WO2023162351A1 - 膜モジュール - Google Patents

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WO2023162351A1
WO2023162351A1 PCT/JP2022/040803 JP2022040803W WO2023162351A1 WO 2023162351 A1 WO2023162351 A1 WO 2023162351A1 JP 2022040803 W JP2022040803 W JP 2022040803W WO 2023162351 A1 WO2023162351 A1 WO 2023162351A1
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WO
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housing
reactor
sealing portion
membrane module
membrane
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/040803
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
剛佑 中川
和希 飯田
博史 菅
淳史 鳥井
誠 塩見
行成 柴垣
克哉 清水
Original Assignee
日本碍子株式会社
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
Application filed by 日本碍子株式会社 filed Critical 日本碍子株式会社
Priority to JP2024502823A priority Critical patent/JPWO2023162351A1/ja
Publication of WO2023162351A1 publication Critical patent/WO2023162351A1/ja

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    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to membrane modules.
  • a membrane module is conventionally known that includes a housing and a membrane structure housed in the housing.
  • Membrane structures include, for example, separation membrane structures (see, for example, Patent Document 1).
  • the membrane module described in Patent Document 1 is provided with a sealing portion (for example, an O-ring) that seals between the housing and the membrane structure in order to fix the membrane structure within the housing.
  • a sealing portion for example, an O-ring
  • the housing is more likely to thermally expand than the membrane structure, so there is a risk that the sealing performance of the sealing portion will deteriorate.
  • Such a problem occurs not only when the membrane structure is a separation membrane structure, but also when the membrane structure is a reactor or the like.
  • An object of the present invention is to provide a membrane module capable of suppressing deterioration of the sealing performance of the sealing portion.
  • a membrane module includes a housing, a membrane structure accommodated in the housing, a sealing portion for sealing between the housing and the membrane structure, and a sealing portion of the housing. and a cooling part that cools the part that comes into contact with.
  • a membrane module according to a second aspect of the present invention relates to the first aspect, and the cooling section is a coolant channel through which coolant circulates.
  • a membrane module according to a third aspect of the present invention relates to the second aspect, and the refrigerant channel is arranged outside the housing.
  • a membrane module according to a fourth aspect of the present invention relates to the first aspect, and the cooling part is a radiation fin formed on the outer surface of the housing.
  • a membrane module according to a fifth aspect of the present invention relates to the first aspect, and the cooling section is a vent hole formed in the housing or the sealing section.
  • a membrane module according to a sixth aspect of the present invention is according to any one of the first to fifth aspects, wherein the membrane structure is a product of a conversion reaction from a raw material gas containing hydrogen and carbon dioxide to a liquid fuel. is a reactor having a separation membrane that is permeable to water vapor.
  • a membrane module according to a seventh aspect of the present invention relates to any one of the first to fifth aspects, wherein the membrane structure has a separation membrane capable of permeating a desired component contained in the mixed fluid. It is a struct.
  • a membrane module according to an eighth aspect of the present invention relates to any one of the first to seventh aspects, wherein the sealing portion is movable in the longitudinal direction together with the membrane structure.
  • a membrane module according to a ninth aspect of the present invention relates to the seventh aspect, and the sealing portion is an O-ring made of an elastic member.
  • a membrane module according to a tenth aspect of the present invention relates to the eighth aspect, wherein the sealing portion is fixed to the inner surface of the housing and has an annular shape having an inclined surface facing the side surface of the membrane structure. It has a fixed portion and an annular contact portion attached to the side surface and in contact with the inclined surface.
  • the present invention it is possible to provide a membrane module capable of suppressing deterioration of the sealing performance of the sealing portion.
  • FIG. 1 is a see-through side view of a membrane module according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a reactor according to a first embodiment
  • Perspective side view of a membrane module according to Modification 1 Perspective side view of a membrane module according to Modification 1
  • Perspective side view of a membrane module according to Modification 1 Perspective side view of a membrane module according to Modification 1
  • Cross-sectional view of a membrane module according to modification 7 Cross-sectional view of a membrane module according to modification 7
  • FIG. 1 is a see-through side view of the membrane module 2.
  • FIG. 1 is a see-through side view of the membrane module 2.
  • the membrane module 2 includes a reactor 1, a housing 3, a first sealing portion 4, a second sealing portion 5, a flow stop portion 6, and a coolant channel 7.
  • the reactor 1 is an example of the "membrane structure" according to the present invention. Reactor 1 is housed within housing 3 . The outer shape of the reactor 1 is columnar extending in the longitudinal direction.
  • the reactor 1 is a so-called membrane reactor for converting raw material gas into liquid fuel.
  • the source gas contains at least hydrogen and carbon dioxide.
  • the source gas may contain carbon monoxide.
  • the source gas may be a so-called synthesis gas (Syngas).
  • the liquid fuel is a fuel that is liquid at room temperature and pressure, or a fuel that can be liquefied at room temperature and pressure. Examples of fuels in a liquid state at normal temperature and pressure include methanol, ethanol, liquid fuels represented by C n H 2 (m-2n) (m is an integer less than 90, n is an integer less than 30), and these mixtures. Fuels that can be liquefied at room temperature and under pressure include, for example, propane, butane, and mixtures thereof.
  • reaction formula (1) for synthesizing methanol by catalytically hydrogenating a raw material gas containing hydrogen and carbon dioxide in the presence of a catalyst is as follows.
  • the above reaction is an equilibrium reaction, and reactor 1 can shift the reaction equilibrium to the product side by separating water vapor, which is one of the products of the conversion reaction.
  • reactor 1 can shift the reaction equilibrium to the product side by separating water vapor, which is one of the products of the conversion reaction.
  • high temperature and high pressure for example, 180° C. or higher and 2 MPa or higher.
  • the liquid fuel is in a gaseous state when it is synthesized and remains in a gaseous state at least until it flows out of the reactor 1 .
  • the reactor 1 preferably has heat resistance and pressure resistance suitable for the desired conditions for synthesizing the liquid fuel.
  • the reactor 1 is mainly made of a ceramic material, as will be described later. A detailed configuration of the reactor 1 will be described later.
  • Housing 3 accommodates reactor 1 therein.
  • the interior of the housing 3 is partitioned into first to fourth spaces P1 to P4 by the first sealing portion 4, the second sealing portion 5 and the flow stop portion 6.
  • the housing 3 has a source gas supply port 3a, a liquid fuel discharge port 3b, a sweep gas supply port 3c and a sweep gas discharge port 3d.
  • the raw material gas is supplied to the first space P1 from the raw material gas supply port 3a.
  • the raw material gas flows into the reactor 1 from the first space P1.
  • Liquid fuel flows out of the reactor 1 into the second space P2.
  • the liquid fuel that has flowed out to the second space P2 is discharged to the outside from the liquid fuel discharge port 3b.
  • the sweep gas is supplied to the third space P3 from the sweep gas supply port 3c.
  • the sweep gas flows into the reactor 1 from the third space P3.
  • the sweep gas that has taken in water vapor in the reactor 1 flows out of the reactor 1 into the fourth space P4.
  • the sweep gas that has flowed out to the fourth space P4 is discharged to the outside from the sweep gas outlet 3d.
  • the sweep gas supply port 3c is arranged on the opposite side of the sweep gas discharge port 3d with respect to the axial center of the reactor 1. This makes it possible to equalize the flow path lengths of the sweep gas flowing from the sweep gas supply port 3a to the sweep gas discharge port 3b via the second flow paths 12, which will be described later, thereby suppressing bias in the flow of the sweep gas. .
  • the positional relationship between the sweep gas supply port 3c and the sweep gas discharge port 3d can be changed as appropriate.
  • the housing 3 is mainly made of a metal material (such as stainless steel). In this embodiment, it is assumed that the thermal expansion coefficient of the housing 3 is greater than that of the reactor 1 . Therefore, the housing 3 thermally expands more easily than the reactor 1 .
  • the housing 3 when the housing 3 is more likely to thermally expand than the reactor 1 , the housing 3 expands more in the lateral direction (perpendicular to the longitudinal direction) than the reactor 1 . Stopping performance may deteriorate. Therefore, as will be described later, by attaching the coolant flow path 7 to the housing 3, deterioration of the sealing performance of the first sealing portion 4 is suppressed.
  • the ratio of the substantial TE (thermal expansion) of the housing 3 in the longitudinal direction to the substantial TE (thermal expansion) of the reactor 1 in the longitudinal direction (hereinafter referred to as "substantial TE ratio") is 1. means greater than.
  • the effective TE of the reactor 1 is the product of the difference (dT) between the operating temperature of the membrane module 2 and room temperature and the coefficient of thermal expansion (CTE) of the reactor 1 in the longitudinal direction.
