JPH0634900B2 - 混合溶液の分離方法 - Google Patents
混合溶液の分離方法Info
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- JPH0634900B2 JPH0634900B2 JP63148895A JP14889588A JPH0634900B2 JP H0634900 B2 JPH0634900 B2 JP H0634900B2 JP 63148895 A JP63148895 A JP 63148895A JP 14889588 A JP14889588 A JP 14889588A JP H0634900 B2 JPH0634900 B2 JP H0634900B2
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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、気化浸透法とも称すべき透過膜を用いた混合
溶液の分離方法に関するものである。
溶液の分離方法に関するものである。
有機液体の混合溶液など、２以上の液成分が混合された
混合溶液を分離する手法と一つとして浸透気化法の研究
が進んでいる。この浸透気化法は第３図(a)にその原理
を示すように、透過膜４で分離槽５を上側の溶液室３と
下側の減圧室１とに仕切り、溶液室３内に混合溶液２を
導入して透過膜４に混合溶液２を接触させた状態で減圧
室１内を減圧することによって、混合溶液２中の特定の
成分を透過膜４に優先的に浸透拡散させると共に透過膜
４を透過したこの成分を透過膜４の減圧室１側の表面か
ら気化させるようにしたものであり、このようにして透
過膜４を浸透透過させた成分を捕集することによって混
合溶液から特定成分を分離採取することができるのであ
る。しかし、この浸透気化法においては混合溶液２が透
過膜４に直接接触した状態にあり、一般に高分子材料で
形成される透過膜４は混合溶液によって膨潤されること
が多々ある。そしてこのように透過膜４が膨潤されると
透過膜４の膜機能が低下し、混合溶液２の分離性能は著
しく損なわれることになる。
混合溶液を分離する手法と一つとして浸透気化法の研究
が進んでいる。この浸透気化法は第３図(a)にその原理
を示すように、透過膜４で分離槽５を上側の溶液室３と
下側の減圧室１とに仕切り、溶液室３内に混合溶液２を
導入して透過膜４に混合溶液２を接触させた状態で減圧
室１内を減圧することによって、混合溶液２中の特定の
成分を透過膜４に優先的に浸透拡散させると共に透過膜
４を透過したこの成分を透過膜４の減圧室１側の表面か
ら気化させるようにしたものであり、このようにして透
過膜４を浸透透過させた成分を捕集することによって混
合溶液から特定成分を分離採取することができるのであ
る。しかし、この浸透気化法においては混合溶液２が透
過膜４に直接接触した状態にあり、一般に高分子材料で
形成される透過膜４は混合溶液によって膨潤されること
が多々ある。そしてこのように透過膜４が膨潤されると
透過膜４の膜機能が低下し、混合溶液２の分離性能は著
しく損なわれることになる。
そこで本発明者によって気化浸透法とも称すべき手法が
開発されており、この気化浸透法を用いた混合溶液の分
離方法は特願昭６１−３０９９９１号等として特許出願
に供されている。すなわちこの方法は第３図(b)にその
原理を示すように、減圧室１と混合溶液２が導入される
溶液室３とを混合溶液２に接触させない状態の透過膜４
で仕切り、減圧室１を減圧して溶液室３内で発生する混
合溶液２の蒸気を透過膜４に透過させるようにしたもの
であり、この方法では透過膜４は混合溶液２に接しない
ために透過膜４の膨潤による膜機能の低下という問題が
なく、混合溶液２の分離性能を高めることができるので
ある。
開発されており、この気化浸透法を用いた混合溶液の分
離方法は特願昭６１−３０９９９１号等として特許出願
に供されている。すなわちこの方法は第３図(b)にその
原理を示すように、減圧室１と混合溶液２が導入される
溶液室３とを混合溶液２に接触させない状態の透過膜４
で仕切り、減圧室１を減圧して溶液室３内で発生する混
合溶液２の蒸気を透過膜４に透過させるようにしたもの
であり、この方法では透過膜４は混合溶液２に接しない
ために透過膜４の膨潤による膜機能の低下という問題が
なく、混合溶液２の分離性能を高めることができるので
ある。
上記のように気化浸透法においては浸透気化法よりも高
い分離性能で混合溶液２を分離することができるが、透
過膜４自体の性能などにおいては分離性能が十分でない
場合もある。従って本発明は気化浸透法においてさらに
混合溶液２の分離性能を高めることを目的とするもので
ある。
い分離性能で混合溶液２を分離することができるが、透
過膜４自体の性能などにおいては分離性能が十分でない
場合もある。従って本発明は気化浸透法においてさらに
混合溶液２の分離性能を高めることを目的とするもので
ある。
本発明は、沸点の異なる液が混合された混合溶液が導入
される溶液室と減圧室との間に混合溶液に接触されない
状態の透過膜を設け、減圧室を減圧して溶液室内で発生
する混合溶液の蒸気を溶液室から減圧室へと透過膜を透
