(57)【要約】【課題】ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減する酸性ガス分離モジュール、及び酸性ガス分離装置を提供すること。【解決手段】管壁に貫通孔１２Ａが形成された透過ガス集合管１２と、少なくとも酸性ガス分離層３２を有する積層体１４であって、透過ガス集合管１２に巻き付けられた積層体１４と、巻き付けられた積層体１４の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板１８（ガス供給側を１８Ａ、ガス排出側を１８Ｂで示す）と、を備える酸性ガス分離モジュール１０において、ガス供給側のテレスコープ防止板１８Ａの開口率Ｄ１とガス排出側のテレスコープ防止板１８Ｂの開口率Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）を０．５以上０．９以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、
少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、
前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板と、
を備え、
ガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１とガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上０．９以下である酸性ガス分離モジュール。
【請求項２】
前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である請求項１に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項３】
前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する請求項１又は２に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項４】
前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する請求項２又は３に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項５】
前記テレスコープ防止板の少なくとも一方が、中央開口を形成する内周環状部と、前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、を備え、前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールと、
前記酸性ガス分離モジュールが装填される圧力容器と、
を備える酸性ガス分離装置。
【請求項７】
複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続されて前記圧力容器に装填されており、
前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つが請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールである請求項６に記載の酸性ガス分離装置。
【請求項８】
管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板と、を有する複数の酸性ガス分離モジュールと、
前記複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続された状態で装填される圧力容器と、
を備え、
前記複数の酸性ガス分離モジュールうち、ガス供給側からｎ番目（ｎは２以上の整数）に直列に接続される酸性ガス分離モジュールにおけるガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１ｎとガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２ｎとの比（Ｄ２ｎ／Ｄ１ｎ）を△（ｎ）としたとき、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たす酸性ガス分離装置。
【請求項９】
前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つは、ガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１とガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上０．９以下の酸性ガス分離モジュールである請求項８に記載の酸性ガス分離装置。
【請求項１０】
前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である請求項８又は９に記載の酸性ガス分離装置。
【請求項１１】
前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する請求項８〜１０のいずれか１項に記載の酸性ガス分離装置。
【請求項１２】
前記酸性ガス分離モジュールは、前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する請求項１０又は１１に記載の酸性ガス分離装置。
【請求項１３】
前記テレスコープ防止板の少なくとも一方が、中央開口を形成する内周環状部と、前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、を備え、前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下である請求項８〜１２のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項１４】
中央開口を形成する内周環状部と、
前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、
前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、
を備え、
前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下であるテレスコープ防止板。
【請求項１５】
前記連結部は、前記内周環状部と前記外周環状部とを放射状に連結する複数のスポーク部であって、前記内周環状部側よりも前記外周環状部側の幅が小さい複数のスポーク部で構成されている請求項１４に記載のテレスコープ防止板。
【請求項１６】
前記連結部は、前記内周環状部から外側に向かって同心状に延在した板状部であって、複数の開口が設けられた板状部と、前記板状部と前記外周環状部とを放射状に連結するスポーク部と、で構成されている請求項１４に記載のテレスコープ防止板。
【請求項１７】
前記連結部は、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する板状部であって、前記内周環状部側の領域に設けられた複数の第１開口と、前記第１開口よりも高い開口面積及び多数の少なくとも一方となるように、前記外周環状部側の領域に設けられた複数の第２開口と、を有する板状部で構成されている請求項１４に記載のテレスコープ防止板。
【請求項１８】
管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、
少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、
前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられ、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載のテレスコープ防止板と、
を備える酸性ガス分離モジュール。
【請求項１９】
前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である請求項１８に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項２０】
前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する請求項１８又は１９に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項２１】
前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する請求項１９又は２０に記載の酸性ガス分離モジュール。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールと、
前記酸性ガス分離モジュールが装填される圧力容器と、
を備える酸性ガス分離装置。
【請求項２３】
複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続された状態で前記圧力容器に装填されており、
前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つが請求項１８〜２１のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールである請求項２２に記載の酸性ガス分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性ガス分離モジュール、酸性ガス分離装置、及びテレスコープ防止板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原料ガス中の酸性ガスを選択的に分離する技術の開発が進んでいる。例えば、酸性ガスを選択的に透過する酸性ガス分離層によって、原料ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス分離モジュールが開発されている。
【０００３】
そして、酸性ガス分離モジュールの軸方向両端面には、例えば、テレスコープ防止板が設けられる。
このテレスコープ防止板としては、内周環状部と外周環状部とこれら環状部同士を放射状方向に連結する数本のスポーク部とからなる構成や、円板に複数の円形の開口が設けられた構成が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４２３７４号公報
【特許文献２】特開２００９−１８９９４７号公報
【特許文献３】特表２００７−５１７６６１号公報
【特許文献４】特開２００５−１１１４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、酸性ガス分離モジュールは、一端面側から原料ガスを供給し、中央部に設けられたガス集合管から分離した酸性ガスを排出する構成となっている。このため、ガス集合管に近い内側の領域に原料ガスが流通し易く、外側の領域が酸性ガスの分離に寄与にし難い状態となり、分離効率が低くなっているのが現状である。
一方、酸性ガス分離モジュールの軸両端面に、テレスコープ防止板を設けると、これが流路抵抗となり、流通する原料ガスの圧力損失が生じてしまうのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減する酸性ガス分離モジュール、及び酸性ガス分離装置を提供することである。
また、本発明の課題は、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減するテレスコープ防止板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記課題は下記の手段によって解決される。
＜１＞  管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、
少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、
前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板と、
を備え、
ガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１とガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上０．９以下である酸性ガス分離モジュール。
【０００８】
＜２＞  前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である前記＜１＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【０００９】
＜３＞  前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する前記＜１＞又は＜２＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００１０】
＜４＞  前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する前記＜２＞又は＜３＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００１１】
＜５＞  前記テレスコープ防止板の少なくとも一方が、中央開口を形成する内周環状部と、前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、を備え、前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下である前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００１２】
