JPH09276642A - 脱湿用中空糸膜モジュール - Google Patents

脱湿用中空糸膜モジュール

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JPH09276642A
JPH09276642A JP8115253A JP11525396A JPH09276642A JP H09276642 A JPH09276642 A JP H09276642A JP 8115253 A JP8115253 A JP 8115253A JP 11525396 A JP11525396 A JP 11525396A JP H09276642 A JPH09276642 A JP H09276642A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
housing
potting
hollow yarn
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Pending
Application number
JP8115253A
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English (en)
Inventor
Satoru Takeda
哲 竹田
Masanori Itakura
正則 板倉
Kenji Shinkawa
健二 新川
Masumi Kobayashi
真澄 小林
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング付近でもスィープ気体を中空糸膜
に対してせん断方向に流れ易くすることにより、中空糸
膜をより有効に利用し、脱湿性能を高めた脱湿用中空糸
膜モジュールを提供する。 【解決手段】 複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が
その両端を開口させてポッティング剤によりハウジング
に収納固定され、スィープ気体供給用多孔管を一方のポ
ッティング部でのみ端部を開口させて中空糸膜束内に配
した中空糸膜モジュールであって、ハウジングのポッテ
ィング部を除く壁面に2個以上の開口部を設け、好まし
くは該壁面面積に占める開口部総面積率を1〜50%と
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、計装用、分析用、
空調用、保存用等に用いる脱湿気体を得るための、気体
中の水蒸気を除去する中空糸膜モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】乾燥空気を得るための空気の脱湿方法と
しては、冷却凝固法、吸着法、グリコール接触法、膜利
用法等が知られている。なかでも膜利用法は、操作性、
安全性、コンパクト性、省エネルギー性等の点で優れて
いる。膜利用法としては、例えば中空糸膜内部に被脱湿
空気を供給し、水蒸気を中空糸膜外部へ透過させ、既に
脱湿された空気の一部をスィープ気体として中空糸膜外
部へ流し脱湿を行わせるモジュールが実開平2−707
18号公報で提案されている。このモジュールにおいて
は、スィープ気体供給用多孔管が中空糸膜束内に配さ
れ、中空糸膜束内に偏流の少ないスィープ気体流を得る
ことができる。
【0003】しかしながら、このモジュールにおいて
は、スィープ気体供給用多孔管から出たスィープ気体
は、多孔管付近では中空糸膜に対しせん断方向に流れ、
中空糸膜外部の境膜を効果的に破壊するが、スィープ気
体がせん断方向に拡散しモジュールハウジング付近に達
すると、スィープ気体は、モジュール端部に位置する出
口に向かうために、中空糸膜に対し平行流となってモジ
ュールのハウジング内を拡散する。そのため、ハウジン
グ付近では中空糸膜外部の境膜を破壊する効果が低下
し、有効に利用されない中空糸膜が生じる場合がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ハウ
ジング付近でもスィープ気体を中空糸膜に対してせん断
方向に流れ易くすることにより、中空糸膜をより有効に
