JPS61212309A - Gas separation process - Google Patents

Gas separation process

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JPS61212309A
JPS61212309A JP5055185A JP5055185A JPS61212309A JP S61212309 A JPS61212309 A JP S61212309A JP 5055185 A JP5055185 A JP 5055185A JP 5055185 A JP5055185 A JP 5055185A JP S61212309 A JPS61212309 A JP S61212309A
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gas
fractionation
boron
alkoxysilane
acid
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Haruhiko Ooya
大矢 晴彦
Shoichi Wakabayashi
若林 章一
Kazuo Sakashita
坂下 和夫
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TDK Corp
Tokyo Gas Co Ltd
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TDK Corp
Tokyo Gas Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a material for separating gaseous mixture having superior heat resistance by coating a soln. contg. alkoxysilane and a boron compd. on the surface of a porous ceramic, calcining and treating with acid to elute the boron oxide. CONSTITUTION:A sintered body consisting primarily of alumina, iron oxide, TiO2, etc. having <=5mum mean pore size is used as supporting body. A porous glass film is formed on the surface of said supporting body. Alkoxysilane is used for the silica source of the glass and a boron compd. such as boric acid, borax, etc. is used for the component for forming fine pores. These materials are dissolved in water or alcohol, and the soln. is coated on the supporting body. Silica glass is formed after drying and calcination and phase separation of boron oxide is caused simultaneously. The boron oxide is eluted with HCl or H2SO4 and fine pores are formed.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はガス分離方法に関し、さらに詳しくいえば、無
機質の、みで構成され、しかも均一で微細な径をもつ連
通孔を有する、耐熱性及び耐久性に優れた分画材を用い
て、混合ガスを効率よく各成分に分離する方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a gas separation method, and more specifically, the present invention relates to a gas separation method. This invention relates to a method for efficiently separating a mixed gas into its components using a fractionation material with excellent properties.

従来の技術 、近年、多孔性膜を用いた分離技術の発展はめざましく
、例えば逆浸透法、限外ヂ過法、電気泳動法などによる
溶液中の溶質と溶媒との分離技術や各溶質の分離技術、
あるいは該多孔性膜を用いて混合ガスを各成分に分離す
る技術などが実用化されている。
Conventional technology: In recent years, the development of separation technology using porous membranes has been remarkable, such as reverse osmosis, ultrafiltration, electrophoresis, etc., to separate solutes and solvents in solutions, and to separate each solute. technology,
Alternatively, a technique for separating a mixed gas into each component using the porous membrane has been put into practical use.

従来、このような分離技術に用いる分画材としては、飼
えば多孔質セラミックスなどから成る無機分画材、酢酸
セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリベンズイミダ
ゾール、ポリアミドのような有機高分子化合物から成る
有機分画材が知られている。
Conventionally, the fractionation materials used in such separation techniques include inorganic fractionation materials made of porous ceramics and organic fractionation materials made of organic polymer compounds such as cellulose acetate, polyacrylonitrile, polybenzimidazole, and polyamide. Are known.

しかしながら、無機分画材においては、オングストロー
ムオーダーの微細孔をもつものを薄膜状に形成させるこ
とが困難なため、その用途が制限されるのを免れないし
、また有機分画材においては、高温に耐えられず、また
圧密化を起しやすく、その上高圧に耐えるためには膜の
厚さを厚くしなくてはならず、このため透過流束が出な
いなどの欠点を有している。
However, with inorganic fractionation materials, it is difficult to form thin films with micropores on the order of angstroms, so their applications are inevitably limited, and organic fractionation materials cannot withstand high temperatures. Moreover, it is easy to cause compaction, and in addition, the membrane must be thick in order to withstand high pressure, which has disadvantages such as a lack of permeation flux.

その他、本発明者らにより開発された多孔質セラミック
スの表面に半透性有機高分子化合物層を積層した構造の
分画材があるが(特願昭58−81562号)、このも
のは有機質を用いている関係上、耐熱性、耐久性に難点
があり用途が制限されるのを免れない。
In addition, there is a fractionating material developed by the present inventors that has a structure in which a semipermeable organic polymer compound layer is laminated on the surface of porous ceramics (Japanese Patent Application No. 58-81562), but this material uses an organic material. Due to the nature of the material, it has drawbacks in heat resistance and durability, which inevitably limits its uses.