＜６＞  前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールと、
前記酸性ガス分離モジュールが装填される圧力容器と、
を備える酸性ガス分離装置。
【００１３】
＜７＞  複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続された状態で前記圧力容器に装填されており、
前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つが前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールである前記＜６＞に記載の酸性ガス分離装置。
【００１４】
＜８＞  管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板と、を有する複数の酸性ガス分離モジュールと、
前記複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続された状態で装填される圧力容器と、
を備え、
前記複数の酸性ガス分離モジュールうち、ガス供給側からｎ番目（ｎは２以上の整数）に直列に接続される酸性ガス分離モジュールにおけるガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１ｎとガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２ｎとの比（Ｄ２ｎ／Ｄ１ｎ）を△（ｎ）としたとき、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たす酸性ガス分離装置。
【００１５】
＜９＞  前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つは、ガス供給側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ１とガス排出側のテレスコープ防止板の開口率Ｄ２との比（Ｄ２／Ｄ１）が０．５以上０．９以下の酸性ガス分離モジュールである前記＜８＞に記載の酸性ガス分離装置。
【００１６】
＜１０＞  前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である前記＜８＞又は＜９＞に記載の酸性ガス分離装置。
【００１７】
＜１１＞  前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する前記＜８＞〜＜１０＞のいずか１項に記載の酸性ガス分離装置。
【００１８】
＜１２＞  前記酸性ガス分離モジュールは、前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する前記＜１０＞又は＜１１＞に記載の酸性ガス分離装置。
【００１９】
＜１３＞  前記テレスコープ防止板の少なくとも一方が、中央開口を形成する内周環状部と、前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、を備え、前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下である前記＜８＞〜＜１２＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００２０】
＜１４＞  中央開口を形成する内周環状部と、
前記内周環状部よりも外側に設けられる外周環状部と、
前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する連結部と、
を備え、
前記外周環状部の外縁と同心状の境界線を境に面積が等しくなるようにして、前記中央開口を除く面内を二分割したとき、前記内周環状部側の領域の開口率Ｓ１と前記外周環状部側の領域の開口率Ｓ２との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．２以上０．８以下であるテレスコープ防止板。
【００２１】
＜１５＞  前記連結部は、前記内周環状部と前記外周環状部とを放射状に連結する複数のスポーク部であって、前記内周環状部側よりも前記外周環状部側の幅が小さい複数のスポーク部で構成されている前記＜１４＞に記載のテレスコープ防止板。
【００２２】
＜１６＞  前記連結部は、前記内周環状部から外側に向かって同心状に延在した板状部であって、複数の開口が設けられた板状部と、前記板状部と前記外周環状部とを放射状に連結するスポーク部と、で構成されている前記＜１４＞に記載のテレスコープ防止板。
【００２３】
＜１７＞  前記連結部は、前記内周環状部と前記外周環状部とを連結する板状部であって、前記内周環状部側の領域に設けられた複数の第１開口と、前記第１開口よりも高い開口面積及び多数の少なくとも一方となるように、前記外周環状部側の領域に設けられた複数の第２開口と、を有する板状部で構成されている前記＜１４＞に記載のテレスコープ防止板。
【００２４】
＜１８＞  管壁に貫通孔が形成された透過ガス集合管と、
少なくとも酸性ガス分離層を有する積層体であって、前記透過ガス集合管に巻き付けられた積層体と、
前記巻き付けられた積層体の軸方向両端面に設けられ、前記＜１４＞〜＜１７＞のいずれか１項に記載のテレスコープ防止板と、
を備える酸性ガス分離モジュール。
【００２５】
＜１９＞  前記積層体は、酸性ガスを含む原料ガスが供給される供給ガス流路用部材と、前記供給ガス流路用部材を通過する前記原料ガス中の前記酸性ガスと反応するキャリア及びキャリアを担持する親水性化合物を含有する前記酸性ガス分離層と、前記キャリアと反応して前記酸性ガス分離層を透過した前記酸性ガスが前記貫通孔に向かって流れる透過ガス流路用部材と、を積層した積層体である前記＜１８＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００２６】
＜２０＞  前記酸性ガス分離層は、架橋構造を有する前記親水性化合物及び前記キャリアを含有する促進輸送膜と、前記促進輸送膜を支持する多孔質支持体と、を有する前記＜１８＞又は＜１９＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００２７】
＜２１＞  前記透過ガス流路用部材で貫通孔を覆って、前記透過ガス集合管に前記積層体を多重に巻き付けた状態で、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の両側端部を周方向に沿って接着し、前記酸性ガス分離層と前記透過ガス流路用部材の周方向の端部を接着した接着部を備え、
前記透過ガス集合管は、管一端部に設けられ前記貫通孔から集合した前記酸性ガスが排出される排出口と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口と、前記排出口と前記供給口の間に設けられ前記管内部を遮断する遮断部材と、を有し、
前記接着部のうち前記周方向に沿って接着した周方向接着部の間で且つ前記遮断部材の外周側に、前記周方向に沿って仕切接着部が形成され、
前記仕切接着部は、前記接着部のうち前記周方向の端部を接着した軸方向接着部と非接触で前記周方向接着部よりも幅が狭く、前記周方向接着部と前記軸方向接着部との間で、前記スイープガスが流れる流路を形成する前記＜１９＞又は＜２０＞に記載の酸性ガス分離モジュール。
【００２８】
＜２２＞  前記＜１８＞〜＜２１＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールと、
前記酸性ガス分離モジュールが装填される圧力容器と、
を備える酸性ガス分離装置。
【００２９】
＜２３＞  複数の酸性ガス分離モジュールが直列に接続された状態で前記圧力容器に装填されており、
前記複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つが前記＜１８＞〜＜２１＞のいずれか１項に記載の酸性ガス分離モジュールである前記＜２２＞に記載の酸性ガス分離装置。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減する酸性ガス分離モジュール、及び酸性ガス分離装置を提供することができる。
また、本発明によれば、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減するテレスコープ防止板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の酸性ガス分離モジュールの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、ガス供給側のテレスコープ防止板の一実施形態を示す概略平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ガス排出側のテレスコープ防止板の一実施形態を示す概略平面図である。
【図３】図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示したテレスコープ防止板の第１変形例を示す概略平面図である。
【図４】図４は、図２Ａ及び図２Ｂに示したテレスコープ防止板の第２変形例を示す概略平面図である。
【図５】図５は、図２Ａ及び図２Ｂに示したテレスコープ防止板の第３変形例を示す概略平面図である。
【図６】図６は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、積層体の積層構造を示す図である。
【図７】図７は、本発明の酸性ガス分離モジュールにおいて透過ガス集合管に積層体を巻き付ける前の状態を示す図であり、且つ、各接着部の形成領域の一実施形態を表した図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の酸性ガス分離モジュールの一実施形態の製造工程図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに続く酸性ガス分離モジュールの製造工程図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂに続く酸性ガス分離モジュールの製造工程図である。
【図９】図９は、図７に示した酸性ガス分離モジュールの変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示した酸性ガス分離モジュールの変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、図９に示した酸性ガス分離モジュールの他の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の酸性ガス分離装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るテレスコープ防止板、酸性ガス分離モジュール及び酸性ガス分離装置について具体的に説明する。なお、図中、同一又は対応する機能を有する部材（構成要素）には同じ符号を付して適宜説明を省略する場合がある。
【００３３】
＜酸性ガス分離モジュール＞
図１は、本発明の酸性ガス分離モジュールの一実施形態を示す概略構成図である。なお、図１は、一部切り欠きを設けてなる図を示している。
【００３４】
本実施形態に係る酸性ガス分離モジュール１０は、図１に示すように、管壁に貫通孔１２Ａが形成された透過ガス集合管１２と、少なくとも酸性ガス分離層３２を有する積層体１４であって、透過ガス集合管１２に巻き付けられた積層体１４と、巻き付けられた積層体１４の軸方向両端面に設けられたテレスコープ防止板１８（ガス供給側を１８Ａ、ガス排出側を１８Ｂで示す）と、を備えている。
【００３５】
そして、ガス供給側のテレスコープ防止板１８Ａの開口率Ｄ１（以下、「ガス供給側開口率Ｄ１」）とガス排出側のテレスコープ防止板１８Ｂの開口率Ｄ２（以下、「ガス排出側開口率Ｄ２」）との比（Ｄ２／Ｄ１：以下「Ｄ２／Ｄ１比」）を０．５以上０．９以下としている。
【００３６】
なお、「テレスコープ防止板１８の開口率」は、テレスコープ防止板１８を平面視したとき（当該防止板の厚み方向から見たとき、以下同様）、テレスコープ防止板１８の外周縁で囲まれる領域の面積に対して、開口している領域の面積の割合を示す。
【００３７】
酸性ガス分離モジュール１０において、上記範囲のＤ２／Ｄ１比は、ガス供給側開口率Ｄ１に比べ、ガス排出側開口率Ｄ２が小さくなっている状態を意味している。
ガス供給側開口率Ｄ１に対して、ガス排出側開口率Ｄ２を小さくすると（Ｄ２／Ｄ１比を０．９以下とすると）、酸性ガス分離モジュールのガス排出側の背圧が高まり、酸性ガス分離モジュールの外周側領域にも、原料ガスが流通し易い状態を作り出せ、酸性ガスの分離に寄与させることができる。
一方で、ガス供給側開口率Ｄ１に対して、ガス排出側開口率Ｄ２を過剰に小さくすると（Ｄ２／Ｄ１比を０．５未満とすると）、流路抵抗が高まって、流通する原料ガスの圧力損失が上昇する。
【００３８】
このため、酸性ガス分離モジュール１０は、Ｄ２／Ｄ１比を上記範囲とすることにより、ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減することができる。
【００３９】
酸性ガス分離モジュール１０において、Ｄ２／Ｄ１比は、０．５以上０．９以下であるが、ガス分離効率の向上及び圧力損失の低減の観点から、好ましくは０．５以上０．８５以下、より好ましくは０．５５以上０．８以下である。
