JPWO2019102871A1 - 溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法 - Google Patents

溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法 Download PDF

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Abstract

安定した温度の混合液X2を浸透気化装置40に供給して、混合液X2を効率よく脱水できる溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法を提供することを目的とする。水溶性の炭化水素系溶剤Sと水との混合液X2を脱水する浸透気化装置40と、浸透気化装置40に混合液X2を供給する第3供給路P3と、浸透気化装置40に供給される混合液X2を加熱する加熱手段とを備えた溶剤脱水システム1であって、混合液X2を生成する真空蒸留再生装置20を備え、真空蒸留再生装置20が、第2供給路P2、及び第3供給路P3を介して浸透気化装置40に接続されたことを特徴とする。

Description

この発明は、例えば、有機EL用のメタルマスクの洗浄に用いられた有機溶剤と水との混合液を、有機溶剤と水とに分離するような溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法に関する。
例えば、有機EL用の有機材料が付着したメタルマスク等の被洗浄物を洗浄する場合、洗浄装置に貯留された水溶性の有機溶剤、例えば炭化水素系溶剤(HC)などに複数回、被洗浄物を浸漬して洗浄処理している。
このような水溶性の有機溶剤は、水分を吸収し易いため、例えば、被洗浄物の出し入れに伴う空気との接触によって水の含有量が徐々に増加して、洗浄液としての性能が低下するおそれがあった。
そこで、水溶性の有機溶剤が吸収した水を除去する様々な溶剤脱水技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、水と有機溶剤との混合液から気体成分を除去する脱気装置21と、脱気された混合液からイオン性不純物を除去するイオン交換装置11と、イオン性不純物が除去された混合液を加熱する熱交換器12と、混合液を有機溶剤と水とに分離する浸透気化装置13とを備えた有機溶剤精製システムが記載されている。これにより、特許文献1は、省エネルギー性能に優れるとともに、酸化劣化を抑制して混合液から有機溶剤を分離できるとされている。
ところで、上述したような浸透気化装置において、有機溶剤と水とを効率よく分離するためには、浸透気化に適した温度に加熱された混合液が供給されることが望ましい。
しかしながら、特許文献1では、蒸気を用いた熱交換器12によって混合液を加熱しているため、混合液の温度や流速、及び蒸気の温度によっては、浸透気化装置に供給される混合液の温度が安定しないという問題があった。このため、特許文献1では、有機溶剤と水とを効率よく分離できないおそれがあった。
特開2016−030232号公報
本発明は、上述の問題に鑑み、安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給して、混合液を効率よく脱水できる溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法を提供することを目的とする。
この発明は、水溶性の有機溶剤と水との混合液を脱水する浸透気化装置と、該浸透気化装置に前記混合液を供給する供給路と、前記浸透気化装置に供給される前記混合液を加熱する加熱手段とを備えた溶剤脱水システムであって、前記混合液を生成する蒸留再生装置を備え、該蒸留再生装置が、前記供給路を介して前記浸透気化装置に接続されたことを特徴とする。
またこの発明は、水溶性の有機溶剤と水との混合液を脱水する浸透気化装置と、該浸透気化装置に前記混合液を供給する供給路と、前記浸透気化装置に供給される前記混合液を加熱する加熱手段とを備えたシステムを用いた溶剤脱水方法であって、蒸留再生装置が前記混合液を生成する工程と、前記混合液を加熱手段で加熱する工程と、前記混合液を、前記供給路を介して前記蒸留再生装置から前記浸透気化装置へ供給する工程と、前記混合液を前記浸透気化装置で脱水する工程とを備えたことを特徴とする。
