JPH06170146A - 蓄熱を利用する高速応答膜型ガス発生装置 - Google Patents

蓄熱を利用する高速応答膜型ガス発生装置

Info

Publication number
JPH06170146A
JPH06170146A JP5209724A JP20972493A JPH06170146A JP H06170146 A JPH06170146 A JP H06170146A JP 5209724 A JP5209724 A JP 5209724A JP 20972493 A JP20972493 A JP 20972493A JP H06170146 A JPH06170146 A JP H06170146A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
gas generator
heat
heat storage
generator according
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
JP5209724A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Barbe
クリスティアン・バーブ
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.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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 Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of JPH06170146A publication Critical patent/JPH06170146A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/22Separation 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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】 【目的】短時間で再開始でき、エネルギーおよび投資の
点で付加的な費用を要することなく非常に迅速に操作温
度に達する膜型ガス発生装置を提供する。 【構成】供給流導入手段を有する供給流圧縮手段と、こ
の供給流圧縮手段の後流側にこれと流体接続して配置さ
れた熱源手段と、この熱源手段の後流側にこれと流体接
続して配置された蓄熱手段と、この該蓄熱手段の後流側
に配置され、透過物側と非透過物側を有する少なくとも
1つの膜を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱を利用する高速応
答膜型ガス発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、種々のガス分離器において、膜プ
ロセスが使用されている。このプロセスにおいて、供給
流は、膜の表面と接触し、より容易に透過する成分を低
圧下で回収し、他方透過性の低い成分を供給圧に近い圧
力で非透過流として収集する。
【0003】膜システムは、例えば窒素または他のガス
の現場生産のためにますます使用されつつある。そのよ
うな全ての場合において、膜型発生装置が液体窒素バッ
クアップタンクとともに使用されている。バックアップ
タンクは、ピーク要求(peakdemand )または発生装置
の運転停止期間の間、始動時に生産が消費者の要求する
純度に達するまで使用される。しかしながら、そのよう
な膜システムの効率は、変動する消費者の要求により経
時的に低下する。特に、要求される流量が減少すると、
システムは、一時的にのみ使用され、停止と再開始の頻
度が高くなる。さらに、要求される定期的メンテナンス
のために長期間の運転停止がしばしば生じる。かくし
て、ガス発生装置が要求される純度レベルに達する前に
消費ラインに供給するために、各再開始時に液体窒素を
蒸発させなければならない。この蒸発した液体窒素は、
いずれの場合でも、ガス発生装置により生産された窒素
よりも高価である。従って、液体窒素の消費を最小限に
抑えようとする大きな要望がある。また、ガス発生装置
の始動時間を短縮することも非常に望ましいことであ
る。
【0004】要求される純度に達するための制限要因の
1つは、操作温度が周囲温度より高い場合に膜がその操
作温度に達するまでに要する時間である。膜の操作温度
が周囲温度よりも高い場合、2、3秒といった非常に短
時間で多量の熱をシステムに導入できることが必要であ
る。不幸にして、現在、操作温度に達するまでに数分間
が必要である。システムを操作温度にするために要する
時間のほとんどは、ヒーターの熱慣性、冷えているパイ
プ類および膜の加熱による。
【0005】現在、始動時間を短縮するために、供給パ
イプ上に配置された電気ガスヒーターを用いたシステム
が提案されてる。非常に強力なヒーターを用いることが
できるが、これは、システムを操作温度に維持するため
だけに要する電力に比べて費用が高すぎ、過剰設計であ
る。
【0006】提案されている他の解決手段は、高い周囲
温度を維持することによってシステム全体を要求される
温度に保持することである。しかしながら、これは、特
に長期間の運転停止の場合にエネルギー的に高価であ
る。米国特許第4,787,919号に開示されている
ように、感受性部分すなわち膜だけを加熱された絶縁ボ