  • the net TE of the housing 3 is the product of the difference (dT) between the operating temperature of the membrane module 2 and room temperature and the coefficient of thermal expansion of the housing 3 in the longitudinal direction.
  • the substantial TE ratio is preferably 3 or less. As a result, the difference in thermal expansion between the housing 3 and the reactor 1 can be reduced, so that deterioration of the sealing performance of the first sealing portion 4 can be further suppressed.
  • the 1st sealing part 4 is an example of the "sealing part" which concerns on this invention.
  • the first sealing portion 4 seals between the housing 3 and the first end 1 a of the reactor 1 .
  • the first sealing portion 4 holds the first end portion 1 a of the reactor 1 .
  • the first sealing portion 4 is formed in an annular shape.
  • the first sealing portion 4 is an O-ring made of an elastic member.
  • the elastic member include rubber, resin, metal, and the like.
  • the first sealing portion 4 is preferably compressed between the side surface S3 of the reactor 1 and the inner surface T1 of the housing 3. As shown in FIG.
  • the first sealing portion 4 contacts the side surface S3 of the reactor 1 and the inner surface T1 of the housing 3.
  • the first sealing portion 4 is longitudinally movable when the reactor 1 is longitudinally displaced relative to the housing 3 . Therefore, even if the reactor 1 moves relative to the housing 3 in the longitudinal direction, the sealing between the housing 3 and the first end 1a of the reactor 1 can be maintained.
  • the second sealing portion 5 seals between the housing 3 and the second end 1 b of the reactor 1 .
  • the second sealing portion 5 holds the second end portion 1 b of the reactor 1 .
  • the second sealing portion 5 is connected to the side surface S ⁇ b>3 of the reactor 1 and the inner surface T ⁇ b>1 of the housing 3 .
  • the second sealing portion 5 is formed in an annular shape.
  • the resistance to the chemical load of the high-temperature liquid fuel and the resistance to water vapor are the constituent materials of the second sealing portion 5.
  • the constituent material of the second sealing portion 5 include glass, silver solder, solder, inorganic adhesives, and the like. Rubber and plastic are not suitable materials for the second sealing portion 5 .
  • a flow stop 6 is arranged between the reactor 1 and the housing 3 .
  • the flow stopper 6 is arranged between the third space P3 and the fourth space P4.
  • the flow stopper 6 is formed in an annular shape.
  • the flow stopper 6 prevents the sweep gas from flowing from the third space P3 to the fourth space P4. However, the flow stopper 6 only needs to be able to suppress the flow of the sweep gas, and does not have to seal the space between the reactor 1 and the housing 3 .
  • the flow stopper 6 can be made of, for example, expanded graphite, rubber, resin, or the like.
  • the coolant channel 7 is an example of the "cooling section" according to the present invention.
  • the coolant channel 7 is attached to a portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 4 .
  • a coolant (liquid or gas) is circulated inside the coolant channel 7 .
  • the coolant channel 7 cools the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 4 .
  • deterioration of the sealing performance of the first sealing portion 4 can be suppressed.
  • the coolant channel 7 is arranged outside the housing 3 . Therefore, since the refrigerant flow path 7 does not need to have a pressure-resistant structure, the configuration of the membrane module 2 can be simplified.
  • FIG. 2 is a perspective view of the reactor 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along BB in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view along BB in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3.
  • the reactor 1 is formed in a monolithic shape.
  • a monolith means a shape having a plurality of holes penetrating in the longitudinal direction, and is a concept including a honeycomb.
  • the reactor 1 is formed in a cylindrical shape, but the outer shape of the reactor 1 is not particularly limited.
  • the reactor 1 has a first end 1a and a second end 1b.
  • the first end 1a is a portion extending from one end of the reactor 1 to 2/5 when the reactor 1 is equally divided into 5 in the longitudinal direction.
  • the second end portion 1b is a portion extending from the other end portion of the reactor 1 to 2/5 when the reactor 1 is equally divided into 5 in the longitudinal direction.
  • the first end 1a of the reactor 1 is the source gas inflow side
  • the second end 1b of the reactor 1 is the liquid fuel outflow side.
  • the reactor 1 has a first end face S1, a second end face S2 and a side face S3.
  • the first end surface S1 is an end surface on the side of the first end portion 1a.
  • the second end face S2 is the end face on the second end portion 1b side.
  • the first end surface S1 is provided on the opposite side of the second end surface S2.
  • the side surface S3 continues to the outer edges of the first end surface S1 and the second end surface S2.
  • the reactor 1 includes a porous support 10, a catalyst 20, a separation membrane 30, a first sealing portion 40 and a second sealing portion 50.
  • the porous support 10 is a column extending in the longitudinal direction of the reactor 1.
  • the porous support 10 is composed of a porous material.
  • a ceramic material As the porous material, a ceramic material, a metal material, a resin material, or the like can be used, and a ceramic material is particularly suitable.
  • aggregates for ceramic materials include alumina (Al 2 O 3 ), titania (TiO 2 ), mullite (Al 2 O 3 SiO 2 ), cerven and cordierite (Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 ). At least one of them can be used. At least one of titania, mullite, sinterable alumina, silica, glass frit, clay mineral, and sinterable cordierite can be used as the inorganic binder for the ceramic material.
  • the ceramic material need not contain inorganic binders.
  • the porous support 10 has multiple first channels 11 and multiple second channels 12 .
  • Each first flow path 11 is formed along the longitudinal direction of the reactor 1, as shown in FIG.
  • Each first channel 11 is a space on the non-permeate side of the separation membrane 30 .
  • a raw material gas is caused to flow through each of the first flow paths 11 .
  • Each first channel 11 is a through hole.
  • Each first flow path 11 opens to the first end surface S ⁇ b>1 and the second end surface S ⁇ b>2 of the reactor 1 .
  • Each first flow path 11 has an inlet e1 for the source gas formed in the first end surface S1 and an outlet e2 for the liquid fuel formed in the second end surface S2.
  • a catalyst 20 is arranged in each first channel 11 .
  • the number, position, shape, and the like of the first flow paths 11 can be changed as appropriate.
  • Each second channel 12 is a space on the permeate side of the separation membrane 30 .
  • a sweep gas for sweeping the water vapor that has permeated the separation membrane 30 is flowed through each of the second flow paths 12 .
  • An inert gas for example, nitrogen
  • air can be used as the sweep gas.
  • the number, position, shape, and the like of the second flow paths 12 can be changed as appropriate.
  • each second channel 12 is composed of a plurality of cells 13, an inflow slit 14 and an outflow slit 15, as shown in FIGS.
  • a plurality of cells 13 are arranged in a row along the short direction of the reactor 1 (the direction perpendicular to the longitudinal direction). Each cell 13 is formed along the longitudinal direction of the reactor 1, as shown in FIG. Both ends of each cell 13 are sealed with first and second plugging portions 17 and 18 .
  • the first and second plugging portions 17 and 18 can be made of the porous material described above.
  • the inflow slit 14 is formed at the second end 1b of the reactor 1, as shown in FIG.
  • the inflow slit 14 is formed along the lateral direction of the reactor 1, as shown in FIG.
  • the inflow slit 14 penetrates the plurality of cells 13 . Both ends of the inflow slit 14 open to the side surface S3.
  • the inflow slit 14 has a pair of inflow ports d1 formed in the side surface S3.
  • the pair of inlets d1 is one end of the second channel 12 in the longitudinal direction.
  • the outflow slit 15 is formed at the first end 1a of the reactor 1, as shown in FIG.
  • the outflow slit 15 is formed along the lateral direction of the reactor 1, as shown in FIG.
  • Outflow slits 15 pass through the plurality of cells 13 . Both ends of the outflow slit 15 are opened to the side surface S3.
  • the outflow slit 15 has a pair of outlets d2 formed in the side surface S3.
  • a pair of discharge ports d2 is the other end of the second flow path 12 in the longitudinal direction.
  • a catalyst 20 is arranged in each first channel 11 .
  • the catalyst 20 is preferably filled in each first channel 11 , but may be arranged in layers on the surface of the separation membrane 30 .
  • the catalyst 20 accelerates the conversion reaction from the raw material gas shown in the above formula (1) to liquid fuel.
  • a known catalyst suitable for the conversion reaction to the desired liquid fuel can be used.
  • the catalyst 20 include metal catalysts (copper, palladium, etc.), oxide catalysts (zinc oxide, zirconia, gallium oxide, etc.), and composite catalysts thereof (copper-zinc oxide, copper-zinc oxide-alumina , copper-zinc oxide-chromium oxide-alumina, copper-cobalt-titania, and catalysts obtained by modifying these with palladium).
  • the separation membrane 30 is supported by the porous support 10. Separation membrane 30 surrounds first channel 11 . Separation membrane 30 is arranged between first channel 11 and second channel 12 .
