JPS63178823A - 半透膜を使用するガス分離方法 - Google Patents

半透膜を使用するガス分離方法

Info

Publication number
JPS63178823A
JPS63178823A JP62266703A JP26670387A JPS63178823A JP S63178823 A JPS63178823 A JP S63178823A JP 62266703 A JP62266703 A JP 62266703A JP 26670387 A JP26670387 A JP 26670387A JP S63178823 A JPS63178823 A JP S63178823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
membrane
feed
partial pressure
oxygen
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.)
Pending
Application number
JP62266703A
Other languages
English (en)
Inventor
アラン・リチヤード・ソーアー
ジヨセフ・イー．パガネシ
ダニエル・クロード・デロシエ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22195692&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPS63178823(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of JPS63178823A publication Critical patent/JPS63178823A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス混合物の分離、とくにガス混合物から単一
の成分を分離する技術に関するものである。
半透膜およびパージガスが使用される。パージガスは膜
の供給側に保持されることを望むガスの少なくとも一方
を含んでいる。この目的は保持されるべきガスの膜を横
切る通過を最少にし、かつ供給側から分離されるべきガ
ス成分のパージ側への膜を横切る通過を促進することで
ある。
従来技術はガスを半透膜を使用して供給側から拡散側に
拡散側の真空を利用して引くことにより混合物からガス
を分離していた。
通常使用される他の方法は供給ガスを半透膜の一側に通
すことおよびパージガスを反対側に通すことである。供
給側からパージ側への分子の拡散を促進するため、パー
ジガスに対するよりも供給ガスに対して、一層の高圧が
使用される。もし拡散される所望ガスの濃度が掃気側に
おいて一層小さいならば、圧力差は供給側からパージ側
へのそのガスの拡散を生ずる。遺憾なことに該方法はガ
ス混合物から単一要素の通過を可能にするものでなく、
その訳は膜の一側におけるすべての成分の分圧ならびに
、濃度が１全体的に掃気側において小さいためである。
他の方法は、小素のような特殊なガスに対して選択的に
透過性である、きわめて薄い半透膜を使用することを含
んでいる。この例において、供給ガスは半透膜と接触し
て通され、選択的に通過を許される分子のみが膜を通さ
れる。この方法は、その高度に選択的な膜が現在きわめ
て僅かなガス要素にだけ制限されるため、利用が制限さ
れる。
本発明は、膜の高圧側への供給ガスの噴射の通常の条件
のもとで作用する半透膜を使用し、パージガスの使用に
より、パージガス中には存在しないガス成分の膜を横切
る分圧差を増大して、膜を通るこれらのガス成分の高い
相対的物質移動を生ずるという構想に基づいている。さ
らに、パージガスの使用はパージガス中に存在するそれ
らのガス成分の膜を横切る分圧差を減少して、膜を通る
一層小さい物質移動をもたらす。この方法は膜を通る特
殊なガス成分を一層選択的に移送するため使用すること
ができる。
本発明の別の特徴によれば、ガス混合物において、半透
膜両側のガス混合物中に存在するあるガス成分はそれら
の各分圧を平衡することができ、そこで分圧差はは＼ゼ
ロとなる。残留ガス成分はそれらの分圧差に従って膜を
横切っていずれがの方向に拡散する。
本発明は醗酵技術において特殊な用途を見出すことがで
き、そこでは醗酵反応を促進するため、富酸素空気が適
当な装置により醗酵槽を通して流される。この富酸素空
気は、たとえば、容積で３０％の酸素、同じり５５％の
窒素および１５％の二酸化炭素より成る醗酵槽からの排
出ガスを生ずる。
従来、そのようなガスは単に空気中に放出された。
本発明方法によれば、たとえば７５ｐｓｉａの圧力に保
持されたこれらのガスは半透膜の一側に通され、好まし
くは約５２．２ｐｓｉａの圧縮空気を含む掃気ガスまた
はパージガスが膜の反対側に通される。これらの二つの
相対的圧力において、膜の両側の窒素の分圧差はは！′
ゼロである。このことは膜を横切るいずれかの方向の酸
素および窒素の通過を最少にし、また供給ガス側から掃
気ガス側への二酸化炭素の通過を最大にする。
供給側に得られた残留ガスは僅かに酸素が除去され、二
酸化炭素を１％より少ない量まで大きく減少する。この
得られたガスはある量の酸素を加えて醗酵槽を通して循
環され、半透膜を通る拡散において失われたガスの容積
を補償する。循環する残留ガスはガスの再循環のない場
合より一層少ない量の富酸素しか必要としない。５％以