また、同様の観点から、ガス供給側開口率Ｄ１は、５０％以上９５％以下が好ましく、より好ましくは６０％以上９０％以下、さらに好ましくは７０％以上８５％以下である。
一方、同様の観点から、ガス排出側開口率Ｄ２は、５％以上９０％以下が好ましく、より好ましくは１０％以上８０％以下、さらに好ましくは２０％以上７０％以下である。
【００４０】
各開口率は、テレスコープ防止板を投影した場合に出来た透過部分の面積を図面上から計算して、算出する。計算方法としては、コンピュータに取り込んで図形処理を施しても良いし、厚紙に投影して型を取った後に透過部分を切り取り重さを計量しても良い。
【００４１】
以下、酸性ガス分離モジュール１０の詳細について説明する。
【００４２】
酸性ガス分離モジュール１０は、具体的には、その基本構造として、透過ガス集合管１２の周りに、積層体１４を単数あるいは複数が巻き付けられた状態で積層体１４の最外周が被覆層１６で覆われ、これらユニットの両端にそれぞれテレスコープ防止板１８が取り付けられて構成される。
【００４３】
このような構成の酸性ガス分離モジュール１０は、その一端部１０Ａ側から積層体１４に酸性ガスを含む原料ガス２０が供給されると、後述する積層体１４の構成により、原料ガス２０を酸性ガス２２と残余ガス２４に分離して他端部１０Ｂ側に別々に排出するものである。
【００４４】
（テレスコープ防止板）
図２Ａは、ガス供給側のテレスコープ防止板の一実施形態を示す概略平面図である。図２Ｂは、ガス排出側のテレスコープ防止板の一実施形態を示す概略平面図である。
【００４５】
テレスコープ防止板１８（１８Ａ、１８Ｂ）は、酸性ガス分離モジュール１０の軸両端面に設けられ、例えば、酸性ガス分離モジュール（具体的には巻き付けられたガス分離層を有する積層体）のテレスコープ現象［望遠鏡状（テレスコープ状）に伸長する現象］を抑制するための部材である。
【００４６】
テレスコープ防止板１８（１８Ａ、１８Ｂ）は、図２（図２Ａ及び図２Ｂ）に示すように、中央開口１８０を形成する内周環状部１８２と、内周環状部１８２よりも外側に設けられる外周環状部１８４と、内周環状部１８２と外周環状部１８４とを連結する連結部１８６と、を備えている。
【００４７】
具体的には、テレスコープ防止板１８は、円形状の内周環状部１８２と、内周環状部１８２と同軸に設けられ、内周環状部１８２より外形が大きい外周環状部１８４と、内周環状部１８２と外周環状部１８４とを放射状に連結する複数のスポーク部１８７からなる連結部１８６と、で構成され、その平面形状が円形状となっている。
テレスコープ防止板１８は、円形状の内周環状部１８２で囲まれた円形状の中央開口１８０と、内周環状部１８２と外周環状部１８４とスポーク部１８７とで囲まれた開口１８７Ａと、を有している。
そして、テレスコープ防止板１８は、円形状の内周環状部１８２で囲まれる中央開口１８０に透過ガス集合管１２が嵌め込まれた状態で、酸性ガス分離モジュールに設けられる。
なお、テレスコープ防止板１８の形状は、円板状に限られず、酸性ガス分離モジュールの形状に応じて選択される。
【００４８】
内周環状部１８２は、外周環状部１８４よりも軸方向に突出するように筒状に構成されている。内周環状部１８２は、外周環状部１８４よりもテレスコープ防止板１８の軸方向に突出するように筒状に構成されている。一方、外周環状部１８４は、リング状に構成されている。なお、テレスコープ防止板１８は、内周環状部１８２及び外周環状部１８４の厚みが同じて、円盤状に構成されていてもよい。
【００４９】
スポーク部１８７は、内周環状部１８２側から外周環状部１８４まで、同一幅となっている。
ここで、ガス供給側のテレスコープ防止板１８Ａと、ガス排出側のテレスコープ１８Ｂ）は、ガス排出側のテレスコープ防止板１８Ｂとは、互いに開口率が異なるため、その連結部１８６であるスポーク部１８７の数及び幅の少なくとも一方が異なっている。
具体的には、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、上記Ｄ２／Ｄ１比を満たすために、ガス排出側のテレスコープ防止板１８Ｂは、ガス供給側のテレスコープ防止板１８Ａよりも、スポーク部１８７の数を多く、且つ幅を太くしている。
【００５０】
テレスコープ防止板１８の材質は、金属材料（例えば、ＳＵＳ、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、錫合金等）、樹脂材料（例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ナイロン１２、ナイロン６６、ポリサルフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル・エチレン・スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ニトリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等）、およびこれら樹脂の繊維強化プラスチック（例えば繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、ステンレス繊維、アラミド繊維などで、特に長繊維が好ましい。具体例としては、例えばガラス長繊維強化ポリプロピレン、ガラス長繊維強化ポリフェニレンサルファイドなど）、並びに、セラミックス（例えばゼオライト、アルミナなど）等が挙げられる。
【００５１】
これらの中でも、テレスコープ防止板１８の材質としては、耐熱湿性を有するものであることがよい。
なお、本実施形態において特に他の言及がない限り「耐熱湿性」のうち「耐熱性」とは、８０℃以上の耐熱性を有していることを意味する。具体的に、８０℃以上の耐熱性とは、８０℃以上の温度条件下に２時間保存した後も保存前の形態が維持され、熱収縮或いは熱溶融による目視で確認しうるカールが生じないことを意味する。また、本実施形態において「耐熱湿性」のうち「耐湿性」とは、４０℃８０％ＲＨの条件下に２時間保存した後も保存前の形態が維持され、熱収縮或いは熱溶融による目視で確認しうるカールが生じないことを意味する。
【００５２】
−変形例−
テレスコープ防止板１８は、上記構成に限られず、他の態様であってもよい。
具体的には、テレスコープ防止板１８は、外周環状部１８４の外縁と同心状の境界線（図３〜５中、点線で示す）を境に面積が等しくなるようにして、中央開口１８０を除く面内を二分割したとき、内周環状部１８２側の領域（以下「内周側領域１８８Ａ」）の開口率Ｓ１（以下「内周側開口率Ｓ１」）と外周環状部１８４側の領域（以下「外周側領域１８８Ｂ」）の開口率Ｓ２（以下「外周側開口率Ｓ２」）との比（Ｓ１／Ｓ２：以下「Ｓ１／Ｓ２比」）を０．２以上０．８以下としたものを適用してもよい（図３〜５参照）。
【００５３】
テレスコープ防止板１８において、上記範囲のＳ１／Ｓ２比は、内周側開口率Ｓ１に比べ、外周側開口率Ｓ２が大きくなっている状態を意味している。
内周側開口率Ｓ１に対して、外周側開口率Ｓ２を大きくすると（Ｓ１／Ｓ２比を０．８以下とすると）、酸性ガス分離モジュールの原料ガス供給側の軸方向端面に、テレスコープ防止板１８を設けたとき、内周環状部１８２と外周環状部１８４とで挟まれる領域のうち、酸性ガス分離モジュールに供給する原料ガスが内周側領域１８８Ａに流入し難く、外周側領域１８８Ｂに流入し易い状態を作り出せる。また、酸性ガス分離モジュールのガス排出側の軸方向端面に、テレスコープ防止板１８を設けたとき、内周環状部１８２と外周環状部１８４とで挟まれる領域のうち、酸性ガス分離後の残余ガスが内周側領域１８８Ａで背圧が高まり、外周側領域１８８Ｂで背圧が低くなる状態を作り出せる。
つまり、内周側開口率Ｓ１に対して、外周側開口率Ｓ２を大きくすると、酸性ガス分離モジュールの外周側領域１８８Ｂにも、原料ガスが流通し易い状態を作り出せ、酸性ガスの分離に寄与させることができる。
一方で、内周側開口率Ｓ１に対して、外周側開口率Ｓ２を過剰に大きくすると（Ｓ１／Ｓ２比を０．２未満とすると）、内周側開口率Ｓ１が過剰に小さくなり過ぎて、流路抵抗が高まり、流通する原料ガスの圧力損失が上昇する。
【００５４】
このため、テレスコープ防止板１８は、Ｓ１／Ｓ２比を上記範囲とすることにより、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減することができる。
【００５５】
テレスコープ防止板１８において、Ｓ１／Ｓ２比は、０．２以上０．８以下であるが、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率の向上及び圧力損失の低減の観点から、好ましくは０．３以上０．７５以下、より好ましくは０．５以上０．７以下である。
また、同様の観点から、内側開口率Ｓ１は、１０％以上９０％以下が好ましく、より好ましくは２０％以上８０％以下、さらに好ましくは３０％以上７０％以下である。
一方、同様の観点から、外側開口率Ｓ２は、５０％以上９５％以下が好ましく、より好ましくは６０％以上９０％以下、さらに好ましくは７０％以上８５％以下である。
なお、これら開口率の測定方法については、ガス供給側開口率Ｄ１と同様である。
【００５６】
ここで、「中央開口１８０を除く面内」は、テレスコープ防止板１８を平面視したとき、内周環状部１８２の内縁と外周環状部１８４の外縁とで挟まれる領域を示している。つまり、当該面内は、中央開口１８０の縁とテレスコープ防止板１８の外縁とで挟まれる領域を示している。
「外周環状部１８４の外縁と同心状の境界線（図３〜５中、点線で示す）を境に面積が等しくなるようにして、中央開口１８０を除く面内を二分割する」とは、テレスコープ防止板１８を平面視したとき、内周環状部１８２の内縁と外周環状部１８４の外縁とで挟まれる領域内で、当該同心状の境界線及び内周環状部１８２の内縁で挟まれる領域と、当該当該同心状の境界線及び外周環状部１８４の外縁で挟まれる領域と、の面積が互いに等しくなるように、当該同心状の境界線を境に領域を分けることを示す。そして、この分けた２つの領域が、内周側領域１８８Ａ及び外周側領域１８８Ｂである。
「内周側開口率Ｓ１」は、テレスコープ防止板１８を平面視したとき、内周側領域１８８Ａの面積に対して、その領域において開口している領域の面積の割合を示す。
「外周側開口率Ｓ２」は、テレスコープ防止板１８を平面視したとき、外周側領域１８８Ｂの面積に対して、その領域において開口している領域の面積の割合を示す。
【００５７】
なお、テレスコープ防止板１８のＳ１／Ｓ２比については、特許文献１〜４のいずれにも開示されていない。また、例えば、特許文献１に開示され、スポーク部が同一幅のテレスコープ防止板（図２Ａ及び図２Ｂ参照）では、酸性ガス分離モジュールを機能させるために必要な原料ガスの供給を実現する開口率を確保した上で、Ｓ１／Ｓ２比を上記範囲とすることはできない。加えて、特許文献２に開示されているテレスコープ防止板について、Ｓ１／Ｓ２比について調べると、図１の形状では０．９２、図３の形状では１．１、図４の形状では０．９６、図５の形状では０．９２、図６の形状では０．９７となっている（図番は全て特許文献２で示されている図番である）。
【００５８】
以下、上記Ｓ１／Ｓ２比を満たすテレスコープ防止板１８について、より詳細に説明する。
【００５９】
・第１変形例
図３は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるテレスコープ防止板の第１変形例を示す概略平面図である。
第１変形例に係るテレスコープ防止板１８−１は、図３に示すように、内周環状部１８２側よりも外周環状部１８４側の幅が小さく設けられた複数のスポーク部１９０からなる連結部１８６を備える構成である。テレスコープ防止板１８は、内周環状部１８２と外周環状部１８４とスポーク部１９０とで囲まれた開口１９０Ａと、を有している。
具体的には、スポーク部１９０は、内周環状部１８２から外周環状部１８４に向かって、漸次、幅が小さくなって設けられている。なお、スポーク部１９０は、内周環状部１８２から外周環状部１８４に向かって、段階的に幅が小さくなって設けられていてもよい。
【００６０】
テレスコープ防止板１８−１において、スポーク部１９０の数及び幅は、目的とするＳ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２に応じて、選択される。つまり、Ｓ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２は、スポーク部１９０の数、幅により調整できる。
【００６１】
テレスコープ防止板１８−１は、内周環状部１８２側よりも外周環状部１８４側の幅が小さく設けられたスポーク部１９０からなる連結部１８６を備える構成により、内周側開口率Ｓ１が低減し、外側開口率Ｓ２が増加するため、Ｓ１／Ｓ２比を上記範囲に調整し易くなる。
【００６２】
−第２変形例−
図４は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるテレスコープ防止板の第２変形例を示す概略平面図である。
第２変形例に係るテレスコープ防止板１８−２は、図４に示すように、内周環状部１８２から外側に向かって同心状に延在した板状部１９２であって、複数の開口１９２Ａが設けられた板状部１９２と、板状部１９２と外周環状部１８４とを放射状に連結する複数のスポーク部１９４と、を有する連結部１８６を備える構成である。
テレスコープ防止板１８−２は、板状部１９２と外周環状部１８４とスポーク部１９４とで囲まれる開口１９４Ａを有している。
【００６３】
具体的には、板状部１９２は、内周側領域１８８Ａを覆うように、内周環状部１８２の全外縁から外側に向かって同心状に延在して設けられている。
