(57)【要約】【課題】損傷が生じた管状分離膜を迅速に検出して補修することができる損傷管状分離膜の検出方法及び装置並びに分離膜モジュールの補修方法を提供する。【解決手段】分離膜モジュールは、筒状のハウジング２と、ハウジング２の長手方向に配置された複数の管状分離膜３と、管状分離膜３の一端に接続されたエンド管４と、エンド管４を支持する支持板５とを有する。支持板５に設けられた差込穴５ａにエンド管４が差し込まれている。ピトー管３４付きアーム３３を旋回させ、各管状分離膜３からの流出流体を測定し、この測定結果に基づいて、損傷が生じた管状分離膜３を検出する。【選択図】図４
2020192482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜モジュール中の損傷した管状分離膜を検出する方法において、
該分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、
該ハウジング内に配置された複数の管状分離膜と
を有し、
被処理流体が該ハウジング内に供給され、管状分離膜を透過した流体が、該管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の流出口から流出し、
該流出口は該ハウジングの軸心線方向と垂直な面に対し面一状に配置されている多管式分離膜モジュールであり、
該ハウジング内にガスを供給すると共に、
前記流出口に沿って流体流速測定器を移動させ、各流出口から流出する流体を測定し、
この測定結果に基づいて損傷した管状分離膜を検出することを特徴とする、損傷管状分離膜の検出方法。
【請求項２】
複数の前記流体流速測定器をベース部材に設置し、該ベース部材を移動させることにより該流体流速測定器を前記流出口に沿って移動させることを特徴とする請求項１に記載の損傷管状分離膜の検出方法。
【請求項３】
前記ハウジングは円筒形であり、前記ベース部材は、該ハウジングの径方向に延在しており、
複数の前記流体流速測定器が該ベース部材に、該延在方向に間隔を置いて設置されており、
該ベース部材を、該ハウジングの軸心位置を回転中心として旋回させることにより、前記流体流速測定器を前記流出口に沿って移動させることを特徴とする請求項２に記載の損傷管状分離膜の検出方法。
【請求項４】
分離膜モジュール中の損傷した管状分離膜を検出するための損傷管状分離膜の検出装置であって、
該分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、
該ハウジング内に配置された複数の管状分離膜と
を有し、
被処理流体が該ハウジング内に供給され、管状分離膜を透過した流体が、該管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の流出口から流出し、
該流出口は該ハウジングの軸心線方向と垂直な面に対し面一状に配置されている多管式分離膜モジュールであり、
該検出装置は、前記流出口に沿って移動可能なベース部材と、
該ベース部材に設けられた、前記流出口から流出する流体を測定する流体流速測定器と
を有する、損傷管状分離膜の検出装置。
【請求項５】
前記ハウジングは円筒形であり、
前記ベース部材は該ハウジングの径方向に延在しており、
複数の前記流体流速測定器が、該ベース部材に、該延在方向に間隔を置いて設置されており、
該ベース部材は、該ハウジングの軸心位置を回転中心として旋回可能に支持部材に支持されていることを特徴とする請求項４に記載の損傷管状分離膜の検出装置。
【請求項６】
前記ベース部材を旋回動させる駆動装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の損傷管状分離膜の検出装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の損傷管状分離膜の検出方法によって損傷が検出された管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の前記流出口に閉塞部材を装着することを特徴とする分離膜モジュールの補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は溶液や混合気体等の流体から一部の成分を分離するために用いられる分離膜モジュールにおいて損傷管状分離膜を検出する方法及び装置並びに分離膜モジュールの補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶液又は混合気体中の成分を分離するための機器として分離膜モジュールが知られている。