JPS588283B2 - 混合ガスの分離装置 - Google Patents
混合ガスの分離装置Info
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- JPS588283B2 JPS588283B2 JP51030880A JP3088076A JPS588283B2 JP S588283 B2 JPS588283 B2 JP S588283B2 JP 51030880 A JP51030880 A JP 51030880A JP 3088076 A JP3088076 A JP 3088076A JP S588283 B2 JPS588283 B2 JP S588283B2
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- separation
- gas
- mixed
- diaphragm
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は隔膜を用いた混合ガスの分離装置に係わり、特
に２個のガス分離セルを組合わせ、透過ガス、未透過ガ
スの一部をガス分離セルの供給側にもどすリサイクル配
管を具備した混合ガスの分離装置に関する。
に２個のガス分離セルを組合わせ、透過ガス、未透過ガ
スの一部をガス分離セルの供給側にもどすリサイクル配
管を具備した混合ガスの分離装置に関する。
従来、ガス分離セルとしては隔膜を１種類用いたものが
主であり、シリコーンゴム膜、パラジウム膜、四フフ化
エチレン膜、酢酸セルロース膜等が隔膜として用いられ
ている。
主であり、シリコーンゴム膜、パラジウム膜、四フフ化
エチレン膜、酢酸セルロース膜等が隔膜として用いられ
ている。
これらの膜によりガスは濃縮、希釈され、分離される。
又２種類の隔膜を用いた分離セルが提案され、１種類の
隔膜の持つ分離係数よりも大きな分離係数を持つことが
指摘されている。
隔膜の持つ分離係数よりも大きな分離係数を持つことが
指摘されている。
従来の１種類の隔膜を用いた分離セルや、２種類の隔膜
を同時に用いた分離セルは分離セル１台あたりの分離係
数としてはまだまだ小さく、高濃縮度、高希釈度の要求
を満たすためにはかなりの段数のカスケードに組まねば
ならないという欠点を有している。
を同時に用いた分離セルは分離セル１台あたりの分離係
数としてはまだまだ小さく、高濃縮度、高希釈度の要求
を満たすためにはかなりの段数のカスケードに組まねば
ならないという欠点を有している。
又、分離セル内のガスの流れを向流、あるいは並流、Ｔ
字流にすると分離係数が増大することが知られている。
字流にすると分離係数が増大することが知られている。
しかし１種類の隔膜を用いた分離セルでは分離係数は大
きいが、濃縮又は希釈側に傾よってしまう欠点があり、
２種類の隔膜を同時に用いた分離セルでは原理上、向流
、並流、Ｔ字流等のガス流れに保つことが難かしい。
きいが、濃縮又は希釈側に傾よってしまう欠点があり、
２種類の隔膜を同時に用いた分離セルでは原理上、向流
、並流、Ｔ字流等のガス流れに保つことが難かしい。
そこでより分離係数が大きく、要求によっては濃縮、希
釈の割合の等価なガス分離装置を開発することが期待さ
れる。
釈の割合の等価なガス分離装置を開発することが期待さ
れる。
この発明の目的は、隔膜によるガス分離あるいは同位体
分離において、隔膜固有のガス分離性能（分離係数、透
過係数等で示される。
分離において、隔膜固有のガス分離性能（分離係数、透
過係数等で示される。
）と、分離セル内のガス流れによる分離係数の増大現象
を最大に利用するように、分離セルを２つ組み合わせ、
透過ガス、未透過ガスの一部をガス分離セルの供給側に
もどすリサイクル配管を具備し、濃縮、希釈の割合を制
御できる混合ガスの分離装置を提供するにある。
を最大に利用するように、分離セルを２つ組み合わせ、
透過ガス、未透過ガスの一部をガス分離セルの供給側に
もどすリサイクル配管を具備し、濃縮、希釈の割合を制
御できる混合ガスの分離装置を提供するにある。
第１図は本発明によるガス分離装置に係る第１の実施例
を模式的に示したものであり、２つの分離セルから構成
される。
を模式的に示したものであり、２つの分離セルから構成
される。
被処理ガスは混合ガス源１から流入し、圧縮機２で所定
の圧力に昇圧し、第１の分離セル３の高圧室４に入り、
１部分は隔膜５を透過し、低圧室６に入る。
の圧力に昇圧し、第１の分離セル３の高圧室４に入り、
１部分は隔膜５を透過し、低圧室６に入る。
次に低圧室６から導出管７を通り１部は流調弁２２、リ
サイクル配管１９を経て、供給パイプ２０に達し、残り