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような従来の分画材がもつ欠点を
克服し、どのような使用条件においても安定な性能を示
す、耐熱性及び耐久性に優れた分画打金用いて、混合ガ
スを効率よく各成分に分離する方法を提供することにあ
る。
Problems to be Solved by the Invention The purpose of the present invention is to overcome the drawbacks of conventional fractionation materials and to provide a fractionation material with excellent heat resistance and durability that exhibits stable performance under any usage conditions. An object of the present invention is to provide a method for efficiently separating a mixed gas into each component using a hammer.

問題点を解決するための手段 本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、シリカ源として
アルコキシシランを、かつ微孔形成成分としてホウ素化
合物をそれぞれ使用し、これらを含む溶液を多孔質セラ
ミックス表面にコーティングしたのち、焼成してガラス
の膜全形成させ、これた酸処理してその中に存在する酸
化ホウ素を溶出させることによって得られた分画材は、
無機質のみで構成され、しかも均一で微細な連通孔を有
する、耐熱性及び耐久性に優れたものであり、このもの
を用いることによって前記目的を達成しうろことを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive research, the present inventors used an alkoxysilane as a silica source and a boron compound as a micropore-forming component, and applied a solution containing these to the surface of porous ceramics. The fractionation material obtained by coating it on the glass, baking it to form a complete glass film, and treating it with acid to elute the boron oxide present in it,
It is composed only of inorganic materials, has uniform and fine communicating pores, and has excellent heat resistance and durability.We discovered that the above purpose could be achieved by using this material, and based on this knowledge, we created this book. The invention was completed.

すなわち、本発明は、分子量の異なる2種以上の成分を
含有する混合ガス金、分画材を用いて差圧透過法により
それぞれの成分に分離するに当り、該分画材として、平
均細孔径0,5μm以下の多孔質セラミックスの表面に
アルコキシシラン及びホウ素化合物を含む溶液をコーテ
ィングし、加熱焼成したのち、酸処理して成るものを用
いることを特徴とするガス分離方法を提供するものであ
る。
That is, in the present invention, when a mixed gas gold containing two or more components with different molecular weights is separated into the respective components by a differential pressure permeation method using a fractionation material, the fractionation material has an average pore diameter of 0, To provide a gas separation method characterized in that the surface of porous ceramics of 5 μm or less is coated with a solution containing an alkoxysilane and a boron compound, heated and fired, and then treated with an acid.

本発明方法において、分画材の支持体として用いる多孔
質セラミックスは、通常のセラミックス基体分画材の支
持体として使用されているものの中から任意に選ぶこと
ができる。このようなものとしては、例えばアルミナ、
酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、シリカなどを
主成分とする焼結体全挙げることができる。通常、この
支持体は、平均細孔径5μm以下のものでその細孔径は
単一構造で実現してもよいし、また多層構造で実現して
もよい。そして、その表面に平均粒径065μ程度の酸
化物微粒子例えばアルミナ微粒子を30μm程度を、1
〜1ownの厚さの板状又は管状として使用される。
In the method of the present invention, the porous ceramic used as the support for the fractionation material can be arbitrarily selected from those used as supports for ordinary ceramic-based fractionation materials. Examples of such materials include alumina,
Examples include all sintered bodies whose main components are iron oxide, titanium oxide, magnesium oxide, silica, etc. Usually, this support has an average pore diameter of 5 μm or less, and the pore diameter may be realized in a single structure or in a multilayer structure. Then, on the surface, oxide particles with an average particle diameter of about 065 μm, for example, alumina particles of about 30 μm, are added to the surface.
It is used as a plate or tube with a thickness of ~1 own.

他方、このセラミックス支持体の表面に多孔質ガラスの
膜を形成させるのに用いる浴液としては、焼成によりガ
ラスを生成するためのシリカ源としてのアルコキシシラ
ンと、生成したガラス層に微細孔を形成場せるための成
分として加えるホウ素化合物全含有する溶液が用いられ
る。
On the other hand, the bath liquid used to form a porous glass film on the surface of this ceramic support contains alkoxysilane as a silica source for producing glass by firing, and a mixture of alkoxysilane, which forms micropores in the produced glass layer. A solution containing all the boron compounds added as components for display is used.