過させることによって混合溶液を成分分離するにあたっ
て、透過膜として混合溶液中の沸点の低い液を優先的に
透過させるものを用い、溶液室内の混合溶液を加熱する
と同時に透過膜の溶液室内の近傍を冷却して混合溶液の
加熱温度より低い温度に保持することを特徴とするもの
である。
される溶液室と減圧室との間に混合溶液に接触されない
状態の透過膜を設け、減圧室を減圧して溶液室内で発生
する混合溶液の蒸気を溶液室から減圧室へと透過膜を透
過させることによって混合溶液を成分分離するにあたっ
て、透過膜として混合溶液中の沸点の低い液を優先的に
透過させるものを用い、溶液室内の混合溶液を加熱する
と同時に透過膜の溶液室内の近傍を冷却して混合溶液の
加熱温度より低い温度に保持することを特徴とするもの
である。
以下本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の原理装置の一例を示すものであり、透
過膜４で分離層５を上側の減圧室１と下側の溶液室３と
に仕切り、溶液室３内に導入される混合溶液２の液面と
透過膜４の下面との間に空間を形成させて透過膜４には
混合溶液２が接触しないようにしてあり、減圧室１には
真空ポンプなどを接続して減圧するようにしてある。混
合溶液２としては有機液体の混合溶液など、２以上の液
成分が混合されたものが用いられるものである。また透
過膜４としては非多孔質膜と称されているものを用いる
ことができ、従来の浸透気化法で使用されているものな
どを用いることができる。例えばアルギン酸膜、キトサ
ン膜、架橋キトサン膜、キトサン酢酸塩膜、四級化キト
サン膜、ポリスチレン膜、ポリ塩化ビニリデン膜、ポリ
(ジメチルシロキサン)膜、ポリフッ化ビニリデン膜、硝
酸セルロース膜、酢酸セルロース膜、架橋ポリビニルア
ルコール膜、ポリアミック酸膜、ポリ(１-トリメチルシ
リル)-１-プロピン膜、スチレン-ジメチルシロキサン系
グラフト共重合体膜などである。ここで、本発明では上
記に列挙する透過膜４のなかでも、混合溶液２中の沸点
の低い液成分を優先的に透過させるものを選択して使用
されるものである。例えば水とエタノール(沸点７８．
３℃)との混合溶液２や水とメタノール(沸点６４．１
℃)との混合溶液２のように水と水より沸点の低いアル
コールとの混合溶液２の場合は、アルコールを優先して
透過させるポリ（ジメチルシロキサン）膜や、ポリ(１-
トリメチルシリル)-１-プロピン膜、スチレン-ジメチル
シロキサン系グラフト共重合体膜などを用いることがで
きる。また水とジメチルスルホキシド(沸点１８９℃)
や、水とジメチルホルムアミド(沸点１５３℃)、水とジ
メチルアセトアミド(沸点１６５．５℃)、水と酢酸(沸
点１１７．８℃)のように水と水より沸点の高いものと
の混合溶液２の場合は、水を優先して透過させるアルギ
ン酸膜、キトサン膜、架橋キトサン膜、ポリスチレン
膜、架橋ポリビニルアルコール膜、ポリアミック酸膜な
どを用いることができる。尚、透過膜４は薄く形成され
るために通常脆弱であって減圧室１の減圧状態に耐える
ことができない場合が多いので、ポリプロピレン不織布
やポリエステル不織布、テフロンやポリスルホンの多孔
質フィルム、多孔質ガラス板や多孔質セラミック板な
ど、多孔質の支持体によって透過膜４を支持し、この支
持体によって透過膜４が減圧室１の減圧状態で破れたり
することを防ぐようにするのがよい。
過膜４で分離層５を上側の減圧室１と下側の溶液室３と
に仕切り、溶液室３内に導入される混合溶液２の液面と
透過膜４の下面との間に空間を形成させて透過膜４には
混合溶液２が接触しないようにしてあり、減圧室１には
真空ポンプなどを接続して減圧するようにしてある。混
合溶液２としては有機液体の混合溶液など、２以上の液
成分が混合されたものが用いられるものである。また透
過膜４としては非多孔質膜と称されているものを用いる
ことができ、従来の浸透気化法で使用されているものな
どを用いることができる。例えばアルギン酸膜、キトサ
ン膜、架橋キトサン膜、キトサン酢酸塩膜、四級化キト
サン膜、ポリスチレン膜、ポリ塩化ビニリデン膜、ポリ
(ジメチルシロキサン)膜、ポリフッ化ビニリデン膜、硝
酸セルロース膜、酢酸セルロース膜、架橋ポリビニルア
ルコール膜、ポリアミック酸膜、ポリ(１-トリメチルシ
リル)-１-プロピン膜、スチレン-ジメチルシロキサン系
グラフト共重合体膜などである。ここで、本発明では上
記に列挙する透過膜４のなかでも、混合溶液２中の沸点
の低い液成分を優先的に透過させるものを選択して使用
されるものである。例えば水とエタノール(沸点７８．
３℃)との混合溶液２や水とメタノール(沸点６４．１
℃)との混合溶液２のように水と水より沸点の低いアル
コールとの混合溶液２の場合は、アルコールを優先して
透過させるポリ（ジメチルシロキサン）膜や、ポリ(１-
トリメチルシリル)-１-プロピン膜、スチレン-ジメチル
シロキサン系グラフト共重合体膜などを用いることがで
きる。また水とジメチルスルホキシド(沸点１８９℃)
や、水とジメチルホルムアミド(沸点１５３℃)、水とジ
メチルアセトアミド(沸点１６５．５℃)、水と酢酸(沸
点１１７．８℃)のように水と水より沸点の高いものと
の混合溶液２の場合は、水を優先して透過させるアルギ