は導出管２１、流調弁２３を経て、濃縮側の分離ガス溜
め８に達する。
サイクル配管１９を経て、供給パイプ２０に達し、残り
は導出管２１、流調弁２３を経て、濃縮側の分離ガス溜
め８に達する。
一方透過しなかったガスは供給管９を通り第２の分離セ
ル１０の高圧室１１に流入する。
ル１０の高圧室１１に流入する。
流入したガスの１部は隔膜１２を透過し、低圧室１３に
流れ込み、もどり配管１４を経て、供給パイプ１５に達
する。
流れ込み、もどり配管１４を経て、供給パイプ１５に達
する。
第２の分離セル１０の高圧室１１で透過しなかったガス
は排出管１８により減圧弁１６を経て希釈側の分離ガス
溜め１７に達する。
は排出管１８により減圧弁１６を経て希釈側の分離ガス
溜め１７に達する。
このようなガスの流れにより、混合ガス源１から入って
きた被処理ガスは濃縮および希釈され分離が行なわれる
。
きた被処理ガスは濃縮および希釈され分離が行なわれる
。
今、被処理ガスの濃度をＺ、流量をＦ、被処理ガスと第
２の分離セル１０を透過してきたガスが混合した後の濃
度をＺ※、流量をＦ※、分離セルにおける供給分流量Ｌ
と透過分流量Ｌ／の比で表わされるカットθ（＝Ｌ’／
Ｌ）を第１の分離セル３についてθ１、第２の分離セル
１０についてθ２とし、そのときの濃縮係数（＝分離セ
ルの濃縮側の濃度／分離セルの供給濃度）及び希釈係数
（分離セルの希釈側の濃度／分離セルの供給濃度）をそ
れぞれ第１の分離セル３についてはｇ１ ｔ ｈ１、第
２の分離セル１０？ついてはｇ２ ，ｈ２とし又第１の
分離セル３による分離係数をα１（＝ｇ１／ｈ１）、第
２の分離セル１０による分離係数をα２（＝ｇ２／ｈ２
）、この分離装置全体の分離係数をαｓ ｔ （ ＝ｇ
ｔ／ｈ１ｈ２）とすると、本発明が有効であるために
はαｓｔ＞α１かつαｓｔ〉α２であることが必要であ
る。
２の分離セル１０を透過してきたガスが混合した後の濃
度をＺ※、流量をＦ※、分離セルにおける供給分流量Ｌ
と透過分流量Ｌ／の比で表わされるカットθ（＝Ｌ’／
Ｌ）を第１の分離セル３についてθ１、第２の分離セル
１０についてθ２とし、そのときの濃縮係数（＝分離セ
ルの濃縮側の濃度／分離セルの供給濃度）及び希釈係数
（分離セルの希釈側の濃度／分離セルの供給濃度）をそ
れぞれ第１の分離セル３についてはｇ１ ｔ ｈ１、第
２の分離セル１０？ついてはｇ２ ，ｈ２とし又第１の
分離セル３による分離係数をα１（＝ｇ１／ｈ１）、第
２の分離セル１０による分離係数をα２（＝ｇ２／ｈ２
）、この分離装置全体の分離係数をαｓ ｔ （ ＝ｇ
ｔ／ｈ１ｈ２）とすると、本発明が有効であるために
はαｓｔ＞α１かつαｓｔ〉α２であることが必要であ
る。
このことがらα１〉ｇ２の場合に限定される。
他方隔膜５，１２に着目ガス成分が隔膜を透過後希釈さ
れる隔．膜を用いた場合この分離装置全体の分離係数を
α／５（−ｇ１ｇ２／ｈ１）とすると本発明が有効であ
るためにはαＩ 〉α かつα’ｓｔ〉α２であること
が必要である。
れる隔．膜を用いた場合この分離装置全体の分離係数を
α／５（−ｇ１ｇ２／ｈ１）とすると本発明が有効であ
るためにはαＩ 〉α かつα’ｓｔ〉α２であること
が必要である。
このことがらα１〉１／ｈ２の場合に限定される。
前記の条件における分離装置全体１の濃縮係数（＝本装
置濃縮出口側の濃度／本装置への供給濃度）、希釈係数
（＝本装置希釈出口側の濃度／本装置への供給濃度）、
分離係数は第１の分離セルの透過ガスのリサイクル比を
ηとするとそれぞれ下記の如くなる。
置濃縮出口側の濃度／本装置への供給濃度）、希釈係数
（＝本装置希釈出口側の濃度／本装置への供給濃度）、
分離係数は第１の分離セルの透過ガスのリサイクル比を
ηとするとそれぞれ下記の如くなる。
（ａ） 着目ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜
を用いた場合。
を用いた場合。
（ｂ）着目ガス成分が隔膜を透過後希釈される隔膜を用
いた場合。
いた場合。
第２図は本発明に係る第２の実施例の混合ガスの分離装
置を模式的に示したものであり、２つの分離セルから構
成される。
置を模式的に示したものであり、２つの分離セルから構
成される。
被処理ガスは混合ガス源１から流入し、圧縮機２で所定
の圧力に昇圧し、第１の分離セル３の高圧室４に入り、
１部分は隔膜５を透過し、低圧室６に入る。
の圧力に昇圧し、第１の分離セル３の高圧室４に入り、
１部分は隔膜５を透過し、低圧室６に入る。
次に低圧室６から導出管７を通り濃縮側の分離ガス溜め
８に達する。
８に達する。
一方透過しなかったガスは供給管９を通り第２の分離セ
ル１０の高圧室１１に流入する。
ル１０の高圧室１１に流入する。