上記有機溶剤は、例えば、水溶性の炭化水素系溶剤(HC)などであって、具体的には、吸湿性を有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などとする。
この発明により、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給して、混合液を効率よく脱水することができる。
具体的には、蒸留再生装置は、不純物を含有する混合液を気化蒸発させたのち、冷却することで、不純物が除去された混合液を生成している。
このため、蒸留再生装置は、比較的高温で、かつ安定した温度の混合液を容易に排出することができる。これにより、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、比較的温度の高い混合液を浸透気化装置に容易に、かつ安定的に供給することができる。
さらに、例えば、蒸留再生装置が、常温よりも高く、かつ浸透気化に適した温度よりも低い温度の混合液を排出した場合であっても、混合液を加熱手段で加熱することで、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、少ない熱エネルギーで、早期に所望される温度まで混合液を加熱することができる。
あるいは、蒸留再生装置が、浸透気化に適した温度の混合液を直接的に浸透気化装置に供給することで、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、浸透気化装置に供給される混合液を加熱する加熱手段として、蒸留再生装置を用いることができる。
この場合、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、例えば、蒸気を用いた熱交換器、及び熱交換器に蒸気を供給する装置を不要にできるため、簡素な構成で混合液を効率よく脱水することができる。
従って、溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法は、安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給して、混合液を効率よく脱水することができる。
この発明の態様として、前記蒸留再生装置と前記浸透気化装置との間に、前記浸透気化装置へ供給される前記混合液を一時貯留する一時貯留槽と、該一時貯留槽に貯留された混合液を予熱する予熱手段とを備え、前記加熱手段が、前記一時貯留槽から前記浸透気化装置へ供給される前記混合液を加熱する構成としたものである。
この発明により、溶剤脱水システムは、例えば、蒸留再生装置の蒸留温度よりも引火点が低い有機溶剤の場合であっても、浸透気化装置に対して、安定した温度の混合液を安全に供給することができる。
具体的には、蒸留温度よりも引火点が低い有機溶剤の場合、蒸留再生装置から高温の混合液が排出されると、引火の危険性が高くなる。
このような場合、蒸留再生装置は、有機溶剤の引火点よりも低い温度、例えば常温まで混合液を冷却して排出するよう構成されている。このため、加熱手段で混合液を加熱するだけでは、安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給できないおそれがあった。
そこで、浸透気化装置に供給される混合液を一時貯留する一時貯留槽と、貯留された混合液を予熱する予熱手段とを備えたことにより、溶剤脱水システムは、例えば常温の混合液を、浸透気化装置に供給される前に所定温度に予熱することができる。このため、溶剤脱水システムは、蒸留再生装置から直接的に浸透気化装置に混合液を供給する場合に比べて、混合液をより安全に浸透気化装置に供給することができる。
さらに、予熱された混合液を加熱手段で加熱することで、溶剤脱水システムは、少ない熱エネルギーで、早期に所望される温度まで混合液を加熱することができる。このため、溶剤脱水システムは、より安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給することができる。
従って、溶剤脱水システムは、例えば、蒸留再生装置の蒸留温度よりも引火点が低い有機溶剤の場合であっても、浸透気化装置に対して、安定した温度の混合液を安全に供給することができる。
またこの発明の態様として、前記浸透気化装置が、前記混合液を脱水するための浸透気化膜モジュールを備え、該浸透気化膜モジュールが、多孔質セラミック支持体とミクロ多孔質セラミック分離膜との積層体で構成されたものである。
上記ミクロ多孔質セラミック分離膜とは、ゼオライト分離膜、シリカ分離膜、炭素分離膜などのことをいう。