本発明で用いるアルコキシンランは、一般式8式% (式中のR及びIはアルキル基であり、nは1〜4の整
数である) で表わされる化合物であり、これはテトラアルコキシシ
ラン、トリアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、モ
ノアルコキシンランのいずれでもよい。このような化合
物の例としては、テトラメトキシシラン、モノメチルト
リエトキシシラン、テトラエトキシシラン、モノエチル
トリエトキシシランなどを挙げることができる。
The alkoxylan used in the present invention is a compound represented by the general formula 8 (in the formula, R and I are an alkyl group, and n is an integer of 1 to 4), and this is a compound represented by the general formula Any of alkoxysilane, dialkoxysilane, and monoalkoxysilane may be used. Examples of such compounds include tetramethoxysilane, monomethyltriethoxysilane, tetraethoxysilane, monoethyltriethoxysilane, and the like.

また、ホウ素化合物としては、ホウ酸、メタホウ酸、ホ
ウ砂などの可溶性化合物が用いられる。
Further, as the boron compound, soluble compounds such as boric acid, metaboric acid, and borax are used.

これらのアルコキシシラン及びホウ素化合物は、適当な
溶媒に溶かして溶液として用いられるが、この際の溶媒
としては、通常、水、アルコール、これらの混合物が用
いられる。この溶液中のアルコキシシランの濃度は10
〜40重量%、ホウ素化合物の濃度は0.3〜5重量%
の範囲で選ぶのが望ましい。また、生成する多孔質ガラ
ス層中の微細孔の分布を適正にするには、アルコキシシ
ランに対するホウ素化合物の重量比を、それぞれ510
2とB2O3に換算して50:1ないし4:1の範囲に
するのが好ましい。
These alkoxysilanes and boron compounds are dissolved in a suitable solvent and used as a solution, and the solvent in this case is usually water, alcohol, or a mixture thereof. The concentration of alkoxysilane in this solution is 10
~40% by weight, the concentration of boron compounds is 0.3-5% by weight
It is desirable to choose within the range. In addition, in order to obtain an appropriate distribution of micropores in the porous glass layer to be produced, the weight ratio of the boron compound to the alkoxysilane should be adjusted to 510, respectively.
It is preferable that the ratio is in the range of 50:1 to 4:1 in terms of 2 and B2O3.

でらに、この溶液中には各成分の溶解や、各成分間の反
応を促進するために、少量の鉱酸例えば塩酸や有機酸例
えば酢酸全添加することができる。
In addition, a small amount of a mineral acid such as hydrochloric acid or an organic acid such as acetic acid may be added to this solution in order to promote the dissolution of each component and the reaction between each component.

これらの添加量は、溶液全量に基づき0.1〜1.0重
量%の範囲内で選ばれる。
The amount of these added is selected within the range of 0.1 to 1.0% by weight based on the total amount of the solution.

この溶液を、支持体の多孔質セラミックス表面にコーテ
ィングするには、浸せき、塗布、吹き付けなど任意の手
段を用いることができるが、表面に均一な膜を形成する
ことができ、しかも膜厚の制御が容易な点で、浸せきを
用いるのが好ましい。
Any method such as dipping, coating, or spraying can be used to coat the porous ceramic surface of the support with this solution, but it is possible to form a uniform film on the surface and control the film thickness. It is preferable to use dipping because it is easy to use.

本発明方法で用いる分画材は、このように多孔質セラミ
ックス表面に所定の溶液をコーティングしたのち、乾燥
後加熱焼成し、次いで酸処理することによって得られる
。焼成処理は、通常450〜700℃の温度で30分間
ないし5時間加熱することによって行われる。この処理
により、アルコキシシランが分解してシリカガラスを生
成すると同時に、酸化ホウ素の分相現象を生じる。
The fractionation material used in the method of the present invention can be obtained by coating the surface of a porous ceramic with a predetermined solution in this manner, followed by drying, baking, and then acid treatment. The firing treatment is usually performed by heating at a temperature of 450 to 700°C for 30 minutes to 5 hours. Through this treatment, the alkoxysilane is decomposed to produce silica glass, and at the same time, a phase separation phenomenon of boron oxide occurs.