流入したガスの１部は隔膜１２を透過し、低圧室１３に
流れ込み、もどり配管１４を経て、供給パイプ１５に達
する。
流れ込み、もどり配管１４を経て、供給パイプ１５に達
する。
第２の分離セル１０の高圧室１１で透過しなかったガス
は排出管１８を通り２方に分岐され、１部は流調弁２４
、リサイクル配管２５を通り供給パイプ２１に蓮し、残
りは減圧弁１６を経て希釈側の分離ガス溜め１７に達す
る。
は排出管１８を通り２方に分岐され、１部は流調弁２４
、リサイクル配管２５を通り供給パイプ２１に蓮し、残
りは減圧弁１６を経て希釈側の分離ガス溜め１７に達す
る。
このようなガスの流れにより、混合ガス源１から入って
きた被処理ガスは濃縮および希釈され分離が行なわれる
。
きた被処理ガスは濃縮および希釈され分離が行なわれる
。
今、被処理ガスの濃度、流量、被処理ガスと第２の分離
セル１０を透過してきたガスが混合した後の濃度、流量
、第１の分離セル、第２の分離セルのカット、濃縮係数
、希釈係数を前記第１の実施例の説明と同様とし、第２
の分離セルの未透過ガスのリサイクル比をηとすると、
限定範囲は前記第１の実施例と同じくなり、分離装置全
体の濃縮係数、希釈係数、分離係数はそれぞれ下記の如
くなる。
セル１０を透過してきたガスが混合した後の濃度、流量
、第１の分離セル、第２の分離セルのカット、濃縮係数
、希釈係数を前記第１の実施例の説明と同様とし、第２
の分離セルの未透過ガスのリサイクル比をηとすると、
限定範囲は前記第１の実施例と同じくなり、分離装置全
体の濃縮係数、希釈係数、分離係数はそれぞれ下記の如
くなる。
Ｃ）着目ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜を用い
た場合。
た場合。
ただし
すなわち、上記各式で示される濃縮係数、希釈係数にお
いてリサイクル比ηはＯ≦η≦１の範囲にある為リサイ
クルしない場合には 濃縮係数＝Ｇ〉１ 希釈係数＝Ｈ＜１ となる。
いてリサイクル比ηはＯ≦η≦１の範囲にある為リサイ
クルしない場合には 濃縮係数＝Ｇ〉１ 希釈係数＝Ｈ＜１ となる。
よってである。
したがってリサイクル比ηを上記範囲内で大きくするこ
とにより濃縮の割合が減じられ、希釈の割合が増大する
こととなる。
とにより濃縮の割合が減じられ、希釈の割合が増大する
こととなる。
（ｄ）着目ガス成分が隔膜を透過後希釈される隔膜を用
いた場合。
いた場合。
第３図は前記のような本発明に係るガス分離装置を構成
する２個のガス分離セル３，１０の具体例を示すのであ
って、配管３１を有する胴３０と配管３３を有する蓋３
２と同じく配管３５を有する蓋３４と多数の中空膜３６
をその両端で気密支持し、かつ胴の内部を隔離してその
両端部の室３７ ．３８を形成する隔離板３９ ．４０
等から構成される。
する２個のガス分離セル３，１０の具体例を示すのであ
って、配管３１を有する胴３０と配管３３を有する蓋３
２と同じく配管３５を有する蓋３４と多数の中空膜３６
をその両端で気密支持し、かつ胴の内部を隔離してその
両端部の室３７ ．３８を形成する隔離板３９ ．４０
等から構成される。
か＼るガス分離セルにおいて、配管３３から供給される
混合ガスは室３１内を通り、中空膜３６内に流入する。
混合ガスは室３１内を通り、中空膜３６内に流入する。
この中空膜の管壁と平行関係に流通する混合ガスの１部
は中空膜を透過して胴内に流入し、配管３１から導出さ
れる。
は中空膜を透過して胴内に流入し、配管３１から導出さ
れる。
中空膜を透過しなかった混合ガスは室３８を経て配管３
５から排出される。
５から排出される。
分離装置として組合わせる２個の分離セルはほぼ同一構
造であるが前記のカットの条件を満足するような有効膜
面積になっている点など相異している。
造であるが前記のカットの条件を満足するような有効膜
面積になっている点など相異している。
第４図は第１実施例のように構成される分離装置を着目
ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜を用いて７段に
組んだカスケードの１例を示す。
ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜を用いて７段に
組んだカスケードの１例を示す。
混合ガス源１から供給された被分離ガスは圧縮機ｃ−４
で昇圧され第１の分離セルＡ−４に送ラれる。
で昇圧され第１の分離セルＡ−４に送ラれる。
第１の隔膜Ｄ−４を透過したガスは１部分が圧縮機Ｃ−
４の入口にもどり、残りは圧縮機Ｃ−５で昇圧され、第
１の分離セルＡ−５に送られる。
４の入口にもどり、残りは圧縮機Ｃ−５で昇圧され、第
１の分離セルＡ−５に送られる。