この発明により、溶剤脱水システムは、安定した温度の混合液と、浸透気化膜モジュールとによって、有機溶剤と水とを効率よく、かつより安定して分離させることができる。
またこの発明の態様として、被洗浄物に付着した付着物を前記有機溶剤で除去する洗浄装置と、該洗浄装置で生成された不純物、前記水、及び前記有機溶剤の混合液を、前記洗浄装置から前記蒸留再生装置へ送る液送路と、前記浸透気化装置で脱水された前記有機溶剤を前記洗浄装置へ還流する還流路とを備えたものである。
この発明により、溶剤脱水システムは、浸透気化装置によって脱水された有機溶剤を、被洗浄物の洗浄に繰返し利用することができる。
本発明により、安定した温度の混合液を浸透気化装置に供給して、混合液を効率よく脱水できる溶剤脱水システム、及び溶剤脱水方法を提供することができる。
溶剤脱水システムの構成を示す構成図。 浸透気化装置における装置本体部の構成を示す構成図。 別の実施形態における溶剤脱水システムの構成を示す構成図。
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、本実施形態における溶剤脱水システム1について、図1及び図2を用いて説明する。
なお、図1は溶剤脱水システム1の構成図を示し、図2は浸透気化装置40における装置本体部41の構成図を示している。
溶剤脱水システム1は、図1に示すように、水溶性の有機溶剤である炭化水素系溶剤(HC)Sで被洗浄物を洗浄する洗浄装置10と、炭化水素系溶剤と水と不純物との混合液X1から不純物を除去する真空蒸留再生装置20と、不純物を除去した混合液X2を所定温度で予熱する予熱槽30と、予熱された混合液X2を脱水する浸透気化装置40とで構成されている。
さらに、溶剤脱水システム1は、洗浄装置10から真空蒸留再生装置20に混合液X1を供給する第1供給路P1と、真空蒸留再生装置20から予熱槽30に混合液X2を供給する第2供給路P2と、予熱槽30から浸透気化装置40に混合液X2を供給する第3供給路P3と、浸透気化装置40から洗浄装置10に炭化水素系溶剤Sを供給する第4供給路P4とを備えている。
洗浄装置10は、図1に示すように、例えば、有機ELの蒸着工程で用いたメタルマスクMを、水溶性の炭化水素系溶剤Sで複数回に分けて洗浄して、有機材料などの不純物を除去する装置である。なお、水溶性の炭化水素系溶剤Sとしては、吸湿性を有するN−メチル−2−ピロリドン(NMP)である。
具体的には、洗浄装置10は、第1洗浄部11、第2洗浄部12、及び第3洗浄部13の3つの洗浄部と、第2洗浄部12及び第3洗浄部13を接続する第1液送路14と、第1洗浄部11及び第2洗浄部12を接続する第2液送路15とで構成されている。なお、詳細な図示を省略するが、洗浄装置10は、第1洗浄部11、第2洗浄部12、第3洗浄部13の順に、メタルマスクMを搬送及び洗浄するよう構成されている。
第1洗浄部11は、炭化水素系溶剤Sが貯留された第1洗浄槽111と、第1洗浄槽111に隣接して設けた第1貯留槽112とで構成されている。
第1洗浄槽111は、未使用、または比較的不純物や水分が少ない炭化水素系溶剤Sを貯留している。
さらに、第1洗浄槽111の底部には、炭化水素系溶剤Sに超音波振動を誘起させるための超音波振動子113が配置されている。なお、第1洗浄槽111には、適宜のタイミングで、図示を省略した補充槽から未使用の炭化水素系溶剤が補充されるものとする。
第1貯留槽112は、第1洗浄槽111からオーバーフローした混合液を貯留するよう構成されている。なお、この混合液は、メタルマスクMから分離した有機材料などの不純物と、空気中から吸収した水分と、炭化水素系溶剤Sとの混合液である。
第2洗浄部12は、炭化水素系溶剤Sが貯留された第2洗浄槽121と、第2洗浄槽121に隣接して設けた第2貯留槽122と、第2洗浄槽121の底部に設けた超音波振動子123とで構成されている。なお、第2洗浄槽121、第2貯留槽122、及び超音波振動子123は、第1洗浄部11と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
第3洗浄部13は、炭化水素系溶剤Sが貯留された第3洗浄槽131と、第3洗浄槽131に隣接して設けた第3貯留槽132と、第3洗浄槽131の底部に設けた超音波振動子133とで構成されている。なお、第3洗浄槽131、第3貯留槽132、及び超音波振動子133は、第1洗浄部11と同様の構成のため、その詳細な説明を省略する。