  • the separation membrane 30 allows water vapor, which is one of the products of the conversion reaction from the source gas to the liquid fuel, to permeate. As a result, the equilibrium shift effect can be used to shift the reaction equilibrium of the above formula (1) to the product side.
  • the separation membrane 30 preferably has a water vapor permeability coefficient of 100 nmol/(s ⁇ Pa ⁇ m 2 ) or more.
  • the water vapor permeability coefficient can be determined by a known method (see Ind. Eng. Chem. Res., 40, 163-175 (2001)).
  • the separation membrane 30 preferably has a separation factor of 100 or more.
  • the higher the separation factor the easier it is for water vapor to permeate, and the less it is for components other than water vapor (hydrogen, carbon dioxide, liquid fuel, etc.) to permeate.
  • the separation factor can be determined by a known method (see Fig. 1 of "Separation and Purification Technology 239 (2020) 116533").
  • An inorganic membrane can be used as the separation membrane 30 .
  • An inorganic film is preferable because it has heat resistance, pressure resistance, and water vapor resistance.
  • inorganic membranes include zeolite membranes, silica membranes, alumina membranes, and composite membranes thereof.
  • an LTA-type zeolite membrane in which the molar ratio (Si/Al) of silicon element (Si) and aluminum element (Al) is 1.0 or more and 3.0 or less is preferable because it has excellent water vapor permeability. be.
  • the first seal portion 40 covers the first end face S1 and part of the side face S1 of the porous support 10, as shown in FIG.
  • the first seal portion 40 prevents the raw material gas from entering the porous support 10 .
  • the first seal portion 40 is formed so as not to block the inlet e1 of the first flow path 11, as shown in FIG.
  • the first sealing portion 40 covers the first plugging portion 17 .
  • the first seal portion 40 can be made of glass, metal, rubber, resin, or the like.
  • the second seal portion 50 covers the second end surface S2 and part of the side surface S1 of the porous support 10, as shown in FIG.
  • the second seal portion 50 prevents liquid fuel from entering the porous support 10 .
  • the second seal portion 50 is formed so as not to block the outlet e2 of the first channel 11, as shown in FIG.
  • the second sealing portion 50 covers the second plugging portion 18 .
  • the second seal portion 50 can be made of glass, metal, rubber, resin, or the like.
  • the raw material gas flows into the first channel 11 from the inlet e1 of the first channel 11 .
  • water vapor is generated together with the liquid fuel according to the above formula (1).
  • the synthesized liquid fuel flows out from the outlet e2 of the first channel 11 .
  • Water vapor which is one of the products, sequentially permeates the separation membrane 30 and the porous support 10 and moves to the second channel 12 .
  • the sweep gas flows into the cell 13 from the inflow slit 14 after flowing in from the inflow port d1 of the inflow slit 14 .
  • the sweep gas that has flowed into the cell 13 from the inflow slit 14 takes in the water vapor that has permeated the separation membrane 30, absorbs the reaction heat generated in the conversion reaction, and moves toward the outflow slit 15 into the cell 13. flowing.
  • the sweep gas that has reached the outflow slit 15 is discharged from the discharge port d2 of the outflow slit 15 .
  • the direction of the sweep gas flowing through the second channel 12 is opposite to the direction of the source gas flowing through the first channel 11 when the separation membrane 30 is viewed from the side. That is, the sweep gas flowing through the second flow path 12 flows in a direction facing the raw material gas flowing through the first flow path 11 .
  • the direction of the sweep gas flowing through the second channel 12 may be the same as the direction of the source gas flowing through the first channel 11 . That is, the sweep gas flowing through the second flow path 12 may flow in a direction parallel to the raw material gas flowing through the first flow path 11 .
  • FIG. 6 is a see-through side view of the membrane module 2a.
  • a membrane module 2a according to the second embodiment is different from the membrane module 2 according to the first embodiment in that radiation fins 7a are provided instead of the refrigerant flow paths 7.
  • FIG. The differences will be mainly described below.
  • the radiation fins 7a are an example of the "cooling part" according to the present invention.
  • the radiation fins 7 a are attached to a portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 4 .
  • the radiation fins 7a are connected to the outer surface of the housing 3. As shown in FIG.
  • the radiating fins 7a cool the portion of the housing 3 that is in contact with the first sealing portion 4. As a result, it is possible to locally suppress the thermal expansion of the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 4 in the lateral direction. decline can be suppressed. As a result, deterioration of the sealing performance of the first sealing portion 4 can be suppressed.
  • the radiation fins 7a are composed of a plurality of fins. Each fin is arranged to protrude from the outer surface of the housing 3 . Each fin is desirably made of the same material as the housing 3, but is not limited to this as long as it has heat dissipation properties. The shape and number of fins are not particularly limited.
  • the membrane module 2a may include a first sealing portion 8 having a fixing portion 8a and a contact portion 8b.
  • the first sealing portion 8 seals between the housing 3 and the first end 1 a of the reactor 1 .
  • the first sealing portion 8 holds the first end portion 1 a of the reactor 1 .
  • the fixed part 8a is an example of the "fixed part” according to the present invention.
  • the fixed portion 8a is formed in an annular shape.
  • the fixed portion 8 a is fixed to the inner surface T ⁇ b>1 of the housing 3 .
  • the fixed portion 8 a is arranged to protrude from the inner surface T ⁇ b>1 of the housing 3 .
  • the fixing portion 8a is desirably made of the same material as the housing 3, but is not limited to this as long as it functions as the fixing portion.
  • the fixed portion 8 a has an inclined surface T 2 facing the side surface S 3 of the reactor 1 .
  • the inclined surface T2 is inclined with respect to the side surface S3. Specifically, the distance between the inclined surface T2 and the side surface S3 increases toward the first end surface S1 of the reactor 1 .
  • the contact portion 8b is an example of the "contact portion” according to the present invention.
  • the contact portion 8b is formed in an annular shape.
  • the contact portion 8 b is attached to the side surface S ⁇ b>3 of the reactor 1 .
  • the contact portion 8b is movable in the longitudinal direction together with the reactor 1. As shown in FIG.
  • the contact portion 8b contacts the inclined surface T2 of the fixed portion 8a.
  • the contact portion 8 b is sandwiched between the fixed portion 8 a and the side surface S ⁇ b>3 of the reactor 1 . Therefore, when the housing 3 extends in the longitudinal direction at the start of operation of the membrane module 2a, the contact portion 8b is pressed against the inclined surface T2 of the fixed portion 8a accordingly. Therefore, the expansion and contraction of the housing 3 can be accommodated while maintaining the retainability and sealing performance of the first sealing portion 8, so that damage due to stress applied to the reactor 1 and the first sealing portion 8 can be suppressed.
  • the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 8 thermally expands in the lateral direction, the surface pressure between the fixed portion 8a and the contact portion 8b decreases, and the first sealing portion 8 Sealing performance may deteriorate. Therefore, by cooling the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 8 with the coolant flow path 7, it is possible to suppress the decrease in surface pressure between the fixed portion 8a and the contact portion 8b. As a result, deterioration of the sealing performance of the first sealing portion 8 can be suppressed.
  • the membrane module 2b may include a first sealing portion 9 having a configuration similar to that of the second sealing portion 5.
  • the first sealing portion 9 seals between the housing 3 and the first end 1 a of the reactor 1 .
  • the first sealing portion 9 holds the first end 1 a of the reactor 1 .
  • the first sealing portion 9 is connected to the side surface S3 of the reactor 1 and the inner surface T1 of the housing 3.
  • the first sealing portion 9 is formed in an annular shape.
  • the first sealing portion 9 does not deform or move in the longitudinal direction.
  • Examples of the constituent material of the first sealing portion 9 include glass, silver solder, solder, inorganic adhesives, and the like.
  • rubber or plastic can be used as a constituent material of the first sealing portion 9 .
  • the first sealing portion 9 Since the first sealing portion 9 is connected to the side surface S3 of the reactor 1 and the inner surface T1 of the housing 3, the first sealing portion 9 is damaged by thermal stress when the housing 3 is repeatedly expanded and contracted in the lateral direction. As a result, the sealing performance of the first sealing portion 9 may deteriorate. Therefore, by cooling the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 9 with the coolant flow path 7, damage to the first sealing portion 9 can be suppressed. It is possible to suppress the deterioration of the sealing performance of the.
  • the membrane module 2 is provided with a cooling portion (refrigerant flow path 7 or radiation fins 7a) for cooling the portion of the housing 3 that contacts the first sealing portion 4.
  • a cooling portion may be provided for cooling a portion of the housing 3 that is in contact with the second sealing portion 5 .
  • the membrane structure may be a reactor other than the monolithic type.
  • a reactor other than the monolithic type a tube type reactor (for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2018-008940) is typical, but not limited to this.
  • the membrane structure may be a separation membrane structure having a separation membrane through which desired components contained in the mixed fluid are permeable.
  • a well-known one for example, JP-A-2018-149471, JP-A-2019-76845, and International Publication No. 2018/088064
  • the function and configuration of the membrane structure are not considered.
  • the coolant channel 7 is arranged outside the housing 3 , but may be arranged inside the housing 3 .
  • the membrane module 2a is provided with the radiation fins 7a composed of a plurality of fins, but the radiation fins may be composed of one or more fins.
  • the membrane module 2c includes a reactor 1, a housing 3, a sealing portion 4b, and one radiation fin 7b.
  • the configuration of the reactor 1 is as described in the above embodiment.
  • the housing 3 has a flange 31 , a support member 32 , a pressing member 33 , a cylinder main body 34 and two flange gaskets 35 .
  • the flange 31 is an annular member in which the source gas supply port 3a is formed in the center.
  • the support member 32 is an annular member arranged between the flange 31 and the tubular body 34 .
  • the support member 32 supports the sealing portion 4b.
  • the pressing member 33 is fastened to the support member 32 .
  • the pressing member 33 presses the sealing portion 4 b in the longitudinal direction of the reactor 1 .
  • the tubular body 34 is a tubular member surrounding the side circumference of the reactor 1 .
  • Two flange gaskets 35 are arranged on both sides of the support member 32 .
  • a gap is formed between the flange 31 and the support member 32 by a flange gasket 35 positioned between the flange 31 and the support member 32 .
  • a gap is formed between the support member 32 and the cylinder body 34 by a flange gasket 35 arranged between the support member 32 and the cylinder body 34 .
  • the sealing portion 4b is arranged between the reactor 1 and the support member 32.
  • the sealing portion 4 b is formed in an annular shape and surrounds the first end portion 1 a of the reactor 1 .
  • the sealing portion 4 b seals the gap between the first end portion 1 a of the reactor 1 and the support member 32 .
  • a so-called gland packing can be used as the sealing portion 4b.
  • the gland packing can be made of expanded graphite, for example.
  • the radiation fin 7b is an annular member arranged between the flange 31 and the cylinder main body 34.
  • the radiating fins 7b are fastened together with the flange 31 and the cylinder body 34 by fasteners L1.
  • Radiation fins 7 b are formed on the outer surface of housing 3 .
  • the heat radiation fins 7 b are connected to the outer periphery of the support member 32 .
  • the radiation fins 7 b may be formed integrally with the support member 32 .
  • the radiation fins 7b are an example of the "cooling part" according to the present invention.
  • the radiation fins 7b cool the portion of the housing 3 that contacts the sealing portion 4b (specifically, the support member 32).
  • the support member 32 in the housing 3 that contacts the sealing portion 4b can be locally prevented from thermally expanding in the lateral direction, so that the surface pressure between the support member 32 and the sealing portion 4b is reduced. can be suppressed.
  • deterioration of the sealing performance of the sealing portion 4b can be suppressed.
  • cooling structure on the first end 1a side of the reactor 1 has been described above with reference to FIG. 9, the cooling structure shown in FIG. Alternatively, it may be applied only to the second end 1b side of the reactor 1.
  • a vent hole formed in the sealing portion 4b itself shown in FIG. 9 may be used as a "cooling portion".
  • the sealing portion 4b is a gland packing
  • the fastening force of the pressing member 33 to the supporting member 32 is loosened to partially lose the sealing performance of the sealing portion 4b, thereby forming a vent hole.
  • a part of the high-pressure raw material gas flowing into the first space P1 from the raw material gas supply port 3a flows out to the fourth space P4 through the ventilation hole of the sealing portion 4b.
  • the temperature of the raw material gas decreases due to the adiabatic expansion of the raw material gas, so that the portion of the housing 3 that contacts the sealing portion 4b (specifically, the support member 32) is cooled.
  • the ventilation holes formed in the housing 3 may be used as the "cooling section".
  • a ventilation hole communicating with the first space P1 and the fourth space P4 may be formed in the support member 32 .
  • the portion of the housing 3 in contact with the sealing portion 4b (specifically, the support member 32 itself) is cooled by the temperature drop due to the adiabatic expansion of the raw material gas passing through the ventilation holes of the support member 32 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the membrane module 2 shown in FIG. 10 shows a cross section perpendicular to the axis of the reactor 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the membrane module 2 shown in FIG. 10 shows a cross section perpendicular to the axis of the reactor 1.
  • the first extending direction in which the outflow slit 15 extends inside the reactor 1 is inclined or orthogonal to the discharge direction of the sweep gas discharged to the outside from the sweep gas discharge port 3d.
  • the angle ⁇ 1 of the first extending direction with respect to the discharge direction is preferably 45 degrees or more and 135 degrees or less.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the membrane module 2 shown in FIG. FIG. 11 shows a cross section perpendicular to the axis of the reactor 1 .
  • the second extending direction in which the inflow slit 14 extends inside the reactor 1 is preferably inclined or orthogonal to the supply direction of the sweep gas supplied from the sweep gas supply port 3c. Specifically, the angle ⁇ 2 of the second extending direction with respect to the supply direction is preferably 45 degrees or more and 135 degrees or less. As a result, uneven flow of the gas from the sweep gas supply port 3c to the openings on both sides of the inflow slit 14 can be suppressed, so that uneven flow of the sweep gas can be suppressed.
  • the separation membrane 30 is made to permeate water vapor, which is one of the products of the conversion reaction from the raw material gas to the liquid fuel, but it is not limited to this.
  • the separation membrane 30 may permeate the liquid fuel itself produced by the conversion reaction from the source gas to the liquid fuel. Also in this case, the reaction equilibrium of the above formula (1) can be shifted to the product side.
  • the separation membrane 30 is permeable to the liquid fuel, even when the liquid fuel is generated by a reaction that does not generate water vapor (for example, 2H 2 +CO ⁇ CH 3 OH), the reaction equilibrium is shifted to the product side. be able to.
  • a reaction that does not generate water vapor for example, 2H 2 +CO ⁇ CH 3 OH

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Abstract

膜モジュール（２）は、ハウジング（３）と、ハウジング（３）内に収容されるリアクタ（１）と、ハウジング（３）とリアクタ（１）との間を封止する第１封止部（４）と、ハウジング（３）のうち第１封止部（４）と接触する部分を冷却する冷却流路（７）とを備える。

Description

膜モジュール
　本発明は、膜モジュールに関する。
　従来、ハウジングとハウジング内に収容される膜構造体とを備える膜モジュールが知られている。膜構造体としては、例えば分離膜構造体（例えば、特許文献１参照）が挙げられる。
国際公開第２０１８／１８００９５号
　特許文献１に記載の膜モジュールでは、ハウジング内に膜構造体を固定するために、ハウジングと膜構造体との間を封止する封止部（例えば、Ｏリング）が設けられている。
　しかしながら、分離を高温で行う必要がある場合において、ハウジングは膜構造体より熱膨張しやすいため、封止部の封止性能が低下してしまうおそれがある。このような問題は、膜構造体が分離膜構造体である場合に限らず、膜構造体がリアクタなどである場合にも生じる。
　本発明は、封止部の封止性能の低下を抑制可能な膜モジュールを提供することを目的とする。
　本発明の第１の側面に係る膜モジュールは、ハウジングと、ハウジング内に収容される膜構造体と、ハウジングと膜構造体との間を封止する封止部と、ハウジングのうち封止部と接触する部分を冷却する冷却部とを備える。
　本発明の第２の側面に係る膜モジュールは、上記第１の側面に係り、前記冷却部は、冷媒が循環する冷媒流路である。
　本発明の第３の側面に係る膜モジュールは、上記第２の側面に係り、前記冷媒流路は、前記ハウジングの外部に配置される。
　本発明の第４の側面に係る膜モジュールは、上記第１の側面に係り、前記冷却部は、前記ハウジングの外表面に形成された放熱フィンである。
　本発明の第５の側面に係る膜モジュールは、上記第１の側面に係り、前記冷却部は、前記ハウジング又は前記封止部に形成された通気孔である。
　本発明の第６の側面に係る膜モジュールは、上記第１乃至第５いずれかの側面に係り、膜構造体は、水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応の生成物である水蒸気を透過させる分離膜を有するリアクタである。
　本発明の第７の側面に係る膜モジュールは、上記第１乃至第５いずれかの側面に係り、前記膜構造体は、混合流体に含まれる所望の成分を透過可能な分離膜を有する分離膜構造体である。
　本発明の第８の側面に係る膜モジュールは、上記第１乃至第７いずれかの側面に係り、前記封止部は、前記膜構造体とともに前記長手方向に移動可能である。
　本発明の第９の側面に係る膜モジュールは、上記第７の側面に係り、前記封止部は、弾性部材によって構成されるＯリングである。
　本発明の第１０の側面に係る膜モジュールは、上記第８の側面に係り、前記封止部は、前記ハウジングの内面に固定され、前記膜構造体の側面と対向する傾斜面を有する環状の固定部と、前記側面に取り付けられ、前記傾斜面と当接する環状の当接部とを有する。
　本発明によれば、封止部の封止性能の低下を抑制可能な膜モジュールを提供することができる。
第１実施形態に係る膜モジュールの透視側面図 第１実施形態に係るリアクタの斜視図 図２のＡ－Ａ断面図 図２のＢ－Ｂ断面図 図３のＣ－Ｃ断面図 第２実施形態に係る膜モジュールの透視側面図 変形例１に係る膜モジュールの透視側面図 変形例１に係る膜モジュールの透視側面図 変形例６に係る膜モジュールの透視側面図 変形例７に係る膜モジュールの断面図 変形例７に係る膜モジュールの断面図
　１．第１実施形態
　（膜モジュール２）
　第１実施形態に係る膜モジュール２について説明する。図１は、膜モジュール２の透視側面図である。
　図１に示すように、膜モジュール２は、リアクタ１、ハウジング３、第１封止部４、第２封止部５、流れ止め部６、及び冷媒流路７を備える。
　［リアクタ１］
　リアクタ１は、本発明に係る「膜構造体」の一例である。リアクタ１は、ハウジング３内に収容される。リアクタ１の外形は、長手方向に延びる柱状である。
　リアクタ１は、原料ガスを液体燃料へ転化させるための所謂メンブレンリアクタである。原料ガスは、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する。原料ガスは、一酸化炭素を含有していてよい。原料ガスは、いわゆる合成ガス（Ｓｙｎｇａｓ）であってよい。液体燃料は、常温常圧で液体状態の燃料、又は、常温加圧状態で液化可能な燃料である。常温常圧で液体状態の燃料としては、例えばメタノール、エタノール、ＣｎＨ２（ｍ－２ｎ）（ｍは９０未満の整数、ｎは３０未満の整数）で表される液体燃料、及びこれらの混合物が挙げられる。常温加圧状態で液化可能な燃料としては、例えばプロパン、ブタン、及びこれらの混合物などが挙げられる。
　例えば、水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスを触媒存在下で接触水素化することでメタノールを合成する際の反応式（１）は次の通りである。
　ＣＯ２＋３Ｈ２　⇔　ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ　　（１）
　上記反応は平衡反応であり、リアクタ１は、転化反応の生成物の一つである水蒸気を分離することによって反応平衡を生成物側にシフトさせることができる。転化効率及び反応速度を高めるには、高温高圧下（例えば、１８０℃以上、２ＭＰａ以上）で実施されることが好ましい。液体燃料は、合成された時点では気体状態であり、少なくともリアクタ１から流出するまでは気体状態のまま維持される。リアクタ１は、所望の液体燃料の合成条件に適した耐熱性及び耐圧性を有することが好ましい。
　リアクタ１は、後述するように主にセラミック材料によって構成される。リアクタ１の詳細構成については後述する。
　［ハウジング３］
　ハウジング３は、内部にリアクタ１を収容する。ハウジング３の内部は、第１封止部４、第２封止部５及び流れ止め部６によって、第１乃至第４空間Ｐ１～Ｐ４に区画される。ハウジング３は、原料ガス供給口３ａ、液体燃料排出口３ｂ、掃引ガス供給口３ｃ及び掃引ガス排出口３ｄを有する。
　原料ガスは、原料ガス供給口３ａから第１空間Ｐ１に供給される。原料ガスは、第１空間Ｐ１からリアクタ１内に流入する。液体燃料は、リアクタ１から第２空間Ｐ２に流出する。第２空間Ｐ２に流出した液体燃料は、液体燃料排出口３ｂから外部に排出される。
　掃引ガスは、掃引ガス供給口３ｃから第３空間Ｐ３に供給される。掃引ガスは、第３空間Ｐ３からリアクタ１内に流入する。リアクタ１内で水蒸気を取り込んだ掃引ガスは、リアクタ１から第４空間Ｐ４に流出する。第４空間Ｐ４に流出した掃引ガスは、掃引ガス排出口３ｄから外部に排出される。
　なお、図１では、掃引ガス供給口３ｃが、リアクタ１の軸心を基準として、掃引ガス排出口３ｄの反対側に配置されている。これによって、後述する各第２流路１２を介して掃引ガス供給口３ａから掃引ガス排出口３ｂまで流れる掃引ガスの各流路長を同等にできるため、掃引ガスの流れが偏ることを抑制できる。ただし、掃引ガス供給口３ｃ及び掃引ガス排出口３ｄそれぞれの位置関係は適宜変更可能である。
　ハウジング３は、主に金属材料（ステンレス鋼など）によって構成される。本実施形態では、ハウジング３の熱膨張係数がリアクタ１の熱膨張係数より大きいことが想定されている。そのため、ハウジング３はリアクタ１より熱膨張しやすい。
　このように、ハウジング３がリアクタ１より熱膨張しやすい場合、ハウジング３がリアクタ１に比べて短手方向（長手方向に垂直な方向）に大きく膨張することによって、第１封止部４の封止性能が低下するおそれがある。そこで、後述するように、ハウジング３に冷媒流路７を取り付けることによって、第１封止部４の封止性能が低下することが抑制されている。
　ハウジング３がリアクタ１より熱膨張しやすいことは、長手方向におけるリアクタ１の実質ＴＥ（Ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）に対する、長手方向におけるハウジング３の実質ＴＥの比（以下、「実質ＴＥ比」という。）が１より大きいことを意味する。
　リアクタ１の実質ＴＥは、膜モジュール２の作動温度と室温との差分（ｄＴ）と、長手方向におけるリアクタ１の熱膨張係数（ＣＴＥ）との乗算値である。ハウジング３の実質ＴＥは、膜モジュール２の作動温度と室温との差分（ｄＴ）と、長手方向におけるハウジング３の熱膨張係数との乗算値である。
　実質ＴＥ比は、３以下であることが好ましい。これによって、ハウジング３とリアクタ１との熱膨張差を低減できるため、第１封止部４の封止性能が低下することをより抑制できる。
　［第１封止部４］
　第１封止部４は、本発明に係る「封止部」の一例である。第１封止部４は、ハウジング３とリアクタ１の第１端部１ａとの間を封止する。第１封止部４は、リアクタ１の第１端部１ａを保持する。本実施形態において、第１封止部４は環状に形成される。
　第１封止部４は、弾性部材によって構成されるＯリングである。弾性部材としては、ゴム、樹脂、金属などが挙げられる。第１封止部４は、リアクタ１の側面Ｓ３とハウジング３の内面Ｔ１との間で圧縮されていることが好ましい。
　第１封止部４は、リアクタ１の側面Ｓ３とハウジング３の内面Ｔ１とに接触する。第１封止部４は、長手方向においてリアクタ１がハウジング３に対して相対的に移動した場合、長手方向に移動可能である。そのため、リアクタ１がハウジング３に対して長手方向において相対移動しても、ハウジング３とリアクタ１の第１端部１ａとの間の封止性を維持することができる。
　［第２封止部５］
　第２封止部５は、ハウジング３とリアクタ１の第２端部１ｂとの間を封止する。第２封止部５は、リアクタ１の第２端部１ｂを保持する。第２封止部５は、リアクタ１の側面Ｓ３とハウジング３の内面Ｔ１とに接続される。本実施形態において、第２封止部５は環状に形成される。
　第２封止部５の第２空間Ｐ２側は高温の液体燃料や水蒸気に曝されるため、高温の液体燃料の化学的負荷に対する耐性と水蒸気に対する耐性とが第２封止部５の構成材料には求められる。第２封止部５の構成材料としては、例えばガラス、銀ろう、はんだ、無機系接着剤などが挙げられる。第２封止部５の構成材料としてゴムやプラスチックは適していない。
　［流れ止め部６］
　流れ止め部６は、リアクタ１とハウジング３との間に配置される。流れ止め部６は、第３空間Ｐ３と第４空間Ｐ４との間に配置される。本実施形態において、流れ止め部６は環状に形成される。
　流れ止め部６は、第３空間Ｐ３から第４空間Ｐ４へ掃引ガスが流れることを抑制する。ただし、流れ止め部６は、掃引ガスの流れを抑えることができればよく、リアクタ１とハウジング３との間を密封していなくてよい。流れ止め部６は、例えば膨張黒鉛、ゴム、樹脂などによって構成することができる。
　［冷媒流路７］
　冷媒流路７は、本発明に係る「冷却部」の一例である。冷媒流路７は、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分に取り付けられる。冷媒流路７の内部には、冷媒（液体又は気体）が循環される。
　冷媒流路７は、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分を冷却する。これによって、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分が短手方向に熱膨張することを局所的に抑制できるため、ハウジング３と第１封止部４との間における面圧の低下を抑えることができる。その結果、第１封止部４の封止性能が低下することを抑制できる。
　本実施形態において、冷媒流路７は、ハウジング３の外部に配置される。そのため、冷媒流路７を耐圧構造にする必要がないため、膜モジュール２の構成を簡素化できる。
　（リアクタ１の詳細構成）
　次に、本実施形態に係るリアクタ１の詳細構成について説明する。図２は、リアクタ１の斜視図である。図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。図４は、図２のＢ－Ｂ断面図である。図５は、図３のＣ－Ｃ断面図である。
　図２に示すように、リアクタ１は、モノリス型に形成される。モノリスとは、長手方向に貫通した複数の孔を有する形状を意味し、ハニカムを含む概念である。本実施形態において、リアクタ１は円柱状に形成されているが、リアクタ１の外形は特に限られない。
　リアクタ１は、第１端部１ａ及び第２端部１ｂを有する。第１端部１ａは、リアクタ１を長手方向に５等分した場合に、リアクタ１の一端部から２／５までの部分である。第２端部１ｂは、リアクタ１を長手方向に５等分した場合に、リアクタ１の他端部から２／５までの部分である。本実施形態において、リアクタ１の第１端部１ａは原料ガスの流入側であり、リアクタ１の第２端部１ｂは液体燃料の流出側である。
　リアクタ１は、第１端面Ｓ１、第２端面Ｓ２及び側面Ｓ３を有する。第１端面Ｓ１は、第１端部１ａ側の端面である。第２端面Ｓ２は、第２端部１ｂ側の端面である。第１端面Ｓ１は、第２端面Ｓ２の反対側に設けられる。側面Ｓ３は、第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２の外縁に連なる。
　図２～図４に示すように、リアクタ１は、多孔質支持体１０、触媒２０、分離膜３０、第１シール部４０及び第２シール部５０を備える。
　多孔質支持体１０は、リアクタ１の長手方向に延びる柱体である。多孔質支持体１０は、多孔質材料によって構成される。
　多孔質材料としては、セラミック材料、金属材料、樹脂材料などを用いることができ、特にセラミック材料が好適である。セラミック材料の骨材としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、チタニア（ＴｉＯ２）、ムライト（Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、セルベン及びコージェライト（Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８）のうち少なくとも一つを用いることができる。セラミック材料の無機結合材としては、例えば、チタニア、ムライト、易焼結性アルミナ、シリカ、ガラスフリット、粘土鉱物、易焼結性コージェライトのうち少なくとも一つを用いることができる。ただし、セラミック材料は、無機結合材を含んでいなくてよい。
　図３～図４に示すように、多孔質支持体１０は、多数の第１流路１１及び複数の第２流路１２を有する。
　各第１流路１１は、図５に示すように、リアクタ１の長手方向に沿って形成される。各第１流路１１は、分離膜３０の非透過側の空間である。各第１流路１１には、原料ガスが流される。各第１流路１１は、貫通孔である。各第１流路１１は、リアクタ１の第１端面Ｓ１及び第２端面Ｓ２それぞれに開口する。各第１流路１１は、第１端面Ｓ１に形成される原料ガスの流入口ｅ１と、第２端面Ｓ２に形成される液体燃料の流出口ｅ２とを有する。各第１流路１１内には、触媒２０が配置される。第１流路１１の本数、位置及び形状などは適宜変更可能である。
　各第２流路１２は、分離膜３０の透過側の空間である。各第２流路１２には、分離膜３０を透過した水蒸気を掃引するための掃引ガスが流される。掃引ガスとしては、不活性ガス（例えば窒素）や空気などを用いることができる。第２流路１２の本数、位置及び形状などは適宜変更可能である。
　ここで、各第２流路１２は、図３～図４に示すように、複数のセル１３、流入スリット１４及び流出スリット１５によって構成される。
　複数のセル１３は、リアクタ１の短手方向（長手方向に垂直な方向）に沿って一列に並ぶ。各セル１３は、図５に示すように、リアクタ１の長手方向に沿って形成される。各セル１３の両端は、第１及び第２目封止部１７，１８によって封止される。第１及び第２目封止部１７，１８は、上述した多孔質材料によって構成することができる。
　流入スリット１４は、図２に示すように、リアクタ１の第２端部１ｂに形成される。流入スリット１４は、図３に示すように、リアクタ１の短手方向に沿って形成される。流入スリット１４は、複数のセル１３を貫通する。流入スリット１４の両端は、側面Ｓ３に開口する。流入スリット１４は、側面Ｓ３に形成される一対の流入口ｄ１を有する。一対の流入口ｄ１は、長手方向における第２流路１２の一端である。
　流出スリット１５は、図２に示すように、リアクタ１の第１端部１ａに形成される。流出スリット１５は、図４に示すように、リアクタ１の短手方向に沿って形成される。流出スリット１５は、複数のセル１３を貫通する。流出スリット１５の両端は、側面Ｓ３に開口する。流出スリット１５は、側面Ｓ３に形成される一対の排出口ｄ２を有する。一対の排出口ｄ２は、長手方向における第２流路１２の他端である。
　触媒２０は、各第１流路１１内に配置される。触媒２０は、各第１流路１１内に充填されていることが好ましいが、分離膜３０の表面に層状に配置されていてもよい。触媒２０は、上記式（１）に示した原料ガスから液体燃料への転化反応を促進させる。
　触媒２０は、所望の液体燃料への転化反応に適した既知の触媒を用いることができる。触媒２０としては、例えば、金属触媒（銅、パラジウムなど）、酸化物触媒（酸化亜鉛、ジルコニア、酸化ガリウムなど）、及び、これらを複合化した触媒（銅－酸化亜鉛、銅－酸化亜鉛－アルミナ、銅－酸化亜鉛－酸化クロム－アルミナ、銅－コバルト－チタニア、及びこれらにパラジウムを修飾した触媒など）が挙げられる。
　分離膜３０は、多孔質支持体１０によって支持される。分離膜３０は、第１流路１１を取り囲む。分離膜３０は、第１流路１１と第２流路１２との間に配置される。
　分離膜３０は、原料ガスから液体燃料への転化反応の生成物の一つである水蒸気を透過させる。これにより、平衡シフト効果を利用して上記式（１）の反応平衡を生成物側にシフトさせることができる。
　分離膜３０は、１００ｎｍｏｌ／（ｓ・Ｐａ・ｍ２）以上の水蒸気透過係数を有することが好ましい。水蒸気透過係数は、既知の方法（Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．，４０，１６３－１７５（２００１）参照）で求めることができる。
　分離膜３０は、１００以上の分離係数を有することが好ましい。分離係数が大きいほど、水蒸気を透過しやすく、かつ水蒸気以外の成分（水素、二酸化炭素及び液体燃料など）を透過させにくい。分離係数は、既知の方法（「Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２３９　（２０２０）　１１６５３３」のＦｉｇ．１参照）で求めることができる。
　分離膜３０としては、無機膜を用いることができる。無機膜は、耐熱性、耐圧性、耐水蒸気性を有するため好ましい。無機膜としては、例えばゼオライト膜、シリカ膜、アルミナ膜、これらの複合膜などが挙げられる。特に、シリコン元素（Ｓｉ）とアルミニウム元素（Ａｌ）とのモル比（Ｓｉ／Ａｌ）が１．０以上３．０以下であるＬＴＡ型のゼオライト膜は、水蒸気透過性に優れているため好適である。
　第１シール部４０は、図２に示すように、多孔質支持体１０の第１端面Ｓ１と側面Ｓ１の一部とを覆う。第１シール部４０は、原料ガスが多孔質支持体１０に侵入することを抑制する。第１シール部４０は、図５に示すように、第１流路１１の流入口ｅ１を塞がないように形成される。第１シール部４０は、第１目封止部１７を覆う。第１シール部４０は、ガラス、金属、ゴム、樹脂などによって構成することができる。
　第２シール部５０は、図２に示すように、多孔質支持体１０の第２端面Ｓ２と側面Ｓ１の一部とを覆う。第２シール部５０は、液体燃料が多孔質支持体１０に侵入することを抑制する。第２シール部５０は、図５に示すように、第１流路１１の流出口ｅ２を塞がないように形成される。第２シール部５０は、第２目封止部１８を覆う。第２シール部５０は、ガラス、金属、ゴム、樹脂などによって構成することができる。
　（リアクタ１を用いた液体燃料合成方法）
　図５を参照しながら、リアクタ１を用いた液体燃料合成方法について説明する。
　リアクタ１を用いた液体燃料合成方法は、分離膜３０の非透過側に設けられた第１流路１１に原料ガスを流しながら、分離膜３０の透過側に設けられた第２流路１２に掃引ガスを流す工程を備える。
　原料ガスは、第１流路１１の流入口ｅ１から第１流路１１内に流入する。第１流路１１内では、上記式（１）に従って、液体燃料とともに水蒸気が生成される。合成された液体燃料は、第１流路１１の流出口ｅ２から流出する。生成物の一つである水蒸気は、分離膜３０及び多孔質支持体１０を順次透過して、第２流路１２に移動する。
　掃引ガスは、流入スリット１４の流入口ｄ１から流入した後、流入スリット１４からセル１３に流入する。次に、流入スリット１４からセル１３に流入した掃引ガスは、分離膜３０を透過した水蒸気を取り込むとともに、転化反応に伴って発生した反応熱を吸収しながら流出スリット１５側に向かってセル１３内を流れる。流出スリット１５に到達した掃引ガスは、流出スリット１５の排出口ｄ２から排出される。
　図５に示すように、本実施形態では、分離膜３０の側面視において、第２流路１２を流れる掃引ガスの向きは、第１流路１１を流れる原料ガスの向きと逆である。すなわち、第２流路１２を流れる掃引ガスは、第１流路１１を流れる原料ガスと対向する向きに流れる。
　ただし、分離膜３０の側面視において、第２流路１２を流れる掃引ガスの向きは、第１流路１１を流れる原料ガスの向きと同じであってもよい。すなわち、第２流路１２を流れる掃引ガスは、第１流路１１を流れる原料ガスと平行な向きに流されてもよい。
　　２．第２実施形態
　次に、第２実施形態に係る膜モジュール２ａについて説明する。図６は、膜モジュール２ａの透視側面図である。第２実施形態に係る膜モジュール２ａは、冷媒流路７に代えて放熱フィン７ａを備える点において第１実施形態に係る膜モジュール２と相違する。以下、当該相違点について主に説明する。
　放熱フィン７ａは、本発明に係る「冷却部」の一例である。放熱フィン７ａは、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分に取り付けられる。放熱フィン７ａは、ハウジング３の外表面に接続される。
　放熱フィン７ａは、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分を冷却する。これによって、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分が短手方向に熱膨張することを局所的に抑制できるため、ハウジング３と第１封止部４との間における面圧の低下を抑えることができる。その結果、第１封止部４の封止性能が低下することを抑制できる。
　放熱フィン７ａは、複数のフィンによって構成される。各フィンは、ハウジング３の外表面から突出するように配置される。各フィンは、ハウジング３と同種の材料によって構成されることが望ましいが、放熱性を有している限りこれに限定されない。フィンの形状および枚数は特に限られない。
　（実施形態の変形例）
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　［変形例１］
　上記第１及び第２実施形態では、封止部の一例として第１封止部４について説明したが、封止部の構成はこれに限られない。
　例えば、図７に示すように、膜モジュール２ａは、固定部８ａ及び当接部８ｂを有する第１封止部８を備えていてよい。第１封止部８は、ハウジング３とリアクタ１の第１端部１ａとの間を封止する。第１封止部８は、リアクタ１の第１端部１ａを保持する。
　固定部８ａは本発明に係る「固定部」の一例である。固定部８ａは、環状に形成される。固定部８ａは、ハウジング３の内面Ｔ１に固定される。固定部８ａは、ハウジング３の内面Ｔ１から突出するように配置される。固定部８ａは、ハウジング３と同種の材料によって構成されることが望ましいが固定部として機能する限りこれに限定されない。固定部８ａは、リアクタ１の側面Ｓ３と対向する傾斜面Ｔ２を有する。傾斜面Ｔ２は、側面Ｓ３に対して傾斜している。具体的には、傾斜面Ｔ２と側面Ｓ３との間隔は、リアクタ１の第１端面Ｓ１側に向かうほど大きくなっている。
　当接部８ｂは、本発明に係る「当接部」の一例である。当接部８ｂは、環状に形成される。当接部８ｂは、リアクタ１の側面Ｓ３に取り付けられる。当接部８ｂは、リアクタ１とともに長手方向に移動可能である。
　当接部８ｂは、固定部８ａの傾斜面Ｔ２と当接する。当接部８ｂは、固定部８ａとリアクタ１の側面Ｓ３との間に挟まれる。従って、膜モジュール２ａの作動開始時にハウジング３が長手方向に伸長すると、それに応じて当接部８ｂは固定部８ａの傾斜面Ｔ２に押し付けられる。よって、第１封止部８による保持性及び封止性を維持したままハウジング３の伸縮に対応できるため、リアクタ１及び第１封止部８に応力がかかって損傷することを抑制できる。
　しかしながら、ハウジング３のうち第１封止部８と接触する部分が短手方向に熱膨張すると、固定部８ａと当接部８ｂとの間における面圧が低下して第１封止部８の封止性能が低下するおそれがある。そこで、ハウジング３のうち第１封止部８と接触する部分を冷媒流路７で冷却することによって、固定部８ａと当接部８ｂとの間における面圧の低下を抑えることができ、その結果、第１封止部８の封止性能が低下することを抑制できる。
　また、図８に示すように、膜モジュール２ｂは、第２封止部５に類似する構成を有する第１封止部９を備えていてよい。第１封止部９は、ハウジング３とリアクタ１の第１端部１ａとの間を封止する。第１封止部９は、リアクタ１の第１端部１ａを保持する。
　第１封止部９は、リアクタ１の側面Ｓ３とハウジング３の内面Ｔ１とに接続される。第１封止部９は環状に形成される。第１封止部９は、長手方向に変形又は移動しない。第１封止部９の構成材料としては、例えばガラス、銀ろう、はんだ、無機系接着剤などが挙げられる。また、第１封止部９は高温の液体燃料や水蒸気には曝されないため、第１封止部９の構成材料としてゴムやプラスチックを用いることもできる。
　第１封止部９は、リアクタ１の側面Ｓ３とハウジング３の内面Ｔ１とに接続されているため、短手方向においてハウジング３の伸縮が繰り返されると第１封止部９が熱応力によって損傷して第１封止部９の封止性能が低下するおそれがある。そこで、ハウジング３のうち第１封止部９と接触する部分を冷媒流路７で冷却することによって、第１封止部９の損傷を抑えることができ、その結果、第１封止部９の封止性能が低下することを抑制できる。
　［変形例２］
　上記第１及び第２実施形態において、膜モジュール２は、ハウジング３のうち第１封止部４と接触する部分を冷却する冷却部（冷媒流路７又は放熱フィン７ａ）を備えることとしたが、これに加えて、ハウジング３のうち第２封止部５と接触する部分を冷却する冷却部を備えていてよい。このように、１つの封止部ごとに冷却部を設けることによって、すべての封止部の封止性能を維持できる。
　［変形例３］
　上記第１及び第２実施形態では、膜構造体の一例として、モノリス型のリアクタ１について説明したが、膜構造体の構成はこれに限られない。
　例えば、膜構造体は、モノリス型以外のリアクタであってよい。モノリス型以外のリアクタとしては、チューブ型のリアクタ（例えば、特開２０１８－００８９４０号公報）が代表的であるが、これには限られない。
　また、膜構造体は、混合流体に含まれる所望の成分を透過可能な分離膜を有する分離膜構造体であってよい。分離膜構造体としては、周知のもの（例えば、特開２０１８－１４９４７１号公報、特開２０１９－７６８４５号公報、国際公開第２０１８／０８８０６４号）を用いることができる。このように、本発明では、膜構造体の機能及び構成は問われない。
　［変形例４］
　上記第１実施形態において、冷媒流路７は、ハウジング３の外部に配置されることとしたが、ハウジング３の内部に配置されてもよい。
　［変形例５］
　上記第２実施形態において、膜モジュール２ａは、複数のフィンによって構成される放熱フィン７ａを備えることとしたが、放熱フィンは１枚以上のフィンによって構成されていればよい。
　例えば、図９に示すように、膜モジュール２ｃは、リアクタ１、ハウジング３、封止部４ｂ、及び１枚の放熱フィン７ｂを備える。
　リアクタ１の構成は、上記実施形態にて説明した通りである。
　ハウジング３は、フランジ３１、支持部材３２、押圧部材３３、筒本体３４、及び２枚のフランジガスケット３５を有する。フランジ３１は、原料ガス供給口３ａが中央に形成された環状部材である。支持部材３２は、フランジ３１と筒本体３４の間に配置される環状部材である。支持部材３２は、封止部４ｂを支持する。押圧部材３３は、支持部材３２に締結される。押圧部材３３は、リアクタ１の長手方向において封止部４ｂを押圧する。筒本体３４は、リアクタ１の側周を取り囲む筒状部材である。２枚のフランジガスケット３５は、支持部材３２の両側に配置される。フランジ３１と支持部材３２の間に配置されるフランジガスケット３５によって、フランジ３１と支持部材３２の間に隙間が形成される。支持部材３２と筒本体３４の間に配置されるフランジガスケット３５によって、支持部材３２と筒本体３４の間に隙間が形成される。
　封止部４ｂは、リアクタ１と支持部材３２の間に配置される。封止部４ｂは、環状に形成されており、リアクタ１の第１端部１ａを取り囲む。封止部４ｂは、リアクタ１の第１端部１ａと支持部材３２との隙間を封止する。封止部４ｂとしては、所謂グランドパッキンを用いることができる。グランドパッキンは、例えば膨張黒鉛によって構成することができる。封止部４ｂが押圧部材３３によって圧縮されることで、封止部４ｂがシール性を発揮する。封止部４ｂのシール性は、支持部材３２に対する押圧部材３３の締結力によって調整可能である。
　放熱フィン７ｂは、フランジ３１と筒本体３４の間に配置される環状部材である。本実施形態において、放熱フィン７ｂは、フランジ３１と筒本体３４とともに締結具Ｌ１によって共締めされている。放熱フィン７ｂは、ハウジング３の外表面に形成されている。具体的には、放熱フィン７ｂは、支持部材３２の外周に接続される。放熱フィン７ｂは、支持部材３２と一体的に形成されていてもよい。
　放熱フィン７ｂは、本発明に係る「冷却部」の一例である。放熱フィン７ｂは、ハウジング３のうち封止部４ｂと接触する部分（具体的には、支持部材３２）を冷却する。これによって、ハウジング３のうち封止部４ｂと接触する支持部材３２が短手方向に熱膨張することを局所的に抑制できるため、支持部材３２と封止部４ｂとの間における面圧の低下を抑えることができる。その結果、封止部４ｂの封止性能が低下することを抑制できる。
　以上、図９を参照しながら、リアクタ１の第１端部１ａ側における冷却構造について説明したが、図９に示した冷却構造は、リアクタ１の第２端部１ｂ側にも適用してもよいし、或いは、リアクタ１の第２端部１ｂ側だけに適用してもよい。
　［変形例６］
　上記第１実施形態では冷媒流路７を「冷却部」の一例として説明し、上記第２実施形態及び変形例５では放熱フィン７ａ，７ｂを「冷却部」の一例として説明したが、「冷却部」はこれらに限られない。
　例えば、図９に示した封止部４ｂ自体に形成される通気孔を「冷却部」として利用してもよい。具体的には、封止部４ｂがグランドパッキンである場合、支持部材３２に対する押圧部材３３の締結力を緩めることで封止部４ｂのシール性を一部失わせて通気孔とできる。原料ガス供給口３ａから第１空間Ｐ１に流入する高圧の原料ガスの一部は、封止部４ｂの通気孔を通って第４空間Ｐ４に流出する。このとき、原料ガスが断熱膨張に伴って温度が低下するため、ハウジング３のうち封止部４ｂと接触する部分（具体的には、支持部材３２）が冷却される。
　或いは、ハウジング３に形成される通気孔を「冷却部」として利用してもよい。例えば、図９には図示されていないが、第１空間Ｐ１と第４空間Ｐ４に連通する通気孔を支持部材３２に形成してもよい。この場合、支持部材３２の通気孔を通過する原料ガスの断熱膨張による温度低下によって、ハウジング３のうち封止部４ｂと接触する部分（具体的には、支持部材３２自体）が冷却される。
　[変形例７]
　図１０は、図１に示した膜モジュール２の断面図である。図１０では、リアクタ１の軸心に垂直な断面が図示されている。
　図１０に示すように、リアクタ１の内部を流出スリット１５が延びる第１延在方向は、掃引ガス排出口３ｄから外部に排出される掃引ガスの排出方向に対して傾斜又は直交していることが好ましい。具体的には、排出方向に対する第１延在方向の角度θ１は、４５度以上１３５度以下が好ましい。これによって、流出スリット１５の両側の開口部から掃引ガス排出口３ｄまでのガス流れの偏りを抑制できるため、掃引ガスの偏流を抑制できる。
　図１１は、図１に示した膜モジュール２の断面図である。図１１では、リアクタ１の軸心に垂直な断面が図示されている。
　図１１に示すように、リアクタ１の内部を流入スリット１４が延びる第２延在方向は、掃引ガス供給口３ｃから供給される掃引ガスの供給方向に対して傾斜又は直交していることが好ましい。具体的には、供給方向に対する第２延在方向の角度θ２は、４５度以上１３５度以下が好ましい。これによって、掃引ガス供給口３ｃから流入スリット１４の両側の開口部までのガス流れの偏りを抑制できるため、掃引ガスの偏流を抑制できる。
　［変形例８］
　上記第１及び第２実施形態において、分離膜３０は、原料ガスから液体燃料への転化反応の生成物の一つである水蒸気を透過させることとしたが、これに限られない。分離膜３０は、原料ガスから液体燃料への転化反応によって生成される液体燃料自体を透過させてもよい。この場合においても、上記式（１）の反応平衡を生成物側にシフトさせることができる。
　また、分離膜３０が液体燃料を透過させる場合には、水蒸気が生成されない反応（例えば、２Ｈ２＋ＣＯ　⇔　ＣＨ３ＯＨ）によって液体燃料を生成するときにおいても、反応平衡を生成物側にシフトさせることができる。
１　　　リアクタ
２，２ａ，２ｂ　　　膜モジュール
３　　　ハウジング
３ａ　　原料ガス供給口
３ｂ　　液体燃料排出口
３ｃ　　掃引ガス供給口
３ｄ　　掃引ガス排出口
５　　　第２封止部
６　　　流れ止め部
７　　　冷却流路
７ａ　　放熱フィン
４，８，９　　第１封止部
８ａ　　固定部
８ｂ　　当接部
１０　　多孔質支持体
２０　　触媒
３０　　分離膜

Claims (10)

  1. 　ハウジングと、
    　前記ハウジング内に収容される膜構造体と、
    　前記ハウジングと前記膜構造体との間を封止する封止部と、
    　前記ハウジングのうち前記封止部と接触する部分を冷却する冷却部と、
    を備える膜モジュール。
  2. 　前記冷却部は、冷媒が循環する冷媒流路である、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  3. 　前記冷媒流路は、前記ハウジングの外部に配置される、
    請求項２に記載の膜モジュール。
  4. 　前記冷却部は、前記ハウジングの外表面に形成された放熱フィンである、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  5. 　前記冷却部は、前記ハウジング又は前記封止部に形成された通気孔である、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  6. 　前記膜構造体は、水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応の生成物である水蒸気を透過させる分離膜を有するリアクタである、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  7. 　前記膜構造体は、混合流体に含まれる所望の成分を透過可能な分離膜を有する分離膜構造体である、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  8. 　前記封止部は、前記膜構造体とともに前記長手方向に移動可能である、
    請求項１に記載の膜モジュール。
  9. 　前記封止部は、弾性部材によって構成されるＯリングである、
    請求項８に記載の膜モジュール。
  10. 　前記封止部は、
    　前記ハウジングの内面に固定され、前記膜構造体の側面と対向する傾斜面を有する環状の固定部と、
    　前記側面に取り付けられ、前記傾斜面と当接する環状の当接部と、
    を有する、
    請求項８に記載の膜モジュール。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025629A (ja) * 1999-07-16 2001-01-30 Nissan Motor Co Ltd ガス分離装置
JP2002292250A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Toyoda Gosei Co Ltd 気体分離装置におけるシール構造
JP2018008940A (ja) * 2016-07-04 2018-01-18 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 メタノール製造方法およびメタノール製造装置
JP2019156658A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 Ｊｆｅスチール株式会社 二酸化炭素の再利用方法
WO2020071107A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 日本碍子株式会社 ガス分離方法およびガス分離装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001025629A (ja) * 1999-07-16 2001-01-30 Nissan Motor Co Ltd ガス分離装置
JP2002292250A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Toyoda Gosei Co Ltd 気体分離装置におけるシール構造
JP2018008940A (ja) * 2016-07-04 2018-01-18 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 メタノール製造方法およびメタノール製造装置
JP2019156658A (ja) * 2018-03-08 2019-09-19 Ｊｆｅスチール株式会社 二酸化炭素の再利用方法
WO2020071107A1 (ja) * 2018-10-04 2020-04-09 日本碍子株式会社 ガス分離方法およびガス分離装置

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