JPH06246137A - 混合液体の分離装置 - Google Patents
混合液体の分離装置Info
- Publication number
- JPH06246137A JPH06246137A JP3852493A JP3852493A JPH06246137A JP H06246137 A JPH06246137 A JP H06246137A JP 3852493 A JP3852493 A JP 3852493A JP 3852493 A JP3852493 A JP 3852493A JP H06246137 A JPH06246137 A JP H06246137A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- line
- permeated
- heat transfer
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透過気化法または蒸気透過法により透過した
気体を凝縮させるに当り、熱交換器の効率を良くし、装
置を小型化する。 【構成】 分離膜モジュールを透過した透過気体を熱交
換器で凝縮液化させるに当り、凝縮液化した成分の一部
を熱交換器の伝熱面に液状で散布する循環ラインを設け
たもの。
気体を凝縮させるに当り、熱交換器の効率を良くし、装
置を小型化する。 【構成】 分離膜モジュールを透過した透過気体を熱交
換器で凝縮液化させるに当り、凝縮液化した成分の一部
を熱交換器の伝熱面に液状で散布する循環ラインを設け
たもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混合液体を浸透気化法ま
たは蒸気透過法により分離する装置及び方法に関する。
詳しくは浸透気化法または蒸気透過法により透過した気
体を凝縮させる熱交換器の伝熱面積を小さくして装置ス
ペース及び装置コストを低減化した混合液体の分離装置
に関する。
たは蒸気透過法により分離する装置及び方法に関する。
詳しくは浸透気化法または蒸気透過法により透過した気
体を凝縮させる熱交換器の伝熱面積を小さくして装置ス
ペース及び装置コストを低減化した混合液体の分離装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】混合液体を浸透気化法あるいは蒸気透過
法により分離する装置は広く知られている。浸透気化法
は混合液体のある成分と特別な親和性のある膜を利用
し、膜の一方側（１次側）に混合液体を置き、他方側
（２次側）を真空ポンプで減圧するか、または不活性ガ
スで掃気して２次側の透過する成分の蒸気分圧を１次側
の平衡蒸気圧よりも小さい値に保つことにより特定成分
を分離する分離方法であり、蒸気透過法は混合液体を加
熱して予め蒸気として膜の１次側に供給して、同様に分
離する方法である。これらの方法では透過成分は気体状
態で膜を透過するので、凝縮液化する必要がある。
法により分離する装置は広く知られている。浸透気化法
は混合液体のある成分と特別な親和性のある膜を利用
し、膜の一方側（１次側）に混合液体を置き、他方側
（２次側）を真空ポンプで減圧するか、または不活性ガ
スで掃気して２次側の透過する成分の蒸気分圧を１次側
の平衡蒸気圧よりも小さい値に保つことにより特定成分
を分離する分離方法であり、蒸気透過法は混合液体を加
熱して予め蒸気として膜の１次側に供給して、同様に分
離する方法である。これらの方法では透過成分は気体状
態で膜を透過するので、凝縮液化する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】凝縮液化は一般に伝熱
面を介して熱を移動させる熱交換器を用いるが、必要な
伝熱面積が大きく、省スペース化が難しい。
面を介して熱を移動させる熱交換器を用いるが、必要な
伝熱面積が大きく、省スペース化が難しい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑みて鋭意検討した結果、凝縮液体の一部を循環し、伝
熱面に散布することにより伝熱効率を高めることがで
き、結果として伝熱面積を小さくできることを見出し、
本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、混合液
体を分離膜モジュールに供給し、分離膜モジュールで浸
透気化法または蒸気透過法により特定成分を気体として
選択的に膜を透過させ、透過気体を熱交換器により凝縮
液化させる混合液体の分離装置において、凝縮液化した
透過成分の一部を熱交換器の伝熱面に液状で散布する循
環ラインを設けたことを特徴とする混合液体の分離装置
及び前記装置を用いて分離を行なう際に、循環、散布さ
せる透過成分液体の流量を熱交換器の伝熱面の単位面積
（１ｍ2 ）当り１〜５０リットル／ｍｉｎとすることを
特徴とする装置に存する。
鑑みて鋭意検討した結果、凝縮液体の一部を循環し、伝
熱面に散布することにより伝熱効率を高めることがで
き、結果として伝熱面積を小さくできることを見出し、
本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、混合液
体を分離膜モジュールに供給し、分離膜モジュールで浸
透気化法または蒸気透過法により特定成分を気体として
選択的に膜を透過させ、透過気体を熱交換器により凝縮
液化させる混合液体の分離装置において、凝縮液化した
透過成分の一部を熱交換器の伝熱面に液状で散布する循
環ラインを設けたことを特徴とする混合液体の分離装置
及び前記装置を用いて分離を行なう際に、循環、散布さ
せる透過成分液体の流量を熱交換器の伝熱面の単位面積
（１ｍ2 ）当り１〜５０リットル／ｍｉｎとすることを
特徴とする装置に存する。
【０００５】
【作用】本発明は分離膜を透過した気体を伝熱面を介し
て熱を移動させる熱交換器により凝縮、液化させ、該凝
縮液の一部を循環させ、伝熱面に液状で散布することに
より、伝熱面が透過成分の液体で濡れ、薄膜伝熱化する
ので熱交換器の総括伝熱係数が大きくなる。その結果、
透過気体を凝縮させるのに必要な伝熱面積を小さくする