第1液送路14は、図1に示すように、第3貯留槽132の液面近傍から第2貯留槽122の底部に混合液を送る流路として構成されている。
第2液送路15は、図1に示すように、第2貯留槽122の液面近傍から第1貯留槽112の底部に混合液を送る流路として構成されている。
このため、第1洗浄部11の第1貯留槽112には、第1洗浄槽111からオーバーフローした混合液と、第2洗浄部12の第2貯留槽122、及び第3洗浄部13の第3貯留槽132から送られた混合液との混合液X1が貯留されている。
上述した構成の洗浄装置10は、図1に示すように、第1洗浄部11の第1貯留槽112における液面近傍に接続された第1供給路P1を介して、真空蒸留再生装置20に接続されている。
また、真空蒸留再生装置20は、図1に示すように、略密閉された内部空間を有する蒸発槽21と、略密閉された内部空間を有する凝縮槽22と、蒸発槽21の上部及び凝縮槽22の上部を連結する連通路23とで構成されている。
蒸発槽21には、底部に接続された第1供給路P1を介して、洗浄装置10から供給された混合液X1が貯留されている。
さらに、蒸発槽21は、貯留された混合液X1を加熱する加熱ヒータ24を、底部近傍に備えている。この加熱ヒータ24は、炭化水素系溶剤S及び水が蒸発気化する温度で、混合液X1を加熱するよう制御されている。
凝縮槽22には、蒸発槽21で蒸発気化した炭化水素系溶剤S及び水の気体が上部に充填され、下部に炭化水素系溶剤Sと水との混合液X2が貯留されている。
さらに、凝縮槽22の上部には、蒸発槽21の上部空間を冷却するための冷却器25を備えている。この冷却器25は、蒸発気化した炭化水素系溶剤S及び水の気体を液化させる温度で、凝縮槽22の上部空間を冷却するよう制御されている。
連通路23は、蒸発槽21で蒸発気化した炭化水素系溶剤S及び水の気体を、凝縮槽22に導入する流路として構成されている。
上述した構成の真空蒸留再生装置20は、凝縮槽22の底部に接続された第2供給路P2を介して、予熱槽30に接続されている。なお、第2供給路P2には、炭化水素系溶剤Sの引火点よりも低い温度に冷却された混合液X2が流下しているものとする。
また、予熱槽30は、図1に示すように、第2供給路P2を介して、真空蒸留再生装置20の凝縮槽22から供給された混合液X2を、一時貯留する貯留槽として機能する。さらに、予熱槽30は、貯留した混合液X2を所定温度で予熱する予熱ヒータ31を備えている。
この予熱ヒータ31は、常温以上、炭化水素系溶剤Sが蒸発気化しない温度以下の温度で、混合液X2を予熱するように制御されている。
なお、混合液X2の温度としては、50℃以上80℃以下の温度、より好ましくは、70℃以上80℃以下が望ましい。これは、後述する加熱装置60による加熱時間の短縮と、浸透気化装置40における浸透気化を促進させるためである。
上述した構成の予熱槽30は、底部に接続された第3供給路P3を介して、浸透気化装置40に接続されている。
この第3供給路P3には、図1に示すように、予熱槽30から浸透気化装置40へ混合液X2を圧送する圧送ポンプ50と、第3供給路P3を流下する混合液X2を加熱する加熱装置60とが、上流からこの順番で設けられている。
加熱装置60は、例えば、第3供給路P3の外周面を覆うヒータなどで構成されている。この加熱装置60は、浸透気化装置40へ向けて流下する混合液X2を、浸透気化に適した温度、例えば120℃程度に加熱するよう制御されている。
また、浸透気化装置40は、加熱された混合液X2を、後述する分離膜モジュール412をとおして蒸発気化させて、炭化水素系溶剤Sと水とに分離する装置である。
この浸透気化装置40は、図1に示すように、加熱された混合液X2が流下する装置本体部41と、一端が装置本体部41に接続され、他端が外部に開放された排水路42と、排水路42を介して装置本体部41に接続された真空ポンプ43と、排水路42の内部を冷却する第1冷却装置44と、一端が装置本体部41に接続され、他端が第4供給路P4に接続された溶剤排出路45と、溶剤排出路45の内部を冷却する第2冷却装置46とで構成されている。
装置本体部41は、図2に示すように、略円筒状のハウジング411と、ハウジング411の内部に収容保持された分離膜モジュール412とで構成されている。
ハウジング411は、第3供給路P3に接続される略円筒状の上流側接続部411aと、分離膜モジュール412を収容保持する略円筒状の本体部411bと、溶剤排出路45に接続される略円筒状の下流側接続部411cとを、同軸上に配置した形状に形成されている。