第１の隔膜Ｄ−４を透過しなかったガスは第２の１分離
セルＢ−４に送られる。
セルＢ−４に送られる。
その第２の隔膜Ｅ−４を透過したガスは圧縮機ｃ−４に
もどされる。
もどされる。
この第２の隔膜Ｅ−４を透過しなかったガスは圧縮機ｃ
−３に送られ、再び昇圧され第１の分離セルＡ−３に送
られる。
−３に送られ、再び昇圧され第１の分離セルＡ−３に送
られる。
最終的には７段目の第１の分：離セルＡ−７の第１の隔
膜Ｄ−７から濃縮されたガスが得られ、１段目の第２の
分離セルＢ−１の第２の隔膜Ｅ−１から希釈したガスが
得られる。
膜Ｄ−７から濃縮されたガスが得られ、１段目の第２の
分離セルＢ−１の第２の隔膜Ｅ−１から希釈したガスが
得られる。
また第２の実施例のように構成される分離装置をカスケ
ードに組む場合も第４図とほぼ同じよう・な構成となる
。
ードに組む場合も第４図とほぼ同じよう・な構成となる
。
本発明は第１図、第２図に示されるように２個の分離セ
ルを組み合わせ、かつ第１の分離セルの隔膜及びカット
（θ１）と第２の分離セルの隔膜及びカット（１９２）
を組み合わせると同時に透過ガス、又は未透過ガスの１
部をリサイクル（リサイクル比η）させることにより、
分離装置としての分離係数を増大させ、かつ濃縮、希釈
の割合を制御できる効果がある。
ルを組み合わせ、かつ第１の分離セルの隔膜及びカット
（θ１）と第２の分離セルの隔膜及びカット（１９２）
を組み合わせると同時に透過ガス、又は未透過ガスの１
部をリサイクル（リサイクル比η）させることにより、
分離装置としての分離係数を増大させ、かつ濃縮、希釈
の割合を制御できる効果がある。
又、このような分離装置を組み合わせたカスケードでは
その分離セル２台に１台１の圧縮機を組み合わせ使用す
ることになり、これらによって各段が構成される。
その分離セル２台に１台１の圧縮機を組み合わせ使用す
ることになり、これらによって各段が構成される。
かかる分離装置の分離係数は第１の実施例をとると、窒
素−クリプトンの分離において、シリコンゴム膜１種類
の場合の４．３０、またシリコーンゴム膜と酢酸セルロ
ース膜との２種類の場合の４．５９に比較して両分離セ
ルの隔膜にシリコーンゴムを用いカットを組み合わせ適
当なリサイクルをした場合は５．３０となり大幅に分離
能力が向上するものである。
素−クリプトンの分離において、シリコンゴム膜１種類
の場合の４．３０、またシリコーンゴム膜と酢酸セルロ
ース膜との２種類の場合の４．５９に比較して両分離セ
ルの隔膜にシリコーンゴムを用いカットを組み合わせ適
当なリサイクルをした場合は５．３０となり大幅に分離
能力が向上するものである。
第２の実施例をとると、Ｈｅ−Ｋｒの分離におい１で酢
酸セルローズ膜１種類の場合の３．２９に比較して、両
分離セルの隔膜に酢酸セルローズ膜を用い、適当なリサ
イクルをした場合は１７．５となり犬幅に分離能力が向
上するものである。
酸セルローズ膜１種類の場合の３．２９に比較して、両
分離セルの隔膜に酢酸セルローズ膜を用い、適当なリサ
イクルをした場合は１７．５となり犬幅に分離能力が向
上するものである。
したがって、本発明に係るガス分離装置は従来のものに
比較して圧縮機の所用台数、制御機器、計装類等大幅に
減少することであり、これは圧縮機やその他の構成機器
の価格および保守の点で極めて有利である。
比較して圧縮機の所用台数、制御機器、計装類等大幅に
減少することであり、これは圧縮機やその他の構成機器
の価格および保守の点で極めて有利である。
また本発明は今隔膜による製品ガス（濃縮ガスまたは希
釈ガス）の濃度を供給される被分離ガスの供給濃度の変
化にかかわらず所望の濃度で得ようとする場合にも単に
流調弁でリサイクル比ηを変えることにより容易に制御
出来、リサイクル比ηを変えても分離係数αは一定な為
、高い分離効率を維持出来る等利点を有する。
釈ガス）の濃度を供給される被分離ガスの供給濃度の変
化にかかわらず所望の濃度で得ようとする場合にも単に
流調弁でリサイクル比ηを変えることにより容易に制御
出来、リサイクル比ηを変えても分離係数αは一定な為
、高い分離効率を維持出来る等利点を有する。
今第１図および第３図に例示したような本発明のガス分
離装置において、第１の分離セル３、第２の分離セル１
０の隔膜５，１２として外径１朋φ、内径０．３１ｎ１
ＩＬφのシリコーンゴム中空膜を使用し、第１の分離セ
ル３でカットθ１が０．５００、膜面積が１６２ｄ、第
２の分離セル１０でカットθ２が０．６００、膜面積が
９ ７． ２ ｄとなり、リサイクル比η）を０． ９
４ ５とし、さらに高圧室４，１１の圧力が１ ０
ｋｇ／ｃｒｔｔ Ｇ ｚ低圧室６，１３の圧力がＯｋｇ
／ｃｒ／ＩＧとなるようにし被分離ガスとして、窒素−
