JPH06319966A - スパイラル型膜分離装置 - Google Patents
スパイラル型膜分離装置Info
- Publication number
- JPH06319966A JPH06319966A JP14001693A JP14001693A JPH06319966A JP H06319966 A JPH06319966 A JP H06319966A JP 14001693 A JP14001693 A JP 14001693A JP 14001693 A JP14001693 A JP 14001693A JP H06319966 A JPH06319966 A JP H06319966A
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡易な構成で分離効率を充分に増加できるスパ
イラル型膜分離装置を提供する。 【構成】内部に透過流体通路を有する膜封筒２の開口端
が透過流体集合管１に連通され、該膜封筒２が透過流体
集合管１の回りに巻回され、被処理流体がその巻回層間
の供給流体通路に上記の透過流体集合管の長さ方向に向
け流動される膜分離装置において、上記膜封筒２内の透
過流体通路が、上記透過流体集合管１にほぼ垂直方向の
仕切部２１により分割されている。
イラル型膜分離装置を提供する。 【構成】内部に透過流体通路を有する膜封筒２の開口端
が透過流体集合管１に連通され、該膜封筒２が透過流体
集合管１の回りに巻回され、被処理流体がその巻回層間
の供給流体通路に上記の透過流体集合管の長さ方向に向
け流動される膜分離装置において、上記膜封筒２内の透
過流体通路が、上記透過流体集合管１にほぼ垂直方向の
仕切部２１により分割されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパイラル型膜分離装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】混合流体から特定成分を分離する場合、
その特定成分に対する透過流束が他の成分に対する透過
流束よりも一段と大きい膜、すなわち、選択性透過膜を
用いた膜分離装置を使用することがあり、かかる膜分離
装置の一種としてスパイラル型膜分離装置が知られてい
る。
その特定成分に対する透過流束が他の成分に対する透過
流束よりも一段と大きい膜、すなわち、選択性透過膜を
用いた膜分離装置を使用することがあり、かかる膜分離
装置の一種としてスパイラル型膜分離装置が知られてい
る。
【０００３】図３は従来のスパイラル型膜分離装置に使
用されている膜エレメントを示し、内部に透過流体通路
用材を有する膜封筒２’の開口端を透過流体集合管１’
に連通し、この膜封筒２’を供給流体通路用材３’と共
に透過流体集合管１’の回りに巻回している。
用されている膜エレメントを示し、内部に透過流体通路
用材を有する膜封筒２’の開口端を透過流体集合管１’
に連通し、この膜封筒２’を供給流体通路用材３’と共
に透過流体集合管１’の回りに巻回している。
【０００４】従来のスパイラル型膜分離装置において
は、この膜エレメントを耐圧ケ−ス内に収容し、被処理
流体を巻回層間の供給流体通路に透過流体集合管の長さ
方向に向けて流動させている。
は、この膜エレメントを耐圧ケ−ス内に収容し、被処理
流体を巻回層間の供給流体通路に透過流体集合管の長さ
方向に向けて流動させている。
【０００５】膜には、特定成分に対して大なる透過流束
を呈するもの、すなわち、選択性透過膜が使用されてお
り、被処理流体が供給流体通路を通過する間に、特定成
分が膜を透過し、膜封筒内の透過流体通路を経て透過流
体集合管に達し、この透過流体集合管より外部に取り出
されて行き、他方、被処理流体においては、下流側に至
るに従って、特定成分が減少されていく。
を呈するもの、すなわち、選択性透過膜が使用されてお
り、被処理流体が供給流体通路を通過する間に、特定成
分が膜を透過し、膜封筒内の透過流体通路を経て透過流
体集合管に達し、この透過流体集合管より外部に取り出
されて行き、他方、被処理流体においては、下流側に至
るに従って、特定成分が減少されていく。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】被処理流体が混合ガス
の場合、膜で選択透過される特定成分、すなわち、被処
理混合ガス中の高Flux成分は供給ガス通路の下流側に至
るに従って減少されて分圧が低くなり、その下流側での
供給通路側高Flux成分の分圧と透過通路側高Flux成分の
分圧との差が小となるので、同下流側に至るほど、高Fl
ux成分の透過流束が減少していく。従って、膜分離装置
を通過した被処理ガス中の高Flux成分量がそれだけ多く
