JPS62105903A - 酸素濃縮方法 - Google Patents
酸素濃縮方法Info
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- JPS62105903A JPS62105903A JP24636485A JP24636485A JPS62105903A JP S62105903 A JPS62105903 A JP S62105903A JP 24636485 A JP24636485 A JP 24636485A JP 24636485 A JP24636485 A JP 24636485A JP S62105903 A JPS62105903 A JP S62105903A
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- air
- membrane
- oxygen
- porous membrane
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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】
産業上の利用分野
本発明は、多孔質膜と、フッ素化炭素化合物又は該化合
物と親核剤と全ＩＴｉいて、連続的にかつ効率よく空気
中の酸素を濃５４１する方法に関する。
物と親核剤と全ＩＴｉいて、連続的にかつ効率よく空気
中の酸素を濃５４１する方法に関する。
従来の技術
近時、７ご気中のｊ＃ ：ｆ’？ｒ ｉ１縮（〜て燃焼
胴などに利用することが、省エネルギー等の岐点から多
数実施されている。
胴などに利用することが、省エネルギー等の岐点から多
数実施されている。
現在、工業的に実用化さｆ１２でいる主なものとしては
、ＩＥ力変化吸着方法（ｐ 、 Ｓ、 、イ、）がある
。この方法（・ま、窒′折がゼオライトの（＾１体表面
上で子方変化によって吸７７叫に変化が生じる現象を利
用したものである。この方法によれば、窒素吸看時（弓
：高ＥＥになり、説７□’？ｌ寺に（−，１低王になる
ので、それに応じて、ゼオライトの表面に吸＞Ｈされに
くい酸２：ソの圧力も濃１川も一定にはン２らないとい
つ間ｙ−′１がある。そこで、一定の４問と圧力のｒ悄
斐を含有する酸素；゛農縮空気を噌辞ようとする場合、
吸着塔を幾つか組合せて用いているが、完全には一定に
はならないので、どうしても完全に一定なものを得よつ
とすれば、空気貯蔵タンクを用いなければならない。従
って、この方法では装置の大型化はやむを得なく、また
稼動のための省電力化も望まれている。
、ＩＥ力変化吸着方法（ｐ 、 Ｓ、 、イ、）がある
。この方法（・ま、窒′折がゼオライトの（＾１体表面
上で子方変化によって吸７７叫に変化が生じる現象を利
用したものである。この方法によれば、窒素吸看時（弓
：高ＥＥになり、説７□’？ｌ寺に（−，１低王になる
ので、それに応じて、ゼオライトの表面に吸＞Ｈされに
くい酸２：ソの圧力も濃１川も一定にはン２らないとい
つ間ｙ−′１がある。そこで、一定の４問と圧力のｒ悄
斐を含有する酸素；゛農縮空気を噌辞ようとする場合、
吸着塔を幾つか組合せて用いているが、完全には一定に
はならないので、どうしても完全に一定なものを得よつ
とすれば、空気貯蔵タンクを用いなければならない。従
って、この方法では装置の大型化はやむを得なく、また
稼動のための省電力化も望まれている。
従って、酸素濃縮空気中の喉・素濃度が一定で、しかも
装置稼動のために必要とする電力などのエネルギー消費
の少ない方法の開発が望まれている。その主なものの一
つとして、無孔性高分子膜による酸素濃縮の方法が多く
