JPH03254807A - Membrane unit - Google Patents
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- JPH03254807A JPH03254807A JP2050447A JP5044790A JPH03254807A JP H03254807 A JPH03254807 A JP H03254807A JP 2050447 A JP2050447 A JP 2050447A JP 5044790 A JP5044790 A JP 5044790A JP H03254807 A JPH03254807 A JP H03254807A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は膜ユニットに関し、特に流体中から液体粒子を
除去する膜ユニットであって膜面上で目詰りの原因とな
る液体粒子の蓄積を防止できる構造を有した膜ユニット
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a membrane unit, and particularly to a membrane unit that removes liquid particles from a fluid, and which prevents the accumulation of liquid particles that cause clogging on the membrane surface. The present invention relates to a membrane unit having a structure capable of preventing the above.
例えば原子力発電所において用いられている従来の廃液
濃縮器は、第１１ＦｇＪに示すように、蒸発缶１０１と
凝縮器１０２から構成され、蒸発缶１０１は、循環パイ
プ１０３を介して、所内加熱蒸気１０４を用いて廃液を
加熱する加熱器１０５に結合されている。廃液濃縮器で
濃縮される廃液は、給液タンク側バルブ１０６を介して
廃液濃縮器に導入される。蒸発缶１０１で蒸発した水蒸
気は、エダクタ１０７で吸引されることにより凝縮器１
０２に移送され、ここで凝縮水に変換される。また、蒸
発缶１０１で濃縮された固体廃棄物を含む濃縮廃液は、
取出しパルプ１０８を介して次のプロセスへ導入される
。蒸発缶１０１の上部には気液分離装置１０９が配設さ
れているが、従来の分離装置ではミストの除去率が低く
、ミストも凝縮器１０２の側に移行することが多いとい
う不具合を有していた。その結果、従来の気液分離装置
では除染係数（ＤＦ）が１０３程度にしかならなかった
。除染係数が１０３程度では、特に放射性物質を含む廃
液処理においては、放射能汚染防止の観点から除去効率
が低すぎるので、廃液濃縮器の後段に凝縮水を更に処理
する脱塩器を設置する必要があった。For example, a conventional waste liquid concentrator used in a nuclear power plant is composed of an evaporator 101 and a condenser 102, as shown in No. 11FgJ. It is coupled to a heater 105 that heats the waste liquid using a heater. The waste liquid concentrated in the waste liquid concentrator is introduced into the waste liquid concentrator via the liquid supply tank side valve 106. The water vapor evaporated in the evaporator 101 is sucked in by the eductor 107 and transferred to the condenser 1.
02, where it is converted into condensed water. In addition, the concentrated waste liquid containing solid waste concentrated in the evaporator 101 is
It is introduced into the next process via the take-off pulp 108. A gas-liquid separator 109 is disposed above the evaporator 101, but conventional separators have a problem in that the removal rate of mist is low and the mist often migrates to the condenser 102 side. was. As a result, the decontamination factor (DF) of conventional gas-liquid separators was only about 103. If the decontamination coefficient is around 103, the removal efficiency is too low from the perspective of preventing radioactive contamination, especially when treating wastewater containing radioactive substances, so a desalination device is installed after the wastewater concentrator to further process the condensed water. There was a need.
以上の問題に鑑み、本出願人は、特開昭６３−２２１８
８１号公報に示されるように気液分離装置１０９の代り
に多孔質膜（膜デミスタ）を用いる方法を提案した。こ
の方法は、水蒸気等の気体は透過するが水等の液体は透
過しない性質を有する多孔質膜の作用を利用するもので
ある。この多孔質膜によれば、除染係数が１０６程度と
なり、後段に設置する必要があった脱塩器を省略するこ
とができ、原子力発電所システムが簡素となるという効
果が発揮される。In view of the above problems, the applicant has decided to
As shown in Japanese Patent No. 81, a method using a porous membrane (membrane demister) in place of the gas-liquid separator 109 was proposed. This method utilizes the effect of a porous membrane that allows gases such as water vapor to pass through, but not liquids such as water. According to this porous membrane, the decontamination coefficient is about 106, the desalination device that had to be installed in the latter stage can be omitted, and the nuclear power plant system can be simplified.
ところが、従来の多孔質膜では膜表面に付着したミスト
の回収の点について十分な配慮がなされておらず、ミス
トによって多孔質膜に目詰りが生じ、その結果多孔質膜
の透過流量が低減するという問題がその後見出された。However, with conventional porous membranes, sufficient consideration has not been given to collecting the mist adhering to the membrane surface, and the mist clogs the porous membrane, resulting in a reduction in the permeation flow rate through the porous membrane. The problem was later discovered.
本発明の目的は、−船釣に気液分離装置として機能する
多孔質膜において目詰りの原因となる膜表面上に付着し
たミストを効率良く回収できるよ・うに改善された膜ユ
ニットを提供することにある。The object of the present invention is to provide an improved membrane unit that can efficiently collect mist adhering to the membrane surface that causes clogging in a porous membrane that functions as a gas-liquid separation device for boat fishing. There is a particular thing.
本発明に係る第１の膜ユニットは、液体粒子を含む流体
について、流体を透過させ且つ液体粒子を透過させない
ことにより流体から液体粒子を分離する疎水性の多孔質
膜を用いて形成される膜ユニットであり、多孔質膜の表
面に蓄積された液体粒子を除去するための流路を設ける
ように構成されることを特徴とする。A first membrane unit according to the present invention is a membrane formed using a hydrophobic porous membrane that separates liquid particles from a fluid by allowing the fluid to pass therethrough but not allowing the liquid particles to pass therethrough. unit, characterized in that it is configured to provide a flow path for removing liquid particles accumulated on the surface of the porous membrane.