なり、他方、また透過ガス中の高Flux成分量がそれだけ
少なくなって、高Flux成分の分離効率が小となる。
の場合、膜で選択透過される特定成分、すなわち、被処
理混合ガス中の高Flux成分は供給ガス通路の下流側に至
るに従って減少されて分圧が低くなり、その下流側での
供給通路側高Flux成分の分圧と透過通路側高Flux成分の
分圧との差が小となるので、同下流側に至るほど、高Fl
ux成分の透過流束が減少していく。従って、膜分離装置
を通過した被処理ガス中の高Flux成分量がそれだけ多く
なり、他方、また透過ガス中の高Flux成分量がそれだけ
少なくなって、高Flux成分の分離効率が小となる。
【０００７】しかしながら、本発明者等の実験によれ
ば、膜封筒内の透過ガス通路を、透過ガス集合管に対し
てほぼ垂直方向の仕切り部で分割すれば、高Flux成分の
分離効率を充分に増大できることが明らかになった。
ば、膜封筒内の透過ガス通路を、透過ガス集合管に対し
てほぼ垂直方向の仕切り部で分割すれば、高Flux成分の
分離効率を充分に増大できることが明らかになった。
【０００８】本発明の目的は、かかる実験結果に基づ
き、簡易な構成で分離効率を充分に増加できるスパイラ
ル型膜分離装置を提供することにある。
き、簡易な構成で分離効率を充分に増加できるスパイラ
ル型膜分離装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のスパイラル型膜
分離装置は、内部に透過流体通路を有する膜封筒の開口
端が透過流体集合管に連通され、該膜封筒が透過流体集
合管の回りに巻回され、被処理流体がその巻回層間の供
給流体通路に上記の透過流体集合管の長さ方向に向け流
動される膜分離装置において、上記膜封筒内の透過流体
通路が、上記透過流体集合管にほぼ垂直方向の仕切部に
より分割されていることを特徴とする構成であるる。
分離装置は、内部に透過流体通路を有する膜封筒の開口
端が透過流体集合管に連通され、該膜封筒が透過流体集
合管の回りに巻回され、被処理流体がその巻回層間の供
給流体通路に上記の透過流体集合管の長さ方向に向け流
動される膜分離装置において、上記膜封筒内の透過流体
通路が、上記透過流体集合管にほぼ垂直方向の仕切部に
より分割されていることを特徴とする構成であるる。
【００１０】
【作用】膜封筒内の透過ガス通路が、供給ガス通路の上
流側から下流側に向かう途中位置において仕切られるこ
とになる。透過ガス通路の同上流側での高Flux成分の分
圧が、同下流側の高Flux成分の分圧よりも低いが、途中
位置の仕切りのために同上流側での高Flux成分の同下流
側への拡散を排除でき、同下流側の高Flux成分の分圧を
充分に低く保持できる。従って、下流側での高Flux成分
の供給通路側の分圧と透過通路側の分圧の差を充分に大
きくでき、下流側でも高Flux成分の透過流束を相当に高
くできる。
流側から下流側に向かう途中位置において仕切られるこ
とになる。透過ガス通路の同上流側での高Flux成分の分
圧が、同下流側の高Flux成分の分圧よりも低いが、途中
位置の仕切りのために同上流側での高Flux成分の同下流
側への拡散を排除でき、同下流側の高Flux成分の分圧を
充分に低く保持できる。従って、下流側での高Flux成分
の供給通路側の分圧と透過通路側の分圧の差を充分に大
きくでき、下流側でも高Flux成分の透過流束を相当に高
くできる。
【００１１】
【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スパイラル膜エレ
メントの一例を示し、２葉型である。図１において、１
は透過ガス集合管であり、有孔管が使用されている。２
は膜封筒であり、内部に透過ガス通路用材を有し、開口
が透過ガス集合管１に連通され、内部の透過ガス通路が
透過ガス集合管１に対しほぼ垂直方向の仕切り部２１，
…により分割されている。３は供給ガス通路用材、例え
ば、プラスチックネツトであり、膜封筒２と共に透過ガ
ス集合管１の回りに巻回され、巻回層間に供給ガス通路
が保持されている。
る。図１は、本発明において使用するスパイラル膜エレ
メントの一例を示し、２葉型である。図１において、１
は透過ガス集合管であり、有孔管が使用されている。２
は膜封筒であり、内部に透過ガス通路用材を有し、開口
が透過ガス集合管１に連通され、内部の透過ガス通路が
透過ガス集合管１に対しほぼ垂直方向の仕切り部２１，
…により分割されている。３は供給ガス通路用材、例え
ば、プラスチックネツトであり、膜封筒２と共に透過ガ
ス集合管１の回りに巻回され、巻回層間に供給ガス通路
が保持されている。
【００１２】このスパイラル膜エレメントの製作には、
図２に示すように、選択性透過膜（例えば、不織布等の