この分離膜モジュールに用いる管状分離膜は、管状の多孔質セラミック支持体と、該支持体の外周面に設けられたゼオライト等からなる多孔質の分離膜とを有する。溶液や混合気体等の流体から特定の成分を分離するためには、溶液の流体を分離膜エレメントの一方（外面）に接触させて、もう一方（内面）を減圧することにより、特定の成分を気化させ分離する方法や、溶液を気化させて気体状態で分離膜に接触させて、非接触面側を減圧して特定成分を分離する方法、加圧状態の混合気体を分離膜に接触させて特定の成分を分離する方法などが知られている。
【０００３】
複数の管状分離膜がハウジング内に設置された多管式分離膜モジュールにおいて、一部、例えば１本の管状分離膜に損傷が生じ、被処理流体が２次側（透過側）にリークした場合、従来は分離膜モジュールへの被処理流体の供給を停止し、管状分離膜を観察し、損傷した管状分離膜を発見する必要がある（特許文献１，２）。
【０００４】
特許文献に１は、一部の管状分離膜に損傷が生じた場合、当該管状分離膜をエポキシ樹脂で密栓することが記載されている。特許文献２には、損傷した管状分離膜の透過流体取出部に閉塞部材を装着することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５１−３２４８７号公報
【特許文献２】特開２０１６−１５５０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、損傷が生じた管状分離膜を迅速に検出して補修することができる損傷管状分離膜の検出方法及び装置並びに分離膜モジュールの補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の損傷管状分離膜の検出方法は、分離膜モジュール中の損傷した管状分離膜を検出する方法において、該分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、該ハウジング内に配置された複数の管状分離膜とを有し、被処理流体が該ハウジング内に供給され、管状分離膜を透過した流体が、該管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の流出口から流出し、該流出口は該ハウジングの軸心線方向と垂直な面に対し面一状に配置されている多管式分離膜モジュールであり、該ハウジング内にガスを供給すると共に、前記流出口に沿って流体流速測定器を移動させ、各流出口から流出する流体を測定し、この測定結果に基づいて損傷した管状分離膜を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様では、複数の前記流体流速測定器をベース部材に設置し、該ベース部材を移動させることにより該流体流速測定器を前記流出口に沿って移動させる。
【０００９】
本発明の一態様では、前記ハウジングは円筒形であり、前記ベース部材は、該ハウジングの径方向に延在しており、複数の前記流体流速測定器が該ベース部材に、該延在方向に間隔を置いて設置されており、該ベース部材を、該ハウジングの軸心位置を回転中心として旋回させることにより、前記流体流速測定器を前記流出口に沿って移動させる。
【００１０】
本発明の損傷管状分離膜の検出装置は、分離膜モジュール中の損傷した管状分離膜を検出するための損傷管状分離膜の検出装置であって、該分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、該ハウジング内に配置された複数の管状分離膜とを有し、被処理流体が該ハウジング内に供給され、管状分離膜を透過した流体が、該管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の流出口から流出し、該流出口は該ハウジングの軸心線方向と垂直な面に対し面一状に配置されている多管式分離膜モジュールであり、該検出装置は、前記流出口に沿って移動可能なベース部材と、該ベース部材に設けられた、前記流出口から流出する流体を測定する流体流速測定器とを有する。