板状部１９２の開口１９２Ａは、内周部から外周部へ向って周方向に沿った寸法が広がる形状となっており、周方向に一列で配列して設けられている。
板状部１９２の開口１９２Ａは、一列で配列に限られず、互い違いに複数列で配列して設けてもよい。
板状部１９２の開口１９２Ａの開口形状は、上記形状に限られず、四角状等の多角形状や、円形であってもよい。
【００６４】
スポーク部１９４は、内周環状部１８２側よりも外周環状部１８４側の幅が小さく設けられている。
具体的には、スポーク部１９４は、内周環状部１８２から外周環状部１８４に向かって、漸次に幅が小さくなって設けられている。スポーク部１９４は、内周環状部１８２から外周環状部１８４に向かって、段階的に幅が小さくなって設けられていてもよい。また、スポーク部１９４は、内周環状部１８２側と外周環状部１８４側とで、同一幅となっていてもよい。
【００６５】
テレスコープ防止板１８−２において、板状部１９２の開口１９２Ａの数、大きさ、形状及び配置位置、並びに、スポーク部１９４の数及び幅は、目的とするＳ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２に応じて、選択される。つまり、Ｓ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２は、板状部１９２の開口１９２Ａの数、大きさ、形状及び配置位置、並びに、スポーク部１９４の数及び幅により調整できる。
【００６６】
テレスコープ防止板１８−２は、複数の開口１９２Ａが設けられた板状部１９２と、板状部１９２と外周環状部１８４とを放射状に連結するスポーク部１９４と、を有する連結部１８６を備える構成により、内周側開口率Ｓ１が低減し、外側開口率Ｓ２が増加するため、Ｓ１／Ｓ２比を上記範囲に調整し易くなる。
【００６７】
・第３変形例
図５は、テレスコープ防止の第３変形例を示す概略平面図である。
第３変形例に係るテレスコープ防止板１８−３は、図５に示すように、内周環状部１８２と外周環状部１８４とを連結する板状部１９６からなる連結部１８６を備える構成である。
【００６８】
板状部１９６は、内周側領域１８８Ａに設けられた複数の第１開口１９６Ａと、第１開口１９６Ａよりも高い開口面積及び多数となるように、外周側領域１８８Ｂに設けられた第２開口１９６Ｂと、を有している。つまり、第２開口１９６Ｂは、第１開口１９６Ａよりも開口面積が大きく、且つ数が多くなるように、外周側領域１８８Ｂに設けられている。
ここで、開口面積とは、テレスコープ防止板１８−３を平面視したときの開口している領域の面積を示す。
なお、板状部１９６は、第１開口１９６Ａよりも高い開口面積、又は多数となるように、外周側領域１８８Ｂに設けられた複数の第２開口１９６Ｂを有していてもよい。
【００６９】
具体的には、板状部１９６は、内周環状部１８が位置する中央部が円形にくり貫かれた円盤状となるように、内周環状部１８２の全外縁と外周環状部１８４の全内縁とを連結している。
板状部１９６において、第１開口１９６Ａは、円形状となっており、周方向に一列で配列して設けられている。一方、第２開口１９６Ｂも、円形状となっており、周方向に一列で配列して設けられている。
第１開口１９６Ａ及び第２開口１９６Ｂは、一列で配列に限られず、互い違いに複数列で配列して設けてもよい。
第１開口１９６Ａ及び第２開口１９６Ｂの開口形状は、円形状に限られず、四角状等の多角形状や、内周部から外周部へ向って周方向に沿った寸法が広がる形状（図４で示す開口１９２Ａ参照）であってもよい。
【００７０】
テレスコープ防止板１８−３において、第１開口１９６Ａ及び第２開口１９６Ｂの数、大きさ、形状、及び配置位置は、目的とするＳ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２に応じて、選択される。つまり、Ｓ１／Ｓ２比、内側開口率Ｓ１、及び外側開口率Ｓ２は、第１開口１９６Ａ及び第２開口１９６Ｂの数、大きさ、形状、及び配置位置により調整できる。
【００７１】
テレスコープ防止板１８−３は、内周側領域１８８Ａに設けられた複数の第１開口１９６Ａと、第１開口１９６Ａよりも高い開口面積及び多数の少なくとも一方となるように、外周側領域１８８Ｂに設けられた第２開口１９６Ｂと、が有する板状部１９６からなる連結部１８６を備える構成により、内周側開口率Ｓ１が低減し、外側開口率Ｓ２が増加するため、Ｓ１／Ｓ２比を上記範囲に調整し易くなる。
【００７２】
（透過ガス集合管）
透過ガス集合管１２は、その管壁に複数の貫通孔１２Ａが形成された円筒状の管である。透過ガス集合管１２の管一端部側（一端部１０Ａ側）は閉じられており、管他端部側（他端部１０Ｂ側）は開口し積層体１４を透過して貫通孔１２Ａから集合した炭酸ガス等の酸性ガス２Ｚ２が排出される排出口２６となっている。
【００７３】
後述する接着剤で封止される領域における、透過ガス集合管１２の表面積にしめる貫通孔１２Ａの割合（開口率）は、１．５％以上８０％以下であることが好ましく、３％以上７５％以下であることがより好ましく、５％以上７０％以下であることがさらにより好ましい。さらに、上記開口率は、実用的な観点から、５％以上２５％以下であることが好ましい。
各下限値以上とすることで、効率的に酸性ガス２２を収集することができる。また、各上限値以下とすることで、筒の強度を高め、加工適性を十分に確保することができる。
【００７４】
貫通孔１２Ａの形状は、特に限定されないが、０．５〜２０ｍｍφの円形の穴が開いていることが好ましい。また、貫通孔１２Ａは、透過ガス集合管１２表面に対して均一に配置されることが好ましい。
【００７５】
（被覆層）
被覆層１６は、酸性ガス分離モジュール１０内を通過する原料ガス２０を遮断しうる遮断材料で形成されている。この遮断材料は、さらに耐熱湿性を有していることが好ましい。なお、本実施形態において特に他の言及がない限り「耐熱湿性」のうち「耐熱性」とは、６０℃以上の耐熱性を有していることを意味する。具体的に、６０℃以上の耐熱性とは、６０℃以上の温度条件下に２時間保存した後も保存前の形態が維持され、熱収縮或いは熱溶融による目視で確認しうるカールが生じないことを意味する。また、本実施形態において「耐熱湿性」のうち「耐湿性」とは、４０℃８０％ＲＨの条件下に２時間保存した後も保存前の形態が維持され、熱収縮或いは熱溶融による目視で確認しうるカールが生じないことを意味する。
【００７６】
（積層体）
積層体１４は、供給ガス流路用部材３０が後述する促進輸送膜を内側に二つ折りした酸性ガス分離層３２に挟み込まれ、これらの径方向内側で酸性ガス分離層３２が透過ガス流路用部材３６に、これらに浸透した接着部３４を介して接着されて構成される。
【００７７】
積層体１４を透過ガス集合管１２に巻き付ける枚数は、特に限定されず、単数でも複数でもよいが、枚数（積層数）を増やすことで、促進輸送膜３２Ａの膜面積を向上させることができる。これにより、１本のモジュールで酸性ガス２２を分離できる量を向上させることができる。また、膜面積を向上させるには、積層体１４の長さをより長くしてもよい。
【００７８】
また、積層体１４の枚数が複数の場合、５０枚以下が好ましく、４５枚以下がより好ましく、４０枚以下がさらにより好ましい。これらの枚数以下だと、積層体１４を巻き付けることが容易となり、加工適性が向上する。
【００７９】
また、積層体１４の幅は、特に限定されないが、５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下であることが好ましく、６０ｍｍ以上９０００ｍｍ以下であることがより好ましい、７０ｍｍ以上８０００ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、積層体１４の幅は、実用的な観点から、２００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であることが好ましい。
各下限値以上とすることで、接着剤の塗布（封止）があっても、有効な促進輸送膜３２Ａの膜面積を確保することができる。また、各上限値以下とすることで、巻き芯の水平性を保ち、巻きずれの発生を抑制することができる。
【００８０】
図６は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、積層体の積層構造を示す図である。
【００８１】
図６に示すように、積層体１４同士は、酸性ガス分離層３２に浸透した接着部４０を介して接着され、透過ガス集合管１２周りに積み重なっている。
積層体１４は、具体的に、透過ガス集合管１２側から順に、透過ガス流路用部材３６、酸性ガス分離層３２、供給ガス流路用部材３０、酸性ガス分離層３２を積層している。
これらの積層により、酸性ガス２２を含む原料ガス２０は、供給ガス流路用部材３０の端部から供給され、被覆層１６により区画された、本実施形態の酸性ガス分離層３２を透過して分離された酸性ガス２２が透過ガス流路用部材３６及び貫通孔１２Ａを介して透過ガス集合管１２に集積され、該透過ガス集合管１２に接続された排出口２６より回収される。また、供給ガス流路用部材３０の空隙等を通過した、酸性ガス２２が分離された残余ガス２４は、酸性ガス分離モジュール１０において、排出口２６が設けられた側の、供給ガス流路用部材３０や酸性ガス分離層３２の端部より排出される。
【００８２】
（供給ガス流路用部材）
供給ガス流路用部材３０は、酸性ガス分離モジュール１０の一端部１０Ａ側から酸性ガス２２を含む原料ガス２０が供給される部材であり、スペーサーとしての機能を有し、且つ、原料ガス２０に乱流を生じさせることが好ましいことから、ネット状の部材が好ましく用いられる。ネットの形状によりガスの流路が変わることから、ネットの単位格子の形状は、目的に応じて、例えば、菱形、平行四辺形などの形状から選択して用いられる。また、高温で水蒸気を含有する原料ガス２０を供給することを想定すると、供給ガス流路用部材３０は、後述する酸性ガス分離層３２と同様に耐湿熱性を有することが好ましい。
【００８３】
供給ガス流路用部材３０の材質としては、何ら限定されるものではないが、紙、上質紙、コート紙、キャストコート紙、合成紙、セルロース、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネートなどの樹脂材料、金属、ガラス、セラミックスなどの無機材料等が挙げられる。樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン及びポリフッ化ビニリデン等が好適なものとして挙げられる。
【００８４】
また、耐湿熱性の観点から好ましい材質としては、セラミック、ガラス、金属などの無機材料、１００℃以上の耐熱性を有した有機樹脂材料などが挙げられ、高分子量ポリエステル、ポリオレフィン、耐熱性ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、アラミド、ポリカーボネート、金属、ガラス、セラミックスなどが好適に使用できる。より具体的には、セラミックス、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、及び、ポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれた少なくとも１種の材料を含んで構成されることが好ましい。
【００８５】
供給ガス流路用部材３０の厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以上１０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５０μｍ以上９５０μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以上９００μｍ以下である。
【００８６】
（酸性ガス分離層）
酸性ガス分離層３２は、供給ガス流路用部材３０側に設けられた促進輸送膜３２Ａと、促進輸送膜３２Ａを支持し透過ガス流路用部材３６側に設けられた多孔質支持体３２Ｂと、を有している。
【００８７】
（促進輸送膜）
促進輸送膜３２Ａは、供給ガス流路用部材３０を通過する原料ガス２０中の酸性ガス２２と反応するキャリアと当該キャリアを担持する親水性化合物とを少なくとも含有し、原料ガス２０から酸性ガス２２を選択的に透過させる機能を有している。本実施形態では、促進輸送膜３２Ａが一般的に溶解拡散膜よりも耐熱性を有していることから、例えば１００℃〜２００℃の温度条件下でも酸性ガス２２を選択的に透過させることができるようになっている。また、原料ガス２０に水蒸気が含まれていても、当該水蒸気を親水性化合物が吸湿して当該親水性化合物を含有する促進輸送膜３２Ａが水分を保持することで、さらにキャリアが輸送し易くなるので、溶解拡散膜を用いる場合に比べて分離効率が高まる。
【００８８】
促進輸送膜３２Ａの膜面積は、特に限定されないが、０．０１ｍ２以上１０００ｍ２以下であることが好ましく、０．０２ｍ２以上７５０ｍ２以下であることがより好ましく、０．０２５ｍ２以上５００ｍ２以下であることがさらにより好ましい。さらに、上記膜面積は、実用的な観点から、１ｍ２以上１００ｍ２以下であることが好ましい。
各下限値以上とすることで、膜面積に対して効率よく酸性ガス２２を分離することができる。また、各上限値以下とすることで、加工性が容易となる。
【００８９】
促進輸送膜３２Ａの長さ（二つ折りする前の全長）は、特に限定されないが、１００ｍｍ以上１００００ｍｍ以下が好ましく、１５０ｍｍ以上９０００ｍｍ以下がより好ましく、２００ｍｍ以上８０００ｍｍ以下がさらにより好ましい。さらに、長さは、実用的な観点から、８００ｍｍ以上４０００ｍｍ以下であることが好ましい。
各下限値以上とすることで、膜面積に対して効率よく酸性ガス２２を分離することができる。また、各上限値以下とすることで、巻きずれの発生が抑制され加工性が容易となる。