繊維基材の上面に多孔質支持膜を膜製し、その多孔質支
持膜上に選択透過性のスキン膜を形成した非対称型膜を
使用できる）２２を、その膜表面側を内側に向け折り曲
げ、その間に供給ガス通路用材３を挾み、これらを透過
ガス通路用材（例えば、プラスチックネツト）２３上に
載置して素材群を形成し、この素材群の一辺に透過ガス
集合管１を配し、選択性透過膜の上向き面の三辺に接着
剤２４を塗布し、更に、透過ガス集合管１にほぼ垂直方
向に帯状にかつほぼ等間隔で接着剤４，…を塗布し、而
るのち、透過ガス集合管１の矢印方向の回転で素材群を
透過ガス集合管に巻き付けていく方法を使用できる。
図２に示すように、選択性透過膜（例えば、不織布等の
繊維基材の上面に多孔質支持膜を膜製し、その多孔質支
持膜上に選択透過性のスキン膜を形成した非対称型膜を
使用できる）２２を、その膜表面側を内側に向け折り曲
げ、その間に供給ガス通路用材３を挾み、これらを透過
ガス通路用材（例えば、プラスチックネツト）２３上に
載置して素材群を形成し、この素材群の一辺に透過ガス
集合管１を配し、選択性透過膜の上向き面の三辺に接着
剤２４を塗布し、更に、透過ガス集合管１にほぼ垂直方
向に帯状にかつほぼ等間隔で接着剤４，…を塗布し、而
るのち、透過ガス集合管１の矢印方向の回転で素材群を
透過ガス集合管に巻き付けていく方法を使用できる。
【００１３】本発明のスパイラル型膜分離装置において
は、このスパイラル膜エレメントを耐圧ケ−ス内に収容
し、透過ガス集合管の少なくとも一端を耐圧ケ−ス外に
引き出し、上記膜封筒の巻回層間の供給ガス通路に、被
処理ガスを透過ガス集合管の長さ方向に流動させうる得
るように、組み立てられる。
は、このスパイラル膜エレメントを耐圧ケ−ス内に収容
し、透過ガス集合管の少なくとも一端を耐圧ケ−ス外に
引き出し、上記膜封筒の巻回層間の供給ガス通路に、被
処理ガスを透過ガス集合管の長さ方向に流動させうる得
るように、組み立てられる。
【００１４】このスパイラル型膜分離装置においては、
膜封筒２内の透過ガス通路が、透過ガス集合管１にほぼ
垂直方向の帯状接着剤４のために、供給ガス通路の上流
側から下流側に向かう途中位置で仕切られている。
膜封筒２内の透過ガス通路が、透過ガス集合管１にほぼ
垂直方向の帯状接着剤４のために、供給ガス通路の上流
側から下流側に向かう途中位置で仕切られている。
【００１５】本発明のスパイラル型膜分離装置により混
合ガスを分離処理するには、常法に基づき、被処理混合
ガスを膜封筒の巻回層間の供給ガス通路に、透過ガス集
合管の長さ方向に向け流動させ、被処理ガス中の高Flux
成分を膜に透過させていく。
合ガスを分離処理するには、常法に基づき、被処理混合
ガスを膜封筒の巻回層間の供給ガス通路に、透過ガス集
合管の長さ方向に向け流動させ、被処理ガス中の高Flux
成分を膜に透過させていく。
【００１６】この場合、供給ガス通路の上流側において
は、高Flux成分の分圧が高いので、高Flux成分がよく透
過し、これに伴い、同上流側での透過側通路の高Flux成
分の分圧も高くなる。また、供給ガス通路の下流側にお
いては、途中位置での高Flux成分の透過のために高Flux
成分の分圧が低くなる。
は、高Flux成分の分圧が高いので、高Flux成分がよく透
過し、これに伴い、同上流側での透過側通路の高Flux成
分の分圧も高くなる。また、供給ガス通路の下流側にお
いては、途中位置での高Flux成分の透過のために高Flux
成分の分圧が低くなる。
【００１７】而るに、従来のスパイラル型膜分離装置に
おいては、膜封筒内の透過ガス通路が連通路であるため
に、供給ガス通路上流側での透過側通路の高分圧高Flux
成分が拡散し、供給ガス通路下流側での透過側通路の高
Flux成分の分圧が高められる。従って、供給ガス通路の
下流側において、供給通路側の高Flux成分の分圧と透過
通路側の高Flux成分の分圧との差が小さくなり、同供給
側通路下流側の高Flux成分の透過流束が少なくなり、そ
の結果、全透過ガス中の高Flux成分の濃度が低くなり、
逆に供給通路側ではそれだけ高Flux成分の濃度が高くな
り、被処理ガスからの高Flux成分の分離効率が小とな
る。
おいては、膜封筒内の透過ガス通路が連通路であるため
に、供給ガス通路上流側での透過側通路の高分圧高Flux
成分が拡散し、供給ガス通路下流側での透過側通路の高
Flux成分の分圧が高められる。従って、供給ガス通路の
下流側において、供給通路側の高Flux成分の分圧と透過
通路側の高Flux成分の分圧との差が小さくなり、同供給
側通路下流側の高Flux成分の透過流束が少なくなり、そ
の結果、全透過ガス中の高Flux成分の濃度が低くなり、