ックス内に収容しても、長期運転停止の場合にはコスト
がなお高いものとなる。さらに、この手段は、ヒーター
と膜との間に組み込まれたパイプ類、その他の装備を加
熱するための時間を短縮させるものではない。さらにま
た、システムへの供給空気が冷たい場合、膜が既に操作
温度にあっても膜は最適に動作しない。加えて、膜の質
量が供給流量に比べて小さいので、供給空気が冷たい場
合、システムは、冷たいシステムの非効率性をもって動
作することとなる。
【0007】こうして、短時間で再開始でき、エネルギ
ーおよび投資の点で付加的な費用を要することなく非常
に迅速に操作温度に達する膜型ガス発生装置に対する要
求が存在するのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、操作中ヒーターによって提供される熱の一部を蓄
え、大きなパワーが必要とされ、ヒーターを開始させる
ときに熱をすぐさま供給空気へ戻すことができる蓄熱手
段を備えた膜型ガス発生装置を提供することにある。ま
た、本発明の課題は、膜型ガス発生装置用の熱緩衝手段
として蓄熱手段を備えた膜型ガス発生装置を提供するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、a)供給流圧縮手段、b)この供給流圧縮手段の
後流側にこれと流体接続して配置された熱源手段、c)
この熱源の後流側にこれと流体接続して配置された蓄熱
手段、およびd)この蓄熱手段の後流側に配置され、透
過物側と非透過物側を有する少なくとも1つの膜を具備
する膜型ガス発生装置によって解決される。
【0010】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明により、エネルギーおよび投資に付加的なコストを
要することなく、非常に短時間で再始動でき、非常に迅
速に操作温度に達し得る膜型ガス発生装置が提供され
る。また、本発明は、ガス発生装置の通常の操作中に、
熱源手段によって提供される熱の一部を貯蔵できる蓄熱
手段をも提供する。熱源手段は、供給ガスを必要な温度
に維持するために要する熱に多くのエネルギーを付加す
るために使用でき、あるいは、蓄熱手段における熱損失
を補償するために外部熱源手段を用いることができる。
装置を再始動させるとき、運転停止後装置が冷却するに
つれ、貯蔵されたエネルギーを復原することができる。
さらに、本発明により、貯蔵された熱は、膜の過加熱を
防止でき、熱緩衝手段として作用する。これは、操作温
度が、膜に許容できる最大温度に近い場合に特に重要で
ある。
【0011】一般に、膜を比較的高温で動作させること
が実用上有益であるが、使用する操作温度に関し、実際
上考慮すべき事項がある。これら考慮すべき事項は、温
度が高まると機械的強度が一般に低下するという膜それ
自体によるか、または膜モデュールに使用される他の構
成材料、例えばチューブシート材料、バッフル材料また
はシェル材料による。例えば、窒素分離膜は、エポキシ
製のチューブシートを用いてポリイミドにより作製でき
る。この場合、チューブシートの製造に使用されるエポ
キシ材料は、高温下での操作に対する制限要因となる。
特に、エポキシ材料は、95℃を越える温度でその機械
的性質の実質部分を失う。それ故、一般に、そのような
膜にとっての最大長期操作温度は、適切な安全マージン
を得るためには、せいぜい約80℃である。
【0012】一般に、本発明により、供給流導入手段を
有する供給流圧縮手段、この供給流圧縮手段の後流側に
これと流体接続して配置された熱源手段、この熱源手段
の後流側にこれと流体接続して配置された蓄熱手段、お
よびこの蓄熱手段の後流側に配置され、透過物側と非透
過物側を有する少なくとも1つの膜を具備する膜型ガス
発生装置が提供される。
【0013】より詳しくは、本発明の蓄熱手段は、充分
に高い比熱を有するいずれの固体物質であってよい。例
えば、レンガまたは耐火材を使用できる。蓄熱材は、ま
た、例えば供給空気から油を除去する過程で使用される
カーボン塔に使用できる活性炭であってもよい(図2参
照)。一般に、活性炭塔は、2つの目的で使用される。
第1は、吸着によって油蒸気を活性炭気孔中に取込み・
除去するためである。第2は、蓄熱器として作用させる
ため、すなわち上記手段の1つによって熱エネルギーを
貯蔵し、必要なときにこれを供給ガスに与えるためであ
る。
【0014】蓄熱手段に使用できるように充分に高い比
熱を有するいずれの通常の固体物質を使用することがで
きる。そのようなレベルの比熱を有する物質は、当業者
によく知られている。一般に、充分に高い比熱を有し、
安価であり、化学的安定性の良好ないずれの物質も使用
できる。一例として、ペブル、レンガ、またはスチール
ボールを挙げることができる。しかしながら、上記条件
に適合するいずれの物質をも使用できる。例えば、「ケ
ミカル・エンジニア・ハンドブック」(ペリー&キルト
ン、第5版)参照。さらに、その固有熱慣性(inherent
thermal inertia)によりエネルギーを保持する蓄熱材
も使用でき、あるいはそれは長期の運転停止期間中の損
失を補償するために付加的な加熱供給を必要とし得る。
この蓄熱材は、それ単独で絶縁シェル内に、または膜を
も収容する絶縁シェル内に収容することができる。本明
細書で用いる「固有熱慣性」とは、いくつかの場合にお
いて、観察期間中に蓄熱器の外部への熱損失が初めに蓄
熱器に蓄えられた熱に比べて無視し得るならば蓄熱器へ
の熱添加が不必要であることをいう。
【0015】熱源手段は、内部または外部エネルギー源
を利用するいずれの通常の熱源であってもよく、例えば