検討されている。しかし、この方法に関しては、工業的
に実用化されるには至っていない。その理由は、無孔性
高分子膜は気体の透過速度が遅いので、装置が大型化す
るためである。気体が高分子無孔質膜中を通過する際に
は、気体が高分子膜の一方の表向にまず溶解し、次の段
階で膜の反応側まで拡散横断した後、脱着拡散する。こ
のため、気体の透過速度を上昇させようとすると、拡散
横断距離を短く、すなわち膜の厚さを薄くする必要があ
る。し２か１２、′μｓ全薄くすればする稈ｎ％の機械
的強（ｙＨは低下するので、自ずとｎ１ｌｌ限があり、
１９面噴けどうしても大きくなりで技’＋Ａ： Ｉ弓大
型化する。さらに、長Ｍ間使用する場汁の桑の耐久性の
面でも間ｈζが多い。
装置稼動のために必要とする電力などのエネルギー消費
の少ない方法の開発が望まれている。その主なものの一
つとして、無孔性高分子膜による酸素濃縮の方法が多く
検討されている。しかし、この方法に関しては、工業的
に実用化されるには至っていない。その理由は、無孔性
高分子膜は気体の透過速度が遅いので、装置が大型化す
るためである。気体が高分子無孔質膜中を通過する際に
は、気体が高分子膜の一方の表向にまず溶解し、次の段
階で膜の反応側まで拡散横断した後、脱着拡散する。こ
のため、気体の透過速度を上昇させようとすると、拡散
横断距離を短く、すなわち膜の厚さを薄くする必要があ
る。し２か１２、′μｓ全薄くすればする稈ｎ％の機械
的強（ｙＨは低下するので、自ずとｎ１ｌｌ限があり、
１９面噴けどうしても大きくなりで技’＋Ａ： Ｉ弓大
型化する。さらに、長Ｍ間使用する場汁の桑の耐久性の
面でも間ｈζが多い。
発明が解決１，２ようとする間噴点
本発明は、多孔′α膜中に空気を通過させて酸素ｆ：濃
縮する技術に属する。
縮する技術に属する。
多孔質膜ケ使用することの長所は、（イ）膜金ＩＩ７く
することができ、機械的強ｊＷや耐久性に倦れている、
（ロ）膵の単位向Ｐべ当りの処理）ｉ−が多い、などで
ある。１−かし、多孔質膜使用する方法は、分離係数が
一般に低ｊ４という位０’ｒを有する。
することができ、機械的強ｊＷや耐久性に倦れている、
（ロ）膵の単位向Ｐべ当りの処理）ｉ−が多い、などで
ある。１−かし、多孔質膜使用する方法は、分離係数が
一般に低ｊ４という位０’ｒを有する。
すなわち、分離１〜ようとする気体と池の気体との分子
量の差が犬きくなければ、ｒｅ透過後における分離比が
低い。一般に、空気から１′舜素令多孔質膜によつｆＭ
ｍｉｔＬようとする場合、酸素と窒素の分子量はそれぞ
れ３２と２８であって、それらの差は少ないので、理論
上はとＡ２．どその効果はない。この次め、多孔質膜の
使用にＩｆ′ｉｋ述したような長所があるにも拘らず、
空気中の酸素を濃縮する技術にはほとんど実用化されて
いなかつ念。
量の差が犬きくなければ、ｒｅ透過後における分離比が
低い。一般に、空気から１′舜素令多孔質膜によつｆＭ
ｍｉｔＬようとする場合、酸素と窒素の分子量はそれぞ
れ３２と２８であって、それらの差は少ないので、理論
上はとＡ２．どその効果はない。この次め、多孔質膜の
使用にＩｆ′ｉｋ述したような長所があるにも拘らず、
空気中の酸素を濃縮する技術にはほとんど実用化されて
いなかつ念。
従って、本発明の目的は、前記した多孔質膜使用の長所
を具備し、しかも酸素と窒素の選択性に優れ、高い透過
速度及び処理量で空気中の酸素を濃縮できる方法を提供
することにある。
を具備し、しかも酸素と窒素の選択性に優れ、高い透過
速度及び処理量で空気中の酸素を濃縮できる方法を提供
することにある。
間頌点を解決するための手段
空気中でフッ素化炭素化合物（フルオロカーボン）ある
いは該化合物と親核剤全蒸発、気化させると、多孔質膜