【００１１】
本発明の一態様では、前記ハウジングは円筒形であり、前記ベース部材は該ハウジングの径方向に延在しており、複数の前記流体流速測定器が、該ベース部材に、該延在方向に間隔を置いて設置されており、該ベース部材は、該ハウジングの軸心位置を回転中心として旋回可能に支持部材に支持されている。
【００１２】
本発明の一態様では、前記ベース部材を旋回動させる駆動装置を備える。
【００１３】
本発明の分離膜モジュールの補修方法は、本発明の損傷管状分離膜の検出方法によって損傷が検出された管状分離膜又は該管状分離膜の端部が連なる流体案内部材の前記流出口に閉塞部材を装着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
多管式分離膜モジュール中の一部の管状分離膜に損傷が生じると、当該管状分離膜内に流体がリークするので、当該管状分離膜又は該管状分離膜に連なる案内部材の流出口から流出する流体流速が大きくなる。
【００１５】
本発明の損傷管状分離膜の検出方法及び装置によると、管状分離膜又は該管状分離膜に連なる案内部材の流出口から流出する流体を測定し、この測定結果から損傷した管状分離膜を検出する。
【００１６】
かかる検出方法及び装置によると、損傷が生じた管状分離膜を迅速に検出することができる。
【００１７】
また、この損傷が生じた管状分離膜からの流出口を閉塞部材で閉塞することにより、損傷した管状分離膜の２次側にリークした被処理流体が他の健全な管状分離膜の透過流体に混入することが防止される。従って、一部の管状分離膜に損傷が生じても、短時間のうちに被処理流体の透過流体への混入を遮断し、分離膜モジュールの運転を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る方法及び装置を説明する、分離膜モジュールのハウジング軸心線方向に沿う断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】実施の形態に係る方法及び装置を説明する、分離膜モジュール下部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１〜３を参照して、本発明が適用される分離膜モジュールの一例について説明する。
【００２０】
この分離膜モジュール１は、筒軸心方向を上下方向とした円筒状ハウジング２と、ハウジング２の軸心線と平行方向に配置された複数の管状分離膜３と、ハウジング２内の下部に設けられた支持板５と、ハウジング２の下端に取り付けられたボトムカバー６Ａ及び上端に取り付けられたトップカバー６Ｂと、支持板５と平行にハウジング２内の下部及び上部にそれぞれ配置された第１のバッフル（整流板）７及び第２のバッフル（整流板）８等を有する。第１のバッフル７は支持板５の上側に配置されている。
【００２１】
この実施の形態では、ハウジング２の下端及び上端側とボトムカバー６Ａ及びトップカバー６Ｂの外周縁にそれぞれ外向きのフランジ２ａ，２ｂ，６ｂ，６ｃが設けられ、ボルト（図示略）によってこれらが固定されている。支持板５の周縁部は、ハウジング２の内周面に周設された支持座２ｔに支持されている。支持板５の下面外周部と支持座２ｔの上面との間にシール部材が介在されている。
【００２２】
この実施の形態では、管状分離膜３の下端にエンド管４が連結され、管状分離膜３の上端にエンドプラグ２０が連結されている。なお、図１〜３では、管状分離膜は７本のみ示されているが、実際は図４のように多数本設けられている。また、２本以上の管状分離膜３がジョイント管（図示略）によって連結された管状分離膜連結体を用いてもよい。
【００２３】
ハウジング２の下部の外周面に被処理流体の流入口９が設けられ、上部の外周面に非透過流体の流出口１０が設けられている。流入口９は、支持板５と第１のバッフル７との間の室１１に臨むように設けられている。流出口１０は、第２のバッフル８の上側の室１２に臨むように設けられている。バッフル７，８間は膜分離を行うための主室１３となっている。
