separation membrane module is a separation membrane module made of aromatic polyimide. 3. The method for separating a mixed gas according to claim 1, wherein a part of the supply side outlet gas of the separation membrane module or an inert gas is supplied to the permeation side of the separation membrane module. 4. The method for separating a mixed gas according to claim 1, wherein the mixed gas supplied to the separation membrane module is humid air.
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|---|---|---|---|
| JP8208287A JPS63248418A (en) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | Separation of gaseous mixture |
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Also Published As
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