ン酸膜、キトサン膜、架橋キトサン膜、ポリスチレン
膜、架橋ポリビニルアルコール膜、ポリアミック酸膜な
どを用いることができる。尚、透過膜４は薄く形成され
るために通常脆弱であって減圧室１の減圧状態に耐える
ことができない場合が多いので、ポリプロピレン不織布
やポリエステル不織布、テフロンやポリスルホンの多孔
質フィルム、多孔質ガラス板や多孔質セラミック板な
ど、多孔質の支持体によって透過膜４を支持し、この支
持体によって透過膜４が減圧室１の減圧状態で破れたり
することを防ぐようにするのがよい。
しかして、減圧室１内を減圧すると透過膜４を通して溶
液室３内も減圧状態となり、減圧状態の溶液室３内にお
いて混合溶液２から蒸気が発生する。このように溶液室
３内において混合溶液２から蒸発される蒸気が透過膜４
に接触すると透過膜４に浸透して拡散され、この蒸気は
減圧室１のほうが溶液室３内よりも高い減圧状態にある
ために透過膜４を透過して減圧室１側に至る。このとき
透過膜４は混合溶液２の蒸気中の成分のうち沸点の低い
ほうの成分を優先的に浸透させて拡散させるものであ
り、従って蒸気のうち沸点の低いほうの成分が優先的に
透過膜４を透過し、減圧室１内に至った蒸気は沸点の低
いほうの成分の濃度が高められることになる。例えば混
合溶液２として水-エタノール溶液を使用して水とエタ
ノールとを分離する場合、透過膜４として沸点の低いエ
タノールを優先的に透過させるものを用いると、混合溶
液２から発生した蒸気はエタノールが透過膜４を優先的
に浸透するために、減圧室１に至った蒸気はエタノール
濃度が高められた状態となり、エタノール成分を濃度高
く分離した状態で減圧室１から回収することができるの
である。
液室３内も減圧状態となり、減圧状態の溶液室３内にお
いて混合溶液２から蒸気が発生する。このように溶液室
３内において混合溶液２から蒸発される蒸気が透過膜４
に接触すると透過膜４に浸透して拡散され、この蒸気は
減圧室１のほうが溶液室３内よりも高い減圧状態にある
ために透過膜４を透過して減圧室１側に至る。このとき
透過膜４は混合溶液２の蒸気中の成分のうち沸点の低い
ほうの成分を優先的に浸透させて拡散させるものであ
り、従って蒸気のうち沸点の低いほうの成分が優先的に
透過膜４を透過し、減圧室１内に至った蒸気は沸点の低
いほうの成分の濃度が高められることになる。例えば混
合溶液２として水-エタノール溶液を使用して水とエタ
ノールとを分離する場合、透過膜４として沸点の低いエ
タノールを優先的に透過させるものを用いると、混合溶
液２から発生した蒸気はエタノールが透過膜４を優先的
に浸透するために、減圧室１に至った蒸気はエタノール
濃度が高められた状態となり、エタノール成分を濃度高
く分離した状態で減圧室１から回収することができるの
である。
そして上記のように気化浸透法で混合溶液２を分離する
にあたって、本発明においては混合溶液２を加熱するこ
とを特徴とするのである。加熱は第１図のように加熱浴
７に溶液室３を浸漬しておこなう他、溶液室３の外周に
加熱ジャケットを取り付けたり、溶液室３内にヒータを
取り付けたり、さらには分離槽５の全体を加熱したり、
任意の方法でおこなうことができる。ここで本発明にお
いて加熱とは、分離槽５が置かれている雰囲気温度より
も高い温度に混合溶液２を昇温させることを意味するも
のであり、加熱の温度は何等規制されない。本発明はこ
のように混合溶液２を加熱することによって、透過膜４
を透過して減圧室１に至る蒸気のうち、透過膜４を優先
して透過される成分すなわち沸点の低い成分の濃度を一
層高めることができたのであり、混合溶液２の分離効率
を一層高めることができるのである。
にあたって、本発明においては混合溶液２を加熱するこ
とを特徴とするのである。加熱は第１図のように加熱浴
７に溶液室３を浸漬しておこなう他、溶液室３の外周に
加熱ジャケットを取り付けたり、溶液室３内にヒータを
取り付けたり、さらには分離槽５の全体を加熱したり、
任意の方法でおこなうことができる。ここで本発明にお
いて加熱とは、分離槽５が置かれている雰囲気温度より
も高い温度に混合溶液２を昇温させることを意味するも
のであり、加熱の温度は何等規制されない。本発明はこ
のように混合溶液２を加熱することによって、透過膜４
を透過して減圧室１に至る蒸気のうち、透過膜４を優先
して透過される成分すなわち沸点の低い成分の濃度を一
層高めることができたのであり、混合溶液２の分離効率
を一層高めることができるのである。
さらに本発明では、上記のように混合溶液２を加熱しつ
つ気化浸透法で混合溶液２の分離をおこなうにあたっ
て、透過膜４の混合溶液３側の近傍の温度を混合溶液２
の温度よりも低い温度に保持するものである。例えば第
１図に示すように透過膜４の周囲にシャケット８を取り
付け、ジャケット８に冷媒を通すことによって透過膜４
の近傍を冷却することができる。第１図に図示するよう
にジャケット８で冷却をおこなうと、透過膜４の混合溶
液２側の近傍のゾーンの他に、透過膜４自体や透過膜４
の混合溶液２と反対側の近傍も冷却されることになる
が、透過膜４自体や透過膜４の混合溶液２と反対側の近
傍は特に冷却する必要はない。本発明はこのように透過
膜４の混合溶液２側の近傍の温度を混合溶液２の温度よ