電気ヒーターまたは熱交換器を挙げることができる。こ
のような熱源手段は、当業者によく知られている。本明
細書で用いる「内部/外部エネルギー源」とは、使用す
るエネルギーがガス発生装置内で回収されることを意味
する。例えば、それは空気圧縮エネルギーの一部であっ
てもよい。実際は、これは、潤滑されたスクリューコン
プレッサの油回路に設けられた空気−油熱交換器を用い
て行うことができる。さらに、外部エネルギー源は、例
えば、外部の電気ヒーター、またはスチームヒーターま
たは炭化水素燃焼器であってもよい。
【0016】当業者には、本発明の範囲を逸脱すること
なく多くの変形、変更が本発明に対して行うことができ
ることを理解されるであろう。すなわち、本発明の実施
に使用する透過性膜は、膜システムの主要部材を含む膜
モデュールを形成するための囲い内に典型的に配置され
る膜アッセンブリー中に普通に使用できる。本発明から
理解されるように、膜システムは、1の膜モデュール、
または並列もしくは直列に配置された複数の膜モデュー
ルを含む。膜モデュールは、好都合な中空繊維形態で、
あるいは螺旋巻回されたひだ付きフラットシート膜アッ
センブリーとして、または他のいずれの所望の形態で構
成できる。膜モデュールは、供給空気表面と、反対側の
透過ガス導出側とを有するように構成される。中空繊維
膜にあっては、供給空気は、中空繊維の孔側または他の
表面側のにずれにも供給できる。
【0017】また、空気分離膜及び水素精製膜に使用さ
れる膜材料は、供給ガスすなわち、空気または不純水素
のより透過性の高い成分を選択的に透過させ得るいずれ
もの好適な材料であることが理解されるであろう。セル
ロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等
のセルロース誘導体、アリールポリアミドおよびアリー
ルポリイミドを含むポリアミドおよびポリイミド、ポリ
スルホン、ポリスチレン等がそのような材料の代表であ
る。しかしながら、本発明においては、ポリイミドが好
ましい。
【0018】上に述べたように、絶縁された囲い内に配
置される膜システムを構成する透過性膜は、いずれの所
望の形態にあってよく、中空繊維膜が一般に好ましい。
いずれもの特定のガス分離に使用される膜材料は、より
透過性の低い成分を含有するガスまたは流体混合物のよ
り透過性の高い成分を選択的に透過させ得るどのような
好適な材料であり得る。セルロースアセテート、セルロ
ースアセテートブチレート等のセルロース誘導体、アリ
ールポリアミドおよびアリールポリイミドを含むポリア
ミドおよびポリイミド、ポリスルホン、ポリスチレン等
がそのような材料の代表である。なお、他の多くの透過
性膜材料が知られており、広範な分離操作において適切
に使用できる。上に述べたように、本発明に使用される
膜は、複合膜形態、非対称形態、または本発明のシステ
ムおよびプロセスを用いて行われる特定のガス分離に有
用で有効であるどのような形態であってもよい。
【0019】中空繊維膜は、一般に、流体混合物におけ
る1またはそれ以上の流体を1またはそれ以上の他の流
体から分離できるポリマー材料から形成される。中空繊
維膜を調製するために使用できるポリマー材料は、好ま
しくは、ポリ−4−メチルペンテン、ポリエチレンおよ
びポリプロピレンのようなオレフィン系ポリマー;ポリ
テトラフルオロエチレン、セルロースエステル、セルロ
ールエーテルおよび再生セルロース;ポリアミド;ポリ
エーテルケトンおよびポリエーテルエーテルケトン;ビ
スフェノール系ポリエステルカーボネートおよびポリカ
ーボネートの環置換誘導体を含むポリエステルカーボネ
ートおよびポリカーボネート;ポリスチレン;ポリスル
ホン;ポリイミド;ポリエーテルスルホン等である。中
空繊維膜は、均質、対称(等方性)、非対称(異方性)
または複合膜であってよい。これら膜は、緻密な選別領
域(discriminating region )を有してもよく、この領
域は該領域における溶解性または拡散性の差に基づいて
1またはそれ以上の流体を1またはそれ以上の他の流体
から分離する。あるいは、膜は、微多孔質であり、流体
の相対的揮発性に基づいて1またはそれ以上の流体を1
またはそれ以上の他の流体から分離するものであっても
よい。
【0020】ガス分離には、緻密領域を有する中空繊維
膜が好ましい。非対称中空繊維膜は、選別領域を、中空
繊維の外側に、中空繊維の内側(ルーメン表面)または
外側および内側双方の中空繊維膜表面に対して内部のい
づれかに位置することができる。中空繊維膜の選別領域
が両方の繊維膜表面の内部にある態様において、中空繊
維の内側(ルーメン)表面および外側表面は多孔質であ
り、それでも膜はガス分離能を持つ。ガスを分離する態
様において、膜用の好ましいポリマー材料には、ポリエ
ステルカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスル
ホン、ポリイミド、およびポリカーボネートが含まれ
る。ガス分離膜用のより好ましいポリマー材料は、ポリ
カーボネートおよびポリエステルカーボネートである。
ガス分離用の好ましいポリカーボネートおよびポリエス
テルカーボネート膜には、米国特許第4,874,40
1号、同第4,851,014号、同第4,840,6
46号および同第4,818,254号に記載されたも
のが含まれる。1つの好ましい態様において、このよう
な膜は、米国特許第4,772,392号に記載された
方法により調製される。
【0021】
【実施例】以下本発明をいくつかの例により説明する