クリプトン（ １ ００ ｐｐｍ）を使用した場合、装
置全体の分離係数は約５３．０が得られ、ガス分離性能
が優れていることが認められた。
離装置において、第１の分離セル３、第２の分離セル１
０の隔膜５，１２として外径１朋φ、内径０．３１ｎ１
ＩＬφのシリコーンゴム中空膜を使用し、第１の分離セ
ル３でカットθ１が０．５００、膜面積が１６２ｄ、第
２の分離セル１０でカットθ２が０．６００、膜面積が
９ ７． ２ ｄとなり、リサイクル比η）を０． ９
４ ５とし、さらに高圧室４，１１の圧力が１ ０
ｋｇ／ｃｒｔｔ Ｇ ｚ低圧室６，１３の圧力がＯｋｇ
／ｃｒ／ＩＧとなるようにし被分離ガスとして、窒素−
クリプトン（ １ ００ ｐｐｍ）を使用した場合、装
置全体の分離係数は約５３．０が得られ、ガス分離性能
が優れていることが認められた。
次に第２図、第３図に例示したような本発明のガス分離
装置において、第１の分離セル３、第２の分離セル１０
の隔膜５，１２として外径０． ８ ｖｔｔｔｉφ、内
径Ｑ．５ ｍｕφの酢酸セルロース中空膜を使用し、第
１の分離セル３でカットθ１が０．０５０、膜面積が０
．０１４８ｄ、第２の分離セル１０でカットθ２が０．
９５０膜面積が０．２６６ぜとなり、リサイクル比（η
）を０．７４９としさらに高圧室４，１１０圧力が１０
ｋｇ／ｃａＧ，低圧室６，１３０圧力がＯｋ９／ｃｄＩ
Ｏとなるようにし、被分離ガスとして、窒素−クリプト
ン（ １ ０ ０ ｐｐｍ）を使用した場合、装置全体
の分離係数は約１７．５が得られ、ガス分離性能が優れ
ていることが認められた。
装置において、第１の分離セル３、第２の分離セル１０
の隔膜５，１２として外径０． ８ ｖｔｔｔｉφ、内
径Ｑ．５ ｍｕφの酢酸セルロース中空膜を使用し、第
１の分離セル３でカットθ１が０．０５０、膜面積が０
．０１４８ｄ、第２の分離セル１０でカットθ２が０．
９５０膜面積が０．２６６ぜとなり、リサイクル比（η
）を０．７４９としさらに高圧室４，１１０圧力が１０
ｋｇ／ｃａＧ，低圧室６，１３０圧力がＯｋ９／ｃｄＩ
Ｏとなるようにし、被分離ガスとして、窒素−クリプト
ン（ １ ０ ０ ｐｐｍ）を使用した場合、装置全体
の分離係数は約１７．５が得られ、ガス分離性能が優れ
ていることが認められた。
本発明を、第１の実施例の場合は窒素−クリプトンの混
合ガスをシリコーンゴム膜を使用して、第２の実施例の
場合はへリウムークリプトン混合ガスを酢酸セルロース
膜を使用して分離する場合を例にあげて説明したがガス
としてはＨ２， Ｈｅ ，Ｎ２＋ ０２ｒ Ａｉｒ ＋
Ｎｅ ＋ Ａｒ ， Ｋｒ ， Ｘｅ ， Ｒｎ ，
Ｆ２， Ｃ−／２ ， Ｂｒ２ ， Ｉ２ ， ”５Ｕ
Ｆ６ ， ２３８ＵＦ６ ，ｏ３，Ｈ３ＣｍＨｎ ，
８０２、等のガスのうちのある混合ガスからある特定の
成分ガスを分離する場合適用でき、隔膜としては、シリ
コーンゴム、ポリエチレン、４メチルペンタン、ポリブ
タジエン、多孔質酢酸セルロース、多孔質エチルセルロ
ース、ニュークリアポア、多孔質４Ｆ．アクロン、ポリ
エステル、多孔質金属膜、等及びこれらを組合せたもの
が使用できる。
合ガスをシリコーンゴム膜を使用して、第２の実施例の
場合はへリウムークリプトン混合ガスを酢酸セルロース
膜を使用して分離する場合を例にあげて説明したがガス
としてはＨ２， Ｈｅ ，Ｎ２＋ ０２ｒ Ａｉｒ ＋
Ｎｅ ＋ Ａｒ ， Ｋｒ ， Ｘｅ ， Ｒｎ ，
Ｆ２， Ｃ−／２ ， Ｂｒ２ ， Ｉ２ ， ”５Ｕ
Ｆ６ ， ２３８ＵＦ６ ，ｏ３，Ｈ３ＣｍＨｎ ，
８０２、等のガスのうちのある混合ガスからある特定の
成分ガスを分離する場合適用でき、隔膜としては、シリ
コーンゴム、ポリエチレン、４メチルペンタン、ポリブ
タジエン、多孔質酢酸セルロース、多孔質エチルセルロ
ース、ニュークリアポア、多孔質４Ｆ．アクロン、ポリ
エステル、多孔質金属膜、等及びこれらを組合せたもの
が使用できる。
分離セル内部のガスの流れ様式としては例として、対向
流一対向流の場合について説明したが、これは対向流一
並行流、対向流−Ｔ字流、対向流一完全混合流、並行流
一対向流、Ｔ字流一並行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一
完全混合流、Ｔ字流一対向流、完全混合流一並行流、完
全混合流−Ｔ字流、完全混合流一完全混合流、完全混合
流一対向流の流れ系統を第１の分離セル、第２の分離セ
ルに適用してもさしつかえない。
流一対向流の場合について説明したが、これは対向流一
並行流、対向流−Ｔ字流、対向流一完全混合流、並行流
一対向流、Ｔ字流一並行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一