りも低い温度に保持することによって、透過膜４を通過
して減圧室１に至る蒸気のうち透過膜４を優先して透過
される成分、すなわち沸点の低い成分の濃度をさらに高
めることができたのである。その理由は明らかではない
が、溶液室３において混合溶液２から蒸発した混合気体
がこの透過膜４の近傍の冷却されたゾーンに至ると、冷
却作用で混合気体のうち沸点の高い成分は沸点の低い成
分よりも凝縮され易く、従って沸点の高い成分は会合さ
れ易くなって分子の集合形態が大きくなり、混合溶液２
に戻るか、あるいは透過膜４に至っても分子の集合形態
が大きいために透過膜４を透過しにくくなり、この結果
沸点の低い成分がより優先されて透過膜４を透過するこ
とによって、沸点の低い成分の濃度を高めることができ
ることになると予想される。
つ気化浸透法で混合溶液２の分離をおこなうにあたっ
て、透過膜４の混合溶液３側の近傍の温度を混合溶液２
の温度よりも低い温度に保持するものである。例えば第
１図に示すように透過膜４の周囲にシャケット８を取り
付け、ジャケット８に冷媒を通すことによって透過膜４
の近傍を冷却することができる。第１図に図示するよう
にジャケット８で冷却をおこなうと、透過膜４の混合溶
液２側の近傍のゾーンの他に、透過膜４自体や透過膜４
の混合溶液２と反対側の近傍も冷却されることになる
が、透過膜４自体や透過膜４の混合溶液２と反対側の近
傍は特に冷却する必要はない。本発明はこのように透過
膜４の混合溶液２側の近傍の温度を混合溶液２の温度よ
りも低い温度に保持することによって、透過膜４を通過
して減圧室１に至る蒸気のうち透過膜４を優先して透過
される成分、すなわち沸点の低い成分の濃度をさらに高
めることができたのである。その理由は明らかではない
が、溶液室３において混合溶液２から蒸発した混合気体
がこの透過膜４の近傍の冷却されたゾーンに至ると、冷
却作用で混合気体のうち沸点の高い成分は沸点の低い成
分よりも凝縮され易く、従って沸点の高い成分は会合さ
れ易くなって分子の集合形態が大きくなり、混合溶液２
に戻るか、あるいは透過膜４に至っても分子の集合形態
が大きいために透過膜４を透過しにくくなり、この結果
沸点の低い成分がより優先されて透過膜４を透過するこ
とによって、沸点の低い成分の濃度を高めることができ
ることになると予想される。
本発明の方法を用いて種々の混合溶液を分離することが
できるが、特に通常の蒸留では分離することができない
混合溶液の分離に有効である。例えば、水−アルコール
系や水−芳香族化合物系、水−エーテル系などの共沸混
合物からのアルコールや芳香族化合物、エーテル類の回
収、沸点が近接する炭化水素類など有機溶媒の分離回
収、o-とm-とp-のキシレンの混合物など構造異性体の混
合物の分離回収、右旋性と左旋性など光学異性体の混合
物の分離回収、薬剤や生体関連物質、果汁、重合性単量
体など熱分解性や熱変質性の混合物の分離、反応の平衡
をずらすことによって反応を促進するために反応混合物
から生成物を分離すること、廃水中からのアンモニアや
アミン、硫化水素、二酸化炭素、亜硫酸ガスなど揮発性
有機混合物の分離除去等に有効に本発明を適用すること
ができる。その他、バイオマスからのアルコールの分離
濃縮、合成繊維紡糸浴中からのジメチルホルムアミドや
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシドなど高
価な有機溶媒の分離回収、塗料製造時や塗装ラインで発
生する塗料廃液中の溶媒の分離回収、化学工場における
アルコール混合物や有機溶媒混合液の分離濃縮、あるい
はこれらの混合液中の塩類の分離回収、ドライクリーニ
ングに用いられるトリクレンの回収、エマルジョン溶液
の濃縮処理、放射性物質を含む溶液の濃縮、溶液中から
の希土類イオンの濃縮分離、ウイルスやバクテリオファ
ージの濃縮、製薬用や病院用、血液透析用などの無菌水
や非発熱水の製造、電子工業用の超純水の製造などにも
本発明を適用することができる。
できるが、特に通常の蒸留では分離することができない
混合溶液の分離に有効である。例えば、水−アルコール
系や水−芳香族化合物系、水−エーテル系などの共沸混
合物からのアルコールや芳香族化合物、エーテル類の回
収、沸点が近接する炭化水素類など有機溶媒の分離回
収、o-とm-とp-のキシレンの混合物など構造異性体の混
合物の分離回収、右旋性と左旋性など光学異性体の混合
物の分離回収、薬剤や生体関連物質、果汁、重合性単量
体など熱分解性や熱変質性の混合物の分離、反応の平衡
をずらすことによって反応を促進するために反応混合物
から生成物を分離すること、廃水中からのアンモニアや
アミン、硫化水素、二酸化炭素、亜硫酸ガスなど揮発性
有機混合物の分離除去等に有効に本発明を適用すること
ができる。その他、バイオマスからのアルコールの分離
濃縮、合成繊維紡糸浴中からのジメチルホルムアミドや
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシドなど高
価な有機溶媒の分離回収、塗料製造時や塗装ラインで発
生する塗料廃液中の溶媒の分離回収、化学工場における
アルコール混合物や有機溶媒混合液の分離濃縮、あるい
はこれらの混合液中の塩類の分離回収、ドライクリーニ