が、本発明はそれらに限定されるものではない。 例 1:蓄熱器の設計 例えば、ガス発生装置の供給流量が100Nm3 /hで
あり、その温度を20℃(周囲温度)から40℃(操作
温度)に上昇させるべき場合、電気ヒーターは、以下の
ように設計される。
【0022】電力=(Fair * ΔT Cpair)+熱損
失 (ここで、 Fair =空気流量=100Nm3 /h ΔT =ガスにもたらせられる温度変動=40−20=
20℃ Cpair=空気の比熱=0.25cal/g℃) よって、電力>0.75kV しかしながら、平衡に達するまでに全てのパイプおよび
システムを加熱するために要する時間は約10分間であ
る。電気ヒーターから得られる電力のほとんどは、シス
テムを加熱するために使われ、供給空気を加熱しない。
その場合、10分間に供給空気の加熱を補うためにシス
テムに必要な余分のエネルギーは、 E=(Fair * ΔT * Cpair)*時間 E=450kJ となる。
【0023】このエネルギーは、本発明の蓄熱システム
によって提供できる。これは、 E=Ms * Cps * ΔTs (ここで、 Ms = 蓄熱材の質量 Cps = 蓄熱材の比熱 ΔTs = 蓄熱材の温度変動) となるように設計しなければならない。
【0024】蓄熱材と供給空気との間の熱伝達は理想的
である、すなわち空気温度と蓄熱材温度は等しいと正当
に仮定できる。さらに、40℃よりやや低いガス温度を
膜に与えることも許容できる。例えば、38℃でもなお
許容できる。よって、 ΔTs =40−38=2℃ E=450kJ=(Ms *Cps)*2 これは、80リットルのマグネサイトレンガ(Cps
0.93J/g℃、密度=3000kg/m3 )、また
は110リットルの石(Cps=0.84J/g℃、密度
=2500kg/m3 )、あるいは図2の場合には40
0リットルの活性炭(Cps=1.05J/g℃、密度=
500kg/m3 )により達成できる。この要求される
体積は、実際の装置によく適合するものである。蓄熱材
は、操作温度で相転移を有する物質であってもよい。そ
のような物質は、高温相で貯蔵したエネルギーを、最適
化されたことには、温度変化を伴うことなく(ΔTs
0)復原させる。
【0025】かくして、膜型ガス発生装置の安定化時間
は、10分から1分以内に減少し、蒸発させる液体窒素
を最小限に抑制できる。液体窒素により供給されるピー
ク要求のない場合には、その消費は、1/10に減少す
る。液体窒素のわずか50%が始動時供給によるなら
ば、全体の液体窒素消費は、従前の値の55%までに低
下する。
【0026】例 2:過加熱からの保護 本発明によれば、安定化時間を例えば10分から5分に
減少させるために加熱制御パラメーターを調節すること
ができる。しかしながら、その場合、膜の過加熱の危険
性がある。このことは、図3に示されている。これは、
操作温度が最大許容温度に近い場合に特に望ましくな
い。
【0027】従来の方法によると、膜の過加熱を防止す
るために2段階制御システムが用いられる。過加熱が約
5℃と予想すると、温度を操作温度より5℃低い温度に
上昇させる。最初のプラトーに達したら、制御システム
を第2段に切り替え、操作温度までゆっくり昇温させ
る。いずれにしてもこの方法により膜の過加熱を防止で
きるが、安定化時間が非常に長くなる。これに対し、本
発明によれば、蓄熱器は、熱緩衝材としても使用できる
ので、膜の温度はほぼ一定である。このことは図5に示
されている。かくして、過加熱に対する良好な保護を提
供して、従来の2段階制御システムが不要となり、始動
時間が減少する。
【0028】次に、本発明の利点をより充分に説明する
ために、図面について説明する。図1は、蓄熱手段を組
み込んだ本発明の膜型ガス発生装置の構成を示すもので
ある。図2は、蓄熱手段として使用されるカーボン塔を
組み込んだ本発明の膜型ガス発生装置の構成を示すもの
である。図3は、従来の方法を採用した場合の膜供給ガ
ス温度プロファイルを示すものである。図4は、従来の
2段階制御システムを採用した場合の温度プロファイル
を示すものである。図5は、本発明を使用した場合の温
度プロファイルを示すものである。
【0029】一般に、本発明において、ガス分離に通常
使用されているいずれもの膜またはその組合せを用いる
ことができる。例えば、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリ(フェニレンオキシド)、ナイロン−6,6、
ポリスチレン、セルロースアセテートを挙げることがで
きる。実際、これら膜の1つ、あるいは2以上の膜が使
用される場合にはそれらの組合せを用いることができ
る。しかしながら、本発明においては、1またはそれ以
上のポリイミド膜を比較的高温で使用することが特に有
利である。
【0030】さらに、本発明において、圧縮後膜導入前
に供給空気を再加熱することが有利である。しかしなが
ら、供給空気は、膜モデュールの導入口に近接した場所
で再加熱することが好ましい。膜モデュールの導入口に
近接した位置で供給空気を再加熱することによって、外
部の条件に拘らずより良好な空気温度の制御が維持され
る。さらに、このような構成により、熱消費が最小限に
抑制できる。
【0031】一般に、ヒーターとモデュールの導入口と
の間の導管距離を減少させることが望ましい。より具体
的には、ヒーターとモデュールの導入口との間のパイプ
はできるだけ短いことが好ましい。一般に、この距離
は、外部の温度変動がモデュールの導入口で供給空気温
度に対して無視できる効果を持つように膜の導入口に充
分に近いものである。「無視できる効果」とは、一般
に、温度変動が+1℃未満であることを意味する。