【００２４】
底部の支持板５から複数のロッド１４が立設され、該ロッド１４にバッフル７，８が支持されている。ロッド１４の下端には雄ねじが刻設されており、支持板５の雌ねじ穴に螺着されている。バッフル７，８はロッド１４によって所定高さに支持されている。バッフルの数はこの実施の形態に限定されるものではなく、３枚以上のバッフルを使用してもよい。
【００２５】
バッフル７，８の外周面とハウジング２の内周面との間には、Ｏリング、Ｖパッキン、Ｃリングなどのシール部材を介在させてもよい。
【００２６】
各バッフル７，８には、管状分離膜３を挿通させるための円形の挿通孔７ａ，８ａが設けられており、管状分離膜３、エンド管４及びエンドプラグ２０の連結体が各挿通孔７ａ，８ａに挿通されている。挿通孔７ａ，８ａの口径は、管状分離膜３、エンド管４及びエンドプラグ２０の直径（外径）よりも大きく、挿通孔７ａ，８ａの内周面と、エンド管４及びエンドプラグ２０の外周面との間に全周にわたって間隙があいている。
【００２７】
支持板５には、管状分離膜３に連結されたエンド管４の下端が差し込まれた差込穴５ａが設けられている。
【００２８】
差込穴５ａの下部は、小孔となって支持板５を貫通している。これにより、各エンド管４の管孔４ａは、差込穴５ａを介してボトムカバー６Ａと支持板５との間の流出室１６に連通している。ボトムカバー６Ａには、分離された透過流体の取出口６ａが設けられている。
【００２９】
図示は省略するが、エンド管４の下端近傍の外周面に溝が周設され、フッ素ゴム、フッ素樹脂などよりなるＯリングが装着されている。また、エンド管４の下端面には平面上のガスケットを設置するか、エンド管４の管孔４ａと同心状の溝が周設され、Ｏリングが装着されている。これらのガスケットやＯリングにより、エンド管４の外面と差込穴５ａとの間のシールが行われる。なお、エンド管４の外周面のＯリングと下端面のガスケットまたはＯリングとは、いずれか一方のみが設けられてもよい。
【００３０】
エンド管４の上端部は小径部となっており、管状分離膜３の下部に差し込まれている。この小径部の外周面に周設された溝に位置を固定するためのＯリングが装着されていてもよい。また、管状分離膜３の下端面とエンド管４の段差面との間にはガスケットまたはＯリングが介在されている。エンド管４と管状分離膜３の接続部は、上記のようなガスケットまたはＯリングを使用せず、熱収縮チューブを用いることでシールしてもよいし、ガスケットまたはＯリングを使用した上にさらに熱収縮チューブを用いてもよい。
【００３１】
管状分離膜３の上端にエンドプラグ２０が連結されている。エンドプラグ２０は円柱状またはこれの一部を削った形状であり、管状分離膜３の上端を封止している。エンドプラグ２０の下端には、管状分離膜３内に差し込まれた小径部が設けられている。エンドプラグ２０と管状分離膜３との間はＯリング、又はガスケットによってシールされている。エンドプラグ２０と管状分離膜３は、Ｏリング等を使用せず、熱収縮チューブを用いることでシールしてもよいし、Ｏリング等を使用した上にさらに熱収縮チューブを用いてもよい。
【００３２】
なお、エンドプラグ２０の重量軽減を図るために、エンドプラグ２０の上端面から凹所２０ｖが凹設されている。凹所２０ｖの底部とエンドプラグ２０の側周面とを連通するドレン抜き孔を設けてもよい。
【００３３】
この実施の形態では、管状分離膜３の上端側にエンドプラグ２０を配置しているので、管状分離膜３、エンドプラグ２０、及びエンド管４に対し、それらの端面同士が押し付けられる方向に荷重がかかっている。
【００３４】
ただし、本発明では、エンド管４及び支持板５を管状分離膜３の上端側に配置し、エンドプラグ２０を管状分離膜３の下端側に配置してもよい。この場合、エンドプラグ２０を上方に付勢するためのスプリング等の付勢部材を設けることにより、管状分離膜３、エンドプラグ２０、及びエンド管４に対し、それらの端面同士が押し付けられる方向に荷重を加えることが好ましい。
【００３５】