逆に供給通路側ではそれだけ高Flux成分の濃度が高くな
り、被処理ガスからの高Flux成分の分離効率が小とな
る。
【００１８】しかしながら、本発明のスパイラル型膜分
離装置においては、膜封筒内の透過ガス通路が、供給ガ
ス通路の上流側から下流側に向かう途中位置で仕切られ
ているから、透過ガス通路内での上記高Flux成分の拡散
をよく抑制でき、供給ガス通路の下流側での、供給通路
側の高Flux成分の分圧と透過通路側の高Flux成分の分圧
との差を充分に高くできるから、同下流側でも高Flux成
分の透過流束を充分に高くでき、全透過ガス中の高Flux
成分の濃度を増加でき、供給通路側ではそれだけ高Flux
成分の濃度が減少できる。
離装置においては、膜封筒内の透過ガス通路が、供給ガ
ス通路の上流側から下流側に向かう途中位置で仕切られ
ているから、透過ガス通路内での上記高Flux成分の拡散
をよく抑制でき、供給ガス通路の下流側での、供給通路
側の高Flux成分の分圧と透過通路側の高Flux成分の分圧
との差を充分に高くできるから、同下流側でも高Flux成
分の透過流束を充分に高くでき、全透過ガス中の高Flux
成分の濃度を増加でき、供給通路側ではそれだけ高Flux
成分の濃度が減少できる。
【００１９】このことは次の試験結果からも確認でき
る。 試験結果 スパイラル膜エレメントには、１８葉型で、膜封筒の寸
法が、縦（透過ガス集合管の長さ方向）９２０ｍｍ、横
６４０ｍｍであり、膜封筒内の透過ガス通路の仕切りが
図２に示す場合と同様等間隔３分割であり、選択性透過
膜には多孔質ポリイミド支持膜上にｎ−ペンタン蒸気に
対し透過選択性を有するシリコ−ン薄膜を設けた複合膜
を用いたものを使用した。
る。 試験結果 スパイラル膜エレメントには、１８葉型で、膜封筒の寸
法が、縦（透過ガス集合管の長さ方向）９２０ｍｍ、横
６４０ｍｍであり、膜封筒内の透過ガス通路の仕切りが
図２に示す場合と同様等間隔３分割であり、選択性透過
膜には多孔質ポリイミド支持膜上にｎ−ペンタン蒸気に
対し透過選択性を有するシリコ−ン薄膜を設けた複合膜
を用いたものを使用した。
【００２０】この膜エレメントを用いて実施例スパイラ
ル型膜分離装置を組立て、この実施例装置でｎ−ペンタ
ン蒸気４０VoL％＋窒素ガス６０VoL％の混合ガスを圧力
１．０atmにて供給し、透過側圧力０．１atm，混合ガス
透過率（１００×透過流量／供給流量）５０％の条件下
で処理したところ、透過ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は
７６VoL％であり、供給側通路の下流（被処理ガス出
口）ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は４VoL％であった。
ル型膜分離装置を組立て、この実施例装置でｎ−ペンタ
ン蒸気４０VoL％＋窒素ガス６０VoL％の混合ガスを圧力
１．０atmにて供給し、透過側圧力０．１atm，混合ガス
透過率（１００×透過流量／供給流量）５０％の条件下
で処理したところ、透過ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は
７６VoL％であり、供給側通路の下流（被処理ガス出
口）ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は４VoL％であった。
【００２１】これに対し、膜封筒内の透過ガス通路を仕
切らず、通常の連通状態とし、他は、上記実施例装置と
同様にし、同様の試験を行ったところ、透過ガスのｎ−
ペンタン蒸気濃度は７２VoL％であって、実施例装置よ
りも低く、また、供給側通路の下流（被処理ガス出口）
ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は８VoL％であり、実施例
装置よりも高かった。
切らず、通常の連通状態とし、他は、上記実施例装置と
同様にし、同様の試験を行ったところ、透過ガスのｎ−
ペンタン蒸気濃度は７２VoL％であって、実施例装置よ
りも低く、また、供給側通路の下流（被処理ガス出口）
ガスのｎ−ペンタン蒸気濃度は８VoL％であり、実施例
装置よりも高かった。
【００２２】なお、本発明において、膜封筒内の透過ガ
ス通路の仕切り部は、仕切られた空間相互での透過ガス
の拡散を防止できるものであればよく、上記の接着剤の
みに限定されるものではない。また、仕切りの個数は膜
封筒の寸法によっても異なるが、通常２〜４箇とされ
る。また、本発明装置を使用しての分離効率の向上効果
は、被処理流体がガスである場合に著大であるが、本発
明装置は液体の分離処理にも使用可能である。
ス通路の仕切り部は、仕切られた空間相互での透過ガス