上流側接続部411a、及び下流側接続部411cは、略同じ内外径を有する略円筒形状に形成されている。
本体部411bは、上流側接続部411a、及び下流側接続部411cの内外径よりも大きい内外径を有する略円筒形状に形成されている。さらに、本体部411bの外周面には、排水路42に接続される側面接続部411dが形成されている。
分離膜モジュール412は、混合液X2を炭化水素系溶剤Sと水とに分離する分離膜として機能する。より詳しくは、分離膜モジュール412は、図2に示すように、軸方向における本体部411bの長さと略同じ軸方向の長さを有するとともに、本体部411bの内径よりも小さい外形を有する略円筒状に形成されている。
この分離膜モジュール412は、略円筒状の多孔質セラミック支持体412aと、多孔質セラミック支持体412aの外周面を覆うゼオライト分離膜412bとで一体的に形成されている。そして、分離膜モジュール412は、ハウジング411の内部において、本体部411bと略同軸上に配置されている。
上述した構成の装置本体部41は、上流側接続部411aの内部空間と、分離膜モジュール412の内径空間と、下流側接続部411cの内部空間とで、加熱された混合液X2、及び炭化水素系溶剤Sが流下する混合液流路L1を構成している。
さらに、装置本体部41は、ハウジング411の内周面と、分離膜モジュール412の外周面との間とで、後述する透過蒸気Wが流動する蒸気流路L2を構成している。なお、蒸気流路L2は、排水路42を介して接続された真空ポンプ43によって、略真空状態に維持される。
第1冷却装置44は、熱交換器などで構成され、装置本体部41から排出された透過蒸気Wを液化させる温度に制御されている。
第2冷却装置46は、熱交換器などで構成され、装置本体部41から排出された炭化水素系溶剤Sを冷却する機能を有している。
上述した構成の浸透気化装置40は、図1に示すように、溶剤排出路45に接続された第4供給路P4を介して、洗浄装置10の第3洗浄槽131の上部に接続されている。この第4供給路P4には、浸透気化装置40から洗浄装置10へ炭化水素系溶剤Sを圧送する圧送ポンプ70が設けられている。
次に、上述した溶剤脱水システム1において、不純物と水と炭化水素系溶剤との混合液から、不純物及び水を除去する溶剤脱水方法について説明する。
本実施形態における溶剤脱水方法は、洗浄装置10から第1供給路P1を介して真空蒸留再生装置20に供給された混合液X1を蒸留再生する蒸留再生工程と、蒸留再生した混合液X2を加熱する加熱工程と、加熱された混合液X2を炭化水素系溶剤Sと水とに分離する分離工程と、分離した炭化水素系溶剤Sを洗浄装置10に還流する工程とからなる。
洗浄装置10から第1供給路P1を介して、真空蒸留再生装置20に供給された混合液X1が、真空蒸留再生装置20の蒸発槽21に貯留されると、蒸留再生工程として、真空蒸留再生装置20は、蒸発槽21の混合液X1を、加熱ヒータ24で加熱して、炭化水素系溶剤S及び水を蒸発気化させる。
さらに、真空蒸留再生装置20は、連通路23を介して凝縮槽22に導入された炭化水素系溶剤Sの気体及び水の気体を、冷却器25によって冷却して、炭化水素系溶剤Sと水との混合液X2に相変化させる。このようにして、真空蒸留再生装置20は、混合液X1から不純物を除去した混合液X2を生成して、予熱槽30へ供給する。この際、真空蒸留再生装置20は、炭化水素系溶剤Sの引火点よりも低い温度に冷却した混合液X2を、予熱槽30へ供給する。
次に、加熱工程として、予熱槽30は、予熱ヒータ31で混合液X2を予熱して、例えば、70℃以上80℃以下の温度に加熱する。そして、予熱槽30は、予熱ヒータ31によって加熱した混合液X2を、第3供給路P3を介して、浸透気化装置40へ供給する。この際、加熱装置60は、第3供給路P3を流下する混合液X2を、例えば120℃程度に加熱する。
その後、分離工程として、浸透気化装置40は、第3供給路P3を介して、混合液流路L1に供給された混合液X2を、分離膜モジュール412を通して、炭化水素系溶剤Sと水とに分離する。
具体的には、浸透気化装置40は、蒸気流路L2が略真空状態のため、分離膜モジュール412を介して、混合液X2中の水を蒸発気化させる。
この際、分離膜モジュール412は、図2に示すように、炭化水素系溶剤Sを透過させず、水の気体である透過蒸気Wのみを蒸気流路L2へ透過させる。透過蒸気Wは、真空ポンプ43によって、側面接続部411dから排水路42へ導出される。そして、浸透気化装置40は、排水路42を流下する透過蒸気Wを、第1冷却装置44で冷却して、水の液体に相変化させて外部に排出する。