【００９０】
また、促進輸送膜３２Ａは、耐熱性の観点から、親水性化合物を含有する促進輸送膜３２Ａは架橋構造を有することが好ましい。そのような観点から、好ましい形態を挙げて説明する。
促進輸送膜３２Ａは、例えば下記（Ａ）群より選ばれた単一又は複数の架橋可能基により形成された、下記（Ｂ）群より選ばれた耐加水分解性結合を含む架橋構造を有する親水性化合物層で構成されている。特に酸性ガス分離特性や耐久性に優れるという観点から、促進輸送膜３２Ａは、下記（Ａ）群より選ばれた単一の架橋可能基により形成された、下記（Ｂ）群より選ばれた耐加水分解性結合を含む架橋構造を有する親水性化合物層で構成されていることが好ましい。
【００９１】
（Ａ）群：−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−ＣＮ、―ＣＯＯＨ、エポキシ基
（Ｂ）群：エーテル結合、アセタール結合、−ＮＨ−ＣＨ２−Ｃ（ＯＨ）−、−Ｏ−Ｍ−Ｏ−（Ｍは、Ｔｉ又はＺｒを表す）、−ＮＨ−Ｍ−Ｏ−（Ｍは、Ｔｉ又はＺｒを表す）、ウレタン結合、−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−、アミド結合
【００９２】
−親水性化合物−
親水性化合物は、親水性ポリマーが挙げられる。親水性ポリマーはバインダーとして機能するものであり、酸性ガス分離層として使用するときに水分を保持してキャリアによる二酸化炭素等のガスの分離機能を発揮させる。親水性化合物は、水に溶けて塗布液を形成することができるとともに、促進輸送膜が高い親水性（保湿性）を有する観点から、親水性が高いものが好ましく、生理食塩液の吸水量が０．５ｇ／ｇ以上の親水性を有することが好ましい。さらには１ｇ／ｇ以上の親水性を有することがより好ましく、さらには５ｇ／ｇ以上の親水性を有することが好ましく、さらには１０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが特に好ましく、さらには２０ｇ／ｇ以上の親水性を有することが最も好ましい。
親水性化合物の重量平均分子量は、安定な膜を形成しうる範囲で適宜選択されるが、例えば、架橋可能基として−ＯＨを有する場合には、重量平均分子量が３万以上であるものが好ましい。重量平均分子量は更に好ましくは分子量４万以上であり、より好ましくは、５万以上である。重量平均分子量の上限値には特に制限はないが、製造適性の観点からは、６００万以下であることが好ましい。
また、架橋可能基として−ＮＨ２を有する場合には、重量平均分子量が１万以上であるものが好ましい。重量平均分子量は更に好ましくは１．５万以上であり、より好ましくは、重量平均分子量２万以上である。重量平均分子量の上限値には特に制限はないが、製造適性の観点からは、１００万以下であることが好ましい。
なお、親水性化合物の重量平均分子量は、例えば、親水性化合物としてＰＶＡを用いる場合には、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準じて測定した値を用いている。また、市販品を用いる場合には、カタログ、仕様書などで公称される分子量を用いている。
【００９３】
架橋可能基としては、耐加水分解性の架橋構造を形成しうるものが選択され、ヒドロキシ基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ２）、カルボキシ基（−ＣＯＯＨ）、エポキシ基、塩素原子(−Ｃｌ）、シアノ基（−ＣＮ）等が挙げられる。これらの中でも、アミノ基、及びヒドロキシ基が好ましく、最も好ましくはキャリアとの親和性及びキャリア担持効果の観点からヒドロキシ基である。
【００９４】
このような単一の架橋可能基を有する親水性化合物としては、好ましくはポリアリルアミン、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリオルニチン、ポリリジン、ポリエチレンオキサイド、水溶性セルロース、デンプン、アルギン酸、キチン、ポリスルホン酸、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリＮビニルアセトアミドなどが挙げられ、最も好ましくはポリビニルアルコールである。また、親水性化合物としては、これらの共重合体も挙げられる。
複数の架橋可能基を有する親水性化合物としては、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体が挙げられる。ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体は、吸水能が高い上に、高吸水時においてもハイドロゲルの強度が大きいため好ましい。ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体におけるポリアクリル酸塩の含有率は、例えば１〜９５モル％、好ましくは２〜７０モル％、より好ましくは３〜６０モル％、特に好ましくは５〜５０モル％である。なお、ポリアクリル酸は、塩を形成していてもよく、ポリアクリル酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩の他、アンモニウム塩や有機アンモニウム塩等が挙げられる。
【００９５】
ポリビニルアルコールは市販品としても入手可能であり、例えば、ＰＶＡ１１７（クラレ社製）、ポバール（クラレ製）、ポリビニルアルコール（アルドリッチ社製）、Ｊ−ポバール（日本酢ビ・ポバール社製）が挙げられる。分子量のグレードは種々存在するが、既述のように重量平均分子量が１３万から３０万のものを選択することが好ましい。
市販されているポリビニルアルコール−ポリアクリル酸塩共重合体（ナトリウム塩）の市販品とても入手可能であり、例えば、クラストマーＡＰ２０（商品名、クラレ社製）が挙げられる。
【００９６】
なお、親水性化合物は２種以上を混合して使用してもかまわない。
【００９７】
親水性化合物の含有量としては、その種類にもよるが、バインダーとして膜を形成し、親水性化合物層が水分を十分保持できるようにする観点から、０．５〜５０質量％であることが好ましく、さらには０．７５〜３０質量％であることがより好ましく、さらには１〜１５質量％であることが特に好ましい。
【００９８】
−架橋剤−
上記架橋構造は熱架橋、紫外線架橋、電子線架橋、放射線架橋、光架橋等、従来公知の手法により形成することができる。好ましくは光架橋又は熱架橋であり、最も好ましくは熱架橋である。
本実施形態における親水性化合物層の形成には、親水性化合物とともに架橋剤を含む組成物を用いることが好ましい。高分子化合物層の形成に用いられる高分子化合物層形成用塗布液組成物を以下、単に「塗布液組成物」又は「組成物」と称することがある。
架橋剤としては、上記単一又は複数の架橋可能基を有する親水性化合物と反応し、熱架橋又は光架橋し得る官能基を２以上有する架橋剤を含むものが選択され、形成された架橋構造は、前記（Ｂ）群より選択される耐加水分解性の架橋構造となることを要する。このような観点から、本実施形態に使用しうる架橋剤としては、エポキシ架橋剤、多価グリシジルエーテル、多価アルコール、多価イソシアネート、多価アジリジン、ハロエポキシ化合物、多価アルデヒド、多価アミン、有機金属系架橋剤などが挙げられる。好ましくは多価アルデヒド、有機金属系架橋剤、及びエポキシ架橋剤であり、有機金属系架橋剤、及びエポキシ架橋剤がより好ましく、最も好ましいのは、アルデヒド基を２以上有するグルタルアルデヒドやホルムアルデヒドなどの多価アルデヒドである。
【００９９】
上記架橋剤のうち、親水性化合物として、例えば、重量平均分子量が１３万以上の高分子量体ポリビニルアルコールを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点からエポキシ化合物やグルタルアルデヒドが特に好ましい。
また、例えば、重量平均分子量が１万以上のポリアリルアミンを用いる場合には、この親水性化合物と反応性が良好で、加水分解耐性も優れている架橋構造が形成可能である点から、エポキシ化合物、グルタルアルデヒド、及び有機金属架橋剤が特に好ましい。
親水性化合物として、ポリエチレンイミン又はポリアリルアミンを用いる場合、架橋剤としてはエポキシ化合物が特に好ましい。
【０１００】
親水性化合物層形成用塗布液組成物が架橋剤を含有する場合の含有量は、上記親水性化合物が有する架橋可能基量１００質量部に対して０．００１質量部から８０質量部が好ましく、更に好ましくは０．０１質量部から６０質量部が好ましく、もっとも好ましくは０．１質量部〜５０質量部である。含有量が上記範囲であることで、架橋構造の形成性が良好であり、且つ、形成されたゲル膜の形状維持性に優れる。
また、親水性化合物の有する架橋可能基に着目すれば、架橋構造は、親水性化合物が有する架橋可能基１００ｍｏｌに対し、架橋剤０．００１ｍｏｌ〜８０ｍｏｌを反応させて形成された架橋構造であることが好ましい。
【０１０１】
−キャリア−
キャリアは、酸性ガス（例えば炭酸ガス）と親和性を有し、かつ、塩基性を示す各種の水溶性の無機物質であり、本実施形態においては、アルカリ金属化合物、窒素含有化合物、硫黄酸化物からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。
なお、キャリアとは、間接的に酸性ガスと反応するもの、また、そのもの自体が直接酸性ガスと反応するものを言う。
前者は例えば、供給ガス中に含まれる他のガスと反応し、塩基性を示し、その塩基性化合物と酸性ガスが反応するものなどが挙げられる。より具体的には、スチームと反応してＯＨ−を放出し、そのＯＨ−がＣＯ２と反応することで膜中に選択的にＣＯ２を取り込むことができるようなアルカリ金属化合物のことを言う。
後者はそのもの自体が塩基性であるような、例えば、窒素含有化合物や硫黄酸化物である。
【０１０２】
アルカリ金属化合物としては、例えば、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属重炭酸塩、、アルカリ金属水酸化物からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。ここで、アルカリ金属としては、セシウム、ルビジウム、カリウム、リチウム、及びナトリウムから選ばれたアルカリ金属元素が好ましく用いられる。
なお、本明細書において、アルカリ金属化合物とは、アルカリ金属そのもののほか、その塩およびそのイオンを含む意味で用いる。
【０１０３】
アルカリ金属炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、及び炭酸セシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属重炭酸塩としては、例えば、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、及び炭酸水素セシウムなどが挙げられる。
アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウムなどが挙げられる。
これらの中でも、アルカリ金属炭酸塩が好ましく、また、酸性ガスとの親和性がよいという観点から、水に対する溶解度の高いカリウム、ルビジウム、及びセシウムをアルカリ金属元素として含む化合物が好ましい。
【０１０４】
ここで、本実施形態では、炭酸ガス分離膜として、吸湿性の促進輸送膜３２Ａを用いているため、製造時に吸湿した水分で促進輸送膜３２Ａがゲル状となり促進輸送膜３２Ａが製造時に膜同士や他の部材にくっつくという現象（ブロッキング）が生じ易い。このブロッキングが起こると、促進輸送膜３２Ａを剥がす際に促進輸送膜３２Ａがそのくっつきにより欠陥を生じてしまい、結果としてガス漏れが生じ得る。したがって、本実施形態では、ブロッキング抑止を図る方が好ましい。
【０１０５】
そこで、本実施形態では、キャリアは、アルカリ金属化合物を２種以上含むことが好ましい。２種以上のキャリアとすることで、膜中の同種のキャリアを距離的に離すことでブロッキングの不均一さを生み出してブロッキング抑止を図ることができるからである。
さらに、キャリアは、潮解性を有する第１アルカリ金属化合物と、当該第１アルカリ金属化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２アルカリ金属化合物とを含むことがより好ましい。具体的に、第１アルカリ金属化合物として炭酸セシウムが挙げられ、第２アルカリ金属化合物として炭酸カリウムが挙げられる。
キャリアが第１アルカリ金属化合物と第２アルカリ金属化合物を含むことで、比重が小さい第２アルカリ金属化合物が促進輸送膜３２Ａの膜面側に配置され（つまり促進輸送膜３２Ａの表面側（供給ガス流路用部材３０側）に偏在して配置され）、比重が大きい第１アルカリ金属化合物が促進輸送膜３２Ａの膜内側に配置される（つまり促進輸送膜３２Ａの多孔質支持体３２Ｂ側に偏在して配置される）。そして、膜面側に配置される第２アルカリ金属化合物は第１アルカリ金属化合物よりも潮解性が低いため、膜面側に第１アルカリ金属化合物が配置される場合に比べて、膜面がべたつかず、ブロッキングを抑止することができる。また、膜内側には潮解性の高い第１アルカリ金属化合物が配置されるので、単に第２アルカリ金属化合物が膜全体に配置される場合に比べて、ブロッキングを抑止するとともに、炭酸ガスの分離効率を高めることができる。
なお、第２アルカリ金属化合物はブロッキング抑止のため膜面側にのみあればよいので、第２アルカリ金属化合物は第１アルカリ金属化合物よりも少量含まれていることが好ましい。これにより、潮解性の高い第１アルカリ金属化合物は膜全体において相対的に量が多くなり、炭酸ガスの分離効率をより高めることができる。