ことが可能となり、ひいては分離装置全体の小型化が可
能となる。
て熱を移動させる熱交換器により凝縮、液化させ、該凝
縮液の一部を循環させ、伝熱面に液状で散布することに
より、伝熱面が透過成分の液体で濡れ、薄膜伝熱化する
ので熱交換器の総括伝熱係数が大きくなる。その結果、
透過気体を凝縮させるのに必要な伝熱面積を小さくする
ことが可能となり、ひいては分離装置全体の小型化が可
能となる。
【０００６】以下、図１に記載した具体例に基づいて説
明する。図１は本発明の装置の一例を示す概略図であ
る。図中１は分離膜モジュール、５は熱交換器、７は循
環ポンプをそれぞれ示す。分離対象となる混合液体は浸
透気化法または蒸気透過法により分離可能な混合液体で
あれば限定されるものではないが、本例ではアルコール
−水混合液体、くわしくはイソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡと略す）−水混合液体、の分離は代表的なものであ
る。
明する。図１は本発明の装置の一例を示す概略図であ
る。図中１は分離膜モジュール、５は熱交換器、７は循
環ポンプをそれぞれ示す。分離対象となる混合液体は浸
透気化法または蒸気透過法により分離可能な混合液体で
あれば限定されるものではないが、本例ではアルコール
−水混合液体、くわしくはイソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡと略す）−水混合液体、の分離は代表的なものであ
る。
【０００７】分離膜モジュール１としては浸透気化法ま
たは蒸気透過法に使用されるモジュールであればいずれ
の形状でもよく、平膜状、スパイラル膜状、中空糸膜状
等がある。膜面積が広く、１次側（原料液側）と２次側
（透過液側）の圧力差に耐えるために中空糸膜束モジュ
ールが好適である。分離膜モジュール１の１次側に分離
すべき原料液体をライン２より供給する。選択性透過膜
１ａを透過しない非透過流体はライン３へ流れる。
たは蒸気透過法に使用されるモジュールであればいずれ
の形状でもよく、平膜状、スパイラル膜状、中空糸膜状
等がある。膜面積が広く、１次側（原料液側）と２次側
（透過液側）の圧力差に耐えるために中空糸膜束モジュ
ールが好適である。分離膜モジュール１の１次側に分離
すべき原料液体をライン２より供給する。選択性透過膜
１ａを透過しない非透過流体はライン３へ流れる。
【０００８】分離膜モジュール１の２次側はライン４、
熱交換器５を介してライン１０より減圧されている。選
択性透過膜１ａを透過する成分は膜の１次側と２次側の
蒸気圧の差により膜１ａを透過し、ライン４を通って熱
交換器５に達する。熱交換器５の伝熱面は、ライン８を
通って散布された透過成分の凝縮液によって表面が濡れ
ており、ライン４から供給される透過蒸気は効率よく凝
縮される。ライン８の先端部は凝縮液を熱交換器５の全
体に分散させる分散器とされているのが良い。
熱交換器５を介してライン１０より減圧されている。選
択性透過膜１ａを透過する成分は膜の１次側と２次側の
蒸気圧の差により膜１ａを透過し、ライン４を通って熱
交換器５に達する。熱交換器５の伝熱面は、ライン８を
通って散布された透過成分の凝縮液によって表面が濡れ
ており、ライン４から供給される透過蒸気は効率よく凝
縮される。ライン８の先端部は凝縮液を熱交換器５の全
体に分散させる分散器とされているのが良い。
【０００９】熱交換器５により凝縮した透過成分は凝縮
液タンク６に一時溜め、ポンプ７により凝縮液の一部は
ライン８を通って熱交換器５に循環され、間欠的又は連
続的にライン９から全量又は一部系外に抜き出される。
ライン１０は図示していない真空ポンプに接続されてお
り、膜２次側以降を減圧状態としている。ライン１０の
凝縮タンク６側の端部は下向き又は横向きに開口し、凝
縮液がライン１０に入らないようにされているのが良
い。
液タンク６に一時溜め、ポンプ７により凝縮液の一部は
ライン８を通って熱交換器５に循環され、間欠的又は連
続的にライン９から全量又は一部系外に抜き出される。
ライン１０は図示していない真空ポンプに接続されてお
り、膜２次側以降を減圧状態としている。ライン１０の
凝縮タンク６側の端部は下向き又は横向きに開口し、凝
縮液がライン１０に入らないようにされているのが良
い。
【００１０】循環液タンク６は図示していないが、外側
を二重ジャケット構造とし、凝縮液タンク６の外側を冷
媒により冷却しておくのが好ましい。凝縮液タンク６内
はライン１０より減圧状態となっており、温度が高くな
ると凝縮液が再び気化してしまうためである。なお、ラ
イン８より熱交換器５に循環される凝縮液の流量は伝熱
面１ｍ2 当り１〜５０リットル／ｍｉｎ、好ましくは５
〜２０リットル／ｍｉｎである。これより少ないと凝縮
液を循環することによる効果が小さく、大きいと熱交換
器５の効率がほとんど向上せずにポンプ７の負荷が増大
することとなるので好ましくない。
を二重ジャケット構造とし、凝縮液タンク６の外側を冷
媒により冷却しておくのが好ましい。凝縮液タンク６内
はライン１０より減圧状態となっており、温度が高くな
ると凝縮液が再び気化してしまうためである。なお、ラ
イン８より熱交換器５に循環される凝縮液の流量は伝熱
面１ｍ2 当り１〜５０リットル／ｍｉｎ、好ましくは５
〜２０リットル／ｍｉｎである。これより少ないと凝縮
液を循環することによる効果が小さく、大きいと熱交換
器５の効率がほとんど向上せずにポンプ７の負荷が増大
することとなるので好ましくない。
【００１１】
【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はその要旨を
越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１及び比較例１ 以下、図１に概略を示した装置を用いて、混合液体とし
てＩＰＡ−水系を例にとり、親水性の中空糸膜モジュー
ルにより水を選択的に透過させて分離する例を数値を示
しながら具体的に説明する。実施例１の図１のライン８
による凝縮液の循環、散布を行った例であり、比較例１