本発明に係る第２の膜ユニットは、前記第１の構成にお
いて、流路を親水性の繊維によって形成することを特徴
点として有する。The second membrane unit according to the present invention is characterized in that, in the first configuration, the flow path is formed of hydrophilic fibers.
本発明に係る第３の膜ユニットは、前記第２の構成にお
いて、親水性の繊維が下方向に向う流路を形成するよう
に配設されることを特徴点として有する。The third membrane unit according to the present invention is characterized in that, in the second configuration, the hydrophilic fibers are arranged to form a downward flow path.
本発明に係る第４の膜ユニットは、前記第１の構成にお
いて、流路を疎水性の繊維によって形成することを特徴
点として有する。A fourth membrane unit according to the present invention is characterized in that, in the first configuration, the flow path is formed of hydrophobic fibers.
本発明に係る第５の膜ユニットは、前記第１の構成にお
いて、流路が多孔質膜の表面に形成された溝であること
を特徴点として有する。A fifth membrane unit according to the present invention is characterized in that, in the first configuration, the flow path is a groove formed on the surface of the porous membrane.
本発明に係る第６の膜ユニットは、液体粒子を含む流体
について、流体を透過させ且つ液体粒子の透過させない
ことにより流体から液体粒子を分離する疎水性の多孔質
膜を用いて形成される膜ユニットであり、少なくとも１
枚の多孔質膜を袋状に形成し、この形状を有する多孔質
膜を、液体粒子の流路となるシート状部材を介設しなが
らパイプ部材に巻き付け、多孔質膜の内部とパイプ部材
の内部が連通状態になるように多孔質膜をパイプ部材に
組み付け、流体が多孔質膜を透過しパイプ部材を通って
取り出され、液体粒子が多孔質膜の表面に付着した後シ
ート状部材に案内されて除去されるように構成されるこ
とを特徴とする。A sixth membrane unit according to the present invention is a membrane formed using a hydrophobic porous membrane that separates liquid particles from the fluid by allowing the fluid to pass therethrough but not allowing the liquid particles to pass therethrough. unit, at least 1
A sheet of porous membrane is formed into a bag shape, and the porous membrane having this shape is wrapped around a pipe member while interposing a sheet-like member that serves as a flow path for liquid particles. The porous membrane is assembled to the pipe member so that the inside is in communication state, and the fluid permeates through the porous membrane and is taken out through the pipe member, and after the liquid particles adhere to the surface of the porous membrane, they are guided to the sheet-like member. and is configured to be removed.
本発明に係る第７の膜ユニットは、前記第６の構成にお
いて、液体粒子の流路となるシート状部材が、前記第２
〜第４のいずれかの膜ユニットの特徴である繊維によっ
て形成されることを特徴点として有する。In the seventh membrane unit according to the present invention, in the sixth configuration, the sheet-like member serving as a flow path for liquid particles is arranged in the second membrane unit.
- The characteristic point of any of the fourth membrane units is that they are formed of fibers.
本発明に係る第８の膜ユニットは、液体粒子を含む流体
について、流体を透過させ且つ液体粒子の透過させない
ことにより流体から液体粒子を分離する疎水性の多孔質
膜を用いて形成される膜ユニットであり、多孔質膜を平
板状形態であって袋状に形成し、当該形状を有する多孔
質膜を液体粒子の流路となるシート状部材を介設しなが
ら多層構造となるように積層し、当該積層構造を有する
複数の多孔質膜にパイプ部材を取付け、多孔質膜の内部
とパイプ部材の内部が連通状態になるように多孔質膜を
パイプ部材に組み付け、流体が多孔質膜を透過しパイプ
部材を通って取り出され、液体粒子が多孔質膜の表面に
付着した後シート状部材に案内されて除去されるように
構成されることを特徴とする。The eighth membrane unit according to the present invention is a membrane formed using a hydrophobic porous membrane that separates liquid particles from the fluid by allowing the fluid to pass therethrough but not allowing the liquid particles to pass therethrough. It is a unit in which a porous membrane is formed into a flat plate-like bag shape, and the porous membranes having the shape are laminated to form a multilayer structure with a sheet-like member interposed as a flow path for liquid particles. Then, a pipe member is attached to the plurality of porous membranes having the laminated structure, and the porous membrane is assembled to the pipe member so that the inside of the porous membrane and the inside of the pipe member are in communication, and the fluid passes through the porous membrane. It is characterized in that the liquid particles are permeated and taken out through a pipe member, and after adhering to the surface of the porous membrane, the liquid particles are guided to a sheet-like member and removed.
本発明に係る第９の膜ユニットは、前記第８の構成にお
いて、液体粒子の流路となるシート状部材が、前記第２
〜第４のいずれかの膜ユニットの特徴である繊維によっ
て形成されたことを特徴とする。In the ninth membrane unit according to the present invention, in the eighth configuration, the sheet-like member serving as a flow path for liquid particles is arranged in the second membrane unit.
- It is characterized by being formed of fibers, which is a feature of any of the fourth membrane units.
以上の構成を有する本発明に係る膜ユニットは、それぞ
れ、空気中のミストを除去するため、又は疎水性物質中
の水分を除去するため、又は蒸留器から発生する蒸気中
のミストを除去するために用いられることを特徴点とし
て有する。The membrane unit according to the present invention having the above configuration is used to remove mist in the air, water in a hydrophobic substance, or mist in steam generated from a distiller, respectively. The characteristic point is that it is used for.