上のパーセンテージが醗酵反応を停止することができる
ため、二酸化炭素を除去することが必要である。
この方法によって得られる有利な結果は、醗酵槽を通っ
て給送されるガスの富化のために一層少ない酸素しか必
要としないことによって、経費を減少することを含んで
いる。さらに、掃気ガスとして使用される圧縮空気の圧
力は膜を横切る窒素の分圧差を最少にするようにとくに
選択される。
このことは掃気ガスへの二酸化炭素の拡散を促進するば
かりでなく、重大なエネルギ保存を達成するものである
。
圧縮空気掃気ガスの圧力が窒素の分圧を平衡するのに必
要な圧力以上に増加するとき、その窒素は掃気側から供
給側に通過し始める。このことば存在する酸素ガスを希
釈してその濃度を有効に減少する。最初のガスに対する
酸素の一層多い添加は酸素濃度を増加することを必要と
する。すべての容積を一定に保つことおよび連続的に二
酸化炭素の循環および分離を生ずることが必要である。
第１図には、室１４内に設けられた供給側１３および掃
気側１５を有する半透膜１２が略図的に図示されている
。膜１２は室１４を、二つの小室すなわち供給ガス室１
６および掃気ガス室１８に分割している。
分離されるべき１つ以上のガスを含むガス混合物は室１
４の供給ガス室１６から膜１２の供給側１３と接触して
通される。
供給側のガス混合物は分離されるべき少くとも一つのガ
ス成分および保持されべき少くとも一つのガス成分より
成っている。パージガスは供給側に保持されるべきガス
成分の−っと同じ少くとも一つのガス成分より成ってい
る。
このことは最少同じ種類のガスを膜の供給側ならびに掃
過側に生ずる。さらに、供給側においてガス混合物から
分離されるべきガス（単乾または複数）は、そのガスの
モル濃度が掃気側においてかなり小さくかつ分圧が供給
側において大きい限り、掃気側に存在することができる
。
本発明の工程は、供給ガス側および掃気ガス側に存在す
る保持されるべき少くとも一つのガス成分に対して、膜
を横切るはｙ゛ゼロ分圧差を有する供給ガス圧力および
掃気ガス圧力を選択することを含む。このことは膜を横
切るいずれかの方向の保持されるべきガス成分の通過を
ほゞ゛最少にする。同時に、もし分離されるべきガス濃
度が供給側にいちじるしく大きいモル濃度で存在するな
らば、その分圧は供給側において一層大きい。このこと
は分離されるべきガス成分を膜の供給側から掃気側に通
過させる。
分離されるべきガス混合物に保持されるべき一つ以上の
ガス成分が存在する場合には、掃気ガス混合物に同じガ
ス成分を備えることが有利でありそこで供給側から掃気
側への通過が最少になる。
膜を横切っていずれかの方向に生ずる通過量はそのガス
の分圧差に依存する。ガスは大きい分圧の側から小さい
分圧の側に通過する。
事実上いかなる型の半透膜も都合のよい型式で使用する
ことができる。たとえば、単一の膜または膜の層が束状
に配置された中空繊維の型式の膜として使用することが
できる。液体膜もまた使用することができる。
そのような膜はセルローズアセテート、ポリスルフォン
、ポリイミド、ポリアミド、シリコン、ポリテトラフル
オロエチレン等から作ることができる。膜の同一性は本
発明方法にとって重大なものではない。
第２図は本発明の好ましい実施例の略図を示す。
圧縮機２４からの圧縮空気は弁２６を通りそこで導管２
８に入る。タンク３０からの液体酸素は弁３２により導
管２８に入る。得られた、好ましくは約４０％から約５
０％の酸素、５５％の窒素および１％の二酸化炭素の混
合物は例えば７５ｐｓｉａの圧力で管３６により醗酵槽
３４を通して泡状に排出する。
管３６はガス混合物を槽３４の底の近くに導入する。
ガス混合物の導入は槽内の醗酵を促進する。醗酵工程中
、酸素は生ずる生物学的工程において消費される。槽３
４から排出する排ガスは、たとえば３０％ないし４０％
の酸素、５５％の窒素および１５％の二酸化炭素より成
っている。排ガスは槽３４がら出口３８を通って排出し
そこで導管４０に入る。
ガスの一部は弁４２を通って二酸化炭素および酸素分析
器４４に偏向される。ここで、排ガスは酸素および二酸
化炭素のパーセンテージを分析される。窒素の量は差で
示される。
排ガスは作用中ある圧力損失が生ずるため圧縮機４６に
通され、圧力をたとえば７５ｐｓｉａにされる。
排ガスは、圧縮機４６から二酸化炭素分離のため室４８
に通される。
供給ガスのおよび掃気ガスの正確な圧力は重大ではない
。本発明は各圧力を、膜の両側に存在するガス混合物に
保持されるべき成分の分圧が平衡するように、選択する
ことにある。
室４８は中央室５１への排ガスのそれぞれ導入および引
出し用の入口５０および出口５２を備えている。パージ
または掃気ガス用の別の入口５４がプレナム室５６と連
通している。多数の中空繊維の束５８が室５０内に設け
られ、層５３および５５により連通端部においてシール
され、その層内に束が密封固定され、そこでプレナム室
５６と中央室５１との間の連通が中空繊維を除いて阻止
される。各束の一端部はプレナム室５６に開放し、各束
の反対側端部は出口６２と連通ずるプレナム室６０に開
いている。
圧縮機６４は圧縮空気掃気ガスを弁６６を通して５２．
２ｐｓｉａでプレナム室への入口５４に導入する。
プレナム室５６は内側中央室５１に対して密封され、空
気は束５８の各中空繊維の中心孔を通る。
同時に、排ガスは７５ｐｓｉａの圧力で八日５０がら室
４８の中央室５１に通される。
中央室５１内で、排ガスは圧縮空気の型式の掃気ガスを
流通させる中空繊維の束の外面に接触する。これらの相