【0032】本発明によれば、圧縮手段、ろ過手段、熱
源および膜手段のような使用する個々の部材は、それぞ
れ通常のものでよい。しかしながら、本発明の蓄熱手段
を膜型ガス発生装置に組み込むことにより、非常に効果
的な一体化システムが得られる。さらに、本発明のガス
発生装置は、有効な方法で迅速に再始動させることがで
きるので、使用して非常に効果的である。
【0033】さらにまた、本発明において、供給空気ヒ
ーターが一般に用いられる。しかしながら、1またはそ
れ以上の付加的な加熱手段を用いてもよい。例えば、蓄
熱器自体に、供給空気ヒーターとは独立に、これに追加
して、ヒーターのような加熱手段を用いることが有利で
ある。一般に、このような追加の、付加的な加熱手段
は、蓄熱材中に配設された温度センサーにより制御で
き、蓄熱材の温度が予め設定したレベルを下回ったとき
にはいつでも熱を追加できる。以上、本発明を説明した
が、多くの変形、変更が本発明の範囲を逸脱することな
く行えることを付記しておく。
【図面の簡単な説明】
【図1】蓄熱手段を組み込んだ本発明の膜型窒素ガス発
生装置の構成を示す図。
【図2】蓄熱手段として使用されるカーボン塔を組み込
んだ本発明の膜型ガス発生装置の構成を示す図。
【図3】従来の方法を採用した場合の膜供給ガス温度プ
ロファイルを示すグラフ図。
【図4】従来の2段階制御システムを採用した場合の温
度プロファイルを示すグラフ図。
【図5】本発明を使用した場合の温度プロファイルを示
すグラフ図。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)供給流導入口手段を有する供給流圧
    縮手段、 b)該供給流圧縮手段の後流側にこれと流体接続して配
    置された熱源手段、 c)該熱源手段の後流側にこれと流体接続して配置され
    た蓄熱手段、および d)該蓄熱手段の後流側に配置され、透過物側と非透過
    物側を有する少なくとも1つの膜 を具備する膜型ガス発生装置。
  2. 【請求項2】 熱源手段が、内部または外部エネルギー
    源を用いるものである請求項1記載の膜型ガス発生装
    置。
  3. 【請求項3】 蓄熱手段が、熱を蓄積し保持するに充分
    に高い比熱を有する固体物質を包含する請求項1または
    2記載の膜型ガス発生装置。
  4. 【請求項4】 蓄熱手段が、熱を蓄積し保持するに充分
    な固有熱慣性を有する固体物質である請求項1または2
    項記載の膜型ガス発生装置。
  5. 【請求項5】 蓄熱手段が、絶縁されたシェル内、また
    は該膜をも収容するシェル内に収容されている請求項1
    ないし4のいずれか1項記載の膜型ガス発生装置。
  6. 【請求項6】 蓄熱手段が、下記等式 E=Ms *Cps*ΔTs (ここで、Eは、必要なエネルギー入力量、Ms は、蓄
    熱材質量、Cpsは蓄熱材比熱、ΔTs は、蓄熱材温度変
    化)を満足する請求項1ないし5のいずれか1項記載の
    膜型ガス発生装置。
  7. 【請求項7】 少なくとも1つの膜が、ポリイミド、ポ
    リカーボネート、ポリ(フェニレンオキシド)、ナイロ
    ン−6,6、ポリスチレン、およびセルロースアセテー
    トからなる群の中から選ばれた膜である請求項1ないし
    6のいずれか1項記載の膜型ガス発生装置。
  8. 【請求項8】 少なくとも1つの膜が、ポリイミド膜で
    ある請求項1ないし7のいずれか1項記載の膜型ガス発
    生装置。
  9. 【請求項9】 内部エネルギー源が、空気圧縮エネルギ
    ーの部分回収によりエネルギーを得るものである請求項
    2ないし8のいずれか1項記載の膜型ガス発生装置。
  10. 【請求項10】 外部エネルギー源が、電気ヒーター、
    スチームヒーター、または炭化水素燃焼器である請求項
    2ないし8のいずれか1項記載の膜型ガス発生装置。
  11. 【請求項11】 膜モデュール入口に近接して配置され
    た、供給空気を再加熱するための加熱手段をさらに備え
    た請求項1ないし10のいずれか1項記載の膜型ガス発
    生装置。
  12. 【請求項12】 加熱手段が、外部温度変化が供給空気
    温度に対して+1℃未満の温度変動をもたらすように膜
    モデュール入口に対して位置する請求項11記載の膜型
    ガス発生装置。
  13. 【請求項13】 1またはそれ以上の追加の加熱手段を
    さらに備えた請求項1ないし12のいずれか1項記載の
    膜型ガス発生装置。
  14. 【請求項14】 1またはそれ以上の追加の加熱手段
    が、蓄熱手段中に一体化され、供給流圧縮手段の後流側
    に配置された熱源手段とは独立の加熱手段である請求項
    13記載の膜型ガス発生装置。
  15. 【請求項15】 蓄熱手段中に一体化された加熱手段
    が、蓄熱物材内に位置する温度センサーにより制御され
    る請求項14記載の膜型ガス発生装置。
  16. 【請求項16】 a)請求項1のガス発生装置の操作中
    に熱源手段によって提供される熱の一部を蓄熱手段中に
    蓄え、 b)該ガス発生装置が停止した後でこれを再開始すると
    きに、該蓄熱手段から熱を該ガス発生装置に戻す ことを包含する、非連続的に操作される膜型窒素発生装
    置を迅速に再開始させ、短時間で操作温度に到達させる
    ための方法。
  17. 【請求項17】 熱を圧縮手段に供給された供給流へ戻
    す請求項16記載の方法。
  18. 【請求項18】 熱を1またはそれ以上の膜へ戻す請求