ングに用いられるトリクレンの回収、エマルジョン溶液
の濃縮処理、放射性物質を含む溶液の濃縮、溶液中から
の希土類イオンの濃縮分離、ウイルスやバクテリオファ
ージの濃縮、製薬用や病院用、血液透析用などの無菌水
や非発熱水の製造、電子工業用の超純水の製造などにも
本発明を適用することができる。
［実施例］ 以下本発明を実施例によって例証する。
実施例１ 混合溶液として１０重量％のエタノールを含む水-エタ
ノール溶液を用い、また透過膜として沸点の低いほうの
成分であるエタノールを優先的に透過させるポリ(ジメ
チルシロキサン)膜を用いた。ポリジメチルシロキサン
膜は、７重量部のシリコン(信越化学社製ＫＥ１０)、
０．２５重量部の硬化剤としてのキャタリストＲＡ(信
越化学社製)、及び４９重量部のベンゼンを混合し、こ
れを撹拌したのちにステンレス製の成膜器に流延し、２
５℃で６時間静置乾燥して厚み１００μｍの膜に成膜す
ることによって得た。
ノール溶液を用い、また透過膜として沸点の低いほうの
成分であるエタノールを優先的に透過させるポリ(ジメ
チルシロキサン)膜を用いた。ポリジメチルシロキサン
膜は、７重量部のシリコン(信越化学社製ＫＥ１０)、
０．２５重量部の硬化剤としてのキャタリストＲＡ(信
越化学社製)、及び４９重量部のベンゼンを混合し、こ
れを撹拌したのちにステンレス製の成膜器に流延し、２
５℃で６時間静置乾燥して厚み１００μｍの膜に成膜す
ることによって得た。
そして減圧室内の減圧度を１．５×１０-2Ｔorrに設定
し、第１図に図示した加熱浴やジャケットの温度を第１
表に示すように調整して混合溶液や透過膜の近傍を加熱
(あるいは冷却)し、分離操作をおこなった。この操作に
おいて、最初の３０分間に減圧室で捕集される溶液は廃
棄し、３０分経過後２時間に亘って減圧室で捕集される
溶液を回収した。
し、第１図に図示した加熱浴やジャケットの温度を第１
表に示すように調整して混合溶液や透過膜の近傍を加熱
(あるいは冷却)し、分離操作をおこなった。この操作に
おいて、最初の３０分間に減圧室で捕集される溶液は廃
棄し、３０分経過後２時間に亘って減圧室で捕集される
溶液を回収した。
この回収した溶液のエタノールの濃度を透過液濃度とし
て測定すると共にエタノールの分離係数αを測定した。
この分離係数αは、 で定義されるものであり、ＸETOHとＸH2Oは溶液室に導
入される混合溶液のエタノールの重量分率と水の重量分
率、ＹETOHとＹH2Oは減圧室で捕集された溶液のエタノ
ールの重量分率と水の重量分率を示すものであり、従っ
てαが１以上の数値であると、透過膜を透過する液はエ
タノールの分量が水の分量よりも大きいということにな
り、αの数値が大きい程エタノールが優先的に透過膜を
透過するということを意味する。
て測定すると共にエタノールの分離係数αを測定した。
この分離係数αは、 で定義されるものであり、ＸETOHとＸH2Oは溶液室に導
入される混合溶液のエタノールの重量分率と水の重量分
率、ＹETOHとＹH2Oは減圧室で捕集された溶液のエタノ
ールの重量分率と水の重量分率を示すものであり、従っ
てαが１以上の数値であると、透過膜を透過する液はエ
タノールの分量が水の分量よりも大きいということにな
り、αの数値が大きい程エタノールが優先的に透過膜を
透過するということを意味する。
第１表に示すＮo１〜Ｎo９のうち、Ｎo１、Ｎo２、Ｎo
６、Ｎo９は混合溶液の温度と透過膜の近傍の温度が同
じになるように調整したものであるが、第２図(a)に示
すように、加熱をおこなわず室温付近のＮo１(従って従
来例に相当する)のものよりも、４０℃に加熱したＮo
２、５５℃に加熱したＮo６、７０℃に加熱したＮo７の
ものは透過液濃度や分離係数が高くなっているが、透過
液濃度は４０％前後、分離係数は１０に満たないもので
あり、分離性能は不十分である。尚、第２図(a)(b)(c)
において○印折れ線は透過液濃度を、△印折れ線は分離
係数をそれぞれ表示するものであり、また括弧内の数値
は分子が混合溶液の加熱温度を、分母が透過膜近傍の加
熱温度(冷却温度)をそれぞれ示すものである。
６、Ｎo９は混合溶液の温度と透過膜の近傍の温度が同
じになるように調整したものであるが、第２図(a)に示
すように、加熱をおこなわず室温付近のＮo１(従って従
来例に相当する)のものよりも、４０℃に加熱したＮo
２、５５℃に加熱したＮo６、７０℃に加熱したＮo７の
ものは透過液濃度や分離係数が高くなっているが、透過
液濃度は４０％前後、分離係数は１０に満たないもので
あり、分離性能は不十分である。尚、第２図(a)(b)(c)
において○印折れ線は透過液濃度を、△印折れ線は分離
係数をそれぞれ表示するものであり、また括弧内の数値
は分子が混合溶液の加熱温度を、分母が透過膜近傍の加
熱温度(冷却温度)をそれぞれ示すものである。
またＮo１、Ｎo３、Ｎo７、Ｎo８は透過膜近傍の温度を
２５℃に保ちながら混合溶液の温度を２５℃、４０℃、
５５℃、７０℃に調整するようにしたものであるが、第
２図(b)に示すように、混合溶液の温度と透過膜近傍の
温度を同じに設定したＮｏ１のものよりも、混合溶液を
４０℃、５５℃、７０℃に加熱すると共に透過膜近傍の
温度が２５℃になるように冷却したＮｏ３、Ｎｏ７、Ｎ
ｏ８のものは透過液濃度や分離係数が著しく高くなって