の拡散を防止できるものであればよく、上記の接着剤の
みに限定されるものではない。また、仕切りの個数は膜
封筒の寸法によっても異なるが、通常２〜４箇とされ
る。また、本発明装置を使用しての分離効率の向上効果
は、被処理流体がガスである場合に著大であるが、本発
明装置は液体の分離処理にも使用可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明のスパイラル型膜分離装置は、上
述した通りの構成であり、膜封筒内の透過流体通路を、
供給側流路の上流から下流に向かう途中位置において、
仕切り部を設けるだけで分離効率を高くでき、簡易な構
成で分離効率の向上を図ることが可能である。
述した通りの構成であり、膜封筒内の透過流体通路を、
供給側流路の上流から下流に向かう途中位置において、
仕切り部を設けるだけで分離効率を高くでき、簡易な構
成で分離効率の向上を図ることが可能である。
【図１】本発明において使用するスパイラル膜エレメン
トを示す斜視説明図である。
トを示す斜視説明図である。
【図２】図１に示すスパイラル膜エレメントの製作法を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】従来装置において使用されているスパイラル膜
エレメントを示す斜視説明図である。
エレメントを示す斜視説明図である。
１ 透過流体集合管 ２ 膜封筒 ２１ 仕切り部 ３ 供給流体通路用材
Claims (2)
- 【請求項１】内部に透過流体通路を有する膜封筒の開口
端が透過流体集合管に連通され、該膜封筒が透過流体集
合管の回りに巻回され、被処理流体がその巻回層間の供
給流体通路に上記の透過流体集合管の長さ方向に向け流
動される膜分離装置において、上記膜封筒内の透過流体
通路が、上記透過流体集合管にほぼ垂直方向の仕切部に
より分割されていることを特徴とするスパイラル型膜分
離装置。 - 【請求項２】被処理流体が混合ガスである請求項１記載
のスパイラル型膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14001693A JPH06319966A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スパイラル型膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14001693A JPH06319966A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スパイラル型膜分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06319966A true JPH06319966A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=15258980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14001693A Pending JPH06319966A (ja) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | スパイラル型膜分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06319966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008200676A (ja) * | 1999-01-29 | 2008-09-04 | Pall Corp | 分離装置及び分離方法 |
| JP2010532256A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-10-07 | フリーズランド ブランズ ビー．ブイ． | 渦巻き型濾過器アセンブリ |
-
1993
- 1993-05-18 JP JP14001693A patent/JPH06319966A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008200676A (ja) * | 1999-01-29 | 2008-09-04 | Pall Corp | 分離装置及び分離方法 |
| JP2010532256A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-10-07 | フリーズランド ブランズ ビー．ブイ． | 渦巻き型濾過器アセンブリ |
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