    項16記載の方法。
  19. 【請求項19】 1またはそれ以上の膜を、それら膜に
    許容される最大温度近傍の温度で操作する請求項16な
    いし18のいずれか1項記載の方法。
JP5209724A 1992-08-26 1993-08-24 蓄熱を利用する高速応答膜型ガス発生装置 Pending JPH06170146A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US935165 1992-08-26
US07/935,165 US5290341A (en) 1992-08-26 1992-08-26 Fast response membrane generator using heat accumulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06170146A true JPH06170146A (ja) 1994-06-21

Family

ID=25466643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5209724A Pending JPH06170146A (ja) 1992-08-26 1993-08-24 蓄熱を利用する高速応答膜型ガス発生装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5290341A (ja)
EP (1) EP0585161B1 (ja)
JP (1) JPH06170146A (ja)
CA (1) CA2104809A1 (ja)
DE (1) DE69314414T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709733A (en) * 1995-05-29 1998-01-20 Nitto Denko Corporation Gas separation method

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2695568B1 (fr) * 1992-09-14 1994-10-21 Air Liquide Procédé et installation de séparation de gaz par perméation.
FR2712821B1 (fr) * 1993-11-26 1995-12-22 Air Liquide Procédé et installation de fourniture d'azote au moyen de membranes semi-perméables utilisant une géométrie membranaire variable.
US5425801A (en) * 1993-12-21 1995-06-20 Praxair Technology, Inc. Membrane nitrogen with temperature tracking
US5649995A (en) * 1995-03-09 1997-07-22 Nitec, Inc. Nitrogen generation control systems and methods for controlling oxygen content in containers for perishable goods
ATE247499T1 (de) * 1995-06-12 2003-09-15 Cordis Webster Inc Katheter mit einem elektrischen führungssensor
US5858065A (en) * 1995-07-17 1999-01-12 American Air Liquide Process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases
US5785741A (en) * 1995-07-17 1998-07-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges, Claude Process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases
US5700310A (en) * 1995-12-29 1997-12-23 Mg Generon, Inc. Removal of oil from compressed gas with macroporous polymeric adsorbent
IE80909B1 (en) 1996-06-14 1999-06-16 Air Liquide An improved process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases
US5759237A (en) * 1996-06-14 1998-06-02 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et, L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and system for selective abatement of reactive gases and recovery of perfluorocompound gases