一方、酸処理は、このようにして生成したガラスの膜を
塩酸や硫酸などの鉱酸と接触させることによって行われ
る。この処理により、分相した酸化ホウ素が溶出し、微
細孔が形成される。この酸処理は、室温で行ってもよい
が、処理時間全短縮するために、70℃以上に加熱して
行うのが有利である。
On the other hand, acid treatment is performed by bringing the thus produced glass film into contact with a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid. Through this treatment, phase-separated boron oxide is eluted and micropores are formed. This acid treatment may be carried out at room temperature, but in order to shorten the total treatment time, it is advantageous to carry out the acid treatment at a temperature of 70° C. or higher.

このようにして酸処理したのち、水洗し、乾燥すること
により、孔径20〜150Aの微細孔をもつ分画材が得
られる。
After the acid treatment in this manner, the material is washed with water and dried to obtain a fractionation material having micropores with a pore diameter of 20 to 150 A.

また、多孔質ガラスの膜の厚さは、所定の溶液のコーテ
ィング、乾燥、焼成のサイクルを繰り返すことにより、
適当に増大系せることができる。
In addition, the thickness of the porous glass membrane can be adjusted by repeating the cycle of coating with a predetermined solution, drying, and firing.
It can be increased appropriately.

例えば添付図面の第1図は、テトラエトキシシラン28
.7重量部、エタノール43.2重量部、水27.2重
量部、塩酸0.3重量部及びホウ酸0.6重量部から成
る溶液音用いてガラス層を形成させたときのコーティン
グ回数と膜厚(μm)の関係を示すグラフであるが、こ
れから明らかなように、コーティング回数を増すごとに
膜厚は規則的に増加している。
For example, FIG. 1 of the accompanying drawings shows tetraethoxysilane 28
.. 7 parts by weight of ethanol, 43.2 parts by weight of water, 27.2 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of hydrochloric acid, and 0.6 parts by weight of boric acid to form a glass layer and the number of coatings and film. This is a graph showing the relationship between thickness (μm), and as is clear from the graph, the film thickness increases regularly as the number of coatings increases.

このような方法により得られた分画材は、これをさらに
900〜1200 ℃の温度で加熱処理することにより
、そのガラスの膜の孔径を小さくすることもできる。
The fractionation material obtained by such a method can be further heat-treated at a temperature of 900 to 1200°C to reduce the pore size of the glass membrane.

本発明方法においては、このようにして作成された分画
打金用いて、2種以上の分子量の異なる成分を含む混合
ガス金、それぞれの成分に分離する。このガス分離は、
通常多孔性膜を用いて行われているガス分離と同様な方
法で行うことができる。−jなわち、分画材をはさんで
、混合ガス側(非透過側)と透過側との間に差圧を生じ
させ、該混合ガスを分画材に設けられた多孔質ガラス層
により分子分画してそれぞれの成分に分離する。
In the method of the present invention, a mixed gas gold containing two or more components having different molecular weights is separated into each component using the fractionation metal produced in this way. This gas separation is
This can be carried out in the same manner as gas separation, which is normally carried out using a porous membrane. −j In other words, a pressure difference is created between the mixed gas side (non-permeated side) and the permeated side by sandwiching the fractionating material, and the mixed gas is separated into molecules by the porous glass layer provided on the fractionating material. separate into each component.

この際差圧を生じさせる方法として、混合ガス側を加圧
してもよいし、透過側を減圧してもよく、あるいは両方
を同時に行ってもよい。また、回分式、連続式のいずれ
の方法も採用することができる。
At this time, as a method of generating a pressure difference, the pressure on the mixed gas side may be increased, the permeate side may be depressurized, or both may be performed simultaneously. Moreover, either a batch method or a continuous method can be employed.

発明の効果 本発明方法で用いる分画材は、シリカ源としてアルコキ
シシランを、かつ微孔形成成分としてホウ素化合物金そ
れぞれ使用し、これらを含む溶液を多孔質セラミックス
表面にコーティングしたのち、焼成してガラスの膜を形
成させ、これを酸処理してその中に存在する酸化ホウ素
を溶出させることによって得られたものであって、無機
質のみで構成され、しかも均一で微細な連通孔を有する
耐熱性及び耐久性に優れたものである。
Effects of the Invention The fractionation material used in the method of the present invention uses alkoxysilane as a silica source and boron compound gold as a micropore-forming component, and after coating the surface of porous ceramics with a solution containing these, it is fired to form glass. It is obtained by forming a film and treating it with acid to elute the boron oxide present therein. It is made of only inorganic materials, and has uniform and fine communicating pores. It has excellent durability.