に接触したのち液化凝縮して膜表面及び細孔内表面で液
膜を形成する。フッ素化炭素化合物あるいは該化合物と
親核剤によるこの液膜は、気体溶解能力が大きく、特に
酸素に対する溶解能力に優れていることが見い出された
。本発明は、この性質と多孔￥Ｘ膜とを組合わせること
によって、透過速度が速くかつ選択性に優れた連続式ｃ
ｉ？素濃縮方法を提供するものである。
いは該化合物と親核剤全蒸発、気化させると、多孔質膜
に接触したのち液化凝縮して膜表面及び細孔内表面で液
膜を形成する。フッ素化炭素化合物あるいは該化合物と
親核剤によるこの液膜は、気体溶解能力が大きく、特に
酸素に対する溶解能力に優れていることが見い出された
。本発明は、この性質と多孔￥Ｘ膜とを組合わせること
によって、透過速度が速くかつ選択性に優れた連続式ｃ
ｉ？素濃縮方法を提供するものである。
すなわち、本発明に係る酸素濃縮方法は、フッ素化炭素
化合物の液膜又は核（Ｅ合物と親核剤の液膜を何着させ
た多孔質膜に空気全通過させることを特徴とするもので
ある。
化合物の液膜又は核（Ｅ合物と親核剤の液膜を何着させ
た多孔質膜に空気全通過させることを特徴とするもので
ある。
この場合、フッ素化炭素化合物又は該化合物と親核剤の
蒸気を混合した空気全多孔質膜に通過せしめ、多孔質膜
の表面及び／又（は細孔内への上記化合物の蒸気の液化
凝縮による液膜の形成と、該ａ膜中への空気の透過とを
並行的に行なってもよい。あるいは、フッ素化炭素化合
物又は該化合物と親核剤を気化し、予め多孔質草の表面
及び／又は細孔内部に蒸着液化させて液膜を形成してお
き、この状態で空気を通過せしめてもよく、あるいはさ
らに上記方法と組合わせて行なってもよい。
蒸気を混合した空気全多孔質膜に通過せしめ、多孔質膜
の表面及び／又（は細孔内への上記化合物の蒸気の液化
凝縮による液膜の形成と、該ａ膜中への空気の透過とを
並行的に行なってもよい。あるいは、フッ素化炭素化合
物又は該化合物と親核剤を気化し、予め多孔質草の表面
及び／又は細孔内部に蒸着液化させて液膜を形成してお
き、この状態で空気を通過せしめてもよく、あるいはさ
らに上記方法と組合わせて行なってもよい。
発明の作用及び態様
本発明の方法は、原理的には、フッ素化炭素化合物の液
ハタあるいは該化合物とｉＵＭ剤の撤、：■ぐへの原料
空気の透過及びｉ＋１′液４ψの酸麦／窒素選択吸収性
に基・づく。すなわち、原料空気が上記液膜を透過する
際に、上記敵喚は窒素よりｄマ素を多く吸収する。従っ
て、上記液膜に吸収され液膜を拡散、透過した後にｙ別
孔膜出口より放出される透過気体の酸素濃度は、原料空
気のそれに比べて高くなる。本発明では、このような作
用を行なわしめるために、上記液膜を多孔質膜の表面及
び／又は細孔内に形成する。多孔質膜の、Ｐ！ｎ孔の孔
径が大きすぎると、後述する実施例から明らかなように
、空気が細孔内を粘性流動することが支配的となり、細
孔内で上記液膜による吸Ｍ膜の作用が十分に行なわれな
くなるので好ましくない。
ハタあるいは該化合物とｉＵＭ剤の撤、：■ぐへの原料
空気の透過及びｉ＋１′液４ψの酸麦／窒素選択吸収性
に基・づく。すなわち、原料空気が上記液膜を透過する
際に、上記敵喚は窒素よりｄマ素を多く吸収する。従っ
て、上記液膜に吸収され液膜を拡散、透過した後にｙ別
孔膜出口より放出される透過気体の酸素濃度は、原料空
気のそれに比べて高くなる。本発明では、このような作
用を行なわしめるために、上記液膜を多孔質膜の表面及
び／又は細孔内に形成する。多孔質膜の、Ｐ！ｎ孔の孔
径が大きすぎると、後述する実施例から明らかなように
、空気が細孔内を粘性流動することが支配的となり、細