US5989312A (en) * 1996-12-31 1999-11-23 Praxair Technology, Inc. Membrane control system and process
JPH10203803A (ja) * 1997-01-20 1998-08-04 Ngk Insulators Ltd 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置
FR2764523B1 (fr) * 1997-06-17 1999-07-16 Air Liquide Procede et dispositif de fourniture de plusieurs gaz de travail, et son application a une installation d'assemblage de composants electroniques
FR2779070B1 (fr) * 1998-05-28 2000-06-30 Air Liquide Dispositif de fourniture d'un gaz epure a une installation purgee avec ce gaz epure
EP1159999A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-05 Alberto Riatti Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Stickstoff bei der Herstellung von Polyethylen
EP1160000B1 (de) * 2000-05-31 2005-01-19 Borsig GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Stickstoff und/oder Propylen bei der Herstellung von Polypropylen
US6585801B2 (en) * 2001-10-19 2003-07-01 Mayekawa Mfg. Co., Ltd. Operating method of gas engine accommodating to sour gas and the system thereof
US6719825B2 (en) * 2002-05-07 2004-04-13 Graham-White Manufacturing Company Air drying apparatus and method
US8574342B1 (en) 2010-12-27 2013-11-05 Charles M. Flowe Method and apparatus for membrane separation
BR112014002515A2 (pt) * 2011-08-01 2017-03-14 Fmp Tech Gmbh Fluid Measurements & Projects método e dispositivo para secar um filme de fluido aplicado a um substrato

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2790505A (en) * 1954-08-02 1957-04-30 United Gas Corp Methods of and means for dehydrating and processing fluid streams
US3734293A (en) * 1970-03-04 1973-05-22 Air Prod & Chem Thermoelectric adsorber
DE3336427A1 (de) * 1983-10-06 1985-04-18 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von adsorbern
US4545787A (en) * 1984-07-30 1985-10-08 Air Products And Chemicals, Inc. Process for producing by-product oxygen from turbine power generation
US4787919A (en) * 1987-06-23 1988-11-29 Union Carbide Corporation Membrane separation system and process
USRE33678E (en) * 1987-06-23 1991-09-03 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Membrane separation system and process
US5096468A (en) * 1987-10-19 1992-03-17 W. R. Grace & Co.-Conn. Cellulose acetate butyrate gas separation membranes
FR2636858B1 (fr) * 1988-09-08 1990-11-02 Air Liquide Procede et installation de separation d'un constituant a permeabilite intermediaire d'un melange gazeux
US4881953A (en) * 1988-09-15 1989-11-21 Union Carbide Corporation Prevention of membrane degradation