このように構成された分離膜モジュール１において、被処理流体は流入口９からハウジング２の室１１内に導入され、バッフル７の挿通孔７ａの内周面とエンド管４の外周面との間の間隙を通って主室１３に流入し、主室１３を通った後、バッフル８の挿通孔８ａとエンドプラグ２０との間隙を通って室１２に流出する。主室１３を流れる間に被処理流体の一部の成分が管状分離膜３を透過して管状分離膜３内から流出室１６及び取出口６ａを介して取り出される。透過しなかった流体は、流出口１０から分離膜モジュール１外に流出する。取出口６ａは、ボトムカバー６Ａではなく、流出室１６と接するハウジング側に設置されていてもよい。
【００３６】
主室１３内の流れと管状分離膜３内の流れは並流であっても、向流であっても差し支えなく、被処理流体の流入口９と流出口１０とは入れ替えても差し支えない。
【００３７】
分離膜モジュール１は、図１のようにトップカバー６Ｂ側を上にして使用してもよく、またボトムカバー６Ａ側を上にして使用しても差し支えない。また、ボトムカバー６Ａとトップカバー６Ｂを結ぶ方向が略水平方向となるように、分離膜モジュール１を横置きに設置して使用しても差し支えない。
【００３８】
この分離膜モジュール１において、１本又は少数本の管状分離膜３に損傷が生じた場合や、シールが不完全な場合、被処理流体が当該管状分離膜３内に流入して透過流体に混入することになる。このような管状分離膜の損傷等が生じた場合、次のように損傷管状分離膜検出装置３０を用いて損傷した管状分離膜を検出する。
【００３９】
図４は、損傷した管状分離膜を検出するための検出装置３０を設置した分離膜モジュール下部の断面図である。
【００４０】
この検出装置３０は、鉛直なシャフト３２と、該シャフト３２をその軸心回りに回転駆動する回転駆動装置３１と、該シャフト３２の上端部に取り付けられており、水平方向に延在した旋回可能なベース部材としてのアーム３３と、該アーム３３に取り付けられた、流体流速測定器としてのピトー管３４とを備えている。
【００４１】
回転駆動装置３１は、手動、もしくはステップモータなどを駆動源とするものであり、アーム３３の旋回開始位置と旋回途中のアーム３３の位相とを正確に特定できるよう構成されている。
【００４２】
この検出装置３０は、シャフト３２の軸心が円筒状ハウジング２の軸心と同軸となるように配置され、アーム３３は、該ハウジング２の半径方向に延在している。
【００４３】
ピトー管３４は、該アーム３３から鉛直上方に向って立ち上がっている。ピトー管３４は、アーム３３の長手方向に一定間隔で多数設けられている。ピトー管を設置する場合はいずれかの流出口、例えば全流出口の中心（軸心）となる流出口を測定の起点となるよう設計することが好ましいが、中心部に流出口が無い場合は中心部の流出口に向き合うピトー管は省略してもよい。
【００４４】
隣接する直近の管状分離膜３の中心間距離をＬとした場合、ピトー管３４の配列ピッチは、Ｌの１０〜６０％特に１５〜４０％程度が好適である。
【００４５】
この実施の形態では、各ピトー管３４の上端の高さは均一である。各ピトー管３４の上端が支持板５の下面に近接するように（好ましくは、支持板５の下面とピトー管３４の上端との上下レベル差が１〜１００ｍｍ特に５〜４０ｍｍ程度となるように）検出装置３０が配置されることが好ましい。
【００４６】
検出装置３０の位置調整を行うために、この実施の形態では、検出装置３０は、回転駆動装置３１を水平２方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させてＸ−Ｙ方向の位置調整を行うためのＸ−Ｙステージ３５と、回転駆動３１を鉛直上下方向に位置調整するためのＺステージ３６とを備えている。
【００４７】
この検出装置３０を用いて損傷管状分離膜や不完全なシールを検出するには、ボトムカバー６Ａを取り外し、図４のように検出装置３０を設置し、流入口９を閉鎖する。この状態で、流出口１０から気体を定圧で供給すると共に、回転駆動装置３１を作動させて、アーム３３を、ハウジング２の軸心回りに一定角速度で旋回させ、各ピトー管３４で各差込穴５ａから流出する気体（流体）を測定する。流体流速はピトー管により測定された流出口から流出する流体の圧力から求められる。通常は動圧または差圧からベルヌイの定理によって求められる。
【００４８】
気体としては、窒素、空気などを用いることができるが、これに限定されない。窒素を用いる場合、ボンベから定圧で流出口１０に供給するのが好適である。