利用し、脱湿性能を高めた脱湿用中空糸膜モジュール提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数本の中空
糸膜からなる中空糸膜束がその両端を開口させてポッテ
ィング剤によりハウジングに収納固定され、スィープ気
体供給用多孔管を一方のポッティング部でのみ端部を開
口させて中空糸膜束内に配した中空糸膜モジュールであ
って、ハウジングのポッティング部を除く壁面に2個以
上の開口部を設け、好ましくは該壁面面積に占める開口
部総面積率を1〜50%としたことを特徴とする脱湿用
中空糸膜モジュールにある。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて説明す
る。図1は、本発明の脱湿用中空糸膜モジュールの一例
の断面図、図2は、本発明の脱湿用中空糸膜モジュール
の他の例の断面図である。図1、図2中、1はハウジン
グ、2は中空糸膜、3はスィープ気体供給用多孔管、4
は開口部、5は被脱湿気体入口側ポッティング部、6は
脱湿気体出口側ポッティング部、7は多孔質中空糸膜を
表す。
【0007】本発明のモジュールは、複数本の中空糸膜
7からなる中空糸膜束が、その両端を開口状態として、
ポッティング剤によりハウジング1に被脱湿気体入口側
ポッティング部5、脱湿気体出口側ポッティング部6を
形成して固定されており、スィープ気体供給用多孔管3
を脱湿気体出口側ポッティング部6でのみ端部を開口さ
せて中空糸膜束内に配した構造をなす。スィープ気体供
給用多孔管3は、中空糸膜束内に均一に分散させて配置
してもよいし、また中心部に集中させて配置してもよ
い。
【0008】図1においては、中空糸膜2をシート状に
編成した編地にスィープ気体供給用多孔管3を中空糸膜
2と同一方向に配列して均一に重ねて巻き込んで巻層体
とする。この巻層体をハウジング1に収納し、巻層体の
両端をポッティング剤で固定する。被脱湿気体入口側ポ
ッティング部5は、中空糸束と共に切断され、中空糸膜
2は開口状態で固定され、スィープ気体供給用多孔管3
はポッティング部に閉口状態で埋没して固定されてい
る。一方の脱湿気体出口側ポッティング部6は、中空糸
束及びスィープ気体供給用多孔管3と共に切断され、中
空糸膜2及びスィープ気体供給用多孔管3は開口状態で
固定されている。
【0009】図2においては、スィープ気体供給用多孔
管3として多孔質中空糸膜7が用いられ、被脱湿気体入
口側ポッティング部5でU字状に曲げられ閉口状態で固
定されている。
【0010】図1、図2のモジュールにおいて、スィー
プ気体供給用多孔管3は、被脱湿気体入口側ポッティン
グ部5で固定されているが、固定されていなくともよ
く、また長さが不揃いであってもよい。また、多孔質中
空糸膜7は、被脱湿気体入口側ポッティング部5でU字
状でなく、そのまま埋没させて閉口状態としてもよい。
【0011】本発明においては、中空糸膜束及びスィー
プ気体供給用多孔管を収納固定するハウジング1は、ポ
ッティング部5、6を除く壁面に2個以上の開口部4を
設け、好ましくは該壁面面積に占める開口部総面積率を
1〜50%とする。開口部4は、ハウジング1の外周方
向にほぼ均等の間隔で設けることが好ましく、また、脱
湿気体出口側ポッティング部6のみに近接させないよう
設けることが好ましい。開口部が1個の場合、開口部総
面積率が1〜50%であっても、また開口部総面積率が
1%未満の場合、開口部が2個以上あっても、ハウジン
グ付近ではスィープ気体が中空糸膜に対し平行流となっ
て流れ易くなり、中空糸膜外部の境膜を破壊することが
できなくなる。ハウジングとしてはプラスチック製或い
は金属製の円筒状物が用いられるが、開口部は、ハウジ
ングの強度の低下をきたさないよう出来るだけ均一に、
多数ハウジング側壁面に設けることが好ましい。
【0012】本発明において、中空糸束を構成する中空
糸膜は、水蒸気を透過するものであれば、その材質、構
造に制限はないが、親水性高分子からなる中空糸膜の場
合、膜面を水膜が覆い性能低下をきたす恐れがあること
から、ポリオレフィン系、ポリスルフォン系、ポリアミ
ド系、ポリイミド系、シリコン系、フッ素系等の疎水性
高分子からなる中空糸膜が好ましく用いられる。
【0013】また、空気の透過速度が大きい中空糸膜の
