JPH0671530B2 - 機能性膜構造体 - Google Patents
機能性膜構造体Info
- Publication number
- JPH0671530B2 JPH0671530B2 JP63065988A JP6598888A JPH0671530B2 JP H0671530 B2 JPH0671530 B2 JP H0671530B2 JP 63065988 A JP63065988 A JP 63065988A JP 6598888 A JP6598888 A JP 6598888A JP H0671530 B2 JPH0671530 B2 JP H0671530B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- membrane structure
- permeable membrane
- permeable
- selectively
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- 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.)
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の成分からなる液体、気体またはこれら
の混合物中の少なくとも１種類の成分を分離するための
機能性膜構造体に関する。
の混合物中の少なくとも１種類の成分を分離するための
機能性膜構造体に関する。
（従来技術） 複数の成分からなる液体、気体またはこれらの混合物中
の少なくとも１種類の成分を分離する方法としては、パ
ーベーパレーション、サーモパーベーパレーション等が
知られている。これらのうち、パーベーパレーションは
例えば特開昭62−273009号公報に示されているように揮
発性成分が選択的に透過する選択透過性膜を備えた膜構
造体を用い、この膜構造体の一側に揮発性成分を含む液
体を供給するとともにその他側を真空ポンプ等により減
圧し、透過性膜の無数の細孔内に侵入して吸着、凝縮し
た揮発性成分を同透過性膜の他側へ透過させるものであ
る。また、サーモパーベーパレーションは例えば刊行物
「化学工学協会第52年会講演要旨集（1987）、第28頁」
に示されているように上記した膜構造体を備え、この膜
構造体の一側に揮発性成分を含む液体を所定温度に加熱
した状態で供給し、膜に沿って流動する液体の一部が膜
との界面で蒸気となって膜の他側へ透過するものであ
る。
の少なくとも１種類の成分を分離する方法としては、パ
ーベーパレーション、サーモパーベーパレーション等が
知られている。これらのうち、パーベーパレーションは
例えば特開昭62−273009号公報に示されているように揮
発性成分が選択的に透過する選択透過性膜を備えた膜構
造体を用い、この膜構造体の一側に揮発性成分を含む液
体を供給するとともにその他側を真空ポンプ等により減
圧し、透過性膜の無数の細孔内に侵入して吸着、凝縮し
た揮発性成分を同透過性膜の他側へ透過させるものであ
る。また、サーモパーベーパレーションは例えば刊行物
「化学工学協会第52年会講演要旨集（1987）、第28頁」
に示されているように上記した膜構造体を備え、この膜
構造体の一側に揮発性成分を含む液体を所定温度に加熱
した状態で供給し、膜に沿って流動する液体の一部が膜
との界面で蒸気となって膜の他側へ透過するものであ
る。
（発明が解決しようとする課題） このように、選択透過性膜を備えた膜構造体を用いて液
体中の成分を選択的に分離することは知られているが、
上記したパーベーパレーションの場合には真空ポンプを
主体とする減圧装置、この設置場所が必要である外に、
膜構造体の他側を高い減圧状態に長期間耐える構造にし
なければならず、かつ消費電力が大きくまた騒音の発生
も問題となる。また、上記したサーモパーベーパレーシ
ョンの場合には、供給する液体の全量を所定の温度に加
熱するため大量の熱量が消費されるとともに大型の外部
加熱装置が必要であり、かつ大量の液体を加熱するのに
かなりの時間を要し操作の応答性がよくない。
体中の成分を選択的に分離することは知られているが、