【０１０６】
ここで、２種以上のアルカリ金属化合物の種類数とは、アルカリ金属の種類によって定まるものとし、対イオンが異なっていても１種とは数えないこととする。つまり、炭酸カリウムと水酸化カリウムとが併用されていても１種と数えることとする。
【０１０７】
２種以上のアルカリ金属化合物の組合せとしては、下記のものが好ましい。なお、下表では、アルカリ金属の名称でアルカリ金属化合物を表示しているが、その塩やイオンであってもよい意味である。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
組合せ  第２アルカリ金属化合物、第１アルカリ金属化合物
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
＃１    カリウム                セシウム
＃２    カリウム                ルビジウム
＃３    カリウム                セシウム／ルビジウム
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【０１０８】
キャリア全体の親水性化合物層における含有量は、その種類にもよるが、塗布前の塩析を防ぐとともに、酸性ガスの分離機能を確実に発揮させるため、０．３質量％〜３０質量％であることが好ましく、さらに０．５〜２５質量％であることがより好ましく、さらに１〜２０質量％であることが特に好ましい。
【０１０９】
キャリアとして、２種以上のアルカリ金属化合物を適用する場合、２種以上のアルカリ金属化合物の含有量を、膜の主成分である親水性化合物及び２種以上のアルカリ金属化合物等の固形分の合計質量との関係で示すと、２種以上のアルカリ金属化合物の質量比率が２５質量％以上８５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。この量を上記の範囲とすることで、ガス分離機能を十分に発揮させることができる。
【０１１０】
２種以上のアルカリ金属化合物のうち、第１アルカリ金属化合物よりも潮解性が低く比重が小さい第２アルカリ金属化合物（促進輸送膜３２Ａの表面側（供給ガス流路用部材３０側）に偏在したアルカリ金属化合物）ついては、親水性化合物及び２種以上のアルカリ金属化合物等の固形分の合計質量（典型的には乾燥後の分離層の総質量）に対して、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０２質量％以上であることがより好ましい。上限は特にないが、１０質量％以下であることが好ましく、７．５質量％以下であることがより好ましい。この量が少なすぎるとブロッキングを防げないことがあり、多すぎるとハンドリングできないことがある。
【０１１１】
第２アルカリ金属化合物と第１アルカリ金属化合物との比率は特に限定されないが、第２アルカリ金属化合物１００質量部に対して、第１アルカリ金属化合物が５０質量部以上が好ましく、１００質量部以上がより好ましい。上限値としては、１０００００質量部以下が好ましく、８００００質量部以下がより好ましい。当該両者の比率をこの範囲で調整することにより、ブロッキング性とハンドリング性とを高いレベルで両立することができ
る。
【０１１２】
窒素含有化合物としては、例えば、グリシン、アラニン、セリン、プロリン、ヒスチジン、タウリン、ジアミノプロピオン酸などのアミノ酸類、ピリジン、ヒスチジン、ピペラジン、イミダゾール、トリアジンなどのヘテロ化合物類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類や、クリプタンド〔２．１〕、クリプタンド〔２．２〕などの環状ポリエーテルアミン類、クリプタンド〔２．２．１〕、クリプタンド〔２．２．２〕などの双環式ポリエーテルアミン類やポルフィリン、フタロシアニン、エチレンジアミン四酢酸などを用いることができる。
硫黄化合物としては、例えば、シスチン、システインなどのアミノ酸類、ポリチオフェン、ドデシルチオールなどを用いることができる。
【０１１３】
−その他の成分−
促進輸送膜３２Ａの形成に使用される組成物には、親水性化合物、架橋剤、二酸化炭素キャリアに加え、種々の添加剤を併用してもよい。また溶媒としての水も製造時に乾燥され少量になっているものを含有してもよい。
【０１１４】
−酸化防止剤−
上記塗布液組成物には、本実施形態の効果を損なわない限り、酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤を添加することで湿熱耐性をさらに向上させるという利点を有する。
酸化防止剤は市販品を用いてもよく、好適な酸化防止剤としては、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、イルガノックス１０１０、イルガノックス１０３５ＦＦ、イルガノックス５６５などが挙げられる。
【０１１５】
−ゲル化剤−
上記塗布液組成物には、膜のセット性や粘度を制御する目的として、ゲル化剤を含有してもよい。ゲル化剤を添加することで、上記塗布液組成物の塗膜を形成したとき、のセット性や粘度を制御できる。
ゲル化剤としては、これを含む記塗布液組成物の塗膜を形成したとき、或いは、これを冷却したときに、膜厚均一性が高いゲル膜（セット膜）を形成することができるものを使用すればよい。
温度依存性のないゲル化剤としては、カルボキシメチルセルロースなどの増粘剤が挙げられ、さらに冷却によりゲル膜を形成しうるゲル化剤としては、増粘性多糖類、より具体的には、寒天類が挙げられる。このような多糖類としては、製膜性、入手容易性、コスト、膜強度などの点から寒天が好ましく、市販品として、伊那寒天ＵＰ−３７、ＵＭ−１１Ｓ、ＳＹ−８、ＺＹ−４、ＺＹ−６（以上、伊那寒天社製）、Ａｇａｒｏｓｅ  Ｈ、Ａｇａｒｏｓｅ  Ｓ（以上、ニッポンジーン社製）などが挙げられる。
冷却によりゲル膜を形成しうるゲル化剤としては、具体的には、親水性ポリマーと、二酸化炭素キャリアと、ゲル化剤と、水とを含む塗布液組成物を５０℃以上で調製し、溶液膜厚１ｍｍ以下において１２℃の温度条件下において１２０秒以内でゲル化し、液が重力により落下しないような性質を有するゲル化剤が挙げられる。
【０１１６】
塗布液組成物中のゲル化剤の含有量としては、その種類にもよるが、含有量が多過ぎると塗布液が短時間で高粘度となって塗布し難くなる場合があり、また、膜厚均一性の低下を抑制する観点から、１０質量％以下が好ましく、０．１〜８質量％であることがより好ましく、さらには０．３〜５質量％であることが最も好ましい。
【０１１７】
−特定化合物及びポリマー粒子−
また添加剤として、促進輸送膜３２Ａの組成物には、（1）疎水部として炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基と親水部である親水性基とを有する化合物、（2）シロキサン構造を有する化合物、（3）平均粒子径が０．０１μｍ〜１０００μｍでかつ比重が０．５ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３のポリマー粒子の３つからなる群より選択された一種又は二種以上を含有してもよい。
これらの一種又は二種以上を含有する促進輸送膜３２Ａを形成する場合に、促進輸送膜３２Ａに特定化合物及び／又はポリマー粒子を単に存在させるのではなく、本実施形態においては、一見成膜しているかのように膜面近傍に偏在させるようにする。このとき、二酸化炭素が透過可能なように偏在させる。このようにすることで、酸性ガス分離性を良好に維持しながら、連続製膜する際のブロッキングの発生が効果的に抑えられる。ひいては、膜剥がれの発生抑止による生産性を向上させることができる。これは、特にロールツーロールで連続製膜する場合に特に有効である。
【０１１８】
（特定化合物）
促進輸送膜３２Ａは、後述のポリマー粒子を含まずに又は含むと共に、炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基と親水性基とを有する化合物、及びシロキサン構造を有する化合物からなる群より選ばれる化合物（特定化合物）を一種又は二種以上含有している。
【０１１９】
特定化合物の含有量としては、促進輸送膜３２Ａの組成物の総質量に対して、０．０００１〜１質量％が好ましく、０．０００３〜０．８質量％がより好ましく、０．００１〜０．１質量％が更に好ましい。特定化合物の含有量が０．０００１質量％以上であると、ブロッキングの発生抑止の効果により優れる。また、特定化合物の含有量が１質量％以下であると、二酸化炭素等の酸性ガスの分離性が良好に保たれる。
【０１２０】
炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基と親水性基とを有する化合物は、塗布により塗膜形成した際の膜表面に該表面を覆うように偏在しやすく、ブロッキングの発生抑止に効果がある。具体的には、アルキル基、フッ化アルキル基を有する界面活性剤は、これを含有する促進輸送膜３２Ａを形成する工程において、疎水性の高いアルキル基又はフルオロアルキル基に起因して化合物が膜面に配向し、その膜面の表面エネルギーを低下させることでブロッキングを効果的に防止する。そのため、化合物がより疎水性の高い、つまり炭素鎖の長いアルキル基又はフルオロアルキル基を有していることが好ましい。
【０１２１】
この化合物としては、疎水部と親水部とを有し、該疎水部として炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を含むものを用いることができる。具体的な例として、炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を疎水部に有する界面活性剤が挙げられる。
【０１２２】
炭素数が３〜２０のアルキル基としては、例えば、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、エイコシルなどの基が挙げられる。中でも、膜表面に偏在させやすい点で、長鎖アルキル基を有していることが好ましく、具体的には、炭素数５〜２０のアルキル基がより好ましく、更に好ましくは炭素数６〜２０のアルキル基である。中でも、アルキル基として、特にヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、エイコシルを有している場合が好ましい。
【０１２３】
炭素数が３〜２０のフッ化アルキル基としては、例えば、フルオロプロピル、パーフルオロブチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロオクチル、パーフルオロデシルなどの基が挙げられる。中でも、膜表面に偏在させやすい点で、長炭素鎖を持つフルオロアルキル基を有していることが好ましく、具体的には、炭素数４〜２０のフッ化アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数５〜２０のフッ化アルキル基であり、更に好ましくは炭素数６〜２０のフッ化アルキル基である。中でも、フッ化アルキル基として、特にパーフルオロヘキシル、パーフルオロオクチル、パーフルオロデシルを有していることが好ましい。
【０１２４】
上記のアルキル基及びフッ化アルキル基のうち、ブロッキング抑止と優れた酸性ガス分離性との両立を高い水準で達成する観点から、フッ化アルキル基よりもフッ素原子を有しないアルキル基の方が好ましい。
【０１２５】
親水性基としては、水酸基、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、アルキレンオキシ基、アミノ基、４級アミノ基などが挙げられる。
【０１２６】
炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を有する界面活性剤の例としては、下記の化合物を挙げることができる。
【０１２７】
炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を有する界面活性剤の分子量としては、６０〜２０００の範囲が好ましく、８０〜１５００の範囲がより好ましい。分子量が６０以上であると、膜面として均一にブロッキング抑制できる点で有利である。分子量が２０００以下であることで、ブロッキングを抑制しつつ、酸性ガス分離性をも確保することができる。
【０１２８】
炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を有する界面活性剤」を含有する促進輸送膜３２Ａを形成する場合、該界面活性剤の含有量としては、促進輸送膜３２Ａの全固形分に対して、０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましく、更には０．０１〜３質量％であることが好ましい。「炭素数３〜２０のアルキル基又は炭素数３〜２０のフッ化アルキル基を有する界面活性剤」の含有量が０．０１質量％以上であることで、ブロッキングの発生抑止の効果により優れる。また、該界面活性剤の含有量が１０質量％以下であると、二酸化炭素等の酸性ガスの分離性が良好に保たれる。
【０１２９】
［シロキサン構造を有する化合物］
シロキサン構造を有する化合物は、促進輸送膜３２Ａを塗布により塗膜形成した際の膜表面に該表面を覆うように偏在しやすく、ブロッキングの発生抑止に効果がある。シロキサン構造とは、「−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−」で示されるシロキサン骨格を部分構造として有していれば、特に制限はない。
【０１３０】