対的圧力によって、中空繊維膜を横切る窒素の分圧差は
は＼ゼロとなる。このことは窒素ガスが繊維膜を横切る
いずれの方向への通過をも阻止する。
二酸化炭素の分圧は供給または排ガス側においてかなり
大きくそこでほとんどすべての二酸化炭素は繊維膜を通
して拡散し掃気ガス流に運び去られる。
酸素の分圧は繊維膜の排ガス側または供給側においてい
くぶん大きくそこである量の酸素が掃気ガスに拡散する
。しかしながら、この通過量は、酸素の膜を横切る分圧
差が二酸化炭素の膜を横切る分圧差より小さいことによ
り、さらに少くされる。このことは二酸化炭素が選択的
に拡散することを生ずる。
出口５２により内側室５０に排出する残留ガスは導管２
８に再び入り、そこで付加的酸素が添加され、酸素のパ
ーセントを約４０％ないし約５０％にする。このように
して反応は望むだけ連続して継続される。
供給ガスに中空繊維の孔を通過させることができること
および掃気またはパージガスを繊維の束の外面と接触し
て通過することができることは明らかである。膜面の一
側における供給ガスのおよび反対側における掃気ガスの
通過が重要である。
本発明は両側共に使用できるので側を選択するように限
定すべきではない。
膜の両側における窒素の分圧を均等にすることが望まし
いため、何の分圧が膜の供給側にあるかを決定できるこ
とが必要であり、そこで均等の分圧を膜の掃気側に得る
ことができる。
このことは、まずガス中の酸素および二酸化炭素濃度を
酸素および二酸化炭素解析器によって決定することによ
り、確実なものとすることができる。これらの二つのガ
ス濃度の知識によって、窒素濃度は差から決定される。
窒素濃度が分かると、その分数は供給ガスの圧力と積算
され分圧が得られる。掃気ガスが空気から成り窒素の濃
度が空気中に約７９％に一定しているため、その濃度を
計算する必要はない。掃気ガス側に必要な所要の圧力を
計算するため、供給側の窒素の分圧を掃気側の窒素の濃
度で割ることが必要である。これは半透膜を横切って均
等な分圧を生ずるための掃気ガスの所要の供給圧力に等
しい。
たとえば７５ｐｓｉａの供給ガス圧力は４１．２５　ｐ
ｓｉａの分圧の窒素に等しい、５５　ｘ　７５ｐｓｉａ
の分圧の５５％の窒素を生ずる。掃気側における７９％
の濃度の窒素において、７９で割った４１．２５の分圧
は５２．２ｐｓｉａの所要の掃気ガス圧力に等しい。し
かして、掃気ガスは５２．２ｐｓｉａ　ｘ　７９％の窒
素の掃気ガス圧力は掃気側における４１．２の窒素分圧
を与える。これは供給ガス側における窒素の分圧に等し
い。このことは膜を横切る窒素分圧を平衡して差はは＼
ゼロとなる。
同様の計算が３０％ないし４０％の供給ガス濃度の酸素
に対してなされるとき、同じ圧力で供給側における分圧
が４０％の酸素に対して３０ｐｓｉａ（０，４０ｘ７５
ｐｓｉａ）　および３０％の酸素に対して２２．５ｐｓ
ｉａ（，３０ｘ　７５ｐｓｉａ）であることが分かる。
掃気側の酸素分圧はｌ１ｐｓｉａ（５２，２ｐｓｉａ　
ｘ、２１）である。コノコとは４０％の酸素に対して１
９ｐｓｉａそして３０％の酸素に対して約１０ｐｓｉａ
の分圧差を生ずる。その結果ある量の拡散が膜を横切っ
て供給側から掃気側に起る。
酸素の一層低いパーセンテージたとえば３０％の場合酸
素の拡散ば膜を横切る二酸化炭素に対する分圧差が一層
大きいため最少になる。
供給側における１５％の二酸化炭素濃度は供給側におけ
る１１．２５　ｐｓｉａ（，１５ｘ　７５ｐｓｉａ）の
二酸化炭素の分圧を生じ、掃過ガスが二酸化炭素を含ま
ないためもし掃過ガス側に二酸化炭素がないと仮定する
とは’１１１．２５　ｐｓｉａの分圧差が存在する。実
際ガスが連続的に拡散するため、分圧差は僅かに小さい
。分圧差は二酸化炭素を供給ガス側から掃気ガス側へ通
過させる。
下記の例は説明のためのもので決して本発明の範囲を限
定することを意図するものではない。
例　　　　１ 醗酵を促進するため、は＼′第２図に示すような装置が
使用される。最初、圧縮空気が酸素で富化され、４０％
の酸素、５５％の窒素および１％以下の二酸化炭素の濃
度を生ずる。このガスは７５ｐｓｉａの圧力で連続的に
醗酵槽に導入される。排ガスは解析され、５５％の窒素
、３０％の酸素および１５％の二酸化炭素を含むことが
分かる。
ガスは圧縮機を通され圧力を７５ｐｓｉａにされる。
加圧された排ガスは中空繊維膜束の外面に接触せしめら
れる。同時に２１％の酸素と７９％の窒素とを含む圧縮
空気が中空繊維膜束の内孔を通される。
残留ガスの解析は６９％の窒素、３０％の酸素および１
％の二酸化炭素より成る組成を示した。醗酵ガスは解析
され、２％の二酸化炭素、２１％の酸素および７７％の
窒素を含むことが分った。
供給ガスからの二酸化炭素の侵入がガスの全容積に対す
る酸素ならびに窒素濃度の相対的増加を生ずることが認
められた。同様に、供給ガスから酸素の損失がないと認
められるけれども、実際ある量の酸素が膜を横切って拡
散している。しかしながら、二酸化炭素は有効に除去さ
れ排ガスはもし圧縮空気のみが使用されるならば、必要
とされるよりも少ない酸素を添加されて循環することが
できる。このことは重大な経費節減を示している。
−例一一−」ユ は＼°第１工程が繰返されるが、た＼し供給ガス混合物
が中空繊維膜束の孔を通される一方圧縮空気掃過ガスは
中空繊維の外面と接触して通される。
第３図および第４図は、膜を横切る真空のめを使用する
ものと比較した、パージまたは掃気ガスおよび膜を使用
することによる、上記の例に従って得られた経費節減を