孔内で上記液膜による吸Ｍ膜の作用が十分に行なわれな
くなるので好ましくない。
次に、上記作用とフッ素化炭素化合物及び親核剤の性質
との関係について述べる。
との関係について述べる。
本発明でいうフッ素化炭素化合物とは、炭化水、鷲中の
水素をフッ素で置換した化合物をいい、その置換の割合
が大きいものほど分極能は低く、分子間結合も弱くなる
。そのために、蒸発潜熱や表面張力が低下して分子間相
互作用が少なくなり、その結果、気体の溶解能力が一般
に増加する。従って、本発明の方法では炭化水素の水素
の半分以上がフッ素で置換された７ツ素化炭素化合′吻
が使用できるが、最も好ましいのは全量置換物であるパ
ーフルオロカーボンである。
水素をフッ素で置換した化合物をいい、その置換の割合
が大きいものほど分極能は低く、分子間結合も弱くなる
。そのために、蒸発潜熱や表面張力が低下して分子間相
互作用が少なくなり、その結果、気体の溶解能力が一般
に増加する。従って、本発明の方法では炭化水素の水素
の半分以上がフッ素で置換された７ツ素化炭素化合′吻
が使用できるが、最も好ましいのは全量置換物であるパ
ーフルオロカーボンである。
また、フッ素化炭素化合物の炭素数については。
填式化合物ではエチレンの二着体以上、すなわちＣ４以
上、環式化合物ではＣ５以上の化合物であって、使用温
度において多孔質膜表面で液膜を形成するものであれば
使用できる。しかしながら、例えばパーフルオロカーボ
ンは分子量が小さいほど表面張力が低く、気体の溶解性
に富んでいる。従って、使用温厚において多孔質膜表面
で液膜を形成するものであれば、できるだけ分子量は低
いことが望ましい。本発明者の実験結果では、炭素数は
５〜１１が良好で、皺も好ましいのは５〜７の範囲であ
ったが、炭素数１１以上の場合でも空気の溶解性は他の
溶剤などに比べて優れていた。
上、環式化合物ではＣ５以上の化合物であって、使用温
度において多孔質膜表面で液膜を形成するものであれば
使用できる。しかしながら、例えばパーフルオロカーボ
ンは分子量が小さいほど表面張力が低く、気体の溶解性
に富んでいる。従って、使用温厚において多孔質膜表面
で液膜を形成するものであれば、できるだけ分子量は低
いことが望ましい。本発明者の実験結果では、炭素数は
５〜１１が良好で、皺も好ましいのは５〜７の範囲であ
ったが、炭素数１１以上の場合でも空気の溶解性は他の
溶剤などに比べて優れていた。
また、本発明の方法においては、酸素は窒素よりできる
だけ多くフッ素化炭素化合物に溶解することが望ましい
。従って、どのようにすればＩＡＩ！素をさらに多く溶
解させることができるかについてさらに研究を行なった
。
だけ多くフッ素化炭素化合物に溶解することが望ましい
。従って、どのようにすればＩＡＩ！素をさらに多く溶
解させることができるかについてさらに研究を行なった
。
＋Ｖ素が窒素よりもフッ素炭素化合物中に多く倦解する
理由は、酸素は窒素よりも分極し易いので、２”ｘＡ
’＋１（、子性であるフッ素化炭素化合物中にｉ’４ｆ
］がした・１ａ塁は分極して、−万の端の電子密度が
易くなるためである。ところが、フッ素化炭素化合物も
酸素も共に親電子性であるので、全体的にすれば電子は
不足した状態と−・なり、酸素の溶解量に″は限度が生
じる。従って、フッ素化炭素化合物中に溶解している酸
素の分極した他の端の電子は非常に不足する。そのため
に、エーテルなどのような親相性物質（電子供与性物）
！グ）ケフッ素化炭素化合物あるいはさらに空気とのｉ
ａ合物に僅かに添加すれば、系内の？［子不足は補なわ
れて、酸素の溶解性は増加する。本発「ザ」者のｆｄＴ
死で知り得たことは、フッ素化炭素化合物特にパーフル
オロカーボンと親核剤は、互いに相溶性があり、かつ、