【００４９】
ピトー管３４が差込穴５ａの下方を通過するときに流体流速が大きい値となり、差込穴５ａ，５ａ同士の間の下方を通過するときには流体流速は小さい値となる。
【００５０】
最も中心側（シャフト３２側）のピトー管３４を第１のピトー管とし、最も外周側（アーム３３の先端側）のピトー管を第ｎのピトー管と番号付けした場合、すべての管状分離膜３が健全であるときには、第１〜第ｎのピトー管から得られる流体流速は、アーム３３の旋回に伴って規則的に変動する。また、この変動幅（振幅）は、各ピトー管毎に一定である。
【００５１】
一部の管状分離膜３に損傷が生じている場合、当該管状分離膜３内に気体がリークするため、当該管状分離膜３が差し込まれた差込穴５ａから流出する気体の流速は、健全な（損傷のない）管状分離膜の差込穴５ａからの流出気体流速よりも大きい。
【００５２】
この流体流速が他よりも大きい差込穴５ａの位置は、そのときのアーム３３の位相と、ピトー管３４の番号とから特定することができる。原理的には、アーム３３を１回旋回させることにより、損傷管状分離膜３を検出することができる。あるいは、複数回アーム３３を旋回させ、データを平均することにより、損傷管状分離膜の検出精度を高めることが可能である。
【００５３】
このようにして、損傷した管状分離膜を検出した後は、当該管状分離膜３が差し込まれた差込穴５ａに対して閉塞部材を装着し、その後、ボトムカバー６Ａを再装着し、定常運転に復帰する。
【００５４】
上記説明では、ピトー管によって流体（気体）流速を求めるようにしているが、熱線式流速計などその他の流速計を用いてもよい。
【００５５】
以下、本発明の分離膜モジュールを構成する各部材の好適な材料等について説明する。
【００５６】
エンド管４及びエンドプラグ２０の材料としては金属、セラミックス、樹脂など、流体を透過させないものが例示されるが、これに限定されない。バッフル７，８及びジョイント管の材質は、通常、ステンレスなどの金属材料であるが、分離条件における耐熱性と供給、透過成分に対する耐性があれば特に限定されず、用途によっては、樹脂材料など他の材質に変更可能である。
【００５７】
管状分離膜３は、好ましくは、管状の多孔質支持体と、該多孔質支持体の外周面に形成された無機分離膜としてのゼオライト膜とを有する。この管状の多孔質支持体の材質としては、シリカ、α−アルミナ、γ−アルミナ、ムライト、ジルコニア、チタニア、イットリア、窒化珪素、炭化珪素などを含むセラミックス焼結体や金属焼結体の無機多孔質支持体が挙げられる。その中でもアルミナ、シリカ、ムライトのうち少なくとも１種を含む無機多孔質支持体が好ましい。多孔質支持体表面が有する平均細孔径は特に制限されるものではないが、細孔径が制御されているものが好ましく、通常０．０２μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上、さらに好ましくは０．１μｍ以上であり、通常２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下の範囲が好ましい。
【００５８】
多孔質支持体の表面においてゼオライトを結晶化させゼオライト膜を形成させる。
ゼオライト膜を構成する主たるゼオライトは、通常、酸素６−１０員環構造を有するゼオライトを含み、好ましくは酸素６−８員環構造を有するゼオライトを含む。
【００５９】
ここでいう酸素ｎ員環を有するゼオライトのｎの値は、ゼオライト骨格を形成する酸素とＴ元素で構成される細孔の中で最も酸素の数が大きいものを示す。例えば、ＭＯＲ型ゼオライトのように酸素１２員環と８員環の細孔が存在する場合は、酸素１２員環のゼオライトとみなす。
【００６０】
酸素６−１０員環構造を有するゼオライトの一例を挙げれば、ＡＥＩ、ＡＥＬ、ＡＦＧ、ＡＮＡ、ＢＲＥ、ＣＡＳ、ＣＤＯ、ＣＨＡ、ＤＡＣ、ＤＤＲ、ＤＯＨ、ＥＡＢ、ＥＰＩ、ＥＳＶ、ＥＵＯ、ＦＡＲ、ＦＲＡ、ＦＥＲ、ＧＩＳ、ＧＩＵ、ＧＯＯ、ＨＥＵ、ＩＭＦ、ＩＴＥ、ＩＴＨ、ＫＦＩ、ＬＥＶ、ＬＩＯ、ＬＯＳ、ＬＴＮ、ＭＡＲ、ＭＥＰ、ＭＥＲ、ＭＥＬ、ＭＦＩ、ＭＦＳ、ＭＯＮ、ＭＳＯ、ＭＴＦ、ＭＴＮ、ＭＴＴ、ＭＷＷ、ＮＡＴ、ＮＥＳ、ＮＯＮ、ＰＡＵ、ＰＨＩ、ＲＨＯ、ＲＲＯ、ＲＴＥ、ＲＴＨ、ＲＵＴ、ＳＧＴ、ＳＯＤ、ＳＴＦ、ＳＴＩ、ＳＴＴ、ＴＥＲ、ＴＯＬ、ＴＯＮ、ＴＳＣ、ＴＵＮ、ＵＦＩ、ＶＮＩ、ＶＳＶ、ＷＥＩ、ＹＵＧ等がある。