本発明による膜ユニットでは、いずれの構成を有する場
合にも、疎水性の多孔質膜の表面に微細な液体粒子が付
着し、これがある程度成長したとき、多孔質膜の表面に
形成した流路を用いて液体粒子が外部に排除されやすい
ようにするものである。こうして多孔質膜の表面に付着
した液体粒子を可及的速やかに除去して、その成長を抑
制し、多孔質膜の表面の目詰まりを防止することができ
、これにより大流量の処理が可能となる。液体粒子が水
滴であり、この水滴を除去する流路が親水性の繊維で形
成されている場合には水滴は親水性繊維に吸収された状
態で多孔質膜表面から除去される。水滴を除去する流路
が疎水性の繊維で形成されている場合には、水滴は多孔
質膜表面から剥離された状態で除去される。上記の多孔
質膜表面に付着する液体粒子の除去の作用は、膜ユニッ
トがスパイラル型で形成された場合でも、平板形態の多
孔質膜を積層して形成した場合でも同様に発生する。In the membrane unit according to the present invention, regardless of the configuration, fine liquid particles adhere to the surface of the hydrophobic porous membrane, and when these particles grow to a certain extent, the flow channels formed on the surface of the porous membrane are formed. This makes it easier for liquid particles to be expelled to the outside. In this way, liquid particles adhering to the surface of the porous membrane can be removed as quickly as possible, their growth can be suppressed, and clogging of the surface of the porous membrane can be prevented, making it possible to process large flow rates. becomes. When the liquid particles are water droplets and the channel for removing the water droplets is formed of hydrophilic fibers, the water droplets are removed from the surface of the porous membrane while being absorbed by the hydrophilic fibers. When the channel for removing water droplets is formed of hydrophobic fibers, the water droplets are removed while being separated from the surface of the porous membrane. The above-mentioned effect of removing liquid particles adhering to the surface of the porous membrane occurs in the same way whether the membrane unit is formed in a spiral type or when formed by laminating flat plate-shaped porous membranes.
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
最初に、本発明に係る膜ユニットを案出するに至るため
の実験及びその結果について説明する。First, an explanation will be given of experiments and their results for devising the membrane unit according to the present invention.
この実験では蒸気の代りに空気を使用し、この空気中に
超音波ネプライザ（噴霧器）を用いて平均粒径１０μｍ
のミストを発生させ、かかる空気を疎水性多孔質膜に一
定差圧の状態で透過させ、多孔質膜表面におけるミスト
の成長状態の観察と透過流量の変化の測定を行った。In this experiment, air was used instead of steam, and an ultrasonic nebulizer (atomizer) was used in this air to produce particles with an average diameter of 10 μm.
A mist was generated, and the air was permeated through a hydrophobic porous membrane at a constant pressure difference, and the growth state of the mist on the surface of the porous membrane was observed and changes in the permeation flow rate were measured.
第２図における特性Ｂは、前記実験によって得られた透
過流量の変化を示す。この例で明らかなように、時間の
経過に伴い透過流量は最初の流量の１／４にまで低下す
る。Characteristic B in FIG. 2 shows the change in permeation flow rate obtained through the experiment. As is clear from this example, the permeation flow rate decreases to 1/4 of the initial flow rate over time.
第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に従って疎水性多孔質膜
の表面でのミスト成長状態を、通常の滴下した水滴の状
態と比較して示し、前記の透過流量の低減に理由につい
て考察する。第３図（Ｃ）は水滴１が膜状素材２に滴下
した状態を示し、この場合には接触角θのほぼ球体の形
状を有している。これに対して第３図（Ａ）に示される
ような疎水性の多孔質膜３に付着したミスト４の成長に
よる水滴５は、第３図（Ｂ）に示すように膜の表面に一
様に拡がり、疎水性多孔質膜３の細かい孔を塞いでしま
うということが判明した。この原因は、水滴５が膜の表
面に付着した小径のミスト４から成長するためであり、
ミスト４が膜面に付着した際に吸着などによって自由エ
ネルギが減少しミストが移動しにくくなるためである。Figures 3 (A), (B), and (C) show the state of mist growth on the surface of the hydrophobic porous membrane in comparison with the state of normal dropped water droplets, and show the reasons for the reduction in the permeation flow rate mentioned above. Let's consider. FIG. 3(C) shows a state in which a water droplet 1 is dropped onto the film-like material 2, and in this case, it has a substantially spherical shape with a contact angle θ. On the other hand, water droplets 5 due to the growth of mist 4 adhering to the hydrophobic porous membrane 3 as shown in FIG. 3(A) are uniformly spread over the surface of the membrane as shown in FIG. 3(B). It was found that the particles spread to block the fine pores of the hydrophobic porous membrane 3. The reason for this is that the water droplets 5 grow from the small diameter mist 4 attached to the surface of the film.
This is because when the mist 4 adheres to the film surface, free energy decreases due to adsorption, etc., making it difficult for the mist to move.
このようことから、付着したミストの成長によって生成
された水滴５を強制的に取り除かない限り、疎水性多孔
質膜３の透過流量の低減は改善されないということが判
明した。From this, it has been found that the reduction in the permeation flow rate of the hydrophobic porous membrane 3 cannot be improved unless the water droplets 5 generated by the growth of the attached mist are forcibly removed.