完全混合流、Ｔ字流一対向流、完全混合流一並行流、完
全混合流−Ｔ字流、完全混合流一完全混合流、完全混合
流一対向流の流れ系統を第１の分離セル、第２の分離セ
ルに適用してもさしつかえない。
又カットのとり方の例として減圧弁を使用した場合、お
よびリサイクルのとり方として流調弁を使用した場合に
ついて説明したが、圧力制御弁流調弁、昇圧器等によっ
てもかまわない。
よびリサイクルのとり方として流調弁を使用した場合に
ついて説明したが、圧力制御弁流調弁、昇圧器等によっ
てもかまわない。
又分離セルの説明として中空膜の場合についても説明し
たが平膜、のり巻状膜、中空繊維膜も適用することがで
きる。
たが平膜、のり巻状膜、中空繊維膜も適用することがで
きる。
又、第５図に示すような第１の実施例で第２の分離セル
の前にエジエクタ（又はポンプ）を設け、これと流調弁
を介して希釈側排出管とを接続する配管とを設けて形成
したものや、さらに第６図に示すような第２の実施例で
第２の分離セルの前にエジエクタ（又はポンプ）を設け
、これと流調弁を介して希釈側排出管とを接続する配管
を設けた実施例を適用することができる。
の前にエジエクタ（又はポンプ）を設け、これと流調弁
を介して希釈側排出管とを接続する配管とを設けて形成
したものや、さらに第６図に示すような第２の実施例で
第２の分離セルの前にエジエクタ（又はポンプ）を設け
、これと流調弁を介して希釈側排出管とを接続する配管
を設けた実施例を適用することができる。
すなわち、第５図においては排出管１８の１部を分岐し
流調弁２４を介してリサイクル配管２５からエジエクタ
２６へもどすバイパス径路が設けられており、第６図に
おいては排出管１８から１部を分岐した径路をさらに分
岐し、一方は第５図に示したように流調弁２４を介して
エジエクタ２６への径路と、他方は流調弁２８を介して
供給パイプ２７へ接続する径路とを設けた例を示す。
流調弁２４を介してリサイクル配管２５からエジエクタ
２６へもどすバイパス径路が設けられており、第６図に
おいては排出管１８から１部を分岐した径路をさらに分
岐し、一方は第５図に示したように流調弁２４を介して
エジエクタ２６への径路と、他方は流調弁２８を介して
供給パイプ２７へ接続する径路とを設けた例を示す。
これらの例においては本発明の効果を奏することはもち
ろんである。
ろんである。
第１図、第２図は本発明に係る混合ガスの分離装置のそ
れぞれの実施例をブロック的に示す流れ系統図、第３図
は第１図、第２図におけるガス分離セルの１例を一部切
除して示す斜視図、第４図は第１図に示した装置をカス
ケードに組込んだ例を示す流れ系統図、第５図および第
６図はこの発明に係る装置の他の実施例を示す流れ系統
図である。 １・・・・・・混合ガス源、２・・・・・・圧縮機、３
・・・・・・第１分離セル、４・・・・・・高圧室、５
・・・・・・隔膜、６・・・・・・低圧室、７・・・・
・・導出管、８・・・・・・分離ガス留め、９・・・・
・・供給管、１０・・・・・・第２の分離セル、１１・
・・・・・高圧室、１２・・・・・・隔膜、１３・・・
・・・低圧室、１４・・・・・・もどり配管、１５・・
・・・・供給パイプ、１６・・・・・・減圧弁、１７・
・・・・・分離ガス留め、１８・・・・・・排出管、１
９・・・・・・リサイクル配管、２０・・・・・・供給
パイプ、２１・・・・・・導出管、２２・・・・・・流
調弁、２３・・・・・・流調弁、２４・・・・・・流調
弁、２５・・・・・・リサイクル配管、２６・・・・・
・エジエクタ−（又はポンプ）、２１・・・・・・供給
ポンプ、２８・・・・・・流調弁、２９・・・・・・も
どり配管、３０・・・・・・胴、３１・・・・・・配管
、３２・・・・・・蓋、３３・・・・・・配管、３４・
・・・・・蓋、３５・・・・・・配管、３６・・・・・
・中空膜、３７，３８・・・・・・両端部、３９ ，
４０・・・・・・隔離板。
れぞれの実施例をブロック的に示す流れ系統図、第３図
は第１図、第２図におけるガス分離セルの１例を一部切
除して示す斜視図、第４図は第１図に示した装置をカス
ケードに組込んだ例を示す流れ系統図、第５図および第
６図はこの発明に係る装置の他の実施例を示す流れ系統
図である。 １・・・・・・混合ガス源、２・・・・・・圧縮機、３
・・・・・・第１分離セル、４・・・・・・高圧室、５
・・・・・・隔膜、６・・・・・・低圧室、７・・・・
・・導出管、８・・・・・・分離ガス留め、９・・・・
・・供給管、１０・・・・・・第２の分離セル、１１・
・・・・・高圧室、１２・・・・・・隔膜、１３・・・
・・・低圧室、１４・・・・・・もどり配管、１５・・
・・・・供給パイプ、１６・・・・・・減圧弁、１７・
・・・・・分離ガス留め、１８・・・・・・排出管、１
９・・・・・・リサイクル配管、２０・・・・・・供給
パイプ、２１・・・・・・導出管、２２・・・・・・流
調弁、２３・・・・・・流調弁、２４・・・・・・流調
弁、２５・・・・・・リサイクル配管、２６・・・・・
・エジエクタ−（又はポンプ）、２１・・・・・・供給
ポンプ、２８・・・・・・流調弁、２９・・・・・・も
どり配管、３０・・・・・・胴、３１・・・・・・配管
、３２・・・・・・蓋、３３・・・・・・配管、３４・
・・・・・蓋、３５・・・・・・配管、３６・・・・・
・中空膜、３７，３８・・・・・・両端部、３９ ，
４０・・・・・・隔離板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被分離ガスの供給源と、この供給源に接続された第
１のケーシング内に第１の隔膜を組込んだ第１の分離セ
ルと、この第１の隔膜と同様の透過傾向を有する第２の
隔膜が第２０ケーシング内に組込まれた第２の分離セル
と、前記第１の隔膜で分離されたガスを導出し、そのう
ちの一部を前記第１の分離セルの供給側にもどす、リサ
イクル配管を備えた導出管と、前記第１の隔膜で分離さ
れないガスを前記第２の分離セルのガス供給側に供給す
る供給管と、前記第２の隔膜で分離されたガスを前記第
１の分離セルのガス供給側へもどり配管と、前記第２の
隔膜で分離されないガスを排出する排出管とを具備した
ことを特徴とする混合ガスの分離装置。 ２ 前記第１の分離セルおよび第２の分離セルの流れ系
統が対向流一並行流、対向流−Ｔ字流、対向流一完全混
合流、対向流一対向流、並行流一並行流、並行流−Ｔ字
流、並行流一完全混合流、並行流一対向流、Ｔ字流一並
行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一完全混合流、Ｔ字流一
対向流、完全混合流一並行流、完全混合流一Ｔ字流、完
全混合流一完全混合流、完全混合流一対向流から選ばれ
、かつ着目ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜を用
いて前記第１の分離セルの分離係数が前記第２の分離セ
ルの濃縮係数より大きくなるように２個の分離セルを組
合わせることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
混合ガスの分離装置。 ３ 前記第１の分離セルおよび第２の分離セルの流れ系
統が対向流一並行流、対向流一Ｔ字流、対向流一完全混
合流、対向流一対向流、並行流一並行流、並行流一Ｔ字
流、並行流一完全混合流、並行流一対向流、Ｔ字流一並
行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一完全混合流、Ｔ字流一
対向流、完全混合流一並行流、完全混合流−Ｔ字流、完
全混合流一完全混合流、完全混合流一対向流から選ばれ
、かつ着目ガス成分が隔膜を透過後希釈される隔膜を用
いて前記第１の分離セルの分離係数が前記第２の分離セ
ルの希釈係数の逆数より大きくなるように２個の分離セ
ルを組合せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の混合ガスの分離装置。 ４ 被分離ガスの供給源と、この供給源に接続された第
１のケーシング内に第１の隔膜を組込んだ第１の分離セ
ルと、この第１の隔膜と同様の透過傾向を有する第２の
隔膜が第２０ケーシング内に組込まれた第２の分離セル
と、前記第１の隔膜で分離されたガスを導出する導出管
と、前記第１の隔膜で分離されないガスを前記第２のセ
ルのガス供給する供給管と、前記第２の隔膜で分離され
たガスを前記第１の分離セルのガス供給側へもどすもど
り配管と、前記第２の隔膜で分離されないガスを排出し
、そのうちの一部を前記第１のセルのガス供給側にもど
すリサイクル配管を備えた排出管とを具備したことを特
徴とする混合ガスの分離装置。 ５ 前記第１の分離セルおよび第２の分離セルの流れ系
統が対向流一並行流、対向流−Ｔ字流、対向流一完全混
合流、対向流一対向流、並行流一並行流、並行流−Ｔ字
流、並行流一完全混合流、並行流一対向流、Ｔ字流一並
行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一完全混合流、Ｔ字流一
対向流、完全混合流一並行流、完全混合流−Ｔ字流、完
全混合流一完全混合流、完全混合流一対向流から選ばれ
、かつ着目ガス成分が隔膜を透過後濃縮される隔膜を用
いて、前記第１の分離セルの分離係数が前記第２の分離
セルの濃縮係数より大きくなるように２個の分離セルを
組合わせることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の混合ガスの分離装置。 ６ 前記第１の分離セルお．よび第２の分離セルの流れ
系統が対向流一並行流、対向流−Ｔ字流、対向流一完全
混合流、対向流一対向流、並行流一並行流、並行流−Ｔ
字流、並行流一完全混合流、並行流一対向流、Ｔ字流一
並行流、Ｔ字流−Ｔ字流、Ｔ字流一完全混合流、Ｔ字流
一対向流、完全混合流一並行流、完全混合流−Ｔ字流、
完全混合流一完全混合流、完全混合流一対向流から選ば
れ、かつ着目ガス成分が隔膜を透過後希釈される隔膜を
用いて、前記第１の分離セルの分離係数が前記第２の分
離セルの希釈係数の逆数より大きくなるように２個の分
離セルを組合せることを特徴とする特許請求の範囲第４
項記載の混合ガスの分離装置，
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51030880A JPS588283B2 (ja) | 1976-03-23 | 1976-03-23 | 混合ガスの分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51030880A JPS588283B2 (ja) | 1976-03-23 | 1976-03-23 | 混合ガスの分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52114475A JPS52114475A (en) | 1977-09-26 |
| JPS588283B2 true JPS588283B2 (ja) | 1983-02-15 |
Family
ID=12316040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51030880A Expired JPS588283B2 (ja) | 1976-03-23 | 1976-03-23 | 混合ガスの分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588283B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4701187A (en) * | 1986-11-03 | 1987-10-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for separating components of a gas stream |
| US8444749B2 (en) * | 2009-06-10 | 2013-05-21 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method and system for membrane-based gas recovery |
| SG11201403605PA (en) * | 2011-12-27 | 2014-10-30 | Evonik Fibres Gmbh | Method for separating gases |
| WO2024014494A1 (ja) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | Ｕｂｅ株式会社 | ガス分離システム及び富化ガスの製造方法 |
| WO2024014493A1 (ja) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | Ｕｂｅ株式会社 | ガス分離システム及びメタン富化ガスの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514498A (en) * | 1974-06-29 | 1976-01-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Kongogasuno bunrisochi |
-
1976
- 1976-03-23 JP JP51030880A patent/JPS588283B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514498A (en) * | 1974-06-29 | 1976-01-14 | Tokyo Shibaura Electric Co | Kongogasuno bunrisochi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52114475A (en) | 1977-09-26 |
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