JPS63319002A - 分離膜モジュ−ル - Google Patents

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、気体または液体の混合物中より特定の成分を
分離濃縮する分離膜モジュールに関するものである。

従来の技術 従来、高分子膜を利用して混合気体、混合液体中より特
定の成分を選択的に分離する方法が、いくつか試みられ
ている。例えば、特公昭６１−１６７２４号公報に示さ
れるように基板に透過膜をはりつけた単位セルを積層し
たもの、あるいは特開昭５６−４４００３号公報、特開
昭５５−６７３０２号公報、特開昭５４−１２４８７６
号公報等に示されるようなキール型人工腎臓を応用した
もの等がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これらの方法はいずれも膜を透過した後
の物質を効率よく分離濃縮するため、分離しようとする
混合物を供給する側の膜室を互いに並列に配した構造と
なっており、モジュール内に導入された混合物は各セル
の供給側膜室に分岐し、各膜室を通過する際、特楚成分
を選択的に分離された後モジュール外へ排出されるため
、非透過側の物質を濃縮する場合には、供給した混合物
量に対して、濃縮物の回収率が小さく経済的でなかった
。

以下図面を参照しながら従来の分離膜モジュールについ
て説明する。第６図は従来の分離膜モジュールの模式図
である。第６図において１１は分離しようとする混合物
をモジュール内に導入する供給口、１２は混合物より特
定の物質を分離濃縮する分離膜セル、１３は膜を透過し
た物質を回収する集合管、１４は膜により分離されなか
った物質を排出する回収口である。以上のような構成か
らなる従来の分離膜モジュールについて以下その動作を
説明する。

供給口１１からモジュール内に導入された混合物は、モ
ジュール内部で並列に配置された各分離膜セル１２の間
に設けられた空間を通過する。この際、混合物中の成分
のうち、分離膜セル１２の透過膜を通過しやすいものは
、分離膜セル１２の内部へ選択的に透過し、集合管９よ
りモジュール外へ回収される。同時に膜を透過しなかっ
た物質は、排出口１４より外部へと排出される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では透過膜を透過しない
非透過物質を濃縮しようとする場合には、供給口から供
給する混合物の量に対して回収口から回収される非透過
物質の回収率を充分に小さくする必要があシ、特に透過
物を高濃度に濃縮することは分離膜セルに使用する膜の
分離性能にかかわらず効率が悪く経済的でな刀１った。

本発明はこのような問題点を解決するもので、高効率か
つ小形の分離膜モジュールを提供することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、気体または液体
の混合物を選択的に透過する透過膜を備えた膜セルを複
数個備え、混合物を供給する側の膜室を互いに直列に接
続する構造となっている。

作用 この構成によりモジュール内部を通過する混合物の径路
を長くすることが可能になり、従ってより多くの膜面と
接触するために、高濃度の濃縮が可能となりかつ膜を複
数のセルに分割することにより高効率かつ小形の分離膜
モジュールが得られる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面に基づいて説明する
。第１図は本発明の一実施例の分離膜モジュールの模式
図、第２図は本実施例の分離膜セルの構造図である。第
２図において、１は混合気体中より特定の成分を選択的
に透過する透過膜、２は前記透過膜１を支持する通気性
ウレタンフオーム、３は透過膜１を気密に保持する枠、
４は透過膜１を枠３に固定する両面粘着テープである。

以上のように構成された単位セルを第１図のように積層
し、気体分離膜モジュールを構成する。第１図において
６は分離膜セル、６は混合気体の流路を形成するための
流路部材、６−２Ｌは混合気体を供給するための供給口
、ａ−ｂは非透過気体を回収する回収口である。本実施
例において分離しようとする混合気体は、供給口６−Ｉ
Ｌよりモジュール内に導入され、第２図中の矢印のよう
にモジュール内を通過し、回収口６−ｂより回収される
。