はライン８による凝縮液の循環、散布を行なわなかった
例である。表−１に運転条件等を示す。
越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１及び比較例１ 以下、図１に概略を示した装置を用いて、混合液体とし
てＩＰＡ−水系を例にとり、親水性の中空糸膜モジュー
ルにより水を選択的に透過させて分離する例を数値を示
しながら具体的に説明する。実施例１の図１のライン８
による凝縮液の循環、散布を行った例であり、比較例１
はライン８による凝縮液の循環、散布を行なわなかった
例である。表−１に運転条件等を示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】本発明の分離装置は凝縮器を小さくする
ことが可能であり、分離装置全体をコンパクトにするこ
とができる。
ことが可能であり、分離装置全体をコンパクトにするこ
とができる。
【図１】本発明の装置の一例を示す概略図である。
１ 分離膜モジュール １ａ 選択性透過膜 ２ 原料流体 ３ 非透過流体 ４ 透過流体 ５ 熱交換器 ６ 凝縮液タンク ７ 循環ポンプ ８ 散布液循環ライン ９ 透過流体抜出し １０ 減圧ライン
Claims (2)
- 【請求項１】 混合液体を分離膜モジュールに供給し、
分離膜モジュールで浸透気化法または蒸気透過法により
特定成分を気体として選択的に膜を透過させ、透過気体
を熱交換器により凝縮液化させる混合液体の分離装置に
おいて、凝縮液化した透過成分の一部を熱交換器の伝熱
面に液状で散布する循環ラインを設けたことを特徴とす
る混合液体の分離装置。 - 【請求項２】 循環散布させる透過成分液体の流量を熱
交換器の伝熱面の単位面積（１ｍ2 ）当り１〜５０リッ
トル／ｍｉｎとすることを特徴とする請求項１に記載の
分離装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852493A JPH06246137A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 混合液体の分離装置 |
| US08/201,033 US5556539A (en) | 1993-02-26 | 1994-02-24 | Apparatus for separating a liquid mixture by pervaporation |
| MYPI94000426A MY111204A (en) | 1993-02-26 | 1994-02-24 | Apparatus and method for separating a liquid mixture |
| KR1019940003628A KR940019347A (ko) | 1993-02-26 | 1994-02-26 | 혼합 액체의 분리 장치 및 분리 방법 |
| US08/448,024 US5616247A (en) | 1993-02-26 | 1995-05-23 | Method for separating a liquid mixture using a pervaporation membrane module unit |
| US08/448,305 US5582721A (en) | 1993-02-26 | 1995-05-23 | Apparatus for separating a liquid mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852493A JPH06246137A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 混合液体の分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06246137A true JPH06246137A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12527668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3852493A Pending JPH06246137A (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 混合液体の分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06246137A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011030691A1 (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | 日立造船株式会社 | 浸透気化膜分離用モジュール |
| CN105402747A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种管道消雾装置及其消雾方法 |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3852493A patent/JPH06246137A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011030691A1 (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | 日立造船株式会社 | 浸透気化膜分離用モジュール |
| JP2011056431A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Hitachi Zosen Corp | 浸透気化膜分離用モジュール |
| CN105402747A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种管道消雾装置及其消雾方法 |
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