次に、上記の原因を考慮して提案される本発明に係る膜
ユニットの要部の基本的構成を示す実施例を第１図に基
づいて説明する。この実施例では、疎水性の多孔質膜１
０のミストが付着する面に複数本の親水性繊維１１をそ
れぞれ所要の間隔を隔てて図中縦方向に取り付けている
。親水性繊維１１は約１０μｍの細い繊維を多数より合
せて約５００μｍにしたものである。かかる構造を有し
た多孔質膜１０にミストを含む蒸気の如き流体１２を流
して透過させると、疎水性多孔質膜１０の表面にミスト
が付着し、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すようにミストが
成長し、水滴が生成する。偏平に成長した水滴が親水性
繊維１に接触すると、水滴は親水性繊維１１に吸収され
る。親水性繊維１１に吸収された水滴は、繊維１１を伝
わって重力により矢印１４に示す如く、落下し、多孔質
膜１０から取り除かれる。この結果多孔質膜工０の反対
側には蒸気１３のみが取り出される。Next, an embodiment showing the basic configuration of the essential parts of a membrane unit according to the present invention proposed in consideration of the above causes will be described based on FIG. 1. In this example, a hydrophobic porous membrane 1
A plurality of hydrophilic fibers 11 are attached at required intervals in the vertical direction in the figure on the surface to which the zero mist adheres. The hydrophilic fiber 11 is made by twisting a large number of thin fibers of about 10 μm to about 500 μm. When a fluid 12 such as vapor containing mist is passed through the porous membrane 10 having such a structure, the mist adheres to the surface of the hydrophobic porous membrane 10, as shown in FIGS. 3(A) and 3(B). As shown, the mist grows and water droplets are generated. When the water droplets that have grown flat come into contact with the hydrophilic fibers 1, the water droplets are absorbed by the hydrophilic fibers 11. The water droplets absorbed by the hydrophilic fibers 11 fall due to gravity through the fibers 11 as shown by arrows 14, and are removed from the porous membrane 10. As a result, only the steam 13 is taken out on the opposite side of the porous membrane 0.
上記の実施例による透過流量の変化を第２図の特性Ａに
示す。この実験例では、蒸気の代りに先の実験例の場合
と同様に超音波ネプライザによってミストが加えられた
空気を使用している。第２図に示された特性Ａによれば
、従来の特性Ｂに比較して透過流量の低下が小さくなり
、大きな流量であっても処理することができるという利
点を有することが分かる。Characteristic A in FIG. 2 shows the change in permeation flow rate according to the above embodiment. In this experimental example, instead of steam, air to which mist was added by an ultrasonic nebulizer was used as in the previous experimental example. It can be seen that characteristic A shown in FIG. 2 has the advantage that the permeation flow rate decreases less than the conventional characteristic B, and even a large flow rate can be treated.
以上のように、疎水性多孔質膜１０の一方の面に上下方
向に向いた親水性繊維１１を配設するだけで、多孔質膜
１０に付着したミストを除去することができ、これによ
って多孔質膜の透過流量の低減を抑制することができる
。親水性繊維１１の配設方向は上下方向を向いていれば
良く、斜め方向であっても構わない。要するに、多孔質
膜１０に付着し、成長した水滴を除去できる作用を有す
る構造にて取り付けられることが必要である。As described above, simply by arranging the hydrophilic fibers 11 oriented in the vertical direction on one surface of the hydrophobic porous membrane 10, the mist attached to the porous membrane 10 can be removed. It is possible to suppress a reduction in the permeation flow rate through the membrane. The direction in which the hydrophilic fibers 11 are arranged only needs to be in the vertical direction, and may be in the diagonal direction. In short, it is necessary to attach the porous membrane 10 with a structure that can remove water droplets that have grown and adhered to the porous membrane 10.
次に本発明の他の実施例を第４図〜第８図を用いて説明
する。この実施例による疎水性多孔質膜を利用した膜ユ
ニットは、全体形状が円筒形を有しスパイラル型の膜ユ
ニットであり、基本構造は前記実施例に基づいている。Next, another embodiment of the present invention will be described using FIGS. 4 to 8. The membrane unit using the hydrophobic porous membrane according to this example is a spiral type membrane unit having a cylindrical overall shape, and the basic structure is based on the above example.
第４図は膜ユニットの一部を展開して示した斜視図、第
５図は多孔質膜部分を広げた膜ユニットの横断面図、第
６図は多孔質膜部分を円筒形の形状になるように巻き付
けた膜ユニットの横断面図、第７図はケーシングを備え
た膜ユニットの縦断面図である。Fig. 4 is a perspective view showing a part of the membrane unit expanded, Fig. 5 is a cross-sectional view of the membrane unit with the porous membrane part expanded, and Fig. 6 is a cylindrical shape of the porous membrane part. FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of the membrane unit equipped with a casing.
この膜ユニット２０はスパイラル形状を有し、各図にお
いて２１は親水性繊維であってネット状に形成されたシ
ート、２２は疎水性多孔質膜、２３はスペーサ、２４は
パイプ部材である。多孔質膜２２は比較的に長い矩形形
状を有し、−辺が開放された状態の袋体として形成され
ている。袋状の多孔質膜２２は例えば２枚用意され、そ
れぞれの内部にスペーサ２３が配設される。スペーサ２
３は袋状多孔質膜２２の内部に流体が通過することので
きる十分な隙間を確保する機能を有する。This membrane unit 20 has a spiral shape, and in each figure, 21 is a sheet of hydrophilic fibers formed in a net shape, 22 is a hydrophobic porous membrane, 23 is a spacer, and 24 is a pipe member. The porous membrane 22 has a relatively long rectangular shape and is formed as a bag with the - side open. For example, two bag-shaped porous membranes 22 are prepared, and a spacer 23 is provided inside each of them. Spacer 2
3 has a function of ensuring a sufficient gap within the bag-like porous membrane 22 through which fluid can pass.
パイプ部材２４は所要の長さを有しており、その周壁に
軸方向に２つのスリット状の開口部２４ａが形成されて
いる。２つの開口部２４ａは例えば対称位置に配置され
る。パイプ部材２４の開口部２４ａのそれぞれには、例
えば第５図に示すように袋状多孔質膜２２の開放された
辺部分が密閉状態に接続されている。第６図に示される
ように取り付けられた多孔質膜２２の一方の表面にほぼ
同一面積を有する前記疎水性繊維シート２１を配置し、
かかる状態で袋状多孔質膜２２と親水性繊維シート２１
をパイプ部材２４の回りにスパイラル状に巻き付ける。The pipe member 24 has a required length, and has two slit-shaped openings 24a formed in its peripheral wall in the axial direction. The two openings 24a are arranged, for example, at symmetrical positions. For example, as shown in FIG. 5, open side portions of the bag-shaped porous membrane 22 are connected to each of the openings 24a of the pipe member 24 in a sealed state. The hydrophobic fiber sheet 21 having approximately the same area is arranged on one surface of the porous membrane 22 attached as shown in FIG.