おり、しかも混合溶液の温度と透過膜近傍の温度の差が
大きい程透過液濃度や分離係数が高くなっており、混合
溶液を加熱すると共に透過膜近傍を冷却して両者間に温
度差を付けることによって、混合溶液の分離性能が高ま
ることが確認される。
２５℃に保ちながら混合溶液の温度を２５℃、４０℃、
５５℃、７０℃に調整するようにしたものであるが、第
２図(b)に示すように、混合溶液の温度と透過膜近傍の
温度を同じに設定したＮｏ１のものよりも、混合溶液を
４０℃、５５℃、７０℃に加熱すると共に透過膜近傍の
温度が２５℃になるように冷却したＮｏ３、Ｎｏ７、Ｎ
ｏ８のものは透過液濃度や分離係数が著しく高くなって
おり、しかも混合溶液の温度と透過膜近傍の温度の差が
大きい程透過液濃度や分離係数が高くなっており、混合
溶液を加熱すると共に透過膜近傍を冷却して両者間に温
度差を付けることによって、混合溶液の分離性能が高ま
ることが確認される。
さらにＮo２、Ｎo３、Ｎo４、Ｎo５は混合溶液を４０℃
の一定温度に設定して透過膜近傍の温度を４０℃、２５
℃、０℃、−１０℃に調整するようにしたものである
が、第２図(c)に示すように、透過膜近傍の温度が混合
溶液の温度と同じＮo２のものよりも、透過膜近傍の温
度を２５℃や０℃、−１０℃に調整して混合溶液の温度
より低くしたＮo３やＮo４、Ｎo５のものは透過液濃度
や分離係数がこの順に高くなっており、透過膜近傍を冷
却して透過膜近傍の温度を混合溶液の温度よりも低くす
ることによって混合溶液の分離性能が高まることが確認
される。
の一定温度に設定して透過膜近傍の温度を４０℃、２５
℃、０℃、−１０℃に調整するようにしたものである
が、第２図(c)に示すように、透過膜近傍の温度が混合
溶液の温度と同じＮo２のものよりも、透過膜近傍の温
度を２５℃や０℃、−１０℃に調整して混合溶液の温度
より低くしたＮo３やＮo４、Ｎo５のものは透過液濃度
や分離係数がこの順に高くなっており、透過膜近傍を冷
却して透過膜近傍の温度を混合溶液の温度よりも低くす
ることによって混合溶液の分離性能が高まることが確認
される。
実施例２ 混合溶液として１０重量％のメタノールを含む水-メタ
ノール溶液を用い、また透過膜として沸点の低いほうの
成分であるメタノールを優先的に透過させる実施例１と
同じポリ(ジメチルシロキサン)膜を用いた。そして減圧
室内の減圧度を２．０×１０-2Ｔorrに設定し、混合溶
液の加熱温度と透過膜の加熱温度(冷却温度)をそれぞれ
第２表のように調整して実施例１と同様に分離操作をお
こなった。このようにして分離回収した溶液のメタノー
ルの濃度を透過液濃度として測定した。
ノール溶液を用い、また透過膜として沸点の低いほうの
成分であるメタノールを優先的に透過させる実施例１と
同じポリ(ジメチルシロキサン)膜を用いた。そして減圧
室内の減圧度を２．０×１０-2Ｔorrに設定し、混合溶
液の加熱温度と透過膜の加熱温度(冷却温度)をそれぞれ
第２表のように調整して実施例１と同様に分離操作をお
こなった。このようにして分離回収した溶液のメタノー
ルの濃度を透過液濃度として測定した。
第２表に示すＮo１０、Ｎo１１は混合溶液を４０℃の一
定温度に設定して透過膜近傍の温度を４０℃と５℃にそ
れぞれ調整するようにしたものであるが、透過膜近傍の
温度を混合溶液の温度よりも低くすることによって混合
溶液の分離性能が高まることが確認される。
定温度に設定して透過膜近傍の温度を４０℃と５℃にそ
れぞれ調整するようにしたものであるが、透過膜近傍の
温度を混合溶液の温度よりも低くすることによって混合
溶液の分離性能が高まることが確認される。
［発明の効果］ 上述のように本発明にあっては、気化浸透法で混合溶液
を分離するにあたって、透過膜として混合溶液中の沸点
の低い液を優先的に透過させるものを用い、溶液室内の
混合溶液を加熱すると同時に透過膜の溶液室内の近傍を
冷却して混合溶液の加熱温度より低い温度に保持するよ
うにしたので、混合溶液を加熱することによって透過膜
に至る蒸気は透過膜を優先的に透過する沸点の低い液成
分の濃度が高くなると共に、透過膜の溶液室側の近傍を
冷却することによってこの蒸気中の沸点の高い液成分を
凝縮等させて透過膜を透過し難くすることができ、透過
膜を透過して減圧室に至る蒸気のうち、透過膜を優先的
に透過する沸点の低い液成分の濃度が極めて高くなり、
混合溶液を高い分離性能で分離することができるもので
ある。しかも混合溶液は加熱しても透過膜の溶液室側の
近傍を冷却しているために、混合溶液の加熱の熱が透過
膜に作用することを防ぐことができ、透過膜が熱劣化し
て分離性能が低下することを防止することができるもの
である。
を分離するにあたって、透過膜として混合溶液中の沸点
の低い液を優先的に透過させるものを用い、溶液室内の
混合溶液を加熱すると同時に透過膜の溶液室内の近傍を
冷却して混合溶液の加熱温度より低い温度に保持するよ
うにしたので、混合溶液を加熱することによって透過膜
に至る蒸気は透過膜を優先的に透過する沸点の低い液成
分の濃度が高くなると共に、透過膜の溶液室側の近傍を
冷却することによってこの蒸気中の沸点の高い液成分を
凝縮等させて透過膜を透過し難くすることができ、透過