【００６１】
ゼオライト膜は、ゼオライトが単独で膜となったものでも、前記ゼオライトの粉末をポリマーなどのバインダー中に分散させて膜の形状にしたものでも、各種支持体上にゼオライトを膜状に固着させたゼオライト膜複合体でもよい。ゼオライト膜は、一部アモルファス成分などが含有されていてもよい。
【００６２】
ゼオライト膜の厚さとしては、特に制限されるものではないが、通常、０．１μｍ以上であり、好ましくは０．６μｍ以上、さらに好ましくは１．０μｍ以上である。また通常１００μｍ以下であり、好ましくは６０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下の範囲である。
【００６３】
ただし、本発明はゼオライト膜以外の分離膜を有した管状分離膜を用いてもよい。
【００６４】
管状分離膜３の外径は、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは６ｍｍ以上、さらに好ましくは１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以下、より好ましくは１８ｍｍ以下、さらに好ましくは１６ｍｍ以下である。外径が小さすぎると管状分離膜の強度が十分でなく壊れやすくなることがあり、大きすぎるとモジュール当りの膜面積が低下する。
【００６５】
管状分離膜３のうちゼオライト膜で覆われた部分の長さは好ましくは２０ｃｍ以上、好ましくは２００ｃｍ以下である。
【００６６】
本発明の分離膜モジュールにおいて、管状分離膜は、単管式でも多管式でもよく、通常１〜３０００本、特に５０〜２０００本配置され、管状分離膜同士の最短距離は、２ｍｍ〜１０ｍｍとなるように配置されることが好ましい。ハウジングの大きさ、管状分離膜の本数は処理する流体量によって適宜変更されるものである。
【００６７】
本発明の分離膜モジュールにおいて、分離または濃縮の対象となる被処理流体としては、分離膜によって分離または濃縮が可能な複数の成分からなる気体または液体の混合物であれば特に制限はなく、如何なる混合物であってもよいが、気体の混合物に使用することが好ましい。
【００６８】
分離または濃縮にはパーベーパレーション法（浸透気化法）、ベーパーパーミエーション法（蒸気透過法）と呼ばれる分離または濃縮方法を用いることができる。パーベーパレーション法は、液体の混合物をそのまま分離膜に導入する分離または濃縮方法であるため、分離または濃縮を含むプロセスを簡便なものにすることができる。
【００６９】
本発明において、分離または濃縮の対象となる混合物が、複数の成分からなる気体の混合物である場合、気体の混合物としては、例えば、二酸化炭素、酸素、窒素、水素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、ノルマルブタン、イソブタン、１−ブテン、２-ブテン、イソブテン、トルエンなどの芳香族系化合物、六フッ化硫黄、ヘリウム、一酸化炭素、一酸化窒素、水などから選ばれる少なくとも１種の成分を含むものが挙げられる。これらの気体成分からなる混合物のうち、パーミエンスの高い気体成分は、分離膜を透過し分離され、パーミエンスの低い気体成分は供給ガス側に濃縮される。
【符号の説明】
【００７０】
１  分離膜モジュール
２  ハウジング
３  管状分離膜
４  エンド管
５  支持板
５ａ  差込穴
５ｃ  大孔
６Ａ  ボトムカバー
６Ｂ  トップカバー
６ａ  取出口
７，８  バッフル
７ａ，８ａ  挿通孔
９  流入口
１０  流出口
１１，１２  室
１３  主室
１４  ロッド
１６  流出室
２０  エンドプラグ
３０  検出装置
３１  回転駆動装置
３２  シャフト
３３  アーム
３４  ピトー管
３５  Ｘ−Ｙステージ
３６  Ｚステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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