In this state, the bag-like porous membrane 22 and the hydrophilic fiber sheet 21
is wound around the pipe member 24 in a spiral shape.
この状態を第６図に示す。こうして膜ユニット２０が形
成されるが、実際上は、第７図に示されるようにスパイ
ラル構造を有するように形成された膜ユニット２０は、
円筒形のケーシング２５の中に、その軸方向が上下方向
となるように収容される。この場合において、パイプ部
材２４の上端は開放されており、その下端は閉じられて
いる。またケーシング２５の上壁の一部にミストを含む
蒸気が導入される取入れ口２５ａが設けられ、ケーシン
グ２５の下面は閉じられている。取入れ０２５ａを経由
して膜ユニットに供給されたミストを含む蒸気は多孔質
膜２２によって気液分離作用を受ける。その結果、気体
である蒸気は袋状多孔質膜２２を透過し、その内部の隙
間を通過してパイプ部材２４の内部に入り、パイプ部材
２４の上端の開口部より外部に取り出される。一方、蒸
気の中に含まれるミストは多孔質膜２２によって分離さ
れ、その外表面に付着する。This state is shown in FIG. The membrane unit 20 is formed in this way, but in reality, the membrane unit 20 formed to have a spiral structure as shown in FIG.
It is housed in a cylindrical casing 25 so that its axial direction is the vertical direction. In this case, the pipe member 24 has an open upper end and a closed lower end. Further, an intake port 25a through which steam containing mist is introduced is provided in a part of the upper wall of the casing 25, and the lower surface of the casing 25 is closed. The vapor containing mist supplied to the membrane unit via the intake 025a is subjected to a gas-liquid separation effect by the porous membrane 22. As a result, the vapor, which is a gas, passes through the bag-like porous membrane 22, passes through the internal gap, enters the inside of the pipe member 24, and is taken out from the opening at the upper end of the pipe member 24. On the other hand, mist contained in the vapor is separated by the porous membrane 22 and adheres to its outer surface.
多孔質膜２２の外表面に付着したミストが水滴として戊
長し、親水性繊維シート２１に接触すると、成長した水
滴は親水性繊維シート２１に吸収され、水滴の重さで、
親水性繊維２１を伝って下方に移動（７、ケーシング２
５の下部に水滴が集められる。When the mist adhering to the outer surface of the porous membrane 22 grows into water droplets and comes into contact with the hydrophilic fiber sheet 21, the grown water droplets are absorbed by the hydrophilic fiber sheet 21, and due to the weight of the water droplets,
Moves downward along the hydrophilic fibers 21 (7, casing 2
Water droplets are collected at the bottom of 5.
こうして、多孔質膜２２によって分離されたミストはそ
の成長に伴い親水性繊維シート２１の作用により多孔質
膜の付着面から除去される。従って、多孔質膜２２の透
過流量を高く維持することができる。In this way, the mist separated by the porous membrane 22 is removed from the adhering surface of the porous membrane by the action of the hydrophilic fiber sheet 21 as it grows. Therefore, the permeation flow rate of the porous membrane 22 can be maintained high.
第４図では、ミストを含む蒸気の流れを矢印２６として
示し、多孔質膜２２によってミストが除去された蒸気の
流れを矢印２７として示している。In FIG. 4, arrows 26 indicate the flow of vapor containing mist, and arrows 27 indicate the flow of vapor from which the mist has been removed by the porous membrane 22.
ミストを含む蒸気の流れは第７図で示したように実際に
は上方より多孔質膜２２に導入される。第４図中矢印２
８は下方より取り出される水滴である。以上の流体の流
れ２６，２７．２８の関係は前述した第７図でも同じで
ある。なお第４図で明らかなように、この実施例による
親水性繊維シート２１の各繊維は斜めになるように織ら
れており、これによって多孔質膜２２の外表面で成長し
た水滴はシート２１の親水性繊維に案内されて下方に移
動する。The flow of vapor containing mist is actually introduced into the porous membrane 22 from above, as shown in FIG. Arrow 2 in Figure 4
8 is a water droplet taken out from below. The above relationship between the fluid flows 26, 27, and 28 is the same in FIG. 7 described above. As is clear from FIG. 4, each fiber of the hydrophilic fiber sheet 21 according to this embodiment is woven diagonally, so that water droplets grown on the outer surface of the porous membrane 22 are absorbed by the sheet 21. It moves downward guided by hydrophilic fibers.
以上の構造を有する膜ユニットを第１１図に示した廃液
濃縮器の気液分離装置１０９の代りに、又は気液分離装
置１０９と凝縮器１０２との間に設置することによって
、ミストの付着による目詰まりに起因する透過流量の低
減を防止し、大流量の処理を可能とすることができる。By installing the membrane unit having the above structure in place of the gas-liquid separation device 109 of the waste liquid concentrator shown in FIG. 11, or between the gas-liquid separation device 109 and the condenser 102, It is possible to prevent a reduction in the permeation flow rate due to clogging and enable processing of a large flow rate.
この場合に、徐染係数を従来の１０３から１０６に改善
することができる。In this case, the slow dyeing coefficient can be improved from the conventional 103 to 106.