多孔質、嗅の細孔表面の１］詰りを防ぐために双方とも
できるだけ分子値が低く、常温、常圧で液状のものが望
ましいことである。
理由は、酸素は窒素よりも分極し易いので、２”ｘＡ
’＋１（、子性であるフッ素化炭素化合物中にｉ’４ｆ
］がした・１ａ塁は分極して、−万の端の電子密度が
易くなるためである。ところが、フッ素化炭素化合物も
酸素も共に親電子性であるので、全体的にすれば電子は
不足した状態と−・なり、酸素の溶解量に″は限度が生
じる。従って、フッ素化炭素化合物中に溶解している酸
素の分極した他の端の電子は非常に不足する。そのため
に、エーテルなどのような親相性物質（電子供与性物）
！グ）ケフッ素化炭素化合物あるいはさらに空気とのｉ
ａ合物に僅かに添加すれば、系内の？［子不足は補なわ
れて、酸素の溶解性は増加する。本発「ザ」者のｆｄＴ
死で知り得たことは、フッ素化炭素化合物特にパーフル
オロカーボンと親核剤は、互いに相溶性があり、かつ、
多孔質、嗅の細孔表面の１］詰りを防ぐために双方とも
できるだけ分子値が低く、常温、常圧で液状のものが望
ましいことである。
本発明者の研９ｔによると、親核剤としてはエニーチル
、等が最も優れていた。しかし７、親核剤△ としては、これらの物′ｔ′Ｉだけに限らず、親核性で
多孔質膜の細孔を目語りさせないものであれば使用でき
る。また、フッ素化炭素化合物ど親核剤の相溶性かない
場合でも、相溶剤や界面活性剤を添加して使用すること
ができる。ただし、これらが細孔の目を詰まらせたり、
その他」Ｗ（影響を及はさなければよいのである。
、等が最も優れていた。しかし７、親核剤△ としては、これらの物′ｔ′Ｉだけに限らず、親核性で
多孔質膜の細孔を目語りさせないものであれば使用でき
る。また、フッ素化炭素化合物ど親核剤の相溶性かない
場合でも、相溶剤や界面活性剤を添加して使用すること
ができる。ただし、これらが細孔の目を詰まらせたり、
その他」Ｗ（影響を及はさなければよいのである。
また、多孔質膜の種類については、フッ素化炭素化合物
や親核剤によって膨潤や収部及び亀裂などが生じてその
孔径などに影響がないものであれば使用でき、ガラス系
やセラミック系、及びフッ素系その他有機系の材質でで
きたものなど、各種のものが使用でき、特にその制限は
ない。
や親核剤によって膨潤や収部及び亀裂などが生じてその
孔径などに影響がないものであれば使用でき、ガラス系
やセラミック系、及びフッ素系その他有機系の材質でで
きたものなど、各種のものが使用でき、特にその制限は
ない。
また、原料空気は、圧縮して多孔性：桑を通憫させるか
又は減圧によるかによって、特に大きな影響差は認めら
れなかった。
又は減圧によるかによって、特に大きな影響差は認めら
れなかった。
実施例
以下、一連の実験結果のうちから、代表的なものを実施
例として示す。
例として示す。
実施例１
試料として、α）空気、ｂ）空気に対してパーフルオロ
ノルマルヘプタン（ＣａＦａ ） ０．００１ ｍｏｔ
％添加して均一化したもの、Ｃ）そして空気に対１〜て
ＣａＦｎ ０−００１ ｍＺ ＊及び親核剤（シュー１
−ルア５ンＣ＊Ｎ＊Ｉｋ ） ０．０００１ ｍｏ１％
添加しテ均一［Ｌ＋’ｒ：４のの３種を用いた。実験条
件としては、試料入口側を大気圧、出口側（透過側）
ｆ ｌ ＱｍｒｎＩＩｇに減圧して、２０°Ｃで平均２
５Åの孔径を持ったポリデトラフルオロエチレン製多孔
質膜中に各試料を２０°Ｃで通過させた。
ノルマルヘプタン（ＣａＦａ ） ０．００１ ｍｏｔ
％添加して均一化したもの、Ｃ）そして空気に対１〜て
ＣａＦｎ ０−００１ ｍＺ ＊及び親核剤（シュー１
−ルア５ンＣ＊Ｎ＊Ｉｋ ） ０．０００１ ｍｏ１％