一方、分離膜モジュール412を透過できない炭化水素系溶剤Sは、下流側接続部411cから溶剤排出路45に排出される。この際、浸透気化装置40は、溶剤排出路45を流下する炭化水素系溶剤Sを第2冷却装置46で冷却して、第4供給路P4に排出する。その後、不純物、及び水が除去された炭化水素系溶剤Sは、第4供給路P4を介して、第3洗浄部13の第3洗浄槽131に還流される。
以上のようにして炭化水素系溶剤を脱水する溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、安定した温度の混合液X2を浸透気化装置40に供給して、混合液X2を効率よく脱水することができる。
具体的には、真空蒸留再生装置20は、不純物を含有する混合液X1を気化蒸発させたのち、冷却することで、不純物が除去された混合液X2を生成している。
このため、真空蒸留再生装置20は、比較的高温で、かつ安定した温度の混合液X2を容易に排出することができる。これにより、溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、比較的温度の高い混合液X2を浸透気化装置40に容易に、かつ安定的に供給することができる。
さらに、混合液X2を加熱装置60で加熱することで、溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、少ない熱エネルギーで、早期に所望される温度まで混合液X2を加熱することができる。
従って、溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、安定した温度の混合液X2を浸透気化装置40に供給して、混合液X2を効率よく脱水することができる。
また、浸透気化装置40へ供給される混合液X2を一時貯留する予熱槽30と、貯留された混合液X2を予熱する予熱ヒータ31とを備え、予熱槽30から浸透気化装置40へ供給される混合液X2を加熱することにより、溶剤脱水システム1は、真空蒸留再生装置20の蒸留温度よりも引火点が低い炭化水素系溶剤Sの場合であっても、浸透気化装置40に対して、安定した温度の混合液X2を安全に供給することができる。
具体的には、蒸留温度よりも引火点が低い炭化水素系溶剤Sの場合、真空蒸留再生装置20から高温の混合液X2が排出されると、引火の危険性が高くなる。このような場合、真空蒸留再生装置20は、炭化水素系溶剤Sの引火点よりも低い温度まで混合液X2を冷却して排出するよう構成されている。このため、加熱手段で混合液X2を加熱するだけでは、安定した温度の混合液X2を浸透気化装置40に供給できないおそれがあった。
そこで、浸透気化装置40に供給される混合液X2を一時貯留する予熱槽30と、貯留された混合液X2を予熱する予熱ヒータ31とを備えたことにより、溶剤脱水システム1は、炭化水素系溶剤Sの引火点よりも低い温度まで冷却された混合液X2を、浸透気化装置40に供給される前に所定温度に予熱することができる。このため、溶剤脱水システム1は、真空蒸留再生装置20から直接的に浸透気化装置40に混合液X2を供給する場合に比べて、混合液X2をより安全に浸透気化装置40に供給することができる。
さらに、予熱された混合液X2を加熱装置60で加熱することで、溶剤脱水システム1は、少ない熱エネルギーで、早期に所望される温度まで混合液X2を加熱することができる。このため、溶剤脱水システム1は、より安定した温度の混合液X2を浸透気化装置40に供給することができる。
従って、溶剤脱水システム1は、蒸留温度よりも引火点が低い炭化水素系溶剤Sの場合であっても、浸透気化装置40に対して、安定した温度の混合液X2を安全に供給することができる。
また、浸透気化装置40が、混合液X2を脱水するための分離膜モジュール412を備え、分離膜モジュール412が、混合液X2が供給される側に配置された多孔質セラミック支持体412aと、水が透過する側に配置されたゼオライト分離膜412bとの積層体で構成されたことにより、溶剤脱水システム1は、安定した温度の混合液X2と、分離膜モジュール412とによって、炭化水素系溶剤Sと水とを効率よく、かつより安定して分離させることができる。