次に平板形態を有する袋状の多孔質膜を積層してなる膜
ユニットの実施例について説明する。先ず最初の実施例
は第８図に示されるように、複数枚の平板形態を有する
袋状の多孔質膜３０をそれぞれの間に親水性繊維で作っ
たシート２１を介設して積層し、かかる積層構造を有す
る膜ユニットを立設し、例えば横方向に各多孔質膜３０
を貫通するように配置されたパイプ部材３１を取り付け
る。袋状の多孔質膜３０の内部にはスペーサ２３が配設
されている。袋状の各多孔質膜３０の内部とパイプ部材
３１の内部空間は互いに連通ずるように接続されている
。この構造によっても前記実施例の場合と同様に、パイ
プ部材３１の開口端部から多孔質膜３０によって分離さ
れた蒸気が取り出され、一方親水性繊維シート２１の下
部からは水滴が取り出される。積層構造を有する膜ユニ
ットの他の実施例としては、多孔質膜の間にパツキンを
配設して積層させるように構成することができる。Next, an example of a membrane unit formed by laminating bag-shaped porous membranes having a flat plate configuration will be described. First, as shown in FIG. 8, in the first embodiment, a plurality of bag-shaped porous membranes 30 each having a flat plate shape are laminated with a sheet 21 made of hydrophilic fiber interposed between them. A membrane unit having such a laminated structure is installed upright, and each porous membrane 30 is placed in the horizontal direction, for example.
A pipe member 31 is attached so as to penetrate through the pipe member 31. A spacer 23 is provided inside the bag-shaped porous membrane 30 . The interior of each bag-shaped porous membrane 30 and the interior space of the pipe member 31 are connected to communicate with each other. With this structure, as in the previous embodiment, steam separated by the porous membrane 30 is taken out from the open end of the pipe member 31, while water droplets are taken out from the lower part of the hydrophilic fiber sheet 21. As another example of a membrane unit having a laminated structure, a packing may be disposed between porous membranes and the membrane units may be laminated.
前記の各実施例による膜ユニットでは、原子力発電所の
廃液濃縮器から発生する蒸気の中のミストを除去する例
を説明したが、本発明による膜ユニットは更に一般的に
使用することができ、例えば空気などの気体中からミス
トを除去する場合にも使用することができる。また、疎
水性多孔質膜は油などの親油性の流体を透過させること
ができるため、油中の水分を除去する場合にも本発明に
よる膜ユニットを利用することができる。Although the membrane unit according to each of the above embodiments has been described as an example of removing mist from steam generated from a waste liquid concentrator of a nuclear power plant, the membrane unit according to the present invention can be used more generally. For example, it can also be used to remove mist from a gas such as air. Furthermore, since the hydrophobic porous membrane can permeate lipophilic fluids such as oil, the membrane unit according to the present invention can also be used to remove water from oil.
前記の実施例では、多孔質膜の表面に付着したミストが
成長して生成された水滴の除去を親水性繊維シートを用
いて行ったが、この親水性繊維シートを使用せず、多孔
質膜の表面に例えば折畳み形態を与えることなどによっ
て溝を形成し、この溝で水滴を除去するように構成する
こともできる。In the above example, a hydrophilic fiber sheet was used to remove water droplets generated by the growth of mist adhering to the surface of a porous membrane. It is also possible to form grooves on the surface, for example by giving a folded shape, and to remove water droplets using these grooves.
この実施例を第９図に示す。図中、４０は複数の溝４１
を表面に有する多孔質膜であり、１２はミストを含む蒸
気、１３はミストが除去された蒸気である。水滴は溝４
１に案内されて矢印１４の如く下方に取り出される。こ
の実施例によっても水滴除去の効果が生じるが、水滴に
よって覆われる多孔質膜の表面の面積が増すので、透過
流量の減少を防止する効果は親水性繊維を用いた場合の
実施例に比較して小さくなる。This embodiment is shown in FIG. In the figure, 40 is a plurality of grooves 41
12 is vapor containing mist, and 13 is vapor from which the mist has been removed. Water droplets are groove 4
1 and taken out downward as shown by arrow 14. This example also has the effect of removing water droplets, but since the area of the surface of the porous membrane covered by water droplets increases, the effect of preventing a decrease in the permeation flow rate is less than that of the example using hydrophilic fibers. becomes smaller.
第１０図は多孔質膜表面に付着したミストの成長によっ
て生じた水滴を疎水性繊維を用いて除去する実施例を示
す。第１０図は第８図と同様な図であり、第８図に示し
たものと同様な構成要素には同一の符号を付してその説
明を省略する。この図示例では例えば２枚の袋状多孔質
膜３０を積層して設置している。各多孔質膜３０の両側
の表面には疎水性繊維で形成したシート５０を配設する
。FIG. 10 shows an example in which water droplets generated by the growth of mist adhering to the surface of a porous membrane are removed using hydrophobic fibers. FIG. 10 is a diagram similar to FIG. 8, and constituent elements similar to those shown in FIG. 8 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. In this illustrated example, two bag-shaped porous membranes 30 are stacked and installed, for example. Sheets 50 made of hydrophobic fibers are disposed on both surfaces of each porous membrane 30.
従って２つの多孔質膜３０の間の空間には２枚の疎水性
繊維シート５０が配設される。疎水性繊維シート５０を
多孔質膜３０の表面に配設すれば、膜面において成長し
た水滴が膜面で広がることができないので、水滴を除去
することができる。第１０図に示された構成例では平板
状の形態を有する多孔質膜３０を所定の位置関係にてパ
イプ部材３１取り付けることにより、多孔質膜３０の間
に水滴が落下するための所要の間隙を確保している。Therefore, two hydrophobic fiber sheets 50 are placed in the space between the two porous membranes 30. If the hydrophobic fiber sheet 50 is disposed on the surface of the porous membrane 30, water droplets that have grown on the membrane surface cannot spread on the membrane surface, so that the water droplets can be removed. In the configuration example shown in FIG. 10, by attaching the porous membrane 30 having a flat plate shape to the pipe member 31 in a predetermined positional relationship, a required gap is created between the porous membranes 30 for water droplets to fall. is ensured.