本発明方法は、前記分画材を用いて分子量の異、 なる
2種以上の成分を含む混合ガスをそれぞれの成分に分離
する方法であり、例えば、混合ガスとしてメタンと二酸
化炭素との容量比が1=1のものを用いた場合、常温で
かつ差圧が0.5 Kg / cdiのときは、分離係
数は約1.5金示し、その上使用する分画材が耐熱性及
び耐久性に富んでいるので、厳しい条件でもガス分離を
行いうるなど、優れた方法である。
The method of the present invention uses the fractionation material to separate a mixed gas containing two or more components with different molecular weights into their respective components. For example, the mixed gas has a volume ratio of methane and carbon dioxide. When using 1=1, the separation coefficient is approximately 1.5 gold at room temperature and a differential pressure of 0.5 Kg/cdi, and the fractionation material used is highly heat resistant and durable. This is an excellent method, as it allows gas separation to be performed even under severe conditions.

実施例 次に実施列によって本発明をさらに詳細に説明する。Example Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples.

なお、ガス分離実験には、第2図に示すような装置金剛
いた。
For the gas separation experiment, a Kongo apparatus as shown in Figure 2 was used.

第2図において、1は混合ガス調製用の成分ガスボンベ
、2は圧力調節器、3は成分ガスの流量全測定するため
のフローメーター、4は圧力計、5は混合ガス用シリン
ダー、6はガス分離を行うためのセル、7はガスサンプ
リング用ホルダー、8はオイルシール、9は水銀マノメ
ーター、10及び12はトラップ、11はロータリー真
空ポンプ、13はニアコンプレッサー及び14は液滴の
移動によシ透過流束を測定しうる目盛付毛細管である。
In Fig. 2, 1 is a component gas cylinder for preparing a mixed gas, 2 is a pressure regulator, 3 is a flow meter for measuring the total flow rate of component gases, 4 is a pressure gauge, 5 is a mixed gas cylinder, and 6 is a gas cylinder. A cell for performing separation, 7 a holder for gas sampling, 8 an oil seal, 9 a mercury manometer, 10 and 12 a trap, 11 a rotary vacuum pump, 13 a near compressor, and 14 a system for moving droplets. It is a graduated capillary tube that can measure permeation flux.

また、ガス分離セル6の断面図を第3図(A)に、分画
材の断面図を第3図(B)に示す。図中符号21はガス
を分離するための分画材であり、22はエポキシ樹脂か
ら成るシール材、23はクレイの表面がガラスの膜で被
覆されたガス不透過材である。
Further, a cross-sectional view of the gas separation cell 6 is shown in FIG. 3(A), and a cross-sectional view of the fractionating material is shown in FIG. 3(B). In the figure, reference numeral 21 is a fractionating material for separating gas, 22 is a sealing material made of epoxy resin, and 23 is a gas impermeable material in which the surface of clay is covered with a glass film.

24及゛び25゛はそれぞれ混合ガス流入側及び透過ガ
ス側を示す。
24 and 25 indicate the mixed gas inflow side and the permeate gas side, respectively.

なお、実験はすべて室温で行った。Note that all experiments were conducted at room temperature.

実施例 分画材の製造 テトラエトキ′ジシラン、エタノール、水、塩酸及び酸
化ホウ素又はホウ酸を用い、第1表に示すような組成の
コーティング溶液全調製した。次いで、平均孔径0.5
μmの多孔質アルミナ焼結体チューブ金前記の溶液中に
浸せきしたのち、徐々に引き上げ、室温で約2分間乾燥
後、電気炉を用い、500℃で1時間加熱焼成し、ガラ
スの膜を形成させた。この浸せき、乾燥、焼成の操作i
10回繰り返して、ガラスの膜の膜厚全50μm以上と
したのち、約70℃に維持した5%塩酸中に1時間浸せ
きして十分に分相した酸化ホウ素を溶出し、水洗した。
EXAMPLE Preparation of fractionation material A coating solution having the composition shown in Table 1 was prepared using tetraethoxydisilane, ethanol, water, hydrochloric acid, and boron oxide or boric acid. Then, the average pore diameter is 0.5
Porous alumina sintered tube gold of μm size was immersed in the above solution, then gradually pulled up, dried at room temperature for about 2 minutes, and heated and fired at 500°C for 1 hour using an electric furnace to form a glass film. I let it happen. These soaking, drying, and firing operations i
After repeating this process 10 times to make the total film thickness of the glass film 50 μm or more, the glass film was immersed in 5% hydrochloric acid maintained at about 70° C. for 1 hour to elute the phase-separated boron oxide and washed with water.

