JPS6283022A

JPS6283022A - ガス分離モジユ−ル

Info

Publication number: JPS6283022A
Application number: JP22341085A
Authority: JP
Inventors: Hisatsugu Kitaguchi; 久継北口
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-10-07
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1987-04-16

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、混合ガス中刃）ら任意のガスを選択的に分離
するガス分離モジュールに関するものである。

（従来の技術）従来刀・ら多孔質材料管ケ用いたガス分離モジュール？
単独あるいは特開昭ｆｉｏ−１２７６６８号に開示する
ように複数基組み合せ使用する例は知られている。し刀
・し、多孔質拐料’ｔｋ使用し友内部供給外部透過型七
ジュールにふ・いては、透過主がある程度以上増加する
と分離能が低重するという欠点があった。

また、従来？（ａのモジュールケ組合せる場合にはモジ
ュールを単に連接するだけであり各々のモジュールの透
過模面積比會考慮した配置はなされて力な刀）つた、（発明が解決し工つとする問題点）本発明は前記従来の問題点ケ解決し、ガス分離システム
？全体的にみて高透過主とともに高分離能？有するガス
分離モジュールを提供することケ目的とする。

（問題点を解決するための手段、及び発明の作用）前記
の目的を達成するために本発明では透過模面積の異るガ
ス分離モジュールケ少くとも２つ連接してモジュール内
？流れる供給カスが常にビ゛ストンフａ−に近い状態ケ
保つ工うに配６することにＲ＃徴がある。本発明の要旨
汀、多孔質材料管束？内部に収納したガス分離モ・ジュール
？少なくとも２つ連接して設け、且つ供財ガスの下流側
のモジュールほど内部に収納きれた多孔質材料管束の合
計透過膜面積が小さいモジュール全配置し几ガス分離モ
ジュールである。

以下本発明について説明する。

多孔質材料管音用いて特定のガスを濃縮分離する場合に
、前記したＬうに高う過墨領域において分＠能が低下す
る原因は、通常の場合には、多孔質材料管内をガスはピ
ストンフローに近い状態テ流れるが、高透過工領域にシ
いてはガス分離の進行に伴い多孔質材料管内では供給ガ
スの下流側ほど管内ケ流れるガスの絶対量が少なくなる
九め流速が低下し、また下流側のガスが希薄になること
にエリ逆混合が起るため管内が完全混合に近くなりガス
の分離には不利な状態となり、高透過領域全体としては
分離能が低下するものと考えられた。

そこで昼透過尤領域内の下流側では理論値以上にガスの
分＃１能が低下するためガス分離モジュール全体でみて
も予想以上に分離能が低下することを確めた。

本発明者は、昼透過工領域内の下流側の分離能を理論値
になるべく近づけるためにはガス分離モジューＡ４Ｃ１
ｒとおしてガスをピストン７０−の状態に保てば良めこ
とに着目して研究し之結果、ガス分離モジュールを少く
とも２つ用論で連接するとともに、供給ガスの下流側の
モジュールほど内部に収納された多孔質材料管束の合計
透過喚面積が小さいモジュール全配置すれば、連装した
モジュール全体をとシしガスの流れがヌムーズに行けれ
、後続のモジュールの分離能も理論値に近い値が得られ
ることヲ荒い出し友。その結果連接し几モジュール全体
としてみｆＣ場合には従来のガスモジュールに比べて分
離能が向上することがわで≧つた。

本発明において供給ガス下流１ｉｏｎの禾ジュール内部
に収納された多孔質材料管束の合計透過帳面積ゲ小さく
することは、ガス下流側のモジュールほど内部に収納し
た多孔質材料管のａｋ少くする刀１、多孔質材料管の長
さケ短くすることなどに工っで容易に調整できる。

以下実施例により本発明全説明する。

（実施例）第１図は本発明の一実施例であり、多孔質ガラス管束ケ
収納した２つのガス分能モジュールＳ、お工びＳ２？直
列に連接配置するとともに、供給ガスの上流側のモジュ
ールＳ、は多孔質ガラスの合計透過膜面積が０．５６　
ｒｒ？のものを、一方、下流側のモジュールＳ２は多孔
質ガラスの合計透過膜面積がｎ、　：（Ｏｒｒ？のもの
を用いており、下流側のガス分離モジュールの透過膜面
積を上流側のそれより小さくしたガス分離モジュール全
体している。

