JPH08108049A - Hollow fiber membrane type module - Google Patents
Hollow fiber membrane type moduleInfo
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- JPH08108049A JPH08108049A JP24928194A JP24928194A JPH08108049A JP H08108049 A JPH08108049 A JP H08108049A JP 24928194 A JP24928194 A JP 24928194A JP 24928194 A JP24928194 A JP 24928194A JP H08108049 A JPH08108049 A JP H08108049A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、改良された中空糸膜型
モジュールに関し、特に中空糸膜の内側を1次側とし、
2次側である中空糸膜の外側に気体が接触する用法で使
用される中空糸膜型モジュールに関するものであり、例
えば、窒素富化、水素分離、ヘリウム分離、炭酸ガス分
離、空気中の有機溶剤蒸気の分離などの気体分離(ここ
で言う気体には蒸気も含む)、水から酸素、炭酸ガスな
どの気体や、トリクロロエチレンなどの揮発性物質を除
去する脱気や脱揮、水/アルコール分離や水/有機溶剤
分離などに使用される浸透気化(パ−ベ−パレ−ショ
ン)、膜蒸留等の用途において、分離の効率を向上させ
た中空糸膜型モジュールに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved hollow fiber membrane type module, and in particular, the inside of the hollow fiber membrane is the primary side,
The present invention relates to a hollow fiber membrane type module used in a method in which a gas is brought into contact with the outside of a hollow fiber membrane which is a secondary side, and includes, for example, nitrogen enrichment, hydrogen separation, helium separation, carbon dioxide separation, organic matter in air. Gas separation such as solvent vapor separation (gas includes vapor here), degassing and devolatilization to remove gases such as oxygen and carbon dioxide from water, and volatile substances such as trichlorethylene, water / alcohol separation The present invention relates to a hollow fiber membrane type module having improved separation efficiency in applications such as pervaporation used for water / organic solvent separation and the like, membrane distillation and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】膜分離において、中空糸膜は通常、ハウ
ジングに収められたモジュールの形状で使用される。そ
の代表的な構造を図1に示す。即ち、中空糸膜1が束
状、巻き取られた状態もしくは編組された状態などでハ
ウジング2に装填され、中空糸膜1の両端部が樹脂など
にて封止3、3’されることにより中空糸膜の内側と外
側が隔てられ、封止部端面4、4’に中空糸膜の内側が
開口している。モジュールを使用するに当り、例えば気
体分離膜モジュールの場合、混合気体を接続口5から中
空糸膜の内側に導入し、中空糸膜内側の反対の端である
接続口6から取り出される非透過ガスと、中空糸膜を透
過して接続口7および/または8より取り出される透過
ガスとに分離される。あるいはまた、接続口7または8
より中空糸膜の外側に混合気体を導入し、接続口8また
は7から流出する非透過ガスと、接続口5および/また
は6から取り出される中空糸膜内側へ透過した透過ガス
とに分離される。この時、化学工学的には、混合ガスと
透過ガスを向流(カウンタ−フロ−)に流すのが最も効
率が高いとされている。しかしながら、図1の構造のモ
ジュールにおいて、例えば接続口5より中空糸膜内側に
混合ガスを導入して接続口6に向かって流し、一方接続
口8を閉じて接続口7から透過ガスを取り出すことによ
り向流で作動するよう試みても、分離されるガスの濃度
や収率は理論値より相当低く、十字流(クロスフロー)
型に近い性能を示すに過ぎなかった。また図1のモジュ
ールを使用して、混合ガスを接続口7に導入して中空糸
膜の外側に接続口8に向かって流し、接続口6を閉じて
透過ガスを接続口5から取り出す試みを行ってもさらに
低い結果を得るだけであった。即ち、中空糸膜型モジュ
ールにおいて、理論に近い向流型の性能を実現すること
は困難であった。また液体からの脱気や脱揮、あるいは
パーベ−パレ−ションや膜蒸留に於ても、1次側が気体
でなく液体であることが異なるだけであり、向流型が最
も効率が良いこと、中空糸膜型モジュールにおいて理想
的な向流型が実現していないことについて事情は同じで
あった。In membrane separation, hollow fiber membranes are commonly used in the form of modules housed in a housing. Its typical structure is shown in FIG. That is, the hollow fiber membranes 1 are loaded into the housing 2 in a bundled state, a wound state, a braided state, or the like, and both ends of the hollow fiber membranes 1 are sealed with a resin or the like 3, 3 ′. The inside and the outside of the hollow fiber membrane are separated, and the inside of the hollow fiber membrane is open at the end faces 4, 4'of the sealing portion. In using the module, for example, in the case of a gas separation membrane module, a non-permeated gas introduced from the connection port 5 into the inside of the hollow fiber membrane through the mixed gas and taken out from the connection port 6 which is the opposite end inside the hollow fiber membrane. And the permeated gas that permeates the hollow fiber membrane and is taken out from the connection port 7 and / or 8. Alternatively, the connection port 7 or 8
Further, the mixed gas is introduced to the outside of the hollow fiber membrane, and is separated into a non-permeable gas flowing out from the connection port 8 or 7 and a permeated gas that is taken out from the connection port 5 and / or 6 and permeates into the hollow fiber membrane. . At this time, from a chemical engineering point of view, it is said that the mixed gas and the permeated gas are caused to flow in countercurrent (counterflow) in the highest efficiency. However, in the module having the structure of FIG. 1, for example, the mixed gas is introduced into the hollow fiber membrane from the connection port 5 and flows toward the connection port 6, while the connection port 8 is closed and the permeated gas is taken out from the connection port 7. , The concentration and yield of the separated gas is much lower than the theoretical value, and cross flow
It only showed performance close to the mold. In addition, using the module of FIG. 1, an attempt was made to introduce the mixed gas into the connection port 7 and flow the mixture gas outside the hollow fiber membrane toward the connection port 8 and close the connection port 6 to take out the permeated gas from the connection port 5. Even if I went, I got a lower result. That is, it was difficult to realize countercurrent type performance close to theory in the hollow fiber membrane type module. Further, even in degassing and devolatilizing from a liquid, or pervaporation or membrane distillation, the only difference is that the primary side is not a gas but a liquid, and the countercurrent type is the most efficient, The situation was the same for the fact that the ideal countercurrent type was not realized in the hollow fiber membrane type module.