示す線図である。
第３図はセルローズアセテート膜の使用を示し、第４図
はポリスルフォン膜の使用を示す。両方の線図において
、ｙ軸は回収される酸素の量に対するドルによる価格を
示し、Ｘ軸は大気中で示された圧力の変化を示す。両方
の線図において真空の使用を示す実線は、パージまたは
掃気ガスが点線で示されたような１５０ｐｓｉａ　もの
高い圧力で使用されるときよりもはるかに高いことが分
かる。
もつとも少い経費が本発明の方法ムこ適合した約５気圧
または約７３．５ｐｓｉａの供給ガス圧力および５゜ｐ
ｓｉａの圧力のパージまたは掃気ガス圧力によって得ら
れた。
本発明の別の特徴は保持されるべき第１ガスの分圧を平
衡し、膜を横切ってできるだけ等しい圧力を生じるとと
もに、保持されるべき第２ガスに対して膜を横切って分
圧差を生じさせ、その分圧差を分離されるべきガスの分
圧差より僅かに小さくすることである。このことは分離
されるべきガスの膜を横切る拡散を有効に最大にすると
ともに、保持されるべきガスの膜を横切る拡散を最少に
する。
しかして窒素、酸素および二酸化炭素の場合において、
窒素の分圧は膜を横切って可能な量に平衡される一方、
二酸化炭素の膜を横切る分圧差を酸素の膜を横切る分圧
差より大きく保持する。このことは二酸化炭素をして掃
気側に選択的に拡散させる一方、いずれかの方向におけ
る窒素および酸素の拡散を最少にする。
本発明の考えられる種々の変型はこの技術に通じた人々
にとって明らかであり、そして特許請求の範囲に限定さ
れる本発明の精神および範囲から離れることなく達成し
得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法を示す略図。第２図は本発明方法の
各工程を実施する装置の略図。第３図は真空に対して掃
気ガスをそしてセルローズ・アセテート膜を使用する本
発明の経費減少を示す線図。 第４図は真空に対して掃気ガスをそしてポリスルフォン
膜を使用するときの本発明の経費減少を示す線図。 １２−−−−半透膜、　　１６−　　供給ガス室、　　
Ｉ　Ｅｌ−掃気ガス室、　　２４−　　圧縮機、２８・
−導管、３０冊酸素源、　　３４−　　醗酵槽、４４−
曲解析器、４８−・室。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガス混合物から少くとも一つのガス成分をほゞ分離
    して前記ガス成分のほゞ除去された残留ガスを生ずる半
    透膜を使用するガス分離方法において、該方法が：供給
    ガス側および掃気ガス側を有する半透膜を設けること；
    前記半透膜の前記供給ガス側に保持されるべき少くとも
    一つのガスおよびそこから分離されるべき少なくとも一
    つのガスを含むガス混合物を接触させること；同時に前
    記半透膜の前記掃気側に前記供給ガスより低い圧力を有
    する掃気ガスを接触させること；前記膜の前記供給側に
    接触させた後分離されるべき前記ガスをほゞ除去された
    残留ガスを引き出すこと；前記膜の前記掃気側に接触さ
    せた後分離されるべき前記ガスでかなり富化された透過
    ガスを引き出すこと、の各工程を含む、半透膜を使用す
    るガス分離方法。 ２、膜の両側に存在する前記供給ガスに保持されるべき
    ガス成分の少くとも一つの分圧を平衡し膜の両側の分圧
    差をほゞゼロにして保持されるべきガス成分のいずれか
    の方向の膜を横切る通過を最少にすると同時に分離され
    るべき前記ガスの分圧差を前記供給側における分離され
    るべき前記各ガスの分圧が前記掃気側における前記各ガ
    スの分圧より大きいようにして分離されるべきガスの前
    記供給ガス混合物側から前記膜を横切つて前記掃気側へ
    の通過を促進することをさらに含む、特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。 ３、前記工程が連続的である、特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。 ４、前記供給ガス混合物が保持されるべき二つのガスを
    含み、該ガスが前記掃気ガス側に存在する、特許請求の
    範囲第１項に記載の方法であつて、前記方法が、保持さ
    れるべき前記第１ガスの前記分圧を平衡して膜を横切る
    分圧をできるだけ等しくすると同時に保持されるべき前
    記第２ガスに対して膜を横切る分圧差を生じ、該分圧差
    を分離されるべき前記ガスの分圧差より僅かに小さくし
    て分離されるべき前記ガスの膜を横切る拡散を最大にす
    るが保持されるべき前記ガスの膜を横切る拡散を最少に
    することをさらに含む、特許請求の範囲第１項に記載の
    方法。 ５、前記半透膜が多数の中空繊維管の束より成る、特許
    請求の範囲第１項に記載の方法。 ６、前記半透膜が液体膜より成る、特許請求の範囲第１
    項に記載の方法。 ７、前記方法が：内部に設けられた膜装置を有する箱体
    を設け、該膜装置が前記箱体を第１および第２の室に分
    割すること；前記供給ガス混合物を前記第１室に通して
    前記膜に接触させると同時に前記掃気ガスを前記第２室
    に通すこと；分離されるべき前記ガスをほゞ除去された
    残留ガスを前記第１室から引出すこと；分離されるべき
    前記ガスをかなり富化された透過ガスを前記第２室から