また第４図などに示すようなスパイラル構造を有する膜
ユニットにおいて、疎水性繊維によるシートを用いた場
合には、多孔質膜の表面から剥離した水滴が落下するた
めの間隙を確保する目的で、膜の間に疎水性繊維、スペ
ーサ、疎水性繊維からなる三層構造を形成することが必
要である。In addition, when a sheet made of hydrophobic fibers is used in a membrane unit having a spiral structure as shown in FIG. It is necessary to form a three-layer structure consisting of hydrophobic fibers, spacers, and hydrophobic fibers between the membranes.
以上の説明で明らかなように、本発明の特徴は、気液分
離機能を有する多孔質膜を用いた膜ユニットにおいて、
膜面に付着した液体粒子を効率良く除去し、回収する構
成として膜面に流路を形成したことに特徴がある。流路
の構造に関しては前記作用と同様な作用を有する各種の
変形実施例を考えることができる。また分離される対象
となる気液も種々の対象を想定することができる。As is clear from the above description, the characteristics of the present invention are that in a membrane unit using a porous membrane having a gas-liquid separation function,
The feature is that a flow path is formed on the membrane surface to efficiently remove and recover liquid particles attached to the membrane surface. Regarding the structure of the flow path, various modified embodiments having the same effect as the above-mentioned effect can be considered. Furthermore, various gas and liquid targets can be assumed to be separated.
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、膜ユニ
ットの気液分離機能を有する多孔質膜の表面に付着する
液体粒子を、流路を設けることにより液体粒子が十分に
成長する前に除去できるように構成したため、液体粒子
の成長に起因する多孔質膜の目詰まりを防止でき、透過
流量の低減を防止することができるので大流量の流体に
関し気液分離を行うことができる。As is clear from the above description, according to the present invention, liquid particles adhering to the surface of a porous membrane having a gas-liquid separation function of a membrane unit can be removed by providing a flow path before the liquid particles fully grow. Since the structure is configured such that the porous membrane can be removed immediately, clogging of the porous membrane due to the growth of liquid particles can be prevented, and a reduction in the permeation flow rate can be prevented, so that gas-liquid separation can be performed with respect to a large flow rate of fluid.
スパイラル型に構成された膜ユニットによれば、気液分
離装置をコンパクト且つ小型に作製することができ、実
用性が高いという効果がある。According to the spiral-shaped membrane unit, the gas-liquid separation device can be made compact and small, and has the advantage of being highly practical.
また複数枚の多孔質膜を積層構造にして構成された膜ユ
ニットは膜表面を大きくすることができるため、更に大
量の流体に関して気液分離を行うことができる。Furthermore, since a membrane unit constructed by laminating a plurality of porous membranes can have a large membrane surface, it is possible to perform gas-liquid separation on an even larger amount of fluid.
第１図は本発明による膜ユニットの基本的構成を示す斜
視図、第２図は本発明による膜ユニットの透過流量特性
と従来の膜ユニットの透過流量特性を比較して説明する
ためのグラフ、第３図は多孔質膜の表面におけるミスト
の成長を説明するための図、第４図は本発明の第１実施
例を示すスパイラル型膜ユニットの部分分解斜視図、第
５図は多孔質膜を広げて示したスパイラル型膜ユニット
の横断面図、第６図は多孔質膜を巻き付けた状態のスパ
イラル型膜ユニットの横断面図、第７図は同スパイラル
型膜ユニットの縦断面図、第８図は本発明の第２実施例
を示す積層型の膜ユニットを示す横断面図、第９図は本
発明の第３実施例を示す溝を有した構造の膜ユニットを
示す斜視図、第１０図は本発明の第４実施例を示す疎水
性繊維を利用した膜ユニットの横断面図、第１１図は本
発明による膜ユニットを適用できる原子力発電所の廃液
濃縮器関係の系統を示したシステム図である。
〔符号の説明〕
１．５・・
３．１０゜
４− ・ ・ ｅ ・
１１ ・ ・ ・ ・
２０ ・ ・ ・ ・
２１ ・ ・ ・ ・
２３ ・ ・ ・ ・
２４．３１ ・
２５ ・ ・ ・ ・
４１ ・ ・ ・ ・
５０ ・ ・ ・ ・
１０９ ・ ・ ・
・水滴
２．３０．４０
・疎水性多孔質膜
・ミスト
・親水性繊維
・膜ユニット
・親水性繊維シート
・スペーサ
・パイプ部材
・ケーシング
・溝
・疎水性繊維シート
・気液分離装置FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the membrane unit according to the present invention, and FIG. 2 is a graph for comparing and explaining the permeation flow rate characteristics of the membrane unit according to the present invention and the permeation flow rate characteristics of a conventional membrane unit. FIG. 3 is a diagram for explaining the growth of mist on the surface of a porous membrane, FIG. 4 is a partially exploded perspective view of a spiral membrane unit showing the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining the growth of mist on the surface of a porous membrane. FIG. 6 is a cross-sectional view of the spiral-wound membrane unit with a porous membrane wrapped around it, and FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view of the same spiral-wound membrane unit. 8 is a cross-sectional view showing a laminated membrane unit according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a perspective view showing a membrane unit having a grooved structure according to a third embodiment of the present invention, and FIG. Fig. 10 is a cross-sectional view of a membrane unit using hydrophobic fibers showing a fourth embodiment of the present invention, and Fig. 11 shows a system related to a waste liquid concentrator of a nuclear power plant to which the membrane unit according to the present invention can be applied. It is a system diagram. [Explanation of symbols] 1.5... 3.10゜4- ・ ・ e ・ 11 ・ ・ ・ 20 ・ ・ ・ ・ 21 ・ ・ ・ ・ 23 ・ ・ ・ ・ 24.31 ・ 25 ・ ・ ・ ・ 41 ... Hydrophobic fiber sheet/gas-liquid separation device
Claims (12)
せ且つ前記液体粒子を透過させないことにより前記流体
から前記液体粒子を分離する疎水性の多孔質膜を用いて
形成される膜ユニットであり、前記多孔質膜の表面に蓄
積された前記液体粒子を除去するための流路を設けたこ
とを特徴とする膜ユニット。(1) A membrane unit formed using a hydrophobic porous membrane that separates the liquid particles from the fluid by allowing the fluid to pass therethrough and not allowing the liquid particles to pass through, for a fluid containing liquid particles; A membrane unit characterized in that a flow path is provided for removing the liquid particles accumulated on the surface of the porous membrane.