【0003】これらの問題を解決するために、本発明者
らによる出願である実開平5−51432に開示されて
いるように、複数の組に分割した中空糸膜が、組ごとに
気体不透過性の筒に装填され、該筒が中空糸膜膜の長さ
方向の50〜99.5%の長さを有する中空糸膜型モジ
ュールが考案されている。しかしながら、この考案によ
れば、理想的な向流に近い性能が実現されているもの
の、モジュ−ルに充填出来る中空糸膜の量が減少し、モ
ジュ−ルあたりの処理量が減少すると言う欠点があっ
た。In order to solve these problems, hollow fiber membranes divided into a plurality of groups are gas-impermeable for each group, as disclosed in Japanese Utility Model Application No. 5-51432 filed by the present inventors. A hollow fiber membrane-type module has been devised, which is loaded in a flexible cylinder, and the cylinder has a length of 50 to 99.5% in the length direction of the hollow fiber membrane. However, according to this invention, although the performance close to an ideal countercurrent is realized, the amount of hollow fiber membranes that can be packed in the module is reduced, and the processing amount per module is reduced. was there.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中空糸膜外
側の気体の流れを理想的な向流モデルに近付けながら、
充填できる中空糸膜の量が減少しない中空糸膜型モジュ
ールを提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention makes the gas flow outside the hollow fiber membrane close to an ideal countercurrent model,
An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane type module in which the amount of hollow fiber membranes that can be filled does not decrease.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
について鋭意検討を行った結果本発明に到達した。即ち
本発明の要旨は、第1に、複数の中空糸膜がハウジング
内に装填され、中空糸膜の両端は膜の内側が開口した状
態でそれぞれハウジング内に封止されており、かつ中空
糸膜の外側に通じる接続口を有する中空糸膜型モジュー
ルであって、ハウジング内に中空糸膜を複数の組に分割
するように気体不透過性の隔壁が設けられ、該隔壁が一
方の封止部から封止部間距離の少なくとも50%までの
位置では開口部を有さず、それを越える部分の一部ない
し全部が開口しているものであることを特徴とする中空
糸膜型モジュールにあり、第2に、複数の中空糸膜がハ
ウジング内に装填され、中空糸膜の両端部は膜の内側が
開口した状態でそれぞれハウジング内に封止された中空
糸膜型モジュールであって、ハウジング内に中空糸膜を
複数の組に分割するように気体不透過性の隔壁が両方の
封止部間の全体に渡って設けられ、かついずれの中空糸
膜の組も隔壁とハウジングにより囲まれており、ハウジ
ングの内面の一方の封止部から封止部間距離の70〜1
00%の範囲内に、隔壁により隔てられた各空間と中空
糸膜の外側に通じる接続口をつなぐチャンネルが設けら
れていることを特徴とする中空糸膜型モジュ−ルにあ
る。The present inventors have arrived at the present invention as a result of extensive studies on the above problems. That is, the gist of the present invention is, firstly, that a plurality of hollow fiber membranes are loaded in a housing, and both ends of the hollow fiber membranes are sealed in the housing with the inside of the membranes open, and A hollow fiber membrane type module having a connection port that communicates with the outside of the membrane, wherein a gas impermeable partition wall is provided in the housing so as to divide the hollow fiber membrane into a plurality of groups, and the partition wall seals one side. A hollow fiber membrane-type module characterized in that it does not have an opening at a position up to at least 50% of the distance between the sealing portion and the sealing portion, and that part or all of the portion beyond that is open. And secondly, a hollow fiber membrane type module in which a plurality of hollow fiber membranes are loaded in a housing, and both ends of the hollow fiber membranes are respectively sealed in the housing with the inside of the membrane open, Divide the hollow fiber membrane into multiple sets in the housing As described above, a gas impermeable partition wall is provided over the entire space between both sealing parts, and any set of hollow fiber membranes is surrounded by the partition wall and the housing, and one of the inner surfaces of the housing is sealed. 70 to 1 of the distance between the seal and the seal
The hollow fiber membrane type module is characterized in that a channel connecting each space separated by a partition wall and a connection port communicating with the outside of the hollow fiber membrane is provided within the range of 00%.
【0006】本発明をその要部についてさらに詳細に説
明する。本発明の第1及び第2のモジュール(以下まと
めて本発明のモジュールとする)は、例えば図2〜5に
見られるように、中空糸膜9がハウジング10に装填さ
れ、中空糸膜9の両端はそれぞれ、中空糸膜の内側(ル
ーメン側)が開口した状態で、樹脂等により中空糸膜9
間が気密に封止11、12されていることにより、中空
糸膜の内側に通じる空間と外側に通じる空間が隔てられ
ている。封止部11、12はハウジング内に気密に接着
されていてもよいし、オーリングなどでハウジング内に
気密に固定されていても良い。ハウジングには、中空糸
膜9の内側に通じる両端の接続口13、14が別々に設
けられ、また中空糸膜の外側に通じる接続口17が設け
られている。即ち、中空糸膜の一端の接続口から流体を
導入し、他端の接続口から流出させることが可能な構造
である。また、接続口17から膜を透過した気体や揮発
性物質等を取り出すことが出来る構造を持つ。The present invention will be described in more detail with regard to its essential parts. In the first and second modules of the present invention (hereinafter collectively referred to as the module of the present invention), as shown in FIGS. At both ends, the hollow fiber membrane 9 is made of resin or the like while the inside (lumen side) of the hollow fiber membrane is open.
Since the spaces are hermetically sealed 11 and 12, the space communicating with the inside of the hollow fiber membrane and the space communicating with the outside thereof are separated. The sealing portions 11 and 12 may be airtightly adhered to the housing, or may be airtightly fixed to the housing by an O-ring or the like. The housing is provided with connection ports 13 and 14 at both ends communicating with the inside of the hollow fiber membrane 9 separately, and a connection port 17 communicating with the outside of the hollow fiber membrane. That is, it is a structure in which the fluid can be introduced from the connection port at one end of the hollow fiber membrane and discharged from the connection port at the other end. Further, it has a structure capable of taking out the gas, the volatile substance, and the like that have permeated the membrane from the connection port 17.
【0007】本発明のモジュ−ルの特徴は、上記の構造
に加え、中空糸膜9が気体不透過性の隔壁15により複
数の組に分けられて装填されていることにある。まず第
1のモジュールの場合、気体不透過性隔壁15は、一方
の封止部11に実質的に気密に接して固定されており、
封止部11から封止部間距離の少なくとも50%の位置
までの範囲には開口部を有さず、それを越える部分の一
部ないし全部が開口しているものである。開口部とは、
隔壁同士または隔壁とハウジングで囲まれた空間が接続
口17に連絡すべく隔壁が開口している部分を言う。こ
こでいう封止部間距離とは、封止部11および12のモ
ジュ−ル内側端面(中空糸膜が開口している端面ではな
い)間の距離を言う。内側端面が平行でない場合には平
均距離とする。開口部が封止部間距離の50%以下の範
囲に存在すると向流として働く部分が減少し、分離効率
の低下を招く。The feature of the module of the present invention resides in that, in addition to the above structure, the hollow fiber membranes 9 are divided into a plurality of groups and loaded by the gas impermeable partition walls 15. First, in the case of the first module, the gas-impermeable partition wall 15 is fixed in contact with one sealing portion 11 in a substantially airtight manner,
There is no opening in the range from the sealing portion 11 to the position of at least 50% of the distance between the sealing portions, and a part or all of the portion beyond the opening is opened. What is an opening?
It refers to a part where the partition walls are open so that the space surrounded by the partition walls or the space surrounded by the partition walls and the housing communicates with the connection port 17. The inter-sealing portion distance referred to here means the distance between the module inner end surfaces (not the end surface where the hollow fiber membrane is open) of the sealing portions 11 and 12. When the inner end faces are not parallel, the average distance is used. When the opening is present in a range of 50% or less of the distance between the sealed portions, the portion that acts as a countercurrent is reduced and the separation efficiency is lowered.