    引出すことの各工程を含む、特許請求の範囲第１項に記
    載の方法。 ８、前記供給ガス混合物が窒素、酸素および二酸化炭素
    より成り、保持されるべき前記ガス成分が窒素および酸
    素を含み、分離されるべき前記ガスが二酸化炭素を含み
    ；そして、その分圧が平衡され膜を横切つてほゞゼロの
    分圧差を生ずる保持されるべき前記ガス成分が窒素であ
    る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ９、酸素が単独でまたは他のガスと混合して工程に対し
    て添加され排ガスが前記工程から除去され該ガスが前記
    工程の反応の結果として、少くとも一つの好ましくない
    ガスを含む化学的工程を促進する方法であつて、前記排
    ガスを循環して再使用するため前記好ましくないガスを
    分離する、半透膜を使用するガス分離方法において、供
    給ガス側と掃気ガス側とを有する半透膜を設けること；
    前記半透膜の前記供給ガス側に保持されるべき少くとも
    一つのガスおよびそこから分離されるべき少くとも一つ
    のガスを含む前記排ガスを接触させること；同時に前記
    半透膜の前記掃気側に前記供給ガスより低い圧力を有す
    る掃気ガスを接触させること、前記膜の前記供給側と接
    触した後分離されるべき前記ガスがほゞ除去された前記
    残留ガスを引出すこと；前記膜の前記掃気側と接触した
    後分離されるべき前記ガスでかなり富化された透過ガス
    を引出すこと；前記透過ガスに促進されるべき化学的工
    程に対して所要のレベルまで酸素を添加すること；およ
    び酸素を富化された前記透過ガスを前記化学的工程に導
    入することを含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法
    。 １０、膜の両側に存在する前記供給ガス側に保持される
    べき少くとも一つのガス成分の分圧を平衡して膜の両側
    の分圧差をほゞゼロにし、保持されるべきガス成分のい
    ずれかの方向への膜を横切る通過を最少にすると同時に
    分離されるべき前記ガスの分圧差を前記供給側における
    分離されるべき前記各ガスの分圧が前記掃気側における
    前記各ガスの分圧よりそれぞれ大きいようにして、分離
    されるべき前記ガスの前記供給ガス混合物側から前記膜
    を横切る前記掃気側への通過を促進することをさらに含
    む、特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１、前記工程が連続的に実施される、特許請求の範囲
    第９項に記載の方法。 １２、促進されるべき前記工程が醗酵である特許請求の
    範囲９項に記載の方法。 １３、醗酵を促進するのに使用される酸素を含む前記ガ
    ス混合物が空気であり；前記排ガスに存在する好ましく
    ないガスが二酸化炭素であり、そして前記掃気ガスが空
    気である、特許請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４、前記空気が前記醗酵反応への導入に先立つて酸素
    を富化され；前記排ガス中に保持されるべきガスが窒素
    および酸素を含み；膜の両側に存在する窒素の分圧が平
    衡されてほゞゼロの分圧差を生じ；前記残留ガスがほゞ
    二酸化炭素を除去され前記透過ガスがかなり酸素を富化
    されている、特許請求の範囲第１３項に記載の方法。 １５、醗酵反応用反応容器を設けること；空気を酸素で
    富化すること；前記酸素富化空気を反応容器に導入する
    こと；前記反応容器からガスを引出し該ガスが窒素およ
    び望ましい酸素および望ましくない二酸化炭素を含むこ
    と；供給ガス側および掃気ガス側を有する半透膜を設け
    ること；前記半透膜の前記供給ガス側に前記排ガスを接
    触させること；同時に前記半透膜の前記掃気ガス側に前
    記供給ガスより低い圧力を有する空気を含む掃気ガスを
    接触させること；前記膜の前記供給ガス側との接触後か
    なり二酸化炭素の富化された残留ガスを引出すこと；前
    記膜の前記掃気ガス側との接触後ほゞ二酸化炭素を除去
    された透過ガスを引出すこと；前記透過ガスに促進され
    るべき醗酵反応に対して所要のレベルまで酸素を添加す
    ること；および酸素を富化された前記透過ガスを前記醗
    酵反応容器に導入することを含む、ことにより二酸化炭
    素を分離して醗酵反応を促進する、特許請求の範囲第１
    項に記載の方法。 １６、膜の反対側の供給ガスおよび掃気ガスに存在する
    窒素の分圧を平衡して膜の両側の分圧差をほゞゼロとし
    いずれかの方向への膜を横切る窒素の通過を最少にする
    と同時に二酸化炭素の分圧を前記供給側における二酸化
    炭素の分圧が前記掃気側における二酸化炭素の分圧より
    低くして前記供給ガス混合物側から前記膜を横切つて前
    記掃気側への二酸化炭素の通過を促進することをさらに
    含む、特許請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７、前記工程が連続的に反復される、特許請求の範囲
    第１５項に記載の方法。 １８、内部に設けられた膜装置を有し前記膜装置が前記