膜を透過し、分離膜セル６内に得られた透過気体は各分
離膜セル６の取り出し口５−ａ（ｉ７通ってモジュール
外へ取り出される。

本実施例の気体分離膜モジュールと前記従来の気体分離
膜モジュールに空気を供給し、窒素を濃縮した場合の特
性を第３図に示した。また条件を下表に示す。

第３図において回収率θは供給した空気量に対する、非
透過側の窒素濃縮空気量の比の値である。

第３図かられかるように回収される窒素濃縮空気の濃縮
率が低い場合には、本実施例、従来例ともに回収率にあ
まり差はないが窒素濃度９０％程度以上では従来例に対
して本実施例では１ｏ％以上高い回収率で窒素濃縮空気
が得られた。

以上のように本実施例によれば、分離膜セルを積層して
構成された分離膜モジュールの供給側膜室金工いに直列
に接続した構成とすることにより、従来の分離膜モジュ
ールに比べ高効率に非透過側物質を濃縮することが可能
となった。

次に本発明の他の実施例について図面に基づいて説明す
る。第４図は本実施例における単位セルの分解図、第５
図は本実施例の分離膜モジュールの模式図である。まず
第４図において７は分離しようとする気体が通過するた
めの空間を形成する供給側枠部、１は混合気体中より特
定の成分を選択的に分離する透過膜、８は透過膜１を透
過した物質が通過する透過側枠部である。以上のような
構成からなる単位セルを所要膜面積分積層し、分離膜モ
ジュール全構成する。前記単位セル内で分離しようとす
る供給混合気体は実線の矢印のように供給側枠部７内を
通過し、透過膜１および透過側枠部８に設けられた流路
孔を通って次の単位セルの供給側枠部Ｔへ導入される。

また透過膜１を透過した後の気体は図中破線のように透
過側枠部８内から回収孔ｓ−ａ’６通って外部へ回収さ
れる。

この単位セルを必要とする膜面積分積層し、第５図のよ
うに分離膜モジュールを構成する。

本実施例の分離膜モジュールを上記実施例と同様の実験
条件で空気中の窒素の濃縮を行なったところ回収率０．
１のとき窒素濃度９６．２％の窒素濃縮空気を得られた
。

以上のように本実施例によれば、前記のような簡単な部
品構成で、隣りあう供給側膜室を互いに直列に接続する
ことによシ、従来の分離膜モジュールより高効率に非透
過側の物質全濃縮することが可能となる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、少くとも二律類以上の気
体または液体の混合物中より特定の成分を選択的に透過
する透過膜を備えた膜セルを複数個備え、前記混合物を
供給する側の膜室を互いに直列に接続することによシ、
高効率かつ小形の分離膜モジュールとなり、その実用的
効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の分離膜モジュールの模式図
、第２図は同実施例における分離膜セルの構造を一部を
切欠いて示す斜視図、第３図は本発明および従来例の特
性図、第４図は本発明の他の実施例における単位セルの
分解斜視図、第６図は前記実施例の分離膜モジュールの
模式図、第６図は従来の分離膜モジュールの模式図であ
る。 １・・・・・透過膜、２・・・・・・通気性ウレタンフ
オーム、３・・・・・・枠、４・・・・・・両面粘着テ
ープ、５・・・・・・分離膜セル、６・・・・・流路部
材、６−＆・・・・・・供給口、６−ｂ・・・・・回収
口、７・・・・・・供給側枠部、８・・・・・・透過側
枠部、Ｓ−ａ・・・・・・回収孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名５−
気体分賎膜セル 乙−流路部材 第３図 Ｃ％） ０　　　　　　　　　　　　　　θ、５　　　　　　　
　　　　　　　ｔ、０凹　Ｍ又キ 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも二種類以上の気体、または液体の混合物
   中より特定の成分を選択的に透過する透過膜を備えた膜
   セルを複数個備え、前記混合物を供給する側の膜室を互
   いに直列に接続することを特徴とする分離膜モジュール
   。
2. （２）混合物の供給量が透過量の５倍以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分離膜モジュー
   ル。
3. （３）透過膜が平膜であり、この平膜を用いた単位セル
   を少くとも複数個積層したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の分離膜モジュール。