【0008】例えば図2にみられるように、封止部11
から封止間距離の少なくとも50%、好ましくは少なく
とも80%、更に好ましくは少なくとも90%の位置に
は開口部を有さず、それを越える部分に隔壁の開口部1
6を有するものである。この開口部の形状は任意であ
り、隔壁に孔を穿つことにより設けることができる。孔
の数や形状は任意である。孔は例えば円形であって良い
し、スリット状やクサビ状であってもよい。孔は上記の
範囲全体に存在しても良いし、その一部に存在するもの
であっても良い。開口部は気体の透過抵抗にならない程
度に多いか大きいことが好ましい。隔壁の開口部16の
存在する範囲の大きさは、気体の透過抵抗とならないた
めに、封止部間距離の0.5%以上が好ましく、2%以
上であることが更に好ましい。For example, as shown in FIG. 2, the sealing portion 11
To at least 50%, preferably at least 80%, and more preferably at least 90% of the distance between the seals, and the opening 1 of the partition wall extends beyond that.
6. The shape of this opening is arbitrary and can be provided by forming a hole in the partition wall. The number and shape of the holes are arbitrary. The holes may be, for example, circular, slit-shaped, or wedge-shaped. The holes may be present in the entire range described above, or may be present in a part thereof. It is preferable that the number of openings is large or large enough not to give a gas permeation resistance. The size of the range in which the openings 16 of the partition walls are present is preferably 0.5% or more, and more preferably 2% or more of the distance between the sealed parts, because the size does not become gas permeation resistance.
【0009】又、例えば図3にみられるように、封止部
11から封止部間距離の少なくとも50%、好ましくは
少なくとも80%、更に好ましくは少なくとも90%ま
での範囲には隔壁15が存在し、それを越える部分にお
いて隔壁の一部または全部が欠損しているものも本発明
に含まれる。隔壁の欠損部18の形状は任意であり、隔
壁がハウジングの長手方向に対して直角に切断された形
状、斜めに切断された形状あるいはその他の複雑な形状
であってもよい。隔壁の切断面がハウジングの長手方法
に直角でない場合には、隔壁の長さは平均値をもってす
る。隔壁の欠損部18の長さは、気体の透過抵抗となら
ないために、封止部間距離の0.5%以上が好ましく、
2%以上であることが更に好ましい。Further, as shown in FIG. 3, for example, the partition wall 15 exists in the range from the sealing portion 11 to at least 50%, preferably at least 80%, and more preferably at least 90% of the distance between the sealing portions. However, the present invention also includes a case where a part or all of the partition wall is missing in a portion beyond that. The shape of the missing portion 18 of the partition wall is arbitrary, and may be a shape obtained by cutting the partition wall at a right angle to the longitudinal direction of the housing, an obliquely cut shape, or another complicated shape. If the cut surface of the partition is not perpendicular to the lengthwise direction of the housing, the length of the partition shall have an average value. The length of the defective portion 18 of the partition wall is preferably 0.5% or more of the distance between the sealing portions, because the length does not become a gas permeation resistance.
It is more preferably at least 2%.
【0010】気体を取り出すべき接続口17は開口部1
6または欠損部18に近い位置に設けられることが好ま
しい。即ち接続口17の位置は封止部11から封止部間
距離の少なくとも50%、好ましくは少なくとも70
%、更に好ましくは少なくとも90%の位置を越えた部
分であり、開口部16または欠損部18側の封止部12
に近い位置であることが好ましい。尚、後述するよう
に、すべての中空糸膜の組が隔壁だけで囲まれている場
合には接続口17の位置は任意である。The connection port 17 through which gas is taken out is the opening 1
6 or a position near the defect portion 18 is preferable. That is, the position of the connection port 17 is at least 50% of the distance between the sealing portions 11 and the sealing portion, preferably at least 70%.
%, And more preferably at least 90% beyond the position, and the sealing portion 12 on the side of the opening 16 or the defective portion 18
It is preferable that the position is close to. As will be described later, the position of the connection port 17 is arbitrary when all the sets of hollow fiber membranes are surrounded by partition walls.
【0011】次に第2のモジュールの場合、該モジュー
ルは例えば図5に示されるように、中空糸膜9が気体不
透過性の隔壁15により複数の組に分けられて装填され
ている。隔壁15は封止部間、即ち、封止部11と封止
部12の間全体に渡って設けられており開口部を有しな
い。図5のA部断面における隔壁15の形状は、隔壁だ
けで実質的に気密に囲まれた中空糸膜の組がなく、図4
(イ)に見られるように、すべての中空糸膜の組につい
て中空糸膜外側空間がハウジングに接するようになって
いる。Next, in the case of the second module, as shown in FIG. 5, for example, the hollow fiber membranes 9 are loaded into the module divided into a plurality of groups by gas impermeable partition walls 15. The partition wall 15 is provided between the sealing portions, that is, between the sealing portions 11 and 12, and has no opening. The shape of the partition wall 15 in the section A of FIG. 5 is such that there is no set of hollow fiber membranes that are substantially airtightly surrounded only by the partition wall.
As seen in (a), the hollow fiber membrane outer space is in contact with the housing for all the sets of hollow fiber membranes.
【0012】ハウジング内面には隔壁により隔てられた
各空間をつなぐチャンネル19が設けられており、これ
は接続口17と連結している。チャンネル19は、隔壁
15によって接続口17と隔てられた空間を流れる気体
を、接続口17へ導くものである。従って、チャンネル
19はハウジング10の内側全周に渡って設けられてい
る必要はなく、隔壁により接続口17と隔てられた空間
が、接続口17と連絡すべく設けられておれば十分であ
る。チャンネルは、例えばハウジング内側を切削された
溝であってよいし、図5のようにハウジングが内径のよ
り大きな別のハウジング部材と接続されることにより形
成されたものであっても良いし、ハウジングに内径が大
な部分があるように成形されたものであっても良い。即
ち中空糸膜9を透過した気体等は、隔壁15を実質的に
透過することなく隔壁15で分けられた空間内をチャン
ネル19に向かって流れ、チャンネル19を通って接続
口17からモジュール外に取り出される。On the inner surface of the housing, there is provided a channel 19 connecting the spaces separated by the partition wall, which is connected to the connection port 17. The channel 19 guides the gas flowing in the space separated from the connection port 17 by the partition wall 15 to the connection port 17. Therefore, the channel 19 does not need to be provided all around the inside of the housing 10, and it is sufficient if the space separated from the connection port 17 by the partition wall is provided so as to communicate with the connection port 17. The channel may be, for example, a groove cut inside the housing, or may be formed by connecting the housing with another housing member having a larger inner diameter as shown in FIG. It may be molded to have a large inner diameter. That is, the gas or the like that has permeated the hollow fiber membrane 9 flows toward the channel 19 in the space divided by the partition wall 15 without substantially permeating the partition wall 15 and passes through the channel 19 to the outside of the module from the connection port 17. Taken out.
【0013】チャンネル19の位置は、一方の封止部1
1から封止部間距離の70〜100%、好ましくは80
〜100%、さらに好ましくは90〜100%の範囲内
に設けられる。チャンネルの幅と高さは圧力損失が高く
ならない寸法に設計することができ、膜の気体透過速度
やモジュ−ルの大きさ等により適宜決定すれば良い。チ
ャンネルは複数であって良い。チャンネル19と中空糸
膜9との境界部には網や、孔が穿たれた板やシートが設
けられていても良い。The position of the channel 19 is determined by the one sealing portion 1
1 to 70 to 100% of the distance between the sealed portions, preferably 80
To 100%, and more preferably 90 to 100%. The width and height of the channel can be designed so that the pressure loss does not increase, and may be appropriately determined depending on the gas permeation rate of the membrane and the size of the module. There may be multiple channels. A mesh or a plate or sheet with holes may be provided at the boundary between the channel 19 and the hollow fiber membrane 9.