また、メタルマスクMに付着した付着物を炭化水素系溶剤Sで除去する洗浄装置10と、洗浄装置10で生成された混合液X1を洗浄装置10から真空蒸留再生装置20へ送る第1供給路P1と、浸透気化装置40で脱水された炭化水素系溶剤Sを洗浄装置10へ還流する第4供給路P4とを備えたことにより、溶剤脱水システム1は、浸透気化装置40によって脱水された炭化水素系溶剤Sを、メタルマスクMの洗浄に繰返し利用することができる。
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の水溶性の有機溶剤は、実施形態の炭化水素系溶剤Sに対応し、
以下同様に、
有機溶剤と水との混合液は、混合液X2に対応し、
供給路は、第2供給路P2、及び第3供給路P3に対応し、
加熱手段は、加熱装置60に対応し、
一時貯留槽は、予熱槽30に対応し、
予熱手段は、予熱ヒータ31に対応し、
浸透気化膜モジュールは、分離膜モジュール412に対応し、
被洗浄物は、メタルマスクMに対応し、
不純物及び水を含有する有機溶剤は、混合液X1に対応し、
液送路は、第1供給路P1に対応し、
還流路は、第4供給路P4に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、上述した実施形態において、水溶性の有機溶剤として炭化水素系溶剤Sを用いて説明したが、これに限定せず、水溶性であれば、適宜の有機溶剤としてもよい。
また、被洗浄物として、有機ELの蒸着工程で用いたメタルマスクMを用いて説明したが、これに限定せず、水溶性の炭化水素系溶剤を用いて洗浄される被洗浄物であれば、適宜の被洗浄物であってもよい。
また、第1洗浄部11、第2洗浄部12、及び第3洗浄部13の3つの洗浄部で、洗浄装置10を構成したが、これに限定せず、1つ以上の洗浄部で構成された洗浄装置10であれば、適宜の構成としてもよい。例えば、8つの洗浄部で構成された洗浄装置としてもよい。
また、洗浄装置10に加えて、洗浄装置10で洗浄された被洗浄物を濯ぐ濯ぎ装置を備えた溶剤脱水システムとしてもよい。この場合、被洗浄物を濯ぐ炭化水素系溶剤は、非塩素系炭化水素系溶剤(HFE)などとする。
また、多孔質セラミック支持体412aとゼオライト分離膜412bとで構成された分離膜モジュール412としたが、これに限定せず、浸透気化によって、混合液X2を炭化水素系溶剤Sと水とに分離可能であれば、適宜の構成の分離膜モジュールとしてもよい。
例えば、多孔質セラミック支持体412aの外周面が、ゼオライト分離膜412b、シリカ分離膜、あるいは炭素分離膜などのミクロ多孔質セラミック分離膜で被覆された分離膜モジュール412としてもよい。
さらに、多孔質セラミック支持体412aの外周面がゼオライト分離膜412bで被覆された分離膜モジュール412としたが、これに限定せず、多孔質セラミック支持体の内周面がゼオライト分離膜などのミクロ多孔質セラミック分離膜で被覆された分離膜モジュールとしてもよい。
また、予熱槽30を備えた溶剤脱水システム1としたが、これに限定せず、例えば、別の実施形態における溶剤脱水システム1の構成図を示す図3のように、予熱槽30を不要にして、真空蒸留再生装置20と浸透気化装置40とを、第2供給路P2、及び加熱装置60を介して接続した構成としてもよい。
あるいは、図3の溶剤脱水システム1からさらに加熱装置60を不要にした構成としてもよい。この場合、真空蒸留再生装置20が、浸透気化に適した温度の混合液X2を、第2供給路P2を介して、浸透気化装置40に供給するようにしてもよい。
これにより、溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、浸透気化装置40に供給される混合液X2を加熱する加熱手段として、真空蒸留再生装置20を用いることができる。このため、溶剤脱水システム1、及び溶剤脱水方法は、加熱装置60を不要にできるため、簡素な構成で混合液X2を効率よく脱水することができる。
1…溶剤脱水システム
10…洗浄装置
20…真空蒸留再生装置
30…予熱槽
31…予熱ヒータ
40…浸透気化装置
60…加熱装置
412…分離膜モジュール
412a…多孔質セラミック支持体
412b…ゼオライト分離膜
M…メタルマスク
P1…第1供給路
P2…第2供給路
P3…第3供給路
P4…第4供給路
S…炭化水素系溶剤
X1…混合液
X2…混合液

Claims (5)

  1. 水溶性の有機溶剤と水との混合液を脱水する浸透気化装置と、
    該浸透気化装置に前記混合液を供給する供給路と、
    前記浸透気化装置に供給される前記混合液を加熱する加熱手段とを備えた溶剤脱水システムであって、
    前記混合液を生成する蒸留再生装置を備え、