親水性の繊維によって形成されることを特徴とする膜ユ
ニット。(2) The membrane unit according to claim 1, wherein the flow path is formed of hydrophilic fibers.
の繊維は下方向に向う流路を形成するように配設される
ことを特徴とする膜ユニット。(3) The membrane unit according to claim 2, wherein the hydrophilic fibers are arranged to form a downward flow path.
疎水性の繊維によって形成されることを特徴とする膜ユ
ニット。(4) The membrane unit according to claim 1, wherein the flow path is formed of hydrophobic fibers.
前記多孔質膜の表面に形成された溝であることを特徴と
する膜ユニット。(5) The membrane unit according to claim 1, wherein the flow path is a groove formed on the surface of the porous membrane.
せ且つ前記液体粒子の透過させないことにより前記流体
から前記液体粒子を分離する疎水性の多孔質膜を用いて
形成される膜ユニットであり、少なくとも１枚の前記多
孔質膜を袋状に形成し、この形状を有する多孔質膜を、
前記液体粒子の流路となるシート状部材を介設しながら
パイプ部材に巻き付け、前記多孔質膜の内部と前記パイ
プ部材の内部が連通状態になるように前記多孔質膜を前
記パイプ部材に組み付け、前記流体が前記多孔質膜を透
過し前記パイプ部材を通って取り出され、前記液体粒子
が前記多孔質膜の表面に付着した後前記シート状部材に
案内されて除去されることを特徴とする膜ユニット。(6) A membrane unit formed using a hydrophobic porous membrane that separates the liquid particles from the fluid by allowing the fluid to pass therethrough and not allowing the liquid particles to pass through the fluid containing liquid particles; At least one porous membrane is formed into a bag shape, and the porous membrane having this shape is
Wrapping the porous membrane around the pipe member while interposing a sheet-like member that serves as a flow path for the liquid particles, and assembling the porous membrane onto the pipe member so that the inside of the porous membrane and the inside of the pipe member are in communication. , the fluid permeates through the porous membrane and is taken out through the pipe member, and the liquid particles adhere to the surface of the porous membrane and then are guided to the sheet-like member and removed. membrane unit.
子の流路となるシート状部材は、請求項２〜４のいずれ
か１項に記載された繊維によって形成されることを特徴
とする膜ユニット。(7) The membrane unit according to claim 6, wherein the sheet-like member serving as a flow path for the liquid particles is formed of the fiber according to any one of claims 2 to 4. unit.
せ且つ前記液体粒子の透過させないことにより前記流体
から前記液体粒子を分離する疎水性の多孔質膜を用いて
形成される膜ユニットであり、前記多孔質膜を平板状形
態であって袋状に形成し、当該形状を有する多孔質膜を
前記液体粒子の流路となるシート状部材を介設しながら
多層構造となるように積層し、当該積層構造を有する複
数の前記多孔質膜にパイプ部材を取付け、多孔質膜の内
部とパイプ部材の内部が連通状態になるように前記多孔
質膜を前記パイプ部材に組み付け、前記流体が前記多孔
質膜を透過し前記パイプ部材を通って取り出され、前記
液体粒子が前記多孔質膜の表面に付着した後前記シート
状部材に案内されて除去されることを特徴とする膜ユニ
ット。(8) A membrane unit formed using a hydrophobic porous membrane that separates the liquid particles from the fluid by allowing the fluid to pass therethrough and not allowing the liquid particles to pass through, for a fluid containing liquid particles; The porous membrane is formed into a tabular bag shape, and the porous membranes having the shape are laminated to form a multilayer structure while interposing a sheet-like member that serves as a flow path for the liquid particles, A pipe member is attached to the plurality of porous membranes having the laminated structure, and the porous membrane is assembled to the pipe member so that the inside of the porous membrane and the inside of the pipe member are in communication, and the fluid flows through the porous membranes. A membrane unit characterized in that the liquid particles permeate through the porous membrane and are taken out through the pipe member, and after the liquid particles adhere to the surface of the porous membrane, they are guided by the sheet-like member and removed.
子の流路となるシート状部材は、請求項２〜４のいずれ
か１項に記載された繊維によって形成されたことを特徴
とする膜ユニット。(9) The membrane unit according to claim 8, wherein the sheet-like member serving as a flow path for the liquid particles is formed of the fiber according to any one of claims 2 to 4. unit.
トにおいて、空気中のミストを除去するために用いられ
ることを特徴とする膜ユニット。(10) The membrane unit according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is used for removing mist in the air.
トにおいて、疎水性物質中の水分を除去するために用い
られることを特徴とする膜ユニット。(11) The membrane unit according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is used for removing water in a hydrophobic substance.
トにおいて、蒸留器から発生する蒸気中のミストを除去
するために用いられることを特徴とする膜ユニット。(12) The membrane unit according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is used for removing mist in steam generated from a distiller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050447A JPH03254807A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Membrane unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2050447A JPH03254807A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Membrane unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03254807A true JPH03254807A (en) | 1991-11-13 |
Family
ID=12859119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2050447A Pending JPH03254807A (en) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | Membrane unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03254807A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH11156139A (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-15 | Toshiba Corp | Atmospheric air treatment apparatus and atmospheric air purification system |
| JP2012139619A (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Seiren Co Ltd | Polyvinylidene fluoride porous flat membrane and method for manufacturing the same |
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