【0014】本発明のモジュールで使用される隔壁15
は実質的に気体不透過性であり、中空糸膜9を透過した
気体等は隔壁15で分けられた空間内を開口部16、欠
損部18またはチャンネル19に向かって流れ、開口部
16、欠損部18またはチャンネンル19から出て、接
続口17からモジュール外に取り出される。実質的に気
体不透過とは、隔壁の開口部16、欠損部18またはチ
ャンネル19を通過する気体量に比べて隔壁15を透過
する気体量が無視できる量であることを意味する。Partition wall 15 used in the module of the present invention
Is substantially gas impermeable, and the gas or the like that has permeated the hollow fiber membrane 9 flows toward the opening 16, the defective portion 18 or the channel 19 in the space divided by the partition wall 15, and the opening 16, the defective portion It comes out of the portion 18 or the channel 19, and is taken out of the module through the connection port 17. Substantially gas impermeable means that the amount of gas that permeates through the partition wall 15 is negligible as compared with the amount of gas that passes through the opening 16, defect 18 or channel 19 of the partition wall.
【0015】本発明において隔壁15を一方の封止部1
1に実質的に気密に接して固定する方法は任意の方式で
よく、例えば隔壁を中空糸膜と共に封止する方法、封止
部11に接着する方法、封止部11に実質的に気密に接
した状態でハウジング10に固定する方法等を採ること
が出来る。実質的に気密とは、封止部11と隔壁15と
の間隙を流れる気体量が隔壁の開口部16、欠損部18
またはチャンネル19を流れる量に比べて無視できる量
であることを言う。In the present invention, the partition wall 15 is provided on one side of the sealing portion 1.
Any method may be used for the method of substantially contacting with 1 to fix it in a hermetic manner, for example, a method of sealing the partition wall with the hollow fiber membrane, a method of adhering to the sealing section 11, a method of substantially hermetically sealing to the sealing section 11. A method of fixing to the housing 10 in the contact state can be adopted. The term “substantially airtight” means that the amount of gas flowing through the gap between the sealing portion 11 and the partition wall 15 is the opening 16 of the partition wall or the defective portion 18.
Alternatively, it means that the amount is negligible compared to the amount flowing through the channel 19.
【0016】第1のモジュールの場合、隔壁が中空糸膜
を複数の組に分ける形状は任意である。例えば図2、3
のA部断面を示した図4(イ)に見られるように、すべ
ての中空糸膜の組が隔壁とハウジングにより囲まれてお
り、中空糸膜外側空間がハウジングに接するものであっ
ても良いし、第4図(ロ)に見られるように、すべての
中空糸膜の組が隔壁だけで囲まれたものであっても良い
し、図4(ハ)に見られるように、両者が混在する形状
であっても良い。第2のモジュールの場合は、前述の通
り、全ての中空糸膜の組について、隔壁とハウジングに
よって囲まれている。In the case of the first module, the partition may have any shape for dividing the hollow fiber membrane into a plurality of groups. For example, FIGS.
As shown in FIG. 4 (A) showing the cross section of the portion A, all the sets of hollow fiber membranes may be surrounded by the partition wall and the housing, and the outer space of the hollow fiber membranes may be in contact with the housing. However, as shown in FIG. 4 (b), all the sets of hollow fiber membranes may be surrounded by only partition walls, or both may be mixed as shown in FIG. 4 (c). It may have a shape. In the case of the second module, as described above, all the sets of hollow fiber membranes are surrounded by the partition wall and the housing.
【0017】本発明において、モジュール内の隔壁同士
や隔壁とハウジングとで囲まれた空間の断面形状は、任
意の形状であってよいし、各空間毎に異なっていること
も可能である。各空間の断面積も任意であるし、各空間
毎に異なっていてもよい。しかし、隔壁同士または隔壁
とハウジングで囲まれた空間の平均直径を封止部間距離
で除した値(以下この値を便宜上、「平均直径/封止部
間距離」と表す)が0.01〜0.1であることが好ま
しい。この値以下だと製造コストが上昇するし、本発明
の効果が低下する。空間の平均直径とは、空間の横断面
積に等しい円の直径である。ここでいう空間の横断面と
は、モジュールの横方向、即ち中空糸膜に直角な方向の
空間の断面積をいう。In the present invention, the cross-sectional shape of the partition wall in the module or the space surrounded by the partition wall and the housing may be any shape, or may be different for each space. The cross-sectional area of each space is also arbitrary and may be different for each space. However, the value obtained by dividing the average diameter of the partition walls or the space surrounded by the partition wall and the housing by the distance between the sealing portions (hereinafter, this value is referred to as “average diameter / distance between sealing portions”) is 0.01. It is preferable that it is 0.1. If it is less than this value, the manufacturing cost increases and the effect of the present invention decreases. The average diameter of a space is the diameter of a circle equal to the cross-sectional area of the space. The cross-section of the space here means the cross-sectional area of the space in the transverse direction of the module, that is, in the direction perpendicular to the hollow fiber membrane.
【0018】隔壁の素材や厚みは実質的に気体不透過性
のものであれば任意であり、例えばポリマー製の板、シ
ート、フィルムなどであってよく、塩化ビニル、ポリエ
ステル等成形しやすい汎用樹脂が好ましい。まt隔壁は
複数のものを組み合わせたものであっても良い。いずれ
の場合にも、隔壁15同士および/または隔壁15とハ
ウジング10との間は接着されていてもされていなくて
も良いが、実質的に気密とする必要がある。この場合も
実質的に気密とは、これらの間隙を流れる気体量が隔壁
の開口部16または欠損部18を流れる気体量に比べて
無視できる量であることを言う。隔壁同士や隔壁とハウ
ジングとで形成された各空間における中空糸膜の充填率
がほぼ同じであり充填の均一性もほぼ同一である場合に
は、間隙があってもそこを通過する気体量は開口部16
または欠損部18を通過する気体量に対して無視できる
ため、多少の間隙があっても実質的に気密となる。しか
し、隔壁同士や隔壁とハウジングとで形成された各空間
における中空糸膜の充填率が異なる場合や充填の均一性
が異なる場合には、該間隙は小さくする必要がある。ま
た、第4図(ロ)に見られるように、すべての中空糸膜
の組が隔壁だけで囲まれたものものである場合には、隔
壁15とハウジング10との間は気密である必要はな
く、またこのような場合には接続口17の位置は任意で
ある。The material and thickness of the partition wall may be any as long as they are substantially gas impermeable, and may be, for example, a polymer plate, sheet or film, and a general-purpose resin such as vinyl chloride or polyester that is easy to mold. Is preferred. The t partition may be a combination of a plurality of partitions. In either case, the partition walls 15 and / or the partition wall 15 and the housing 10 may or may not be adhered, but they need to be substantially airtight. Also in this case, substantially airtight means that the amount of gas flowing through these gaps is negligible compared to the amount of gas flowing through the opening 16 or the defective portion 18 of the partition wall. When the filling rates of the hollow fiber membranes in the spaces formed by the partition walls and between the partition walls and the housing are almost the same and the uniformity of the filling is also almost the same, the amount of gas passing through the gaps is Opening 16
Alternatively, since the amount of gas passing through the defective portion 18 can be ignored, even if there is some gap, it becomes substantially airtight. However, when the filling rate of the hollow fiber membranes in each space formed between the partition walls or between the partition wall and the housing is different or the uniformity of the filling is different, it is necessary to reduce the gap. Further, as shown in FIG. 4 (b), when all the hollow fiber membrane sets are those surrounded by only partition walls, the space between the partition walls 15 and the housing 10 need not be airtight. None, and in such a case, the position of the connection port 17 is arbitrary.