    箱体を第１および第２の室に分割する箱体を備えること
    ；前記供給ガス混合物を前記第１室を通して流し前記膜
    に接触させると同時に前記掃気ガスを前記第２室を通し
    て流すこと；前記第１室から二酸化炭素をほゞ除去され
    た残留ガスを引出すこと；前記第２室から二酸化炭素を
    かなり富化された透過ガスを引出すことの各工程をさら
    に含む、特許請求の範囲第１７項に記載の方法。 １９、前記膜が液体膜である、特許請求の範囲第１８項
    に記載の方法。 ２０、前記膜が中心孔を有する中空繊維の束より成る、
    特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２１、前記供給ガス混合物が前記中空繊維の外面と接触
    して通されるとともに前記掃気ガスが前記束の前記各中
    空繊維の中心孔を通して流される、特許請求の範囲第１
    ９項に記載の方法。 ２２、前記供給ガス混合物が前記束の各中空繊維の前記
    中心孔を通して流されるとともに前記掃気ガスが前記中
    空繊維の外面と接触して流される、特許請求の範囲第１
    ９項に記載の方法。 ２３、前記循環透過ガスが酸素を富化され約４０％ない
    し約５０％の酸素、１％以下の二酸化炭素および残量の
    窒素より成るガス混合物を生ずる、特許請求の範囲第１
    ５項に記載の方法。 ２４、前記排ガスが約５％ないし約１５％の二酸化炭素
    、酸素および窒素より成る、特許請求の範囲第２３項に
    記載の方法。
JP62266703A 1986-10-27 1987-10-23 半透膜を使用するガス分離方法 Pending JPS63178823A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US1986/002296 WO1990007372A1 (en) 1986-10-27 1986-10-27 Process for membrane separation of gas mixtures
US86/02296 1986-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63178823A true JPS63178823A (ja) 1988-07-22

Family

ID=22195692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62266703A Pending JPS63178823A (ja) 1986-10-27 1987-10-23 半透膜を使用するガス分離方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4834779A (ja)
EP (1) EP0266271B1 (ja)
JP (1) JPS63178823A (ja)
AT (1) ATE67937T1 (ja)
CA (1) CA1315705C (ja)
DE (1) DE3773462D1 (ja)
ES (1) ES2025187B3 (ja)
WO (1) WO1990007372A1 (ja)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2636341A1 (fr) * 1988-09-12 1990-03-16 Air Liquide Procede et installation de recuperation des hydrocarbures les plus lourds d'un melange gazeux
GB8830107D0 (en) * 1988-12-23 1989-02-22 Boc Group Plc Gas separation
US4931070A (en) * 1989-05-12 1990-06-05 Union Carbide Corporation Process and system for the production of dry, high purity nitrogen
US5034025A (en) * 1989-12-01 1991-07-23 The Dow Chemical Company Membrane process for removing water vapor from gas
US5149340A (en) * 1991-03-12 1992-09-22 Marathon Oil Company Process and apparatus for separating impurities from hydrocarbons
US5205842A (en) * 1992-02-13 1993-04-27 Praxair Technology, Inc. Two stage membrane dryer
US5336298A (en) * 1993-03-29 1994-08-09 Air Products And Chemicals, Inc. Polyelectrolyte membranes for the separation of acid gases
TW314512B (ja) * 1993-09-20 1997-09-01 Shell Int Research
NL9401233A (nl) * 1994-03-25 1995-11-01 Tno Werkwijze voor membraangasabsorptie.