添加しテ均一［Ｌ＋’ｒ：４のの３種を用いた。実験条
件としては、試料入口側を大気圧、出口側（透過側）
ｆ ｌ ＱｍｒｎＩＩｇに減圧して、２０°Ｃで平均２
５Åの孔径を持ったポリデトラフルオロエチレン製多孔
質膜中に各試料を２０°Ｃで通過させた。
なお、本発明による方法と高分子無孔質膜方式との空気
透過速Ｕ （ｅｃ／ｃｍ２． ｓａｃ 、 ｃｍｐｑ
）及び酸素／窒素の選択比について比較を行なうため、
平均孔径２５ＯＡ’のセルロース裂フィルター嘆上にＩ
Ｏｐｍの１１用子レノ１：ノリ、−ｆｆンゴム１１蒋（
力［１ｆｉｔ １ｊｌＪ ２ 、 ｈ−ジクロルベンゾ
バーオギサイド） ’ｅ ｆｌＥ ＩｉＹ ｌ〜て検討
全行なった。
透過速Ｕ （ｅｃ／ｃｍ２． ｓａｃ 、 ｃｍｐｑ
）及び酸素／窒素の選択比について比較を行なうため、
平均孔径２５ＯＡ’のセルロース裂フィルター嘆上にＩ
Ｏｐｍの１１用子レノ１：ノリ、−ｆｆンゴム１１蒋（
力［１ｆｉｔ １ｊｌＪ ２ 、 ｈ−ジクロルベンゾ
バーオギサイド） ’ｅ ｆｌＥ ＩｉＹ ｌ〜て検討
全行なった。
そして、各々の１関金透ｊｊ１＾して得ら！１ りｒ：
、試料中の酸素、、Ｏｒｒ？（株）烏津製作所脚ガスク
ロマトグラフ（ｃｃ−ｙＡ）によって測定した。これら
の結果全第１表に示す。
、試料中の酸素、、Ｏｒｒ？（株）烏津製作所脚ガスク
ロマトグラフ（ｃｃ−ｙＡ）によって測定した。これら
の結果全第１表に示す。
上記表から明らかなように、多孔質１３１４でＣ，１′
’１４とＣｔＮｔｌ１ｍ’に添加しない場合、空気の透
過速１ｅｆｉ ｉｄ２．１ＸＩＯであり、透過気体中の
酸素濃度ば２１チであった。このことは、多孔質ｔＲだ
けでは全くｔ積素の濃、縮効果が認められないと見做さ
れる。
’１４とＣｔＮｔｌ１ｍ’に添加しない場合、空気の透
過速１ｅｆｉ ｉｄ２．１ＸＩＯであり、透過気体中の
酸素濃度ば２１チであった。このことは、多孔質ｔＲだ
けでは全くｔ積素の濃、縮効果が認められないと見做さ
れる。
シリコンゴムによる無孔質の場合、；被素含有埜は３３
％と高い値を示したが、空気透過速度は２．５ Ｘ Ｉ
Ｏ＝とな９、多孔質膜方式に較べれば、透過速度は遅い
ことがわかる。空気に６６”’＋４だけ添加してＣｔＮ
＊ｌ’ｆｔ 添加しない場合と、両者ともれｉ≦加した
場合を比較してみると、空気透過速１更にはあまり大き
な差が認められなかったが、いずれも無孔質膜に峻べる
と速いことがわかる。
％と高い値を示したが、空気透過速度は２．５ Ｘ Ｉ
Ｏ＝とな９、多孔質膜方式に較べれば、透過速度は遅い
ことがわかる。空気に６６”’＋４だけ添加してＣｔＮ
＊ｌ’ｆｔ 添加しない場合と、両者ともれｉ≦加した
場合を比較してみると、空気透過速１更にはあまり大き
な差が認められなかったが、いずれも無孔質膜に峻べる
と速いことがわかる。
透過気体中の酸素濃度に関しては、Ｃ，Ｎ、ＩＩｓ無添
加の場合２６％であるが、れ３加時では２７チであり、
Ｃ，ＮＪｊ８添加の効果が１；３められる。
加の場合２６％であるが、れ３加時では２７チであり、
Ｃ，ＮＪｊ８添加の効果が１；３められる。
実施例２
多孔質膜の細孔径が透過性能に及ぼす影響にツイテ調ベ
ル７Ｃめ、平均２５Å．５ ＯＡｏ、 １００矛の各第
１口孔直径を持ったポリテトラフルオロエチレン裂多孔
貿１１Ｑ３種を用いて、空気透通速度及び膜透過気体中
の酸素／窒素選択比につい一〇比較検討を行なった。用
いた気体試料は、空気に差ｊしてＣ’ｓｋ ’ｋ ０．
００１ ｍｏ１％及びＣ’ｓ ｌ’Ｊｔ Ｉｔｓ ０．
０００ｆｍｏｔ チをそれぞれ＾加して気化均一化り、
ｆｒ−ものである。伯の実験条件なま実施例１と＋＝
＋−条件で行なった。ぞの結果を下記第２表に示す。