上記したパーベーパレーションの場合には真空ポンプを
主体とする減圧装置、この設置場所が必要である外に、
膜構造体の他側を高い減圧状態に長期間耐える構造にし
なければならず、かつ消費電力が大きくまた騒音の発生
も問題となる。また、上記したサーモパーベーパレーシ
ョンの場合には、供給する液体の全量を所定の温度に加
熱するため大量の熱量が消費されるとともに大型の外部
加熱装置が必要であり、かつ大量の液体を加熱するのに
かなりの時間を要し操作の応答性がよくない。
従って、本発明の目的は上記した減圧装置、外部加熱装
置を必要とせず、エネルギー効率の極めて高い膜構造体
を提供することにある。
置を必要とせず、エネルギー効率の極めて高い膜構造体
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明は機能性膜構造体に関するもので、当該機能性膜
構造体は、複数の成分からなる液体、気体またはこれら
の混合物中の少なくとも１種類の成分が選択的に透過す
る選択透過性膜と、同選択透過性膜の一側面に固着され
少なくとも同選択透過性膜を透過する成分が透過しかつ
通電により発熱する同選択透過性膜と一体の透過性発熱
体とを備えていることを特徴とするものである。
構造体は、複数の成分からなる液体、気体またはこれら
の混合物中の少なくとも１種類の成分が選択的に透過す
る選択透過性膜と、同選択透過性膜の一側面に固着され
少なくとも同選択透過性膜を透過する成分が透過しかつ
通電により発熱する同選択透過性膜と一体の透過性発熱
体とを備えていることを特徴とするものである。
本発明における選択透過性膜としては、ポリテトラフル
オロエチレン膜、ポリイミド膜、シリコンゴム膜等の有
機質膜、多孔質のセラミック膜、ガラス膜、繊維状また
は粒状カーボン質膜等無機質膜を挙げることができる。
これらの透過性膜は被処理混合物を構成する成分の種類
に応じて適宜選定される。また、透過性発熱体としては
金網状またはシート状多孔性金属発熱体、ペロブスカイ
ト形結晶で代表されるセラミック発熱体、カーボン質発
熱体等通電により発熱する材質からなるものを挙げるこ
とができる。
オロエチレン膜、ポリイミド膜、シリコンゴム膜等の有
機質膜、多孔質のセラミック膜、ガラス膜、繊維状また
は粒状カーボン質膜等無機質膜を挙げることができる。
これらの透過性膜は被処理混合物を構成する成分の種類
に応じて適宜選定される。また、透過性発熱体としては
金網状またはシート状多孔性金属発熱体、ペロブスカイ
ト形結晶で代表されるセラミック発熱体、カーボン質発
熱体等通電により発熱する材質からなるものを挙げるこ
とができる。
選択透過性膜と透過性発熱体とを一体化する手段として
は、選択透過性膜が有機質膜である場合には、透過性発
熱体を同有機質膜の側面に圧着または接着剤を一体化す
る方法、選択透過性膜が無機質膜である場合には、透過
性発熱体を同無機質膜の側面に無電解メッキ法、スパッ
タリング蒸着法、スラリーコート法等により一体化する
方法がある。これらの手段により形成される機能性膜構
造体の形状は平板状、パイプ状、モノリス状等適宜の形
状であり、70℃以上の耐熱性を有していることが好まし
い。
は、選択透過性膜が有機質膜である場合には、透過性発
熱体を同有機質膜の側面に圧着または接着剤を一体化す
る方法、選択透過性膜が無機質膜である場合には、透過
性発熱体を同無機質膜の側面に無電解メッキ法、スパッ
タリング蒸着法、スラリーコート法等により一体化する
方法がある。これらの手段により形成される機能性膜構
造体の形状は平板状、パイプ状、モノリス状等適宜の形
状であり、70℃以上の耐熱性を有していることが好まし
い。
（発明の作用・効果） かかる構成の機能性膜構造体においては、選択透過性膜
の細孔に吸着、凝縮した成分に対する透過性発熱体の加
熱作用により、上記成分は蒸発、表面拡散して構造体の
一側から他側へ透過する。また、当該膜構造体において
は、その一側に供給される被処理混合物の一側と接触し
ている部分のみを加熱することができ、これにより揮発
性成分が蒸気となって膜構造体の一側から他側へ透過す
る。従って、当該膜構造体によれば、減圧装置、外部加