AU690723B2 (en) * 1994-09-14 1998-04-30 Bend Research, Inc. Organic and inorganic vapor permeation by countercurrent condensable sweep
CA2170190A1 (en) * 1995-03-07 1996-09-08 Dwayne T. Friesen Volatile organic component removal by membrane separation using countercurrent sweep gas
US5611845A (en) * 1995-08-22 1997-03-18 Undersea Breathing Systems, Inc. Oxygen enriched air generation system
DE19533407C1 (de) * 1995-09-09 1997-02-06 Dornier Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Kohlendioxid
TW450830B (en) * 1996-08-14 2001-08-21 Bend Res Inc Vapor permeation system
NL1006013C2 (nl) * 1997-05-09 1998-11-10 Tno Inrichting en werkwijze voor het uitvoeren van membraan-gas/vloeistofabsorptie bij verhoogde druk.
US20040000232A1 (en) * 2001-11-13 2004-01-01 Van Horne William J. Device and method for exchanging oxygen and carbon dioxide between a gas and an aqueous liquid
US7318854B2 (en) * 2004-10-29 2008-01-15 New Jersey Institute Of Technology System and method for selective separation of gaseous mixtures using hollow fibers
US7517388B2 (en) * 2006-05-15 2009-04-14 Generon Igs, Inc. Air separation membrane module with variable sweep stream
US20080011161A1 (en) * 2006-07-17 2008-01-17 General Electric Company Carbon dioxide capture systems and methods
US20080127632A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 General Electric Company Carbon dioxide capture systems and methods
US8696795B2 (en) * 2009-12-17 2014-04-15 Koninklijke Philips N.V. Oxygen separation method and system with a plasma pump and a membrane
US9140186B2 (en) * 2010-09-13 2015-09-22 Membrane Technology And Research, Inc Sweep-based membrane gas separation integrated with gas-fired power production and CO2 recovery
US9856769B2 (en) 2010-09-13 2018-01-02 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation process using membranes with permeate sweep to remove CO2 from combustion exhaust
US9005335B2 (en) * 2010-09-13 2015-04-14 Membrane Technology And Research, Inc. Hybrid parallel / serial process for carbon dioxide capture from combustion exhaust gas using a sweep-based membrane separation step
US8685142B2 (en) * 2010-11-12 2014-04-01 The Texas A&M University System System and method for efficient air dehumidification and liquid recovery with evaporative cooling
US8641806B2 (en) * 2010-11-12 2014-02-04 The Texas A&M University System Systems and methods for multi-stage air dehumidification and cooling
US9592171B2 (en) 2011-08-25 2017-03-14 Undersea Breathing Systems, Inc. Hyperbaric chamber system and related methods
US9782718B1 (en) 2016-11-16 2017-10-10 Membrane Technology And Research, Inc. Integrated gas separation-turbine CO2 capture processes
CN112358049B (zh) * 2020-11-10 2023-03-24 中恒新材料科技(山东)有限责任公司 以特种气体分离膜为基材滤料的膜生物反应器及其处理废水的方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1496757A (en) * 1920-07-26 1924-06-03 Goodyear Tire & Rubber Process of separating gases
DE1252185B (de) * 1962-08-24 1967-10-19 Engelhard Industries, Inc., Newark, NJ. (V. St. A.) Verfahren zur Gewinnung von Wasserstoff aus einem wasserstoffhaltigen Gasgemisch
US3350844A (en) * 1964-09-21 1967-11-07 Gen Electric Process for the separation or enrichment of gases
US3604246A (en) * 1965-09-14 1971-09-14 Minnesota Mining & Mfg Permeability testing apparatus and method
US3489144A (en) * 1967-02-13 1970-01-13 Gen Electric Closed rebreather - respirator circuit for renovation and supply of oxygen/nitrogen gas mixture
US3494174A (en) * 1968-01-30 1970-02-10 Varian Associates Gas chromatography apparatus
US3545931A (en) * 1968-08-28 1970-12-08 Monsanto Co Ammonia analysis system
US3661724A (en) * 1970-04-02 1972-05-09 Beckman Instruments Inc Closed loop hygrometry
US3674435A (en) * 1970-06-05 1972-07-04 Environment One Corp Low concentration constituent of gaseous mixture selective converter and detector
FR2148903A5 (ja) * 1971-08-10 1973-03-23 Air Liquide
US3735559A (en) * 1972-02-02 1973-05-29 Gen Electric Sulfonated polyxylylene oxide as a permselective membrane for water vapor transport
US3823529A (en) * 1973-02-23 1974-07-16 Standard Oil Co Process for separating carbon monoxide
GB1440963A (en) * 1973-04-30 1976-06-30 Skarstrom C W Process for separating a component from a fluid mixture
US3925037A (en) * 1974-02-04 1975-12-09 Gen Electric High pressure membrane package construction
US3923461A (en) * 1974-06-07 1975-12-02 Meloy Lab Apparatus and method employing gas-permeable membrane for separating, diluting, or concentrating molecular species
US4060566A (en) * 1975-11-19 1977-11-29 Standard Oil Company (Indiana) Membrane process for separating materials
US4080288A (en) * 1976-04-08 1978-03-21 Daniel Pilson Symbiotic membrane systems
US4187086A (en) * 1977-06-15 1980-02-05 General Electric Company Packaged membrane system and replenishment method
NL182796C (nl) * 1978-03-20 1988-05-16 Monsanto Co Werkwijze voor het recirculeren van waterstof bij de bereiding van ammoniak.