ル７Ｃめ、平均２５Å．５ ＯＡｏ、 １００矛の各第
１口孔直径を持ったポリテトラフルオロエチレン裂多孔
貿１１Ｑ３種を用いて、空気透通速度及び膜透過気体中
の酸素／窒素選択比につい一〇比較検討を行なった。用
いた気体試料は、空気に差ｊしてＣ’ｓｋ ’ｋ ０．
００１ ｍｏ１％及びＣ’ｓ ｌ’Ｊｔ Ｉｔｓ ０．
０００ｆｍｏｔ チをそれぞれ＾加して気化均一化り、
ｆｒ−ものである。伯の実験条件なま実施例１と＋＝
＋−条件で行なった。ぞの結果を下記第２表に示す。
上記の結Ｗより、酸素の瞭？：過冴・度については、孔
’ｅｆ： ｌ ００ Ａｏ（Ｄ ：公’ｒ １１Ｍ、
Ａ ｔ ；６ ｒ’Ｊ４１＋１１ ！’：ｉ 几Ｍ ５
ｃ４０及び２５Åの場合に比べて速いが、□抑ソ透過
気体中の２４： ／ 窒素閏択比について（（１、孔ｔ
￥−が１００Åの場合は１．０５となりほとんどその（
１咀が訂２められないのに対し、２５Åの場合は１．４
、５０Åの場合は１．２１となりいずれもその効牙！
が認められた。こＪｔらの結果から、酸素７１μＪｉ（
窪１；（↓のある細孔直径は５０７１°以下である。ｔ
ｏｏＡｏの場合、細孔直径が太きすぎるので、空気がＨ
１ｌ孔内な：粘性流動−ｒることか支配的となり、ｃ、
ｉ・°２．異びＣ，ＮｔＨ＠が細孔内で十分にその吸
着嘆の作用を行なっていないためである。
’ｅｆ： ｌ ００ Ａｏ（Ｄ ：公’ｒ １１Ｍ、
Ａ ｔ ；６ ｒ’Ｊ４１＋１１ ！’：ｉ 几Ｍ ５
ｃ４０及び２５Åの場合に比べて速いが、□抑ソ透過
気体中の２４： ／ 窒素閏択比について（（１、孔ｔ
￥−が１００Åの場合は１．０５となりほとんどその（
１咀が訂２められないのに対し、２５Åの場合は１．４
、５０Åの場合は１．２１となりいずれもその効牙！
が認められた。こＪｔらの結果から、酸素７１μＪｉ（
窪１；（↓のある細孔直径は５０７１°以下である。ｔ
ｏｏＡｏの場合、細孔直径が太きすぎるので、空気がＨ
１ｌ孔内な：粘性流動−ｒることか支配的となり、ｃ、
ｉ・°２．異びＣ，ＮｔＨ＠が細孔内で十分にその吸
着嘆の作用を行なっていないためである。
発明の効果
以上のことから明らかなように、多孔質膜によって空気
中の酸素を濃縮しようとした場合、単なる多孔質膜によ
っては酸累濃縮の効果はほとんど期待できないのに対し
、本発明の方法によれば高い醪素洟度の透過空気が得ら
れる。また、本発明による方法と高分子無孔質膜による
方式とを比較した場合、その性能は下記第３表に示すと
おりである。
中の酸素を濃縮しようとした場合、単なる多孔質膜によ
っては酸累濃縮の効果はほとんど期待できないのに対し
、本発明の方法によれば高い醪素洟度の透過空気が得ら
れる。また、本発明による方法と高分子無孔質膜による
方式とを比較した場合、その性能は下記第３表に示すと
おりである。
第３表
り濃縮酸素量＝空気透過ｉ１ （１／ｍ” 、 ＪＰａ
ｃ 、 ａｔｍ ） Ｘ（透過空気中の酸素濃度チー空
気中の酸素濃度％）すなわち、本発明による方法は、高
分子無孔質膜による方式と比べて、（１）空気透過速度
は５０倍以上速い、（２）膜によって濃縮される酸素の
９：は２０倍以上多い、という極めて有意義な利点を有
する。
ｃ 、 ａｔｍ ） Ｘ（透過空気中の酸素濃度チー空
気中の酸素濃度％）すなわち、本発明による方法は、高
分子無孔質膜による方式と比べて、（１）空気透過速度
は５０倍以上速い、（２）膜によって濃縮される酸素の
９：は２０倍以上多い、という極めて有意義な利点を有
する。
このように、本発明の方法によれば、多孔質膜と酸素に
対する溶解能力に優れるフッ素化炭素化合物又は該化合
物と親核剤の液膜とを組合わせて用いるため、嘆を厚く
することができ、機械的強度や耐久性、Ｖｒ−優れるな