【0019】本発明において、隔壁同士または隔壁とハ
ウジングで囲まれた空間に装填される中空糸膜の組の装
填形態は任意である。例えば、実質的に平行な中空糸膜
束であってもよいし、中空糸膜同士または中空糸膜と他
の糸条とで構成された編組物または織物であってもよ
い。中空糸膜の組は、隔壁同士または隔壁とハウジング
で囲まれた空間に平行に充填されていても良いし、斜め
あるいは螺旋状に充填されていても良い。しかしながら
本発明のモジュールは、実質的に互いに平行な中空糸膜
の束が該空間にほぼ平行に充填されている場合に最も性
能改善効果が大きく、生産上の効率からも実質的に平行
な中空糸膜の束とするのが好ましい。In the present invention, the loading form of the pair of hollow fiber membranes loaded in the space between the partition walls or the space surrounded by the partition wall and the housing is arbitrary. For example, it may be a substantially parallel hollow fiber membrane bundle, or may be a braid or woven fabric composed of hollow fiber membranes or hollow fiber membranes and other yarns. The set of hollow fiber membranes may be filled in parallel with each other or in the space surrounded by the partition and the housing, or may be filled obliquely or spirally. However, the module of the present invention is most effective in improving the performance when a bundle of hollow fiber membranes that are substantially parallel to each other is filled in the space substantially parallel to each other. It is preferably a bundle of thread films.
【0020】中空糸膜の一組は、中空糸膜100〜10
000本で構成されていることが好ましい。中空糸膜の
組が実質上平行な束であり、かつ中空糸膜外径が150
〜350μmの場合には、1000〜10000本であ
ることが好ましく、同じく中空糸膜外径が350〜80
0μmの場合には100〜3000本であることが好ま
しい。一組の中空糸膜の本数が多すぎると性能改善効果
が減少し、少なすぎると製造コストがかさむ。A set of hollow fiber membranes includes hollow fiber membranes 100 to 10
It is preferably composed of 000 pieces. The set of hollow fiber membranes is a bundle that is substantially parallel, and the outer diameter of the hollow fiber membranes is 150.
In the case of ˜350 μm, it is preferable that the number is 1000 to 10000, and similarly, the outer diameter of the hollow fiber membrane is 350 to 80.
In the case of 0 μm, the number is preferably 100 to 3000. If the number of hollow fiber membranes in one set is too large, the performance improving effect is reduced, and if it is too small, the manufacturing cost becomes high.
【0021】隔壁内の中空糸膜の充填率は、25〜85
%であることが好ましく、充填される中空糸膜が実質上
平行な束である場合には、45〜85%であることが好
ましく、60〜80%であることがさらに好ましい。こ
こで言う充填率とは、隔壁同士または隔壁とハウジング
で囲まれた個々の空間の断面積に対する、該空間に充填
された中空糸膜の断面積の割合のことである。充填率は
以下の計算式によって計算で求めることが出来る。The filling factor of the hollow fiber membrane in the partition wall is 25 to 85.
%, Preferably 45 to 85%, and more preferably 60 to 80% when the hollow fiber membranes to be filled are substantially parallel bundles. The filling rate here means the ratio of the cross-sectional area of the hollow fiber membranes filled in the spaces to the cross-sectional area of each space surrounded by the partition walls or each space surrounded by the partition walls and the housing. The filling rate can be calculated by the following formula.
【0022】[0022]
【数1】 但し、r0:中空糸膜外径/2 n:中空糸膜本数 Ri:ハウジング内径/2 T:隔壁の厚み 単
位(cm) 最密充填の場合の充填率は約91%である。充填率は高
いほうが本発明の効果が発揮されるが、高すぎると封止
が不完全になり易くなり製造歩留まりが低下する。一方
充填率が低すぎると性能改善効果が減少する。隔壁同士
または隔壁とハウジングで囲まれた各空間の中空糸膜充
填率は必ずしも等しい必要はないが、できるだけ等しく
かつ高いことが好ましい。[Equation 1] However, r 0 : hollow fiber membrane outer diameter / 2 n: number of hollow fiber membranes R i : housing inner diameter / 2 T: partition wall thickness unit (cm) The filling rate in the case of the closest packing is about 91%. The higher the filling rate is, the more the effect of the present invention is exhibited. However, if the filling rate is too high, the sealing tends to be incomplete and the manufacturing yield is lowered. On the other hand, if the filling rate is too low, the performance improving effect decreases. The hollow fiber membrane filling ratios of the partition walls or the spaces surrounded by the partition walls and the housing do not necessarily have to be equal, but it is preferable that they are as equal and high as possible.
【0023】本発明のモジュ−ルは、中空糸膜が柔軟な
場合には効果が発揮されない場合があるが、剛直なもの
である場合に特に効果が発揮される。理由は不明である
が、中空糸膜が剛直である場合に、隔壁で分けられた空
間の隅まで中空糸膜が均一に充填され易いためと考えら
れる。したがって、本発明に使用する中空糸膜は、ポリ
イミドやポリスルホンのようにガラス転移温度の高い剛
直なポリマーを素材とするものが好ましく、又、比較的
太いものが好ましい。中空糸膜の外径は、モジュールに
充填される膜表面積を考慮すると200〜700μmで
あること好ましく、300〜500μmであることがさ
らに好ましい。The module of the present invention may not be effective when the hollow fiber membrane is flexible, but is particularly effective when it is rigid. Although the reason is unknown, it is considered that when the hollow fiber membrane is rigid, the hollow fiber membrane is likely to be uniformly filled to the corners of the space divided by the partition wall. Therefore, the hollow fiber membrane used in the present invention is preferably made of a rigid polymer having a high glass transition temperature such as polyimide or polysulfone, and is preferably relatively thick. The outer diameter of the hollow fiber membrane is preferably 200 to 700 μm, more preferably 300 to 500 μm, considering the surface area of the membrane filled in the module.