場合、水蒸気と共に大量の空気が透過し、脱湿気体の回
収率が低下するため、中空糸膜として、水蒸気の透過速
度と空気の透過速度の比(分離係数)が数十以上の水蒸
気選択透過性に優れる中空糸膜が好ましく用いられる。
【0014】特に、好ましく用いられる中空糸膜として
は、特開平3−169330号公報にて提案される、ガ
ス分離機能を有する薄い均質膜を、ガス透過の抵抗がな
く、十分な機械的強度を有する多孔質膜で両側から挟ん
だ三層構造膜が挙げられ、例えばセグメント化ポリウレ
タンやポリ4−メチルペンテン−1等からなる均質膜
を、ポリエチレンからなる多孔質膜で両側から挟んだ三
層構造膜が好適に用いられる。
【0015】本発明において用いられるスィープ気体供
給用多孔管は、その壁面に細孔を有し、脱湿気体の一部
をスィープ気体として中空糸膜の外部空間に供給でき、
加工性、ポッティング剤との接着性が良好であれば、特
に制限はないが、孔径及び孔間隔が小さく、均一であり
中空糸膜の外部表面の水蒸気を速やかに除去できるこ
と、中空糸膜を損傷しないこと、従来の加工方法や装置
が利用できること等から、多孔質中空糸膜が特に好まし
く用いられる。
【0016】中空糸束及びスィープ気体供給用多孔管の
ハウジングへの固定に用いるポッティング剤は、加工
性、接着性を有し、中空糸膜内部を連通する空間と中空
糸膜外部の空間とを仕切る部材として機能する樹脂が用
いられ、ポッティング剤として、ウレタン系、エポキシ
系、シリコン系、不飽和ポリエステル系樹脂等が用いら
れる。
【0017】本発明のモジュール、例えば、図1に示す
モジュールにおいて、被脱湿空気を被脱湿空気入口側の
ポッティング部5から中空糸膜2内に供給すると、被脱
湿空気は中空糸膜2内を脱湿空気出口側のポッティング
部6へ移動する。その間に、被脱湿空気中の水蒸気は、
中空糸膜2の外部に移動し、ポッティング部6からは脱
湿空気が得られる。脱湿空気の一部は、スィープ気体供
給用多孔管3に入り、多孔管3の壁面の孔を通して中空
糸膜束内を移動し、中空糸膜2の外部に存在する水蒸気
濃度の高い空気をスィープし、ハウジング1の壁面に設
けた開口部4を通ってモジュール外部へ移動する。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【0019】(実施例1)中空糸膜として、三菱レイヨ
ン社製三層構造膜MHF(均質膜層:セグメント化ポリ
ウレタン、多孔質膜層:ポリエチレン、水蒸気透過速
度:3.6×10-2cm3/cm2・sec・cmHg、
水蒸気と空気の分離係数:約7000)を用いた。この
三層構造膜を編成して得た幅165cm、長さ165c
m、三層構造膜本数2080本の編地に、スィープ気体
供給用多孔管として、ポリエチレンからなる多孔質中空
糸膜2本をU字状に折り曲げ幅143cm、本数4本と
し、三層構造膜と同方向となるようにして重ねた。
【0020】次いで、ポッティングを行う2箇所の端部
のうちの片方に多孔質中空糸膜のU字状でない方の端部
を揃えて渦巻状に巻き込み最上層が三層構造膜とする巻
層体とした。ハウジングとして、内径18mm、外径2
2mm、長さ135mmの円筒状で、ポッティング部と
しない壁面に直径6.5mmの開口部を2個円筒状の対
称位置に設け、開口部総面積率を1.1%としたポリカ
ーボネート製の円筒状ハウジングを用い、前記巻層体を
ハウジング内に収納した。ポッティング剤としてポリウ
レタン樹脂を用い、遠心ポッティング装置にて40℃で
1時間、29Gで片側のポッティングを行い、乾燥機で
60℃で2時間加熱しポリウレタン樹脂を硬化させた。
巻層体の他端についても同様にポッティングを行った。
【0021】その後、両ポッティング部をそれぞれ切断
し、三層構造膜の両端を開口させた脱湿用中空糸膜モジ
ュールを得た。このモジュールは、三層構造膜の膜面積
が1165cm2であり、片方の切断端面でスィープ気
体供給用多孔管の多孔質中空糸膜が開口しており、多孔
質中空糸膜の他端は、ポッティング部に埋没し閉口状態
に固定されている。得られたモジュールを脱湿性能評価
装置にセットし、25℃飽和空気を圧力5kg/cm2
で供給し、脱湿空気流量、脱湿空気露点(大気圧下)及
び回収率を測定し、その結果を表1に示した。