膜を透過して減圧室に至る蒸気のうち、透過膜を優先的
に透過する沸点の低い液成分の濃度が極めて高くなり、
混合溶液を高い分離性能で分離することができるもので
ある。しかも混合溶液は加熱しても透過膜の溶液室側の
近傍を冷却しているために、混合溶液の加熱の熱が透過
膜に作用することを防ぐことができ、透過膜が熱劣化し
て分離性能が低下することを防止することができるもの
である。
第１図は本発明に用いる装置の一例の概略図、第２図
(a)(b)(c)は透過膜を透過した液の透過液濃度と分離係
数のグラフ、第３図(a)(b)は従来の浸透気化法で用いる
装置と気化浸透法で用いる装置の概略図である。 １は減圧室、２は混合溶液、３は溶液室、４は透過膜で
ある。
(a)(b)(c)は透過膜を透過した液の透過液濃度と分離係
数のグラフ、第３図(a)(b)は従来の浸透気化法で用いる
装置と気化浸透法で用いる装置の概略図である。 １は減圧室、２は混合溶液、３は溶液室、４は透過膜で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】沸点の異なる液が混合された混合溶液が導
入される溶液室と減圧室との間に混合溶液に接触されな
い状態の透過膜を設け、減圧室を減圧して溶液室内で発
生する混合溶液の蒸気を溶液室から減圧室へと透過膜を
透過させることによって混合溶液を成分分離するにあた
って、透過膜として混合溶液中の沸点の低い液を優先的
に透過させるものを用い、溶液室内の混合溶液を加熱す
ると同時に透過膜の溶液室側の近傍を冷却して混合溶液
の加熱温度より低い温度に保持することを特徴とする混
合溶液の分離方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148895A JPH0634900B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 混合溶液の分離方法 |
| DE89110237T DE68908962T2 (de) | 1988-06-15 | 1989-06-06 | Verfahren zum Abtrennen eines flüssigen Bestandteils von einer Lösung, die zwei oder mehrere flüssige Bestandteile enthält. |
| EP89110237A EP0346739B1 (en) | 1988-06-15 | 1989-06-06 | Method for separating a liquid component from a solution containing two or more liquid components |
| BR898902854A BR8902854A (pt) | 1988-06-15 | 1989-06-14 | Processo para separar um componente liquido de uma solucao contendo dois ou mais componentes liquidos |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148895A JPH0634900B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 混合溶液の分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022820A JPH022820A (ja) | 1990-01-08 |
| JPH0634900B2 true JPH0634900B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=15463090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148895A Expired - Fee Related JPH0634900B2 (ja) | 1988-06-15 | 1988-06-15 | 混合溶液の分離方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0346739B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0634900B2 (ja) |
| BR (1) | BR8902854A (ja) |
| DE (1) | DE68908962T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5271846A (en) * | 1986-12-25 | 1993-12-21 | Lignyte Co., Ltd. | Method for separating a liquid component from a solution containing two or more liquid components |
| JPH0817907B2 (ja) * | 1991-03-25 | 1996-02-28 | リグナイト株式会社 | 混合溶液の分離方法 |