熱装置を使用することなく、被処理混合物から特定の成
分を分離することができ、設備の小型化、設備費および
動力の低減、熱エネルギーの効率の向上を図ることがで
きる。
の細孔に吸着、凝縮した成分に対する透過性発熱体の加
熱作用により、上記成分は蒸発、表面拡散して構造体の
一側から他側へ透過する。また、当該膜構造体において
は、その一側に供給される被処理混合物の一側と接触し
ている部分のみを加熱することができ、これにより揮発
性成分が蒸気となって膜構造体の一側から他側へ透過す
る。従って、当該膜構造体によれば、減圧装置、外部加
熱装置を使用することなく、被処理混合物から特定の成
分を分離することができ、設備の小型化、設備費および
動力の低減、熱エネルギーの効率の向上を図ることがで
きる。
しかして、当該膜構造体においては特に、透過性発熱体
が選択透過性膜の一側面に固着されて一体化されている
ことから、選択透過性膜の被処理混合物が大量に流動す
る一側が低温で被処理混合物の流動量に比較して極めて
少量の成分が透過する他側が高温となり、選択透過性膜
の両側に大きな温度勾配が発生する。このため、選択透
過性膜の一側で吸着、凝縮、溶解して蒸発、拡散する透
過成分は、同透過性膜の他側でその蒸発、拡散を助勢さ
れてその透過速度を早めて分離効率を著しく向上させ
る。
が選択透過性膜の一側面に固着されて一体化されている
ことから、選択透過性膜の被処理混合物が大量に流動す
る一側が低温で被処理混合物の流動量に比較して極めて
少量の成分が透過する他側が高温となり、選択透過性膜
の両側に大きな温度勾配が発生する。このため、選択透
過性膜の一側で吸着、凝縮、溶解して蒸発、拡散する透
過成分は、同透過性膜の他側でその蒸発、拡散を助勢さ
れてその透過速度を早めて分離効率を著しく向上させ
る。
なお、本発明に係る膜構造体は従来のサーモパーベーパ
レーション、パーベーパレーション等に用いられている
膜構造体と同様の広い分野に利用できる。
レーション、パーベーパレーション等に用いられている
膜構造体と同様の広い分野に利用できる。
（実施例１） 第１図に示すポリテトラフルオロエチレンのフィルム状
の選択透過性膜11と、炭素繊維からなる布状カーボン質
の透過性発熱体12とをプレスにて圧着して一体化してな
る膜構造体10を用いて、サーモパーベーパレーションに
よる10wt％硫酸水溶液の濃縮試験を行い、水の透過速度
を測定した。膜構造体10の特性および試験条件は次の通
りであり、水の透過速度は0.90kg/m2・hrであった。
の選択透過性膜11と、炭素繊維からなる布状カーボン質
の透過性発熱体12とをプレスにて圧着して一体化してな
る膜構造体10を用いて、サーモパーベーパレーションに
よる10wt％硫酸水溶液の濃縮試験を行い、水の透過速度
を測定した。膜構造体10の特性および試験条件は次の通
りであり、水の透過速度は0.90kg/m2・hrであった。
膜構造体10 （１）透過性膜11:細孔径0.1μｍ、空隙率78％厚さ0.2m
m （２）発熱体12:繊維径400μｍ、（膜の一側に接触する
部分の水溶液が50℃となるよう印加電圧を調節） 水溶液：室温25℃で膜構造体の一側に供給 なお、比較例として上記した透過性膜11のみを用い、上
記した硫酸水溶液を予め50℃に加熱して透過性膜11に供
給し透過試験を行った。この場合の水の透過速度は0.88
kg/m2・hrであった。
m （２）発熱体12:繊維径400μｍ、（膜の一側に接触する
部分の水溶液が50℃となるよう印加電圧を調節） 水溶液：室温25℃で膜構造体の一側に供給 なお、比較例として上記した透過性膜11のみを用い、上
記した硫酸水溶液を予め50℃に加熱して透過性膜11に供
給し透過試験を行った。この場合の水の透過速度は0.88
kg/m2・hrであった。
（実施例２） 第２図に示すパイプ状の多孔質支持体21の外周にアルミ
ナ質の選択透過性膜22を有し、かつ同支持体21の内周に
チタン酸バリウム質の透過性発熱体23を有する膜構造体
20を用いて、パーベーパレーションによる空気中の除湿
試験を行い、水の透過速度を測定した。膜構造体20の特
性および試験条件は次の通りであり、水の透過速度は0.