この工うに配置さｒしたガス分離装置において、第１図
に示すように、供給ガス■をモジュールＳ。

内に供給すると、その一部が多孔質ガラス管の細孔中音
透過流出して透過ガス■として分離される。

一方多孔質ガラス管の細孔全透過しない残りの非透過ガ
ス■けモジュールＳ２に引続き供給され、同ｉｆ／Ｃモ
ジュールＳ２において透過ガス■と非透過ガス■に分離
享れ、最終的ＶＣ特定のガス成分が濃縮されｆｃ透過ガ
ス■と透過ガス■刀・ら得られる合計し定透過ガスと非
透過ガス■に分離される。

そこで第１図に示すガス分離モジュールを用いてＨ２：
　７４．０％、　Ｎ、　：　２２．４％、イ〕０：３％
。

ＣＯ：１１．６％の岨収の混合ガスケ供給してＨ２を濃
縮分離しｆｃ結果を第１表に示した。

第１表中■〜■け第１−図中の■〜■に相当する。

一方、比較例として第２図に、前１ピ本発明例のモ）ニ
ールＳ　とモノニールＳ２の合計透Ａ膜面積（＋、　８
６イと同じ透過１漠面瞳？有する多孔質ガラス青金収納
し之１つだけのカス分離モジュール例ケ示した。また第
２衣にこのガス分離モジュール？用いて前記本発明例と
同じ組成のガスを供給してＲ２を濃縮分離しｆｃ結果を
示し足。

第　　２　　表これらの結果刃１らガス込過搏面Ｊ＋、ｌ　（１，８６
ｒｒ？のモジュール１つを用いる比較例に対して、本発
明例のように、合計ガス透過；漠面積が同じでもガスう
過喚面積が各々０−５６ぜと０．３０　ｍ’の２つのモ
ジュールに分けて連接して設け、且つ供給ガスの下流側
の透過膜面積が上流側エリ小さくなるＬうに配置するこ
とｉＣｊＣシリテム全体的にみると分離能が向上するこ
とが明らρ）である。

例えば水素濃度につｂて比較すると、比較例は笛２表り
り供給ガス中の水素濃度７４．０％に対して透過ガス中
の水素Ｉ＃度は７８．６％、非透過ガス中の水素濃度は
３２．０％であるのに対して、本発明例では第１表工り
目１じ供給ガス中の水素濃度７４．０％に対して２つの
モジュールの通過ガス？合計したガス中の水素濃度は８
０４３％、最終のモジュールＳ２におばる非透過ガス中
の水素濃度は１６．７％となり、ガス分離モジュール全
体的にみるならば高透過領域（透過％　ｏ、　９　）に
おいても分離能が上昇することがわ小る。

なお本実施例では透過膜面積の異る２つのガス分離モジ
ュール全体的する例について説明したが。

さらに通過膜面積の異る３つ以上のモジュールを連接し
、その場合にも供給ガスの下流側になるほど透過膜面積
が小さくなる工うにモ・ノユールを配置することによっ
て本実施例と同様にモジュール全体的にみて高辿過領域
においても分離能を高く維持できる６また１本実施例で
は多孔質ガラス管全周でいるが、多孔質材料管としては
その他にセラミック、金属粉の焼結体１合成樹脂１等？
用いることができ、多孔性管であれば材質は問わない。

（発明の効果）この発明け１次の工うな特有の効１果全有する。

（１）　　本発明法にＬリモジュールを２基以上連接之
分離性能？得ることができる。

（２）モジュールケ２基以上連接することにＬり異なっ
たガス組成を有する透過流ケ得ることができる。

（３）それぞれのがヌモジュールの透過膜面積？調整す
ることに工りガスの透過流量あるいはろ過ガス組Ｆｉｙ
、を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図に、本発明のガス分離モジュールの１例であって
、モジュールを２基連接した場合ケ示す説明図である。代理人　弁理士　　秋　沢　政　光他２名

Claims

【特許請求の範囲】

多孔質材料管束を内部に収納したガス分離モジュールを
少くとも２つ連接して設け、且つ供給ガスの下流側のモ
ジュールほど多孔質材料管束の合計透過膜面積が小さい
モジュールを配置したことを特徴とするガス分離モジュ
ール。