| JP2529478B2 (ja) * | 1991-03-25 | 1996-08-28 | リグナイト株式会社 | 混合溶液の分離方法 |
| US5106505A (en) * | 1989-11-30 | 1992-04-21 | Separation Dynamics, Inc. | Condenser/membrane permeater |
| BR9201042A (pt) * | 1991-03-25 | 1992-11-24 | Lignyte Co Ltd | Processo para separar um componente liquido especifico de uma solucao contendo dois ou mais componentes liquidos |
| JP2597777B2 (ja) * | 1991-10-31 | 1997-04-09 | リグナイト 株式会社 | 混合溶液の分離方法 |
| JPH06327952A (ja) * | 1993-05-19 | 1994-11-29 | Lignyte Co Ltd | 混合溶液の分離方法 |
| US6299777B1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-10-09 | Cms Technology Holdings, Inc. | Osmotic distillation process |
| US20050034479A1 (en) * | 2003-08-13 | 2005-02-17 | The Boc Group | Process and apparatus for enriching ammonia |
| KR100797453B1 (ko) * | 2007-11-15 | 2008-01-24 | 이텍산업 주식회사 | 노면 청소차용 롤러브러시 자동 틸팅장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE851048C (de) * | 1945-12-29 | 1952-10-02 | Sarl L Evaporation Nouvelle | Verfahren zur Entwaesserung eines wasserhaltigen Mediums |
| FR1001922A (fr) * | 1946-07-02 | 1952-02-29 | Procédé d'extraction de l'eau contenue dans les solutions ou mélanges aqueux et produits en résultant | |
| FR1529382A (fr) * | 1966-08-09 | 1968-06-14 | Ionics | Installation et procédé pour le traitement de fluides, ainsi que les produits obtenus par le présent procédé ou procédé similaire |
| DE3685205D1 (de) * | 1985-12-18 | 1992-06-11 | Hitachi Ltd | Destilliervorrichtung. |
| JPS63126506A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Agency Of Ind Science & Technol | アニオン性高分子分離膜 |
| JPH069645B2 (ja) * | 1986-12-25 | 1994-02-09 | リグナイト株式会社 | 混合溶液の分離方法 |
-
1988
- 1988-06-15 JP JP63148895A patent/JPH0634900B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-06-06 EP EP89110237A patent/EP0346739B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-06 DE DE89110237T patent/DE68908962T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-14 BR BR898902854A patent/BR8902854A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0346739A3 (en) | 1990-06-13 |
| BR8902854A (pt) | 1990-03-27 |
| DE68908962T2 (de) | 1994-04-28 |
| EP0346739A2 (en) | 1989-12-20 |
| EP0346739B1 (en) | 1993-09-08 |
| DE68908962D1 (de) | 1993-10-14 |
| JPH022820A (ja) | 1990-01-08 |
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