【0024】またハウジングの形状は任意である。ハウ
ジングの横断面形状は、素材の入手の容易さから円が好
ましく、また複数のモジュ−ルを使用する場合に占有体
積を減少させる意味で四角形も好ましい。また縦断面形
状については、第1のモジュ−ルにおいても、第2のモ
ジュールと同様にチャンネルも同時に有するものであっ
ても良いし、ハウジングの封止部の横断面積を中空糸膜
充填部より大きくすることにより、中空糸膜充填部の充
填率を高く保ちつつ封止部における充填率を下げる構造
とすることも好ましい。また、直管状に限らず、例えば
U字形であっても良い。しかし、いずれの場合でも隔壁
の存在する範囲の大半において中空糸膜の充填率がほぼ
等しいことが好ましい。複数のモジュ−ルがハウジング
を共用する事、例えば、1つのハウジング中に、図2の
モジュ−ルからハウジングを除いた部分が複数組装填さ
れていることも可能である。また、他の構造のモジュ−
ルとハウジングを共用することも可能である。The shape of the housing is arbitrary. The cross-sectional shape of the housing is preferably a circle from the viewpoint of easy availability of the material, and is also preferably a quadrangle in the sense of reducing the occupied volume when a plurality of modules are used. Regarding the vertical cross-sectional shape, the first module may also have channels at the same time as the second module, and the cross-sectional area of the sealing portion of the housing may be larger than that of the hollow fiber membrane filling portion. It is also preferable to have a structure in which the filling rate in the hollow fiber membrane filling section is kept high and the filling rate in the sealing section is lowered by increasing the size. The shape is not limited to the straight tube, but may be, for example, a U shape. However, in any case, it is preferable that the filling rates of the hollow fiber membranes are almost equal in most of the range where the partition walls exist. It is also possible that a plurality of modules share a housing, for example, a plurality of sets of parts excluding the housing from the module of FIG. 2 are loaded in one housing. In addition, the module of other structure
It is also possible to share the housing with the housing.
【0025】本発明のモジュールはいずれも、中空糸膜
の内側を1次側とし、2次側である中空糸膜の外側に気
体が接触する用法で使用される中空糸膜型モジュールに
関するものであり、気体や揮発性物質を含有する液体や
混合ガス等の流体を中空糸膜内側に導入し、中空糸膜外
側から気体や揮発性物質または分離されたガスを透過さ
せる、気体分離用モジュールとして特に適しており、1
次側に導入する流体を、隔壁15の開口部16または欠
損部18またはチャンネル19に近い側の接続口13か
ら導入することにより、向流型モジュールとして働き、
その性能が発揮される。Each of the modules of the present invention relates to a hollow fiber membrane type module used in a method in which the inside of the hollow fiber membrane is the primary side and the gas is in contact with the outside of the hollow fiber membrane which is the secondary side. Yes, as a gas separation module that introduces fluid such as liquid or mixed gas containing gas or volatile substance into the hollow fiber membrane, and permeates gas or volatile substance or separated gas from the outside of the hollow fiber membrane Particularly suitable, 1
By introducing the fluid to be introduced to the next side from the opening 16 or the defective portion 18 of the partition wall 15 or the connection port 13 on the side close to the channel 19, the fluid acts as a countercurrent type module,
The performance is demonstrated.
【0026】[0026]
【実施例】以下実施例により、本発明をさらに具体的に
説明するが、これらの例により本発明が限定されるもの
ではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0027】[実施例1]図3および図4(イ)に示さ
れたように、厚さ1mmの硬質塩化ビニル製の隔壁によ
り4つの部分に区切られた、長さ60cm、内径100
mmの硬質塩化ビニル製の円筒型ハウジングの4つの空
間にそれぞれ2000本の、外径450μm、内径24
0μm、酸素透過速度2.2×10-5(cm3(ST
P)/cm2,sec,cmHg)、酸素/窒素分離係数
6.1のポリスルホン製中空糸膜をほぼ平行に充填し、
2液型エポキシ樹脂にて両端を遠心封止した後端部を切
断して、封止部厚みが平均5cm、封止部間平均距離5
0cmのモジュールを作製した。この時、中空糸膜9を
装填した隔壁15の一方の端は封止部11に埋め込んで
封止し、封止部11の内面から隔壁15の他の端までの
長さは45cmであり、隔壁15の欠損した部分が5c
mになるように設定した。隔壁は互いに接着されている
が、隔壁とハウジング間は接しているのみであり、接着
されていない。ハウジングには、隔壁の開口部16に近
い側の封止部12に接する位置に接続口17が設けられ
ており、また、中空糸膜内側に連絡する接続口13およ
び14が設けられている。中空糸膜の充填率は、円周率
を3.14として数1で示した計算式にて求めると、6
6.5%と計算される。また平均直径/封止部間距離=
4.93/50=0.099である。Example 1 As shown in FIGS. 3 and 4A, a partition wall made of hard vinyl chloride having a thickness of 1 mm divided into four parts, a length of 60 cm and an inner diameter of 100.
mm cylindrical vinyl housing of 4 mm each with 2000 spaces, outer diameter 450 μm, inner diameter 24
0 μm, oxygen transmission rate 2.2 × 10 −5 (cm 3 (ST
P) / cm 2 , sec, cmHg) and a polysulfone hollow fiber membrane having an oxygen / nitrogen separation coefficient of 6.1 are packed substantially in parallel,
Both ends were centrifugally sealed with a two-pack type epoxy resin, and the rear ends were cut to give an average thickness of 5 cm for the sealed portions and an average distance of 5 between the sealed portions.
A 0 cm module was made. At this time, one end of the partition wall 15 loaded with the hollow fiber membrane 9 is embedded and sealed in the sealing portion 11, and the length from the inner surface of the sealing portion 11 to the other end of the partition wall 15 is 45 cm. The missing portion of the partition 15 is 5c
It was set to be m. The partition walls are adhered to each other, but the partition wall and the housing are only in contact with each other and are not adhered. The housing is provided with a connection port 17 at a position in contact with the sealing part 12 on the side closer to the opening 16 of the partition wall, and is also provided with connection ports 13 and 14 communicating with the inside of the hollow fiber membrane. The filling factor of the hollow fiber membrane is 6 when calculated by the formula shown in Equation 1 with the circular constant of 3.14.
Calculated as 6.5%. Average diameter / distance between sealed parts =
4.93 / 50 = 0.099.
【0028】このモジュールの、隔壁の欠損部18に近
い側の接続口13より中空糸膜内側に0.7MPaG
(Gはゲージ圧、即ち大気圧基準の加圧圧力であること
を示す)の空気を導入し、接続口14に流量調節バルブ
を接続して、非透過気体を取り出した。一方接続口17
は大気解放とし、中空糸膜を透過した気体を排出した。
接続口14から取り出される気体の窒素濃度が99.0
%になるように、接続口14に接続された流量調節バル
ブを調節したところ、接続口14から取り出される窒素
富化空気の流量は0.245Nm3/時(Nはノルマ
ル、即ち0℃、1気圧換算値であることを示す)であっ
た。また、収率(接続口13に導入される空気流入量に
対する窒素富化空気の取り出し量の比)は32.5%で
あった。In this module, 0.7 MPaG is placed inside the hollow fiber membrane from the connection port 13 on the side closer to the defective portion 18 of the partition wall.
(G indicates a gauge pressure, that is, a pressurization pressure based on the atmospheric pressure) was introduced, a flow rate control valve was connected to the connection port 14, and a non-permeable gas was taken out. Meanwhile connection port 17
Was released to the atmosphere and the gas that permeated the hollow fiber membrane was discharged.
The nitrogen concentration of the gas taken out from the connection port 14 is 99.0.
The flow rate control valve connected to the connection port 14 was adjusted so that the flow rate of the nitrogen-enriched air taken out from the connection port 14 was 0.245 Nm 3 / hour (N is normal, that is, 0 ° C., 1 ° C.). It means that it is the atmospheric pressure conversion value). The yield (ratio of the amount of nitrogen-enriched air taken out with respect to the amount of air introduced into the connection port 13) was 32.5%.