ど多孔質膜使用の長所を具備すると共に、さらに酸素と
窒素の選択性に優れ、高い透過速度及び処理量で、連続
的に空気中の酸素を高沸Ｉｔ Ｋ濃縮できるという効果
が得られる６また、透過速度及び処理量が高いため、装
置も比較的に小型化できるという利点も得られる。
対する溶解能力に優れるフッ素化炭素化合物又は該化合
物と親核剤の液膜とを組合わせて用いるため、嘆を厚く
することができ、機械的強度や耐久性、Ｖｒ−優れるな
ど多孔質膜使用の長所を具備すると共に、さらに酸素と
窒素の選択性に優れ、高い透過速度及び処理量で、連続
的に空気中の酸素を高沸Ｉｔ Ｋ濃縮できるという効果
が得られる６また、透過速度及び処理量が高いため、装
置も比較的に小型化できるという利点も得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、フツ素化炭素化合物又は該化合物と親核剤の液膜を
付着させた多孔質膜に空気を通過させることによつて酸
素を濃縮する方法。 ２、多孔質膜の孔径が５０Å以下である特許請求の範囲
第１項に記載の方法。 ３、フツ素化炭素化合物又は該化合物と親核剤の蒸気を
混合した空気を多孔質膜に通過せしめ、多孔質膜の表面
及び／又は細孔内への上記化合物の液膜の形成と空気の
透過とを並行的に行なう特許請求の範囲第１項又は第２
項に記載の方法。 ４、フツ素化炭素化合物又は該化合物と親核剤を気化し
、多孔質膜の表面及び／又は細孔内部に蒸着液化させて
液膜を形成した状態で空気を通過させる特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24636485A JPS62105903A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 酸素濃縮方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24636485A JPS62105903A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 酸素濃縮方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105903A true JPS62105903A (ja) | 1987-05-16 |
Family
ID=17147453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24636485A Pending JPS62105903A (ja) | 1985-11-05 | 1985-11-05 | 酸素濃縮方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004531376A (ja) * | 2001-03-28 | 2004-10-14 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | 腐蝕性ガスの精製方法 |
-
1985
- 1985-11-05 JP JP24636485A patent/JPS62105903A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004531376A (ja) * | 2001-03-28 | 2004-10-14 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | 腐蝕性ガスの精製方法 |
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