シロキサン構造を有する化合物としては、促進輸送膜３２Ａを塗布により塗膜形成したときの表面偏析性を高める観点から、側鎖にシロキサン構造を有する構造単位を含む化合物が好ましい。
【０１３１】
分子内にシロキサン構造を導入する際に有用なシロキサン化合物は、上市されている市販品より入手することができ、例えば、信越化学工業社製のＸ−２２−１７３ＤＸ、Ｘ−２２−１７３ＢＸなどの片末端反応性シリコーンが挙げられる。
また、このような化合物は、反応性末端を有するシロキサンとカチオン重合性基を持つ化合物を反応させることで合成することができる。例えば、ＪＮＣ社製のサイラプレーンシリーズＦＭ−０４１１，同ＦＭ−０４２１，同ＦＭ−０４２５等の片末端水酸基を持つ化合物とエピクロロヒドリンとから合成することや、特開平１１−８０３１５号公報に記載の方法にて合成することができる。
【０１３２】
シロキサン構造を有する化合物を含む促進輸送膜３２Ａを形成する場合、シロキサン構造を有する化合物の含有量としては、促進輸送膜３２Ａの全固形分に対して、０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましく、更には０．０１〜３質量％であることが好ましい。シロキサン構造を有する化合物の含有量が０．０１質量％以上であることで、ブロッキングの発生抑止の効果により優れる。また、特定化合物の含有量が１０質量％以下であると、二酸化炭素等の酸性ガスの分離性が良好に保たれる。
【０１３３】
（ポリマー粒子）
ポリマー粒子としては、例えば、ポリオレフィン（例：ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなど）、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、熱可塑性エラストマー、シリコーンなどの粒子が好適に挙げられる。中でも、均一にブロッキング抑止できる点で、ポリオレフィンの粒子が好ましい。
【０１３４】
ポリマー粒子の平均粒子径は、０．０１μｍ〜１０００μｍの範囲とする。ポリマー粒子の粒子径が０．０１μｍ未満であると、粒子が密に詰まりすぎるために、塗膜形成したときの膜表面に占める面積を分離性能を下げずに確保することができない。また、ポリマー粒子の平均粒子径が１０００μｍを超えると、塗膜形成したときの膜表面にポリマーが多く存在し過ぎて、二酸化炭素透過性が低下するとともに、ポリマー粒子が脱落するおそれがある。中でも、ポリマー粒子の平均粒子径としては、０．０２μｍ〜７５０μｍの範囲がより好ましく、更に好ましくは０．０３μｍ〜５００μｍの範囲であり、特に好ましくは０．１μｍ〜５０μｍの範囲である。
ポリマー粒子の粒子径は、大塚電子社製のＦＰＡＲ１０００を用いて測定される値である。
【０１３５】
ポリマー粒子の比重は、０．５ｇ／ｃｍ３〜１．３ｇ／ｃｍ３の範囲とする。ポリマー粒子の比重が０．５ｇ／ｃｍ３未満で小さすぎると、膜表面を閉塞しやすく、むしろ二酸化炭素の透過性が損なわれる。また、ポリマー粒子の比重が１．３ｇ／ｃｍ３を超えると、塗布液中に沈降しやすくなり、塗膜形成したときの膜表面にポリマーが存在し難くなることで、ブロッキング抑止効果が低下する。中でも、ポリマー粒子の比重としては、０．５２ｇ／ｃｍ３〜１．２８ｇ／ｃｍ３の範囲がより好ましく、更に好ましくは０．５５ｇ／ｃｍ３〜１．２７ｇ／ｃｍ３の範囲である。
【０１３６】
ポリマー粒子は、例えば、水性媒体中にポリマーが液体状態で分散された乳化物（エマルション）、及び水性媒体中にポリマーが固体状態で分散された分散物（サスペンション）の形態で使用することができる。
【０１３７】
ポリマー粒子は、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、三井化学工業社製のケミパールｗ−３０８、同ｗ−４００、同ｗ−１００、同ｗｐ−１００、同Ａ−１００などを使用することができる。
【０１３８】
促進輸送膜３２Ａがポリマー粒子を含有する場合、促進輸送膜３２Ａ中における総含有量は、促進輸送膜３２Ａの表面におけるポリマー粒子の占有面積が０．１％〜６０％となる量が好ましい。ポリマー粒子による占有面積が０．１％以上であることで、ブロッキングの発生抑止の効果により優れる。また、ポリマー粒子による占有面積が６０％以下であると、ブロッキングが抑止しつつも、酸性ガス分離性を良好に保つことができる。ポリマー粒子の占有面積としては、０．５％〜３０％であるのがより好ましく、１％〜１０％であるのが更に好ましい。
占有面積は、走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ６６１０、ＪＥＯＬ社製）を用い、単位面積あたりの粒子被覆率を画像解析することにより求められる。
【０１３９】
ポリマー粒子を用いて促進輸送膜３２Ａを塗布形成する場合、ポリマー粒子は比重が低いため、ポリマー粒子を含有する塗布液を用いて促進輸送膜３２Ａを形成し乾燥する過程において、塗膜表面にポリマー粒子が偏在する。これにより、表面のみに付与するといった特段の処理を行なわなくとも、ポリマー粒子が表面に偏在してブロッキングを防止する。
また、促進輸送膜３２Ａは、ポリマー粒子や上記の特定化合物を含有する第１の塗布液と、ポリマー粒子や特定化合物を含有しない第２の塗布液とをそれぞれ調製し、多孔質支持体３２Ｂ上に第２の塗布液、第１の塗布液の重層順になるように重層塗布することによって、ポリマー粒子や特定化合物を膜面に偏在させてなる層として形成することができる。
これらの化合物やポリマー粒子は、いずれも親水性化合物層を構成する他の成分と相溶しないために、親水性化合物層が本来有する分離能を損なうことはない。
（多孔質支持体） 
促進輸送膜３２Ａと共に酸性ガス分離層３２を構成する多孔質支持体３２Ｂは、促進輸送膜３２Ａと同様、耐熱性を有している。
多孔質支持体３２Ｂの材質としては、供給ガス流路用部材３０と同様のものを用いることができる。
【０１４０】
多孔質支持体３２Ｂは厚すぎるとガス透過性が低下し、薄すぎると強度に難がある。そこで支持体の厚さは３０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、さらには５０μｍ以上４５０μｍ以下がより好ましく、さらには５０μｍ以上４００μｍ以下が特に好ましい。
また、多孔質支持体３２Ｂの孔の平均孔径は、接着剤塗布領域は接着剤を十分に染み込ませ、ガスを通過させる領域はガスの通過の妨げとならないようにする観点から、０．００１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、さらには０．００２μｍ以上５μｍ以下がより好ましく、さらには０．００５μｍ以上１μｍ以下が特に好ましい。
【０１４１】
（透過ガス流路用部材）
酸性ガス分離層３２と共に積層体１４を構成する透過ガス流路用部材３６は、キャリアと反応して酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガス２２が貫通孔１２Ａに向かって流れる部材である。透過ガス流路用部材３６は、スペーサーとしての機能を有し、また透過した酸性ガス２２を透過ガス流路用部材３６よりも内側に流す機能を有し、さらに後述する接着部３４，４０を浸透させる機能を有するように、透過ガス流路用部材３６は、供給ガス流路用部材３０と同様に、ネット状の部材が好ましい。透過ガス流路用部材３６の材質は、供給ガス流路用部材３０と同様のものを用いることができる。また、高温で水蒸気を含有する原料ガス２０を流すことを想定すると、透過ガス流路用部材３６は、酸性ガス分離層３２と同様に耐湿熱性を有することが好ましい。
【０１４２】
透過ガス流路用部材３６の使用する具体的素材としては、エポキシ含浸ポリエステルなどポリエステル系、ポリプロピレンなどポリオレフィン系、ポリテトラフルオロエチレンなどフッ素系が好ましい。
【０１４３】
透過ガス流路用部材３６の厚みは、特に限定されないが、１００μｍ以上１０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５０μｍ以上９５０μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以上９００μｍ以下である。
【０１４４】
透過ガス流路用部材３６は、酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガス２２の流路となるため、抵抗が少ないことが好ましく、具体的には、空隙率が高く、圧をかけたときの変形が少なく、かつ、圧損が少ないことが挙げられる。
【０１４５】
空隙率に関しては、３０％以上９９％以下が好ましく、３５％以上９７．５％以下がより好ましく、４０％以上９５％以下がさらにより好ましい。なお、空隙率の測定は、以下のように行うことができる。まず、透過ガス流路用部材３６の空隙部に超音波を利用するなどして十分に水を染み込ませ、表面の余分な水分を取った後、単位面積あたりの重量を測定する。前記重量を乾燥重量から差し引いた値が、透過ガス流路用部材３６の空隙に入った水の容積であり、水の密度で換算し、空隙量、ひいては空隙率を測定することができる。
このとき、十分に水が染み込んでいない場合は、アルコール系などの表面張力の低い溶剤を用いても測定が可能である。
【０１４６】
圧をかけたときの変形は、引張試験を行ったときの伸度により近似でき、１０Ｎ／１０ｍｍ幅の荷重をかけたときの伸度が５％以内であることが好ましく、４％以内であることがより好ましい。
【０１４７】
また、圧損に関しては、一定の流量で流した圧縮空気の流量損失に近似でき、１５ｃｍ角の透過ガス流路用部材３６に室温で１５Ｌ／ｍｉｎ流した際に、７．５Ｌ／ｍｉｎ以内の損失であることが好ましく、７Ｌ／ｍｉｎ以内の損失であることがより好ましい。
【０１４８】
（接着部）
接着部３４及び接着部４０は、耐熱湿性の接着剤である。
なお、本実施形態において接着部３４及び接着部４０の「耐熱湿性」のうち「耐熱性」とは、硬化後のガラス転移温度Ｔｇが４０℃以上であることを意味し、特に６０℃以上であることが好ましい。また、本実施形態において接着部３４及び接着部４０の「耐熱湿性」のうち「耐湿性」とは、８０℃８０％ＲＨの条件下に２時間保存した後も接着力が半減しないことを意味する。耐湿熱性を上げるには、接着部３４及び接着部４０の材質（主成分）を変えたりその主成分にポリスチレン又は流動パラフィン、シリカなどのフィラーを１質量部〜５０質量部溶解させたりして粘度を高めることで実現できる。
【０１４９】
接着部３４及び接着部４０の材質としては、耐熱湿性を有するものであれば特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられる。
【０１５０】
図７は、酸性ガス分離モジュール１０において透過ガス集合管１２に積層体１４を巻き付ける前の状態を示す図であり、且つ、接着部３４と接着部４０の形成領域の一実施形態を表した図である。
【０１５１】
図７に示すように、接着部４０は、透過ガス流路用部材３６で貫通孔１２Ａを覆い、透過ガス集合管１２に積層体１４を図中矢印Ｒ方向に巻き付けた状態で、酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６を接着している。一方で、接着部３４は、透過ガス集合管１２に積層体１４を巻き付ける前から酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６を接着している。
【０１５２】
接着部３４と接着部４０は共に、酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６の両側端部を透過ガス集合管１２の周方向に沿って接着する周方向接着部３４Ａ，４０Ａと、酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６の上記周方向の端部を接着する軸方向接着部３４Ｂ，４０Ｂとを有している。
【０１５３】
周方向接着部３４Ａと軸方向接着部３４Ｂは繋がっており、接着部３４全体として巻き始めの酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６の間の周方向端部が開口したエンベロープ状となっている。そして、周方向接着部３４Ａと軸方向接着部３４Ｂとの間には、酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガス２２が貫通孔１２Ａまで流れる流路Ｐ１が形成される。
同様に、周方向接着部４０Ａと軸方向接着部４０Ｂは繋がっており、接着部４０全体として巻き始めの酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６の間の周方向端部が開口した所謂「エンベロープ状」となっている。そして、周方向接着部４０Ａと軸方向接着部４０Ｂとの間には、酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガス２２が貫通孔１２Ａまで流れる流路Ｐ２が形成される。
【０１５４】
本実施形態では、酸性ガス分離膜として促進輸送膜３２Ａを用いていることから、膜中に含まれた水分が多孔質支持体３２Ｂに滲み出て多孔質支持体３２Ｂの濡れ性を高めたりその表面張力で接着剤を引き込んだりすることによって、接着部３４と接着部４０の接着剤が透過ガス流路用部材３６を介して多孔質支持体３２Ｂの孔に染み込み易いため、特許文献１のように周方向接着部３４Ａ，４０Ａを注封法で形成しなくとも、通常の塗布法で、接着部３４と接着部４０の接着力が強固となり、結果としてガス漏れを抑制できる。
【０１５５】
（酸性ガス分離モジュールの製造方法）
次に、上述した構成の酸性ガス分離モジュール１０の製造方法を説明する。
図８Ａ〜図８Ｃは、酸性ガス分離モジュール１０の製造工程図である。
【０１５６】