【0029】[実施例2]図2に示されたように、隔壁
15として全長60cmでかつ端から5〜10cmの範
囲にのみ直径1cmの多数の孔が穿たれ、開口部16を
有するた隔壁を使用し、この隔壁の両端各5cmを封止
部11および12に埋め込み、隔壁15の開口部18に
近い位置に接続口17を設けたこと以外は実施例1と同
様のモジュールを作成した。このモジュ−ルの隔壁15
の開口部16に近い側の接続口13より中空糸膜内側に
空気を導入し、実施例1と同様の実験を行った。結果は
実施例1と全く同様であった。[Embodiment 2] As shown in FIG. 2, a partition wall 15 having a total length of 60 cm and a large number of holes with a diameter of 1 cm is formed only in the range of 5 to 10 cm from the end, and the partition wall has an opening 16. The same module as in Example 1 was prepared, except that 5 cm of both ends of the partition wall were embedded in the sealing parts 11 and 12, and the connection port 17 was provided at a position near the opening part 18 of the partition wall 15. Partition wall 15 of this module
The same experiment as in Example 1 was conducted by introducing air into the hollow fiber membrane from the connection port 13 on the side closer to the opening 16. The results were exactly the same as in Example 1.
【0030】[実施例3]図5及び図4(イ)に示され
たように、全長60cmの隔壁を使用し、この隔壁の両
端各5cmを封止部11および12に埋め込み、封止部
間の全範囲を隔壁にて仕切ったこと、ハウジングの端か
ら50cmの部分で内径12cmのハウジング部材を接
着し、幅5cm、高さ1cmの、パイプ全周に渡るチャ
ンネル19を設けたこと、および接続口17をチャンネ
ル19部に設けたこと以外は実施例1と同様のモジュー
ルを作成した。このモジュ−ルのチャンネル19に近い
側の接続口13より中空糸膜内側に空気を導入し、実施
例1と同様の実験を行った。結果は実施例1と全く同様
であった。[Embodiment 3] As shown in FIGS. 5 and 4A, a partition wall having a total length of 60 cm was used, and 5 cm at both ends of this partition wall were embedded in the sealing portions 11 and 12, respectively. Partitioning the entire range between them with a partition wall, bonding a housing member having an inner diameter of 12 cm at a portion 50 cm from the end of the housing, and providing a channel 19 having a width of 5 cm and a height of 1 cm and extending all around the pipe, and A module similar to that in Example 1 was prepared except that the connection port 17 was provided in the channel 19 part. The same experiment as in Example 1 was conducted by introducing air into the hollow fiber membrane from the connection port 13 on the side close to the channel 19 of this module. The results were exactly the same as in Example 1.
【0031】[実施例4]隔壁15が図4(ハ)に示さ
れた7分割形状であること、および、充填率を同じにす
るため中空糸膜を計7850本としたこと以外は実施例
1と同様のモジュールを作成した。このモジュールの平
均直径/封止部間距離は中心部は0.062であり、周
辺部は0.076であった。このモジュ−ルを用いて実
施例1と同様の実験を行ったところ、窒素濃度99.0
%となる流量は0.25m3/時、収率は33.0%で
あった。[Embodiment 4] An embodiment except that the partition wall 15 has the seven-division shape shown in FIG. 4C and that the total number of hollow fiber membranes is 7850 in order to make the filling rate the same. A module similar to 1 was created. The average diameter / distance between sealed parts of this module was 0.062 in the central part and 0.076 in the peripheral part. When the same experiment as in Example 1 was conducted using this module, the nitrogen concentration was 99.0.
The flow rate as% was 0.25 m 3 / hour, and the yield was 33.0%.
【0032】[比較例1]隔壁15を使用せずに、中空
糸膜8210本を実質上平行な1つの束としてハウジン
グに収めたほかは、実施例1と同様にして同寸法のモジ
ュールを製作した。中空糸膜の充填率は実施例1と同じ
66.5%となる。このモジュールを用いて実施例1と
同様の実験を行ったところ、窒素濃度99.0%となる
流量は0.22Nm3/時、収率は30.0%であっ
た。[Comparative Example 1] A module having the same dimensions was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 8210 hollow fiber membranes were housed in a housing as a substantially parallel bundle without using the partition wall 15. did. The filling rate of the hollow fiber membrane is 66.5%, which is the same as in Example 1. When the same experiment as in Example 1 was conducted using this module, the flow rate at which the nitrogen concentration was 99.0% was 0.22 Nm 3 / hour, and the yield was 30.0%.
【0033】[比較例2]隔壁15を使用せず、代わり
に中空糸膜をそれぞれ内径3cm、外径3.2cm、長
さ50cmの7本の硬質塩化ビニル製の筒に装填して内
径10cm長さ60cmのハウジングに組み込み、一方
の端部5cmを樹脂に包埋して封止することにより、封
止部間の一方の端において中空糸膜の5cmの範囲が覆
われていない、実開平5−51432に開示されている
構造のモジュールを作製した。このとき、各筒の中空糸
膜充填率を実施例1と同じ66.5%とすると、中空糸
数は5166本となり、実施例1の64.6%しか充填
することが出来なかった。このモジュールを用いて実施
例1と同様の実験を行ったところ、窒素濃度99.0%
となる流量は0.16Nm3/時、収率は33.0%で
あった。[Comparative Example 2] Without using the partition wall 15, hollow fiber membranes were instead loaded into seven rigid vinyl chloride cylinders each having an inner diameter of 3 cm, an outer diameter of 3.2 cm, and a length of 50 cm, and the inner diameter was 10 cm. By incorporating in a housing with a length of 60 cm and embedding 5 cm on one end in resin for sealing, the 5 cm range of the hollow fiber membrane is not covered at one end between the sealing parts. A module having the structure disclosed in 5-51432 was manufactured. At this time, if the hollow fiber membrane filling rate of each cylinder was 66.5%, which was the same as in Example 1, the number of hollow fibers was 5166, and only 64.6% of Example 1 could be filled. When an experiment similar to that of Example 1 was conducted using this module, the nitrogen concentration was 99.0%.
Was 0.16 Nm 3 / hour, and the yield was 33.0%.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明のモジュールを用いることによ
り、向流に近い性能が実現され、かつモジュールへ充填
できる中空糸膜の量が減少しないため、気体分離に於て
は、濃縮気体の濃度増加、収率の増加、運転エネルギー
コストの減少が計れる。また、液体の脱気や脱揮に於て
は、残存気体濃度や残存揮発性物質濃度の減少、処理量
の増加、運転エネルギーコストの減少が計れる。さら
に、浸透気化や膜蒸留においても、濃縮液体の濃度増
加、収率の増加、運転エネルギーコストの減少が計れ
る。またいずれの用法においても、モジュールをコンパ
クトにでき、かつ製造が容易であるため、設置スペース
の節約、モジュール製造コストの低廉化が計れる。EFFECTS OF THE INVENTION By using the module of the present invention, performance close to countercurrent is realized and the amount of hollow fiber membranes that can be packed in the module does not decrease. Therefore, in gas separation, the concentration of concentrated gas is increased. , Increase yield, and reduce operating energy cost. Further, in degassing or devolatilizing a liquid, it is possible to reduce the concentration of residual gas and the concentration of residual volatile substances, increase the amount of treatment, and reduce the operating energy cost. Further, in pervaporation and membrane distillation, the concentration of concentrated liquid can be increased, the yield can be increased, and the operating energy cost can be reduced. Further, in any of the usages, the module can be made compact and the manufacturing is easy, so that the installation space can be saved and the module manufacturing cost can be reduced.