    該蒸留再生装置が、
    前記供給路を介して前記浸透気化装置に接続された
    溶剤脱水システム。
  2. 前記蒸留再生装置と前記浸透気化装置との間に、
    前記浸透気化装置へ供給される前記混合液を一時貯留する一時貯留槽と、
    該一時貯留槽に貯留された混合液を予熱する予熱手段とを備え、
    前記加熱手段が、
    前記一時貯留槽から前記浸透気化装置へ供給される前記混合液を加熱するものである
    請求項1に記載の溶剤脱水システム。
  3. 前記浸透気化装置が、
    前記混合液を脱水するための浸透気化膜モジュールを備え、
    該浸透気化膜モジュールが、
    多孔質セラミック支持体とミクロ多孔質セラミック分離膜との積層体で構成された
    請求項1に記載の溶剤脱水システム。
  4. 被洗浄物に付着した付着物を前記有機溶剤で除去する洗浄装置と、
    該洗浄装置で生成された不純物、前記水、及び前記有機溶剤の混合液を、前記洗浄装置から前記蒸留再生装置へ送る液送路と、
    前記浸透気化装置で脱水された前記有機溶剤を前記洗浄装置へ還流する還流路とを備えた
    請求項1に記載の溶剤脱水システム。
  5. 水溶性の有機溶剤と水との混合液を脱水する浸透気化装置と、該浸透気化装置に前記混合液を供給する供給路と、前記浸透気化装置に供給される前記混合液を加熱する加熱手段とを備えたシステムを用いた溶剤脱水方法であって、
    蒸留再生装置が前記混合液を生成する工程と、
    前記混合液を加熱手段で加熱する工程と、
    前記混合液を、前記供給路を介して前記蒸留再生装置から前記浸透気化装置へ供給する工程と、
    前記混合液を前記浸透気化装置で脱水する工程とを備えた
    溶剤脱水方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663303A (ja) * 1992-08-14 1994-03-08 Ashizawa Supuree Plant Kk 洗浄装置の溶剤濃縮回収法
JPH06262042A (ja) * 1993-03-11 1994-09-20 Mitsubishi Kasei Eng Co 液体精製装置
JP2005177535A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Bussan Nanotech Research Institute Inc 水溶性有機物の濃縮方法及び濃縮装置
JP2008086972A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱水システム及び脱水方法
JP2013018747A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Japan Organo Co Ltd 電極製造工程におけるnmp精製システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6415159B2 (ja) 2014-07-29 2018-10-31 オルガノ株式会社 有機溶剤精製システム及び方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663303A (ja) * 1992-08-14 1994-03-08 Ashizawa Supuree Plant Kk 洗浄装置の溶剤濃縮回収法
JPH06262042A (ja) * 1993-03-11 1994-09-20 Mitsubishi Kasei Eng Co 液体精製装置
JP2005177535A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Bussan Nanotech Research Institute Inc 水溶性有機物の濃縮方法及び濃縮装置
JP2008086972A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 脱水システム及び脱水方法
JP2013018747A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Japan Organo Co Ltd 電極製造工程におけるnmp精製システム

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