3kg/m2・hrであった。この透過速度は、多孔質支持体21
の外周に透過性膜22のみを有する膜構造体を用いてその
内周側を10torrの真空度に維持した場合と同じ値であっ
た。
ナ質の選択透過性膜22を有し、かつ同支持体21の内周に
チタン酸バリウム質の透過性発熱体23を有する膜構造体
20を用いて、パーベーパレーションによる空気中の除湿
試験を行い、水の透過速度を測定した。膜構造体20の特
性および試験条件は次の通りであり、水の透過速度は0.
3kg/m2・hrであった。この透過速度は、多孔質支持体21
の外周に透過性膜22のみを有する膜構造体を用いてその
内周側を10torrの真空度に維持した場合と同じ値であっ
た。
膜構造体20 （１）支持体21:アルミナ質、細孔径１μｍ、空隙率38
％、外径10mm、肉厚1mm （２）透過性膜22:アルミナ質、細孔径20Å、空隙率20
％、厚さ７μｍ（支持体21の外周にアルミナゾルをコー
ティングし600℃で焼成して形成） （３）発熱体23:チタン酸バリウム質、粒子層厚さ20μ
ｍ、空隙率32％（径0.3μｍのチタン酸バリウム粒子の
スラリーを支持体21の内周にコーティングし、乾燥後50
0℃で焼成して形成。試験中80℃に維持した） 空気 圧力4.5kg/cm2、温度23℃の圧縮空気を膜構造体20の外
周側に供給する。
％、外径10mm、肉厚1mm （２）透過性膜22:アルミナ質、細孔径20Å、空隙率20
％、厚さ７μｍ（支持体21の外周にアルミナゾルをコー
ティングし600℃で焼成して形成） （３）発熱体23:チタン酸バリウム質、粒子層厚さ20μ
ｍ、空隙率32％（径0.3μｍのチタン酸バリウム粒子の
スラリーを支持体21の内周にコーティングし、乾燥後50
0℃で焼成して形成。試験中80℃に維持した） 空気 圧力4.5kg/cm2、温度23℃の圧縮空気を膜構造体20の外
周側に供給する。
第１図は本発明の一実施例に係る膜構造体の概略的断面
図、第２図は他の実施例に係る膜構造体の概略的断面図
である。 符号の説明 10、20……膜構造体、11、22……透過性膜、12、23……
発熱体。
図、第２図は他の実施例に係る膜構造体の概略的断面図
である。 符号の説明 10、20……膜構造体、11、22……透過性膜、12、23……
発熱体。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の成分からなる液体、気体またはこれ
らの混合物中の少なくとも１種類の成分が選択的に透過
する選択透過性膜と、同選択透過性膜の一側面に固着さ
れ少なくとも同選択透過性膜を透過する成分が透過しか
つ通電により発熱する同選択透過性膜と一体の透過性発
熱体とを備えてなる機能性膜構造体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065988A JPH0671530B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 機能性膜構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065988A JPH0671530B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 機能性膜構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236905A JPH01236905A (ja) | 1989-09-21 |
| JPH0671530B2 true JPH0671530B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=13302901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065988A Expired - Fee Related JPH0671530B2 (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | 機能性膜構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0671530B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229529A (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-12 | Ngk Insulators Ltd | 流体の分離方法、分離装置および分離膜 |
| JP2508999B2 (ja) * | 1989-12-25 | 1996-06-19 | 三井東圧化学株式会社 | ビスフェノ―ルａの製造方法 |
| JP4427572B2 (ja) * | 2007-03-15 | 2010-03-10 | 三菱重工業株式会社 | 脱水装置 |
| JP2008221176A (ja) | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱水システム及び脱水方法 |
| JP4898502B2 (ja) | 2007-03-15 | 2012-03-14 | 三菱重工業株式会社 | 流体の運搬方法 |
| EP2251075B1 (en) | 2008-03-14 | 2013-12-25 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dehydration method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS631601U (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-07 | ||
| JPS63258604A (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 膜分離方法 |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63065988A patent/JPH0671530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01236905A (ja) | 1989-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |