JP6490665B2 - モノリス型分離膜構造体、モノリス型分離膜構造体の製造方法及び脱水方法 - Google Patents
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Description
図1は、モノリス型分離膜構造体100の斜視図である。図2は、図1のA−A断面図である。図1では、モノリス型分離膜構造体100の内部構造が部分的に示されている。図1中の矢印は、透過分離成分である水(水蒸気)の流れを示している。
まず、上述した支持体211の多孔質材料を調製する。この際、骨材に粗粒骨材及び造孔材の少なくとも一方を添加することが好ましい。これによって、支持体211におけるHe透過抵抗を8.3×107Pa・sec/m2未満に簡便に調整することができる。粗粒骨材を添加する場合には、例えば、平均粒径1μm〜100μmのアルミナに対して平均粒径50μm〜300μmの粗粒アルミナを5wt%〜40wt%程度添加すればよい。また、造孔材を添加する場合には、骨材に対して造孔材を0.1wt%〜20wt%程度添加すればよい。造孔材としては、例えば吸水ポリマー、有機物、高分子、木材などの可燃性微粉末を用いることができる。なお、粗粒骨材と造孔材は併用することができる。
従来、浸透気化膜や蒸気透過膜などのガス分離膜を備えるモノリス型分離膜構造体では、透過側(すなわち、側面S3の外側)が減圧されるため、水蒸気が膨張することによって圧力損失が極めて大きくなるという問題があった。
以上、本発明の一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。
以下のようにして、サンプルNo.1〜No.6に係るモノリス型分離膜構造体を作製した。
各サンプルに係るモノリス型分離膜構造体を分離装置に組み込んで、透過側を減圧した浸透気化分離を行うことによって水フラックスを測定した。具体的には、モノリス型分離膜構造体を缶体に詰めて、集水セル側を真空ポンプで10Torrに減圧しながら、濾過セルにエタノール水溶液(濃度50質量%、50℃)を繰り返し流通させた。透過した水蒸気は、冷却トラップ装置によって冷却して回収し、その質量と濃度から水フラックス(膜面積あたりの水透過速度)を算出した。算出結果を表1に示す。
200 モノリス型基材
210 基材本体
211 支持体
215 中間層
216 表層
300 分離膜
TH1 第1貫通孔
TH2 第2貫通孔
Claims (7)
- 多孔質材料によって構成され、複数の第1貫通孔と複数の第2貫通孔が形成された支持体と、
前記支持体の第1端面を覆う第1シール部と、
前記支持体の第2端面を覆う第2シール部と、
前記複数の第1貫通孔の内側において筒状に形成され、浸透気化法又は蒸気透過法に用いられる分離膜と、
を備え、
前記複数の第1貫通孔それぞれの両端は、前記第1シール部と前記第2シール部に開口し、
前記複数の第2貫通孔それぞれの両端は、封止部材によって封止されており、
前記支持体におけるヘリウムガスの透過抵抗は、8.3×107Pa・sec/m2未満である、
モノリス型分離膜構造体。 - 前記支持体におけるヘリウムガスの透過抵抗は、5.6×107Pa・sec/m2以下である、
請求項1に記載のモノリス型分離膜構造体。 - 前記複数の第1貫通孔それぞれの内径は2.5mm以下である、
請求項1又は2に記載のモノリス型分離膜構造体。 - 前記複数の第1貫通孔それぞれと前記複数の第2貫通孔それぞれとの最短距離は0.65mm以下である、
請求項1乃至3のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体。 - 骨材を含む多孔質材料を調製する工程と、
前記多孔質材料によって、複数の第1貫通孔と複数の第2貫通孔を有する支持体を形成する工程と、
前記複数の第2貫通孔それぞれの両端開口を封止する工程と、
前記複数の第1貫通孔の内側において、浸透気化法又は蒸気透過法に用いられる分離膜を筒状に形成する工程と、
を備え、
前記支持体におけるヘリウムガスの透過抵抗は、8.3×107Pa・sec/m2未満である、
モノリス型分離膜構造体の製造方法。 - 前記多孔質材料を調製する工程において前記骨材に粗粒骨材及び造孔材の少なくとも一方を添加することによって、前記支持体におけるヘリウムガスの透過抵抗を8.3×107Pa・sec/m2未満に調整する、
請求項5に記載のモノリス型分離膜構造体の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のモノリス型分離膜構造体の前記複数の第1貫通孔に含水有機化合物液体を供給することによって前記含水有機化合物液体から水を分離する工程を備える脱水方法。
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