このようにして、孔径60〜1oo Aの微細孔をもつ
多孔質ガラス層を積層した多孔質セラミックスから成る
分画材が得られた。
In this way, a fractionation material made of porous ceramics laminated with porous glass layers having micropores with a pore diameter of 60 to 10 A was obtained.

次いで、この分画材を電気炉に入れ、1000℃で30
分間再加熱することにより、孔径30〜50^の微細孔
をもつ分画材が得られた。分画材の物性をコーティング
溶液の組成とともに第1表に示す。
Next, this fractionation material was placed in an electric furnace and heated at 1000°C for 30
By reheating for a minute, a fractionated material having micropores with a pore diameter of 30 to 50^ was obtained. The physical properties of the fractionation material are shown in Table 1 along with the composition of the coating solution.

ガス分離 前記のようにして得られた分画材全第3図に示すように
セットし、このガス分離セルを第2図に示すように配置
した装置を用いて、ガス分離実験を行った。
Gas Separation A gas separation experiment was conducted using an apparatus in which the fractionation material obtained as described above was set as shown in FIG. 3, and this gas separation cell was arranged as shown in FIG.

まず、混合ガス用シリンダー5をロータリー真空ポンプ
11を用いて真空にし、次いで成分ガスボンベ1からメ
タンガス及び二酸化炭素ガスを該混合ガス用シリンダー
に注入して、CH4二CO□が1:1(容量比)の混合
ガスを調製した。次にこの混合ガス金ガス分離セル6に
流入し、混合ガス側と透過ガス側に差圧を生じさせてガ
ス分離実験を行った。透過流束は毛細管14により測定
し、ガス組成は検定したガスクロマトグラフィーにより
分析した。
First, the mixed gas cylinder 5 is evacuated using the rotary vacuum pump 11, and then methane gas and carbon dioxide gas are injected into the mixed gas cylinder from the component gas cylinder 1 so that the CH42CO□ ratio is 1:1 (capacity ratio ) was prepared. Next, this mixed gas flowed into the gold gas separation cell 6, and a gas separation experiment was performed by creating a pressure difference between the mixed gas side and the permeated gas side. Permeation flux was measured by capillary tube 14, and gas composition was analyzed by certified gas chromatography.

また、純粋のメタンガス及び二酸化炭素ガスについて、
前記装置を用い、透過流束及び透過係数を求めた。
Also, regarding pure methane gas and carbon dioxide gas,
Using the above device, the permeation flux and permeation coefficient were determined.

第2表に、71L3の分画材を用いた場合の純粋なメタ
ンガス及び二酸化炭素ガスにおける差圧と透過流束及び
透過係数との関係を示す。
Table 2 shows the relationship between the differential pressure, permeation flux, and permeation coefficient for pure methane gas and carbon dioxide gas when using the 71L3 fractionation material.

また、&3分画材?用いた場合の純粋なメタンガス及び
二酸化炭素ガスにおける差圧と透過流束との関係を第4
図にグラフで示す。図においてAはメタンガス、Bは二
酸化炭素の場合である。
Also, & 3 minute painting supplies? The relationship between the differential pressure and permeation flux for pure methane gas and carbon dioxide gas when using
This is shown graphically in the figure. In the figure, A is methane gas and B is carbon dioxide.

第    2    表 第3表に、メタン二二酸化炭素容量比が1=1の混合ガ
スを用いた場合の、各分画材における差圧と分離性能と
の関係を示す。
Tables 2 and 3 show the relationship between the differential pressure and separation performance of each fractionating material when a mixed gas with a methane/carbon dioxide volume ratio of 1=1 is used.

また、メタン二二酸化炭素容量比が1:lの混合ガスを
用いた場合の各分画材における、差圧と分離係数との関
係、差圧と透過係数との関係及び差圧と全流束との関係
を、それぞれ第5図、第6図及び第7図にグラフで示す
。各図においてCは煮3分画材、Dは煮2分画材、Eは
屋1分画材を用いた場合であり、また第6図において実
線は二酸化炭素、破線はメタンに対するものである。
In addition, the relationship between the differential pressure and the separation coefficient, the relationship between the differential pressure and the permeability coefficient, and the relationship between the differential pressure and the total flux in each fractionation material when using a mixed gas with a methane-di-carbon dioxide volume ratio of 1:l. The relationships are shown graphically in FIGS. 5, 6, and 7, respectively. In each figure, C is the case where the 3-part fraction material is used, D is the case where the 2-part fraction material is used, and E is the case where the 1-part fraction material is used. In FIG. 6, the solid line is for carbon dioxide, and the broken line is for methane.

これらの結果から、分離係数はいずれの分画材において
も差圧の増加とともに減少し、また、A3分画材におい
て、差圧が0.5 Kg/−のときに分離係数は最大の
約1.5 ’i示すことが分る。
From these results, the separation coefficient decreases as the differential pressure increases in any fractionation material, and in the A3 fractionation material, the separation coefficient reaches its maximum of about 1.5 when the differential pressure is 0.5 Kg/-. 'I see what you mean.

比較例 実施列における分画材の作成において、コーティング溶
液にホウ素化合物を用いないこと以外は、実施例と同様
にして分画材を作成した。
A fractionating material was prepared in the same manner as in the example, except that no boron compound was used in the coating solution in the preparation of the fractionating material in the comparative example example series.

この分画材を用いて、実施例と同様にガス分離実験を行
ったが、このものはガスを全く透過しなかった。
Using this fractionation material, a gas separation experiment was conducted in the same manner as in the example, but this material did not transmit any gas at all.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る分画材におけるコーティング回数
と多孔質ガラスの膜の膜厚との関係の1例を示すグラフ
である。 第2図、第3図(A)及び第3図(B)は、それぞれガ
ス分離実験に用いた装置の説明図、ガス分離セル及び分
画材の断面図であり、図中符号5は混合ガス用シリンダ
ー、6はガス分離セル、21は分画材である。 また、第4図は本発明に係る分画材を用いた場合の純粋
なメタンガス及び二酸化炭素ガスにおける差圧と透過流
束との関係の1例を示すグラフであり、第5図、第6図
及び第7図は、それぞれメタン二二酸化炭素容量比がに
1の混合ガスの分離に本発明に係る分画材を用いた場合
の、差圧と分離係数との関係、差圧と透過係数との関係
及び差圧と全流束との関係の1例を示すグラフである。 第3図 (AJ                      
(B)第4図 ΔP CKg/crn’ ) 第5図 ユカ表び(Kg/cm2 ) 第6図 工力息ΔP [Kglc〆]
FIG. 1 is a graph showing an example of the relationship between the number of coatings and the thickness of a porous glass film in the fractionating material according to the present invention. Figures 2, 3 (A) and 3 (B) are an explanatory view of the apparatus used in the gas separation experiment, a cross-sectional view of the gas separation cell and the fractionation material, and the reference numeral 5 in the figure shows the mixed gas. 6 is a gas separation cell, and 21 is a fractionation material. Furthermore, FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between differential pressure and permeation flux in pure methane gas and carbon dioxide gas when using the fractionation material according to the present invention, and FIGS. and Figure 7 show the relationship between differential pressure and separation coefficient, and the relationship between differential pressure and permeability coefficient, respectively, when the fractionation material according to the present invention is used to separate a mixed gas with a methane/carbon dioxide volume ratio of 1 to 1. It is a graph which shows an example of the relationship and the relationship between differential pressure and total flux. Figure 3 (AJ
(B) Fig. 4 ∆P CKg/crn') Fig. 5 Yuka expression (Kg/cm2) Fig. 6 Work force breath ∆P [Kglc〆]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 分子量の異なる2種以上の成分を含有する混合ガス
を、分画材を用いて差圧透過法によりそれぞれの成分に
分離するに当り、該分画材として、平均細孔径0.5μ
m以下の多孔質セラミックスの表面にアルコキシシラン
及びホウ素化合物を含む溶液をコーティングし、加熱焼
成したのち、酸処理して成るものを用いることを特徴と
するガス分離方法。
1 When a mixed gas containing two or more components with different molecular weights is separated into each component by differential pressure permeation method using a fractionation material, the fractionation material has an average pore diameter of 0.5μ.
1. A gas separation method characterized in that the surface of a porous ceramic having a diameter of 1.5 m or less is coated with a solution containing an alkoxysilane and a boron compound, heated and fired, and then treated with an acid.
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