US4944776A (en) * 1989-10-05 1990-07-31 Andrew Corporation Dehumidifier for waveguide system
FR2678143B1 (fr) * 1991-06-28 1993-09-03 Air Liquide Procede et dispositif d'etablissement d'une atmosphere controlee dans des compartiments d'une enceinte de conservation de produits alimentaires vegetaux frais.
US5240471A (en) * 1991-07-02 1993-08-31 L'air Liquide Multistage cascade-sweep process for membrane gas separation
GB2257054A (en) * 1991-07-04 1993-01-06 Normalair Garrett Oxygen generating system
US5266101A (en) * 1992-08-26 1993-11-30 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Membrane gas generator in association with bulk storage for increased flexibility and productivity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5709733A (en) * 1995-05-29 1998-01-20 Nitto Denko Corporation Gas separation method

Also Published As

Publication number Publication date
US5393328A (en) 1995-02-28
DE69314414T2 (de) 1998-02-05
US5290341A (en) 1994-03-01
EP0585161A1 (en) 1994-03-02
CA2104809A1 (en) 1994-02-27
DE69314414D1 (de) 1997-11-13
EP0585161B1 (en) 1997-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06170146A (ja) 蓄熱を利用する高速応答膜型ガス発生装置
CA1322967C (en) Membrane separation system and process
JP4491153B2 (ja) 特に海水または黒みを帯びた水または工程水から脱塩水を生じさせる目的である液体を膜蒸留で浄化する方法
AU2005249880B2 (en) Method and apparatus for cooling in hydrogen plants
KR100768973B1 (ko) 양극배출가스의 재활용을 이용하는 연료전지
US4386944A (en) System and process for increasing the combustible component content of a gaseous mixture
AU2019226284B2 (en) Helium extraction from natural gas
USRE33678E (en) Membrane separation system and process
JPH11236579A (ja) 蒸気対酸素を調節自在な製造を伴う個体電解質イオン導体
KR20010032208A (ko) 산소선택성 이온전달막을 장착한 열로 가동되는 산소/질소발생장치
US9452385B1 (en) Hybrid membrane and adsorption-based system and process for recovering CO2 from flue gas and using combustion air for adsorbent regeneration
CN104411624A (zh) 回收氢气并俘获二氧化碳的方法
JPH06219712A (ja) 適用性を改善した膜窒素ガス発生機
US5709733A (en) Gas separation method
EP2310111A1 (en) Purification of a gas stream
JPH1119459A (ja) 不活性ガスを精製するための個体電解質イオン導体ハイブリッドシステム
US5129331A (en) Emissionless furnace boiler system
US20230044089A1 (en) Method and apparatus for starting up an apparatus for steam reforming
JP2004323263A (ja) 二酸化炭素回収装置
JP2002035530A (ja) ガス分離膜の運転方法
JP4091755B2 (ja) 液化天然ガス受入基地での水素精製方法及びシステム
JP2020146635A (ja) 有機溶剤と水とを含む混合液の脱水装置及び脱水方法
JPH0515487B2 (ja)
JP4950263B2 (ja) 脱水装置の運転方法
JPH04504606A (ja) ガス―空気混合物からの炭化水素の回収方法及び装置