【図1】従来のモジュールの部分縦断面正面図である。FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional front view of a conventional module.
【図2】本発明の実施例で使用するモジュールの縦断面
正面図である。FIG. 2 is a vertical sectional front view of a module used in an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例で使用するモジュールの縦断面
正面図である。FIG. 3 is a vertical sectional front view of a module used in an embodiment of the present invention.
【図4】図2および図3のA部における横断面側面図で
ある。FIG. 4 is a lateral cross-sectional side view of a portion A in FIGS. 2 and 3.
【図5】本発明の実施例で使用するモジュールの縦断面
正面図である。FIG. 5 is a front view in vertical section of a module used in an embodiment of the present invention.
1 中空糸膜 2 ハウジング 3、3’ 封止部 4、4’ 封止部端面 5、6、7、8 接続口 9 中空糸膜 10 ハウジング 11、12 封止部 13、14 接続口 15 隔壁 16 隔壁の開口部 17 接続口 18 隔壁の欠損部 19 チャンネル 20 封止部間距離 1 Hollow Fiber Membrane 2 Housing 3, 3'Sealing Part 4, 4'Sealing Part End Face 5, 6, 7, 8 Connection Port 9 Hollow Fiber Membrane 10 Housing 11, 12 Sealing Part 13, 14 Connection Port 15 Partition Wall 16 Partition opening 17 Connection port 18 Partition missing part 19 Channel 20 Distance between sealing parts
Claims (10)
れ、中空糸膜の両端は膜の内側が開口した状態でそれぞ
れハウジング内に封止されており、かつ中空糸膜の外側
に通じる接続口を有する中空糸膜型モジュールであっ
て、ハウジング内に中空糸膜を複数の組に分割するよう
に気体不透過性の隔壁が設けられ、該隔壁が一方の封止
部から封止部間距離の少なくとも50%までの位置には
開口部を有さず、それを越える部分の一部ないし全部が
開口しているものであることを特徴とする中空糸膜型モ
ジュール。1. A connection in which a plurality of hollow fiber membranes are loaded in a housing, and both ends of the hollow fiber membranes are sealed in the housing with the inside of the membrane open, and the hollow fiber membranes are connected to the outside. A hollow fiber membrane type module having a mouth, wherein a gas impermeable partition wall is provided in a housing so as to divide the hollow fiber membrane into a plurality of sets, and the partition wall is provided between one sealing portion and a sealing portion. A hollow fiber membrane type module, characterized in that it has no opening at a position of at least 50% of the distance, and a part or all of the portion beyond that is open.
少なくとも80%までの位置には開口部を有さず、それ
を越える部分に開口部を有するものである請求項1記載
の中空糸膜型モジュール。2. The partition wall has no opening at a position from one sealing portion to at least 80% of the distance between the sealing portions, and has an opening at a portion beyond that. Hollow fiber membrane type module.
とも80%までの位置には隔壁が存在し、それを越える
部分に隔壁がないものである請求項1記載の中空糸膜型
モジュール。3. The hollow fiber membrane mold according to claim 1, wherein partition walls are present at a position up to at least 80% of the distance between the sealing parts and at least 80% of the distance between the sealing parts, and there is no partition wall in the portion beyond that. module.
が開口している位置に近い位置に設けられている請求項
1〜3のいずれか1つに記載の中空糸膜型モジュール。4. The hollow fiber membrane type module according to any one of claims 1 to 3, wherein a connection port communicating with the outside of the hollow fiber membrane is provided at a position close to a position where the diaphragm is opened.
れ、中空糸膜の両端部は膜の内側が開口した状態でそれ
ぞれハウジング内に封止された中空糸膜型モジュールで
あって、ハウジング内に中空糸膜を複数の組に分割する
ように気体不透過性の隔壁が両方の封止部間の全体に渡
って設けられ、かついずれの中空糸膜の組も隔壁とハウ
ジングにより囲まれており、ハウジングの内面の一方の
封止部から封止部間距離の70〜100%の範囲内に、
隔壁により隔てられた各空間と中空糸膜の外側に通じる
接続口をつなぐチャンネルが設けられていることを特徴
とする中空糸膜型モジュ−ル。5. A hollow fiber membrane type module in which a plurality of hollow fiber membranes are loaded in a housing, and both ends of the hollow fiber membranes are respectively sealed in the housing with the inside of the membrane being open. A gas impermeable partition wall is provided over the entire space between both sealing parts so that the hollow fiber membrane is divided into a plurality of groups, and any pair of hollow fiber membranes is surrounded by the partition wall and the housing. And within the range of 70 to 100% of the distance between the sealed parts from one of the sealed parts on the inner surface of the housing,
A hollow fiber membrane type module, characterized in that a channel connecting each space separated by a partition wall and a connection port communicating with the outside of the hollow fiber membrane is provided.
ングで囲まれた空間の横断面積に等しい円の直径を封止
部間距離で除した値が0.01〜0.1である請求項1
〜5のいずれか1つに記載の中空糸膜型モジュール。6. A value obtained by dividing the diameter of a circle equal to the cross-sectional area of the space surrounded by the partition wall or the space surrounded by the partition wall and the housing by the distance between the sealing parts is 0.01 to 0.1. 1
The hollow fiber membrane type module according to any one of items 1 to 5.
ある請求項1〜6のいずれか1つに記載の中空糸膜型モ
ジュール。7. The hollow fiber membrane type module according to claim 1, wherein the set of hollow fiber membranes is a bundle of parallel hollow fiber membranes.
ジングで囲まれた各空間における中空糸膜の充填率が4
5〜80%である請求項1〜7のいずれか1つに記載の
中空糸膜型モジュール。8. The filling factor of the hollow fiber membrane in each space surrounded by the partition wall or each space surrounded by the partition wall and the housing is 4.
It is 5 to 80%, The hollow fiber membrane type module as described in any one of Claims 1-7.
れ100〜10000本の中空糸膜からなる請求項1〜
8のいずれか1つに記載の中空糸膜型モジュール。9. A set of hollow fiber membranes divided by partition walls, each consisting of 100 to 10,000 hollow fiber membranes.
8. The hollow fiber membrane type module according to any one of 8.
1または5記載の中空糸膜型モジュール。10. The hollow fiber membrane type module according to claim 1, wherein the module is for gas separation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24928194A JPH08108049A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Hollow fiber membrane type module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24928194A JPH08108049A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Hollow fiber membrane type module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08108049A true JPH08108049A (en) | 1996-04-30 |
Family
ID=17190636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24928194A Pending JPH08108049A (en) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | Hollow fiber membrane type module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08108049A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7128837B2 (en) | 2001-02-14 | 2006-10-31 | Hoffmann-La Roche Inc. | Hollow fiber membrane module |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP24928194A patent/JPH08108049A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7128837B2 (en) | 2001-02-14 | 2006-10-31 | Hoffmann-La Roche Inc. | Hollow fiber membrane module |
DE10106722B4 (en) * | 2001-02-14 | 2008-11-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Special hollow fiber membrane module for use in heavily fouled processes and its production |
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---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |