JPS6099312A - 液体の膜分離方法 - Google Patents
液体の膜分離方法Info
- Publication number
- JPS6099312A JPS6099312A JP20578383A JP20578383A JPS6099312A JP S6099312 A JPS6099312 A JP S6099312A JP 20578383 A JP20578383 A JP 20578383A JP 20578383 A JP20578383 A JP 20578383A JP S6099312 A JPS6099312 A JP S6099312A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- liquid
- separated
- polymer membrane
- carrier gas
- Prior art date
- 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.)
- Granted
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は相溶性のある液体混合物の膜による分離におい
て、液・層界面に高周波を印加する方法に関するもの−
である。
て、液・層界面に高周波を印加する方法に関するもの−
である。
（従来技術とその問題点）
一般に相溶性のある液体混合物の各々の成分を分離する
には困難が伴なう。従来最も一般的に行なわれている工
業的分離方法は蒸留である。しかし蒸留法は成分間の沸
点差が大きく共沸混合物を歪成せず、且つ熱に対して安
定な系でないと適用、丁ｌきない。
には困難が伴なう。従来最も一般的に行なわれている工
業的分離方法は蒸留である。しかし蒸留法は成分間の沸
点差が大きく共沸混合物を歪成せず、且つ熱に対して安
定な系でないと適用、丁ｌきない。
Ｌ１又適用できる場合でも、蒸留には大量の熱エネ身１
ギが必要であり、よりエネルギ消費の少ない分離方法が
められている。
ギが必要であり、よりエネルギ消費の少ない分離方法が
められている。
これに応え得る可能性を有する分離方法が膜分離法であ
る。このような観点から、従来より液体混合物の膜分離
は種々試みられてきた。
る。このような観点から、従来より液体混合物の膜分離
は種々試みられてきた。
これらのうち、比較的普遍的な方法は、逆浸透法および
浸透気化法である。逆浸透法は海水の淡水化等に実用化
されている方法で、溶質である塩（イオン）は不透過性
で理想的には溶媒のみを透過する半透膜を用い、溶液／
透過液間に生ずる浸透圧以上の圧力を溶液側に加えて、
溶媒を透過させ、分離する方法である。
浸透気化法である。逆浸透法は海水の淡水化等に実用化
されている方法で、溶質である塩（イオン）は不透過性
で理想的には溶媒のみを透過する半透膜を用い、溶液／
透過液間に生ずる浸透圧以上の圧力を溶液側に加えて、
溶媒を透過させ、分離する方法である。
この原理は液体混合物についても適用できるはずで、液
体混合物の分離に逆浸透を適用した試みも多い。しかし
相溶性のある液体混合物では分子サイズ、化学的性質等
類似している場合が多いため、必ずしも分離性はよくな
い。又溶液／透過液間の浸透圧を無視できず、濃縮限界
が存在する。
体混合物の分離に逆浸透を適用した試みも多い。しかし
相溶性のある液体混合物では分子サイズ、化学的性質等
類似している場合が多いため、必ずしも分離性はよくな
い。又溶液／透過液間の浸透圧を無視できず、濃縮限界
が存在する。
通常の操作圧ではＩ Ｏ＝ １５９６程度が限界となり
、液体混合物への逆浸透の適用は、特殊な場合を除いて
現状では有用でない。
、液体混合物への逆浸透の適用は、特殊な場合を除いて
現状では有用でない。
浸透気化法は膜の片面を分離さるべき液体混合：惣τへ
接触させ、他の一面を減圧とするが、キャリ″ｔｉ１ｗ
スと接触させた系よりなる。
接触させ、他の一面を減圧とするが、キャリ″ｔｉ１ｗ
スと接触させた系よりなる。
、Ｎ４際の分離は、成分液体の膜−２の溶解度の差、無
病の拡散速度の差に基づいて行なわれる。原理しかし上
述の分離過程からもわかるように、化学的・物理的性質
の類似した液体の組合せの場合には、膜の材質、構成な
どに工夫が必要であり、現在までに浸透気化法を実用し
た例はほとんどない。これらの普遍的方法とは異なった
膜分離法が最近発表された。これは、新聞発表があった
のみで詳細は不明であるが、第１図に示すような構成に
より、高周波振動を利用して、エタノール水溶液から、
エタノールを分離できるといわれている。
病の拡散速度の差に基づいて行なわれる。原理しかし上
述の分離過程からもわかるように、化学的・物理的性質
の類似した液体の組合せの場合には、膜の材質、構成な
どに工夫が必要であり、現在までに浸透気化法を実用し
た例はほとんどない。これらの普遍的方法とは異なった
膜分離法が最近発表された。これは、新聞発表があった
のみで詳細は不明であるが、第１図に示すような構成に
より、高周波振動を利用して、エタノール水溶液から、
エタノールを分離できるといわれている。
第１図について説明すると、■は分離されるべきエタノ
ール水溶液、２は炭酸カリウム又は乳酸カリウム水溶液
、３は透過したエタノール、４・は多孔芯テフ四ン膜、
５はテフロン膜の表面をラジカル化処理して導電性をも
たせたラジカル化テフロン膜、６はフッ化ビニリデン膜
である。
ール水溶液、２は炭酸カリウム又は乳酸カリウム水溶液
、３は透過したエタノール、４・は多孔芯テフ四ン膜、
５はテフロン膜の表面をラジカル化処理して導電性をも
たせたラジカル化テフロン膜、６はフッ化ビニリデン膜
である。
第１図において、ラジカル化テフロン膜５に電極７．７
′を通じて１００−１０００ＫＨｚ の高周波電流をか
けて、フッ化ビニリデン膜６の表面にマイクロ波振動を
起こさせ、このマイクロ波振動エネルギによって会合し
たエタノール分子の中心に水をｉ（） 、た構造のエタ
ノール包接〔ヒ合物と、その周囲牌卜との間の結合が切
れ、エタノール包接化合物、に’ＩＱを膜４．５．６を
経て液２中に取出し、更にテフロンｒ％％ ｌ Ｑを経
て透過液３として取出すといわれている。電極８．９間
には直流電圧を印加することによつ゛Ｃ透過を促進する
ことができるという。
′を通じて１００−１０００ＫＨｚ の高周波電流をか
けて、フッ化ビニリデン膜６の表面にマイクロ波振動を
起こさせ、このマイクロ波振動エネルギによって会合し
たエタノール分子の中心に水をｉ（） 、た構造のエタ
ノール包接〔ヒ合物と、その周囲牌卜との間の結合が切
れ、エタノール包接化合物、に’ＩＱを膜４．５．６を
経て液２中に取出し、更にテフロンｒ％％ ｌ Ｑを経
て透過液３として取出すといわれている。電極８．９間
には直流電圧を印加することによつ゛Ｃ透過を促進する
ことができるという。
しかしこの方法に関する具体的記載は見当らず、関連技
術と思われる特許公開公報特開昭５８−９５５０２〜９
５５２０号公報にも実施例の記述もなく構成内容は不明
である。
術と思われる特許公開公報特開昭５８−９５５０２〜９
５５２０号公報にも実施例の記述もなく構成内容は不明
である。
（発明の構成）
本発明は液体混合物の１１ケによる分離において、液・
膜界面に容易に且つ効率よく高周波を印加する方法を提
供するものである。即ちマイクロ波は波長が口から題の
オーダーになるため、いわゆる電波としての性質を有し
、通常の電線によっては伝播し得す、通常の電極によっ
ては電場を印加できない。従ってこれを膜・液界面に印
加するためには、特殊な導波路を設け、印加空間の形状
、膜の配置を工夫しなければならない。本発明は導波路
と印加空間を一体化して、導波路内に膜を配置し、マイ
クロ波を膜・液界面に印加しつ一膜分離を行なう方法を
提供するものである。
膜界面に容易に且つ効率よく高周波を印加する方法を提
供するものである。即ちマイクロ波は波長が口から題の
オーダーになるため、いわゆる電波としての性質を有し
、通常の電線によっては伝播し得す、通常の電極によっ
ては電場を印加できない。従ってこれを膜・液界面に印
加するためには、特殊な導波路を設け、印加空間の形状
、膜の配置を工夫しなければならない。本発明は導波路
と印加空間を一体化して、導波路内に膜を配置し、マイ
クロ波を膜・液界面に印加しつ一膜分離を行なう方法を
提供するものである。
１４’、Ｍ子弟２図に示す本発明の一実施例について説
ｎｒｊ４．！３する。６１は同軸ケーブル状構造体、６
２．６３Ｉ′ｄ舅々中心導体および外導体で、これにマ
イクロ波発信機６４よりマイクロ波を印加すれば該構造
体内をマイクロ波が伝播し得る。
ｎｒｊ４．！３する。６１は同軸ケーブル状構造体、６
２．６３Ｉ′ｄ舅々中心導体および外導体で、これにマ
イクロ波発信機６４よりマイクロ波を印加すれば該構造
体内をマイクロ波が伝播し得る。
６５はポリ四フッ化エチレン多孔体チューブである。マ
イク四波帯域における誘電圧接の小さい即ち損失の小さ
い材質の材料からなる膜ならばポリ四フッ化エチレンで
なくてもよく、特に誘電ＩＥ接が約３００Ｘ１０−４
以下の材料は膜材料として適している。
イク四波帯域における誘電圧接の小さい即ち損失の小さ
い材質の材料からなる膜ならばポリ四フッ化エチレンで
なくてもよく、特に誘電ＩＥ接が約３００Ｘ１０−４
以下の材料は膜材料として適している。
本実施例では上記チューブを中心導体６２を中心として
同軸状に配置しである。６６は気密性を保つための端末
構造物である。
同軸状に配置しである。６６は気密性を保つための端末
構造物である。
分離されるべき液体混合物は貯槽５１よりポンプ５２に
よってポリ四フッ化エチレン多孔体チューブ６５の内部
を通り、再び貯槽５１へと循環される。５５は窒素ガス
ボンベで、キャリヤーガスとして用いる窒素ガスは本例
ではコールドトラップ５４によって水分を除いた後、同
軸ケーブル状構造体６１内に送入され、外部導体６３と
ポリ四フッ化エチレン多孔体チューブ６５との間の空間
を通過し、コールドトラップ５４へと導かれる。
よってポリ四フッ化エチレン多孔体チューブ６５の内部
を通り、再び貯槽５１へと循環される。５５は窒素ガス
ボンベで、キャリヤーガスとして用いる窒素ガスは本例
ではコールドトラップ５４によって水分を除いた後、同
軸ケーブル状構造体６１内に送入され、外部導体６３と
ポリ四フッ化エチレン多孔体チューブ６５との間の空間
を通過し、コールドトラップ５４へと導かれる。
匙イ欲挿入キャリヤーガスとしては分離されるべｙｌ
、ｉｆ μ混合物の各成分と反応しない不活性ガスで）
あ胴よ窒素ガスに限定されるものではない。又膜Ｅ”ｔ
３“て多孔体を使用しない場合はキャリヤーガスを用い
る代りに減圧としてもよい。
、ｉｆ μ混合物の各成分と反応しない不活性ガスで）
あ胴よ窒素ガスに限定されるものではない。又膜Ｅ”ｔ
３“て多孔体を使用しない場合はキャリヤーガスを用い
る代りに減圧としてもよい。
このような構成の系においてマイクロ波を供給した場合
、マイクロ波は構造体ｌの長さ方向に伝播し、これに伴
なう電場は中心導体面と外部ポリ四フッ化エチレン多孔
体チューブ６５を透過してきた透過物は気体状となって
キャリヤーガスと共に構造体６１の外部へ運び出されコ
ールドトラップ５４においてキャリヤーガスから分離さ
れる。
、マイクロ波は構造体ｌの長さ方向に伝播し、これに伴
なう電場は中心導体面と外部ポリ四フッ化エチレン多孔
体チューブ６５を透過してきた透過物は気体状となって
キャリヤーガスと共に構造体６１の外部へ運び出されコ
ールドトラップ５４においてキャリヤーガスから分離さ
れる。
導体面に直交する面内にある。このためマイクロ波の進
行方向に平行に置かれた膜による損失は殆んどなく、こ
れに接した分離されるべき液体の進行方向に平行な面内
には表面電流がマイクロ波の波長とほぼ等しい周期であ
られれる。液体が完全な導体と見なせる場合は、この表
面電流のロスは非常に小さいが、通常の液体ではこの部
分での吸収が起こる。マイクロ波はこの他液体の誘電緩
和による損失があるが、これも表面が大きく、深部へ行
くに従って減少する。このように吸収が起るのは、表面
近傍の領域であるので、膜による液体分離という目的に
とっては、膜ム液界面附近での吸収は大きいが分離にと
っては有効でない液体深部での吸収は小さく、マイクロ
波のエネルギをｒＱｌｌｌこ膜分離に利用できる。この
ような状況かられ、批拍ようにＪＩＵとして微細な径の
中空系を用いて、こ：（し１らを多数本束状にしてマイ
クロ波の進行方向νＴ＋ｒ に平行に配置して、中空系の内部又は外部の一方に分離
すべき液体を流し、他の部分にキードリヤーガスを流し
たり或はこれを減圧にすれば、液−膜接触界面が多くな
るのでマイクロ波の利用効率がよくなる。
行方向に平行に置かれた膜による損失は殆んどなく、こ
れに接した分離されるべき液体の進行方向に平行な面内
には表面電流がマイクロ波の波長とほぼ等しい周期であ
られれる。液体が完全な導体と見なせる場合は、この表
面電流のロスは非常に小さいが、通常の液体ではこの部
分での吸収が起こる。マイクロ波はこの他液体の誘電緩
和による損失があるが、これも表面が大きく、深部へ行
くに従って減少する。このように吸収が起るのは、表面
近傍の領域であるので、膜による液体分離という目的に
とっては、膜ム液界面附近での吸収は大きいが分離にと
っては有効でない液体深部での吸収は小さく、マイクロ
波のエネルギをｒＱｌｌｌこ膜分離に利用できる。この
ような状況かられ、批拍ようにＪＩＵとして微細な径の
中空系を用いて、こ：（し１らを多数本束状にしてマイ
クロ波の進行方向νＴ＋ｒ に平行に配置して、中空系の内部又は外部の一方に分離
すべき液体を流し、他の部分にキードリヤーガスを流し
たり或はこれを減圧にすれば、液−膜接触界面が多くな
るのでマイクロ波の利用効率がよくなる。
以下に本性による液体分離の実施例を述べる。
膜として孔径０．１μｍ１膜厚Ｑ、５ ｍｘ、管径１５
ｍ、長さ１７ｃｒｎのポリ四フッ化エチレン多孔膜グユ
ーブを用い、披分離液約４％エタノール水溶液を７ｍｌ
／１７１ Ｉ ｎの流速で循環させ、窒素ガスを０．５
１／ｍｉｎの流速で流した。結果は次のとＪ、−りであ
る。
ｍ、長さ１７ｃｒｎのポリ四フッ化エチレン多孔膜グユ
ーブを用い、披分離液約４％エタノール水溶液を７ｍｌ
／１７１ Ｉ ｎの流速で循環させ、窒素ガスを０．５
１／ｍｉｎの流速で流した。結果は次のとＪ、−りであ
る。
（発明の効果）
本発明によれば従来の如き複雑な膜構造は不要となり、
既に技術的に実績のあるマイクロ波発１１１機を用いて
、液・ＪＩＫ界面近傍に効率よくマイクロ波を供給でき
るので、高周波を用いた液体分離の効率を向上させるこ
とができ、且つ操作性が向上孕゛鵜 説明図、第２図は本発明の一実施例についての説明図で
ある。
既に技術的に実績のあるマイクロ波発１１１機を用いて
、液・ＪＩＫ界面近傍に効率よくマイクロ波を供給でき
るので、高周波を用いた液体分離の効率を向上させるこ
とができ、且つ操作性が向上孕゛鵜 説明図、第２図は本発明の一実施例についての説明図で
ある。
１、エタノール水溶液
２、炭酸カリウム又は乳酸カリウム水溶液３、透過した
エタノール ４・、多孔芯テフロン膜 ５、ラジカル化テフロン膜 ６、フッ化ビニリデン膜 ７．７′、８．９電極 ｉ ｏ、テフロン膜 ５１、貯 槽 ５２、ポンプ ５５、窒素ガスボンベ ５４、コールドトラップ ６１、同軸ケーブル状構造体 ６２、中心導体 ６３、外導体 ６４、マイクロ波発信機 ６５、ポリ四フフ化エチレン多孔体チューブ６６、端末
措造物 特許出願人 工業技術院長 用田裕部 バＩ図
エタノール ４・、多孔芯テフロン膜 ５、ラジカル化テフロン膜 ６、フッ化ビニリデン膜 ７．７′、８．９電極 ｉ ｏ、テフロン膜 ５１、貯 槽 ５２、ポンプ ５５、窒素ガスボンベ ５４、コールドトラップ ６１、同軸ケーブル状構造体 ６２、中心導体 ６３、外導体 ６４、マイクロ波発信機 ６５、ポリ四フフ化エチレン多孔体チューブ６６、端末
措造物 特許出願人 工業技術院長 用田裕部 バＩ図
Claims (3)
- （１）高周波電磁場の存在下で高分子膜を用いて液体混
合物を分離する膜分離方法において、マイクロ波発振機
から発生するマイクロ波を中心導体と１翳〜ｌｎ記の中
心導体と外部導体との間の空間を高年ｆ膜により区画し
、該高分子膜の片面に分離す−Ｎう液体混合物を接触さ
せ、他の面は不活性キャリヤーガス或は減圧の雰囲気と
接触させっ〜、分離を行なうことを特徴とする液体の膜
分離方法。 - （２）高分子膜として中空状の措造物を用い、該中空状
高分子膜の長さ方向の中心線が同軸状マイクロ波伝送路
の長さ方向軸と重なるように同心的に配置されているこ
とを特徴とする特許請求範囲第１項記載の液体の膜分離
方法。 - （３）高分子膜が複数の微細径中空糸状膜であることを
特徴とする特許請求範囲第１項記載の液体の膜分離方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20578383A JPS6099312A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 液体の膜分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20578383A JPS6099312A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 液体の膜分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6099312A true JPS6099312A (ja) | 1985-06-03 |
| JPH0341206B2 JPH0341206B2 (ja) | 1991-06-21 |
Family
ID=16512597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20578383A Granted JPS6099312A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 液体の膜分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6099312A (ja) |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20578383A patent/JPS6099312A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0341206B2 (ja) | 1991-06-21 |
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