本実施形態の酸性ガス分離モジュール１０の製造方法では、まず図８Ａに示すように、カプトンテープ又は接着剤等の固定部材５０で、長尺状の透過ガス流路用部材３６の先端部を透過ガス集合管１２の管壁（外周面）に固定する。
ここで、管壁には、軸方向に沿ってスリット（不図示）が設けられていることが好ましい。この場合、スリットに、透過ガス流路用部材３６の先端部を入れ込み、透過ガス集合管１２の内周面に固定部材５０で固定するようにする。この構成によれば、透過ガス流路用部材３６を含んだ積層体１４を透過ガス集合管１２に巻き付けるときに、テンションをかけながら巻き付けるようにしても、透過ガス集合管１２の内周面と透過ガス流路用部材３６との摩擦で、透過ガス流路用部材３６がスリットから抜けない、すなわち、透過ガス流路用部材３６の固定が維持される。
【０１５７】
次に、図８Ｂに示すように、促進輸送膜３２Ａを内側に二つ折りした長尺状の酸性ガス分離層３２に長尺状の供給ガス流路用部材３０を挟み込む。なお、促進輸送膜３２Ａを二つ折りする際は、促進輸送膜３２Ａを二分割してもよいが、ずらして折ってもよい。
【０１５８】
次に、二つ折りした促進輸送膜３２Ａの外表面のうち一方の外表面（多孔質支持体３２Ｂの表面）に対して、膜の幅方向両端部と長手方向一端部に接着剤５２を塗布する（エンベロープ状に塗布する）。これにより、接着部３４、つまり周方向接着部３４Ａと軸方向接着部３４Ｂが形成される。
ガス漏れを抑制するため、この多孔質支持体３２Ｂの孔のうち、１０％以上、特に３０％の孔を接着部３４で埋めることが好ましい。このように埋める手段としては、例えば、特開平３−６８４２８などを利用することができる。
【０１５９】
次に、図８Ｃに示すように、透過ガス集合管１２に固定した透過ガス流路用部材３６の表面に、接着部３４を介して、供給ガス流路用部材３０を挟んだ酸性ガス分離層３２を貼り付ける。なお、酸性ガス分離層３２を貼り付ける際、軸方向接着部３４Ｂが透過ガス集合管１２から離れるように貼り付ける。これにより、接着部３４全体として巻き始めの酸性ガス分離層３２と透過ガス流路用部材３６の間の周方向端部が開口した形となり、周方向接着部３４Ａと軸方向接着部３４Ｂとの間には、酸性ガス分離層３２を透過した酸性ガス２２が貫通孔１２Ａまで流れる流路Ｐ１が形成される。
【０１６０】
次に、透過ガス流路用部材３６に貼り付けた酸性ガス分離層３２の表面（貼り付け面とは逆の面）に対して、膜の幅方向両端部と長手方向一端部に接着剤５４を塗布する。これにより、接着部４０、つまり周方向接着部４０Ａと軸方向接着部４０Ｂが形成され、且つ、積層体１４が形成される。
【０１６１】
次に、透過ガス流路用部材３６で貫通孔１２Ａを覆うように、透過ガス集合管１２に積層体１４を図中矢印Ｒ方向に多重に巻き付ける。この際、積層体１４に張力をかけながら巻き付けることが好ましい。これにより、接着部３４、４０の接着剤５２，５４、特に接着部４０の接着剤５４が多孔質支持体３２Ｂの孔に染み込み易くなり、もってガス漏れを抑制できる。また、張力をかけるためには、上述したように、透過ガス流路用部材３６の固定が外れないように、スリットに透過ガス流路用部材３６の先端部を入れ込んで固定した方が好ましい。
【０１６２】
以上の工程を得ることにより、図１に示す酸性ガス分離モジュール１０が得られる。
【０１６３】
（変形例）
酸性ガス分離モジュール１０は、上記構成に限られず、他の態様であってもよい。
【０１６４】
例えば、上記実施形態では、酸性ガス分離モジュール１０は、その一端部１０Ａ側から積層体１４に酸性ガスを含む原料ガス２０が供給されると、原料ガス２０を酸性ガス２２と残余ガス２４に分離し他端部１０Ｂ側に別々に排出する構成である場合を説明した。しかし、酸性ガス分離モジュール１０は、その他端部１０Ｂ側から積層体１４に酸性ガスを含む原料ガス２０が供給され、原料ガス２０を酸性ガス２２と残余ガス２４に分離し他端部１０Ｂ側に別々に排出する構成であってもよい。
【０１６５】
また、上記実施形態では、二つ折りした酸性ガス分離層３２に供給ガス流路用部材３０を挟み込む場合を説明したが、単に酸性ガス分離層３２と供給ガス流路用部材３０を積層する構成であってもよい。この場合、積層体１４は、例えば、透過ガス集合管１２側から順に、透過ガス流路用部材３６、接着部３４、酸性ガス分離層３２、供給ガス流路用部材３０、接着部４０（両面テープ等）を積層して構成される。
【０１６６】
また、酸性ガス分離モジュール１０の強度向上、テレスコープ防止板１８の固定のために、酸性ガス分離モジュール１０をＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）で補強してもよい。ＦＲＰで使用するファイバーやマトリックス樹脂の種類は限定されず、ファイバーとしては、ガラスファイバー、炭素繊維、ケブラー、ダイニーマなどがあるが、この中でもガラスファイバーが特に好ましい。また、マトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられるが、耐熱性、耐加水分解性の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。
【０１６７】
また、酸性ガス分離モジュール１０を収納する容器については、特に限定されないが、原料ガス２０の入り口が対角線上に２個以上あるか、ガスが均一に酸性ガス分離モジュール端面に当たるようマニホールドを備えたものであるとより分離効率が向上する。
また、酸性ガス分離モジュール１０の１モジュールあたりに流入するガスの流量や流速を調整し、圧損をコントロールするために、複数の酸性ガス分離モジュール１０を容器内で並列に並べてもよい。また、複数の酸性ガス分離モジュール１０を容器内で直列に繋げてもよい。
【０１６８】
また、上記実施形態では、透過ガス集合管１２の管一端部側は閉じられている場合を説明したが、開口していてこの開口から不活性ガス等から選ばれるスイープガスが供給されてもよい。
この場合、酸性ガス分離モジュール１０の代わりとして図９に示すような酸性ガス分離モジュール１００を用いた方が好ましい。図９は、図７に示した酸性ガス分離モジュール１０の変形例を示す図である。
【０１６９】
図９に示すように、酸性ガス分離モジュール１００は、酸性ガス分離モジュール１０と同様、透過ガス集合管１２に積層体１４が多重に巻き付けられて構成される。ただし、酸性ガス分離モジュール１００では、透過ガス集合管１２が、管一端部に設けられ貫通孔１２Ａから集合した酸性ガス２２が排出される排出口２６と、管他端部に設けられスイープガスが供給される供給口６０と、を有している。さらに、透過ガス集合管１２が、管中央部に設けられ管内部を遮断する遮断部材６２を有している。なお、透過ガス集合管１２は、管中央部に限られず、排出口２６と供給口６０の間に設けられていればよい。
【０１７０】
また、酸性ガス分離モジュール１００では、周方向接着部３４Ａの間で且つ遮断部材６２の外周側に、周方向（巻き付け前は積層体１４の長さ方向）に沿って仕切接着部６４が形成されている。この仕切接着部６４は、軸方向接着部３４Ｂと非接触であり、周方向接着部３４Ａと軸方向接着部３４Ｂとの間で、スイープガスが流れる流路Ｐ３を形成している。
同様に、酸性ガス分離モジュール１００では、周方向接着部４０Ａの間で且つ遮断部材６２の外周側に、周方向（巻き付け前は積層体１４の長さ方向）に沿って仕切接着部６６が形成されている。この仕切接着部６６は、軸方向接着部４０Ｂと非接触であり、周方向接着部４０Ａと軸方向接着部４０Ｂとの間で、スイープガスが流れる流路Ｐ４を形成している。
【０１７１】
このようにスイープガスが流れる流路Ｐ３、Ｐ４が形成されていることで、接着部３４，４０の間で酸性ガスが滞留することなく貫通孔１２Ａに向かって流れるようになり、もってガス漏れが抑制され、また酸性ガスの分離効率が高くなる。
なお、仕切接着部６４，６６は、流路Ｐ３，Ｐ４を形成するために設けるだけなので、周方向接着部３４Ａ，４０Ａよりも幅が狭い方が好ましい。仕切接着部６４，６６がある分だけ、酸性ガスが酸性ガス分離層３２から透過し難くなるため、できるだけ幅を狭くした方がよいからである。
【０１７２】
また、図９に示した遮断部材６２の位置は、管中央部に限定されず、管の一端部側であってもよい。この場合、仕切接着部６４，６６の位置も、遮断部材６２の位置に合わせる。また、遮断部材６２の数は、一つ限定されず、複数であってもよい。
【０１７３】
また、図１０に示すように、遮断部材６２は、圧損を減少させるため、スイープガスの流れに対して斜めに形成してもよい。
【０１７４】
また、仕切接着部６６の個数や形状は、特に限定はされず、仕切接着部６６は、図１１に示すような、略Ｌ字状の外側仕切接着部６６Ａと、略Ｌ字状の内側仕切接着部６６Ｂと、を有していてもよい。仕切接着部６４も、個数や形状は限定されない。
【０１７５】
＜酸性ガス分離装置＞
図１２は、本発明の酸性ガス分離装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【０１７６】
本実施形態に係る酸性ガス分離装置２００は、図１２に示すように、酸性ガス分離モジュール１０と、酸性ガス分離モジュール１０が装填される圧力容器２０２と、を備えている。
そして、酸性ガス分離モジュール１０として、本実施形態（変形例含む）に係る酸性ガス分離モジュールを備える。
但し、図１２に示すように、複数の酸性ガス分離モジュール１０が直列に接続された状態で圧力容器に装填される場合、複数の酸性ガス分離モジュール１０のうち、少なくとも一つとして、本実施形態（変形例含む）に係る酸性ガス分離モジュールを備えていればよい。
【０１７７】
具体的には、酸性ガス分離装置２００は、圧力容器２０２内に、複数（図１２中では３つ）の酸性ガス分離モジュール１０が直列に接続されて、装填されている。各酸性ガス分離モジュール１０は、原料ガス２０が供給される側のテレスコープ防止板１８の外周面と圧力容器２０２の内壁との間をシール材２０４により封止された状態で、圧力容器２０２内に装填されている。
圧力容器２０２には、原料ガス２０が供給される側の一端部に、原料ガス２０の供給口２０６Ａが設けられた供給側容器端板２０６が嵌め込まれている。また、圧力容器２０２には、分離された酸性ガス２２が排出される側の他端部に、酸性ガスが排出される酸性ガス排出口２０８Ａ及び残余ガス２４が排出される残余ガス排出口２０８Ｂが設けられた排出側容器端板２０８が嵌め込まれている。
【０１７８】
酸性ガス分離装置２００では、原料ガス２０が、供給側容器端板２０６に設けた供給口２０６Ａを通じて圧力容器２０２内へ流入すると共に、酸性ガス分離モジュール１０へ供給される。そして、各酸性ガス分離モジュール１０により、原料ガス２０から酸性ガス２２を分離した後、排出側容器端板２０８に設けた酸性ガス排出口２０８Ａを通じて分離された酸性ガス２２が排出され、残余ガス排出口２０８Ｂを通じて残余ガス２４が排出される。
【０１７９】
なお、酸性ガス分離装置２００は、上記構成に限られず、一つの酸性ガス分離モジュール１０が圧力容器２０２に装填され態様、複数の酸性ガス分離モジュール１０が並列に配置された状態で圧力容器２０２に装填され態様、又は、複数の酸性ガス分離モジュール１０が直列に接続されたユニットを複数並列に配置した状態で、圧力容器２０２に装填され態様等であってもよい。
【０１８０】
ここで、酸性ガス分離装置２００において、複数の酸性ガス分離モジュール１０うち、ガス供給側からｎ番目（ｎは２以上の整数）に直列に接続される酸性ガス分離モジュール１０におけるガス供給側のテレスコープ防止板１８Ａの開口率Ｄ１ｎとガス排出側のテレスコープ防止板１８Ｂの開口率Ｄ２ｎとの比（Ｄ２ｎ／Ｄ１ｎ）を△（ｎ）としたとき、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たすことがよい。
つまり、酸性ガス分離装置１００は、△（１）［＝（Ｄ２１／Ｄ１１）］＞△（２）［＝（Ｄ２２／Ｄ１２）］＞△（３）［＝（Ｄ２３／Ｄ１３）］＞・・・・・＞△（ｎ）［＝（Ｄ２ｎ／Ｄ１ｎ）］の関係を満たすことがよい。
なお、開口率Ｄ１ｎ、開口率Ｄ２ｎは、上述したガス供給側開口率Ｄ１、ガス排出側開口率Ｄ２と同義である。
【０１８１】
酸性ガス分離装置２００において、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係は、ガス供給側からガス排出側に向かって、順次、酸性ガス分離モジュール１０のＤ２／Ｄ１比が小さくなるように、複数の酸性ガス分離モジュール１０を直列に接続していることを示している。
これにより、ガス供給側よりも、ガス排出側に接続される酸性ガス分離モジュール１０のガス排出側の背圧が高くなり、ガス排出側に行くにつれ、原料ガスの供給圧が低下した状態でも、酸性ガス分離モジュール１０の外周側領域１８８Ｂに、原料ガスが流通し易い状態を作り出せ、酸性ガスの分離に寄与させることができる。
【０１８２】
このため、酸性ガス分離装置２００は、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たすことにより、ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減することができる。
【０１８３】
なお、酸性ガス分離装置２００は、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たせば、各酸性ガス分離モジュール１０のＤ２／Ｄ１比が上記範囲を満たさなくとも、ガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減することができる。但し、ガス分離効率を向上させ及び圧力損失を低減させる観点からは、複数の酸性ガス分離モジュールのうち、少なくとも一つの酸性