【0022】(比較例1)実施例1において、ハウジン
グとして、壁面に直径5mmの開口部を1個設け、開口
部総面積率を0.3%としたポリカーボネート製円筒状
ハウジングを用いた以外は、実施例1と同様にしてモジ
ュールを作製し、脱湿空気流量、脱湿空気露点及び回収
率を測定し、その結果を表1に示した。
【0023】(比較例2)実施例1において、ハウジン
グとして、壁面に直径9mmの開口部を1個設け、開口
部総面積率を1.1%としたポリカーボネート製円筒状
ハウジングを用いた以外は、実施例1と同様にしてモジ
ュールを作製し、脱湿空気流量、脱湿空気露点及び回収
率を測定し、その結果を表1に示した。
【0024】(比較例3)実施例1において、ハウジン
グとして、壁面に直径5mmの開口部を2個設け、開口
部総面積率を0.7%としたポリカーボネート製円筒状
ハウジングを用いた以外は、実施例1と同様にしてモジ
ュールを作製し、脱湿空気流量、脱湿空気露点及び回収
率を測定し、その結果を表1に示した。
【0025】
【表1】
【0026】実施例1のモジュールは、、比較例1〜3
のモジュールと同一回収率であるが、比較例1〜3のモ
ジュールより低露点、即ち低水蒸気量の脱湿空気が得ら
れた。
【0027】
【発明の効果】本発明の脱湿用中空糸膜モジュールは、
ハウジング壁面に開口部を設けたことにより、ハウジン
グ付近でもスィープ気体が中空糸膜に対してせん断方向
に流れ易くなるため、中空糸膜外部の境膜をより効果的
に破壊することができ、より高い脱湿効果を奏すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱湿用中空糸膜モジュールの一例の断
面図である。
【図2】本発明の脱湿用中空糸膜モジュールの他の例の
断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング 2 中空糸膜 3 スィープ気体供給用多孔管 4 開口部 5 被脱湿気体入口側ポッティング部 6 脱湿気体出口側ポッティング部 7 多孔質中空糸膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 真澄 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が
    その両端を開口させてポッティング剤によりハウジング
    に収納固定され、スィープ気体供給用多孔管を一方のポ
    ッティング部でのみ端部を開口させて中空糸膜束内に配
    した中空糸膜モジュールであって、ハウジングのポッテ
    ィング部を除く壁面に2個以上の開口部を設けたことを
    特徴とする脱湿用中空糸膜モジュール。
  2. 【請求項2】 ハウジングの壁面に設けた開口部の該壁
    面面積に占める開口部総面積率を1〜50%とした請求
    項1記載の脱湿用中空糸膜モジュール。
  3. 【請求項3】 スィープ気体供給用多孔管が、多孔質中
    空糸膜である請求項1または請求項2記載の脱湿用中空
    糸膜モジュール。
  4. 【請求項4】 中空糸膜束を構成する中空糸膜が、均質
    膜を多孔質膜で挟んだ三層構造膜である請求項1、請求
    項2または請求項3記載の脱湿用中空糸膜モジュール。
JP8115253A 1996-04-15 1996-04-15 脱湿用中空糸膜モジュール Pending JPH09276642A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008246374A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Orion Mach Co Ltd 高除湿空気用膜式ドライヤ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008246374A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Orion Mach Co Ltd 高除湿空気用膜式ドライヤ

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