US4330633A (en) * 1980-08-15 1982-05-18 Teijin Limited Solid electrolyte
CH651587A5 (de) * 1980-11-18 1985-09-30 Chemap Ag Verfahren und vorrichtung zur submersen zuechtung von zellkulturen.
US4508548A (en) * 1981-08-04 1985-04-02 The Garrett Corporation Air oxygen and nitrogen concentration device
DE3134539C2 (de) * 1981-09-01 1984-10-31 Leonid Nikolaevič Čekalov Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser mit Belebtschlamm
GB2139110B (en) * 1982-12-27 1987-05-20 Gen Electric Water vapor exchange system
JPS6015303A (ja) * 1983-07-06 1985-01-26 Three T:Kk 商品の自動配送方法
DE3337572A1 (de) * 1983-10-15 1985-04-25 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zum abtrennen einer komponente aus einem gasgemisch
JPS60137806A (ja) * 1983-12-23 1985-07-22 Toyobo Co Ltd 酸素濃度の制御方法
JPS60183025A (ja) * 1984-03-02 1985-09-18 Mitsubishi Chem Ind Ltd 水蒸気分離法
JPS60197298A (ja) * 1984-03-19 1985-10-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd メタン発酵装置
US4750918A (en) * 1985-05-28 1988-06-14 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Selective-permeation gas-separation process and apparatus
JPH0724839B2 (ja) * 1986-05-13 1995-03-22 株式会社明電舍 メタン発酵の制御方法
EP0263212B1 (en) * 1986-10-08 1990-12-27 Ube Industries, Ltd. Method for removing water vapor from water vapor-containing gas

Also Published As

Publication number Publication date
CA1315705C (en) 1993-04-06
DE3773462D1 (de) 1991-11-07
EP0266271B1 (en) 1991-10-02
ATE67937T1 (de) 1991-10-15
US4834779A (en) 1989-05-30
WO1990007372A1 (en) 1990-07-12
ES2025187B3 (es) 1992-03-16
EP0266271A1 (en) 1988-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63178823A (ja) 半透膜を使用するガス分離方法
US4894068A (en) Process for capturing nitrogen from air using gas separation membranes
US5500036A (en) Production of enriched oxygen gas stream utilizing hollow fiber membranes
JP3850030B2 (ja) 多ステージで半透過性膜を用いたガス分離プロセス
JPH067628A (ja) 二段階膜分離乾燥方法及び装置
US3250080A (en) Method of separating gaseous mixtures by diffusion and fractionation
US6210464B1 (en) Mixed gas-separating membrane module and process
EP0410845A1 (en) Recovery of carbon dioxide plant vent gas using membranes
RU98110636A (ru) Способ обогащенного сжигания с использованием твердых электролитных ионных проводящих систем
EP0430304B1 (en) Separation of gas mixtures
CA2160201A1 (en) Hollow fiber membrane dryer with internal sweep
KR920011567A (ko) 3단 막 가스분리 공정 및 시스템
DE3850552D1 (de) Verfahren zum Einführen und Binden eines Gases im Wasser, Apparat zum Ausführen dieses Verfahrens und so bekommenes Wasser.
US5015269A (en) Gas separation
JPH02111416A (ja) ガス状混合物から中間の透過性を有する成分を分離する方法及び装置
McCandless A comparison of some recycle permeators for gas separations
US5693121A (en) Semi-permeable membrane separation process for the production of very high purity nitrogen
TW314512B (ja)
GB2016945A (en) Gas separation processes
US3953296A (en) Enzyme recovery by ultrafiltration in enzymatic analysis
EP0400823A2 (en) Method of separating a mixed hydrogen/hydrogen selenide vapor stream
Dytnerskii et al. SO2 Separation from gaseous mixtures by membranes
JPS60231405A (ja) 窒素富化空気発生装置
CN109701365A (zh) 大气氙富集用中空纤维膜组件组合及测量其效果的装置
Pientka et al. Membrane Unit for Integrated Gas Separation–Membrane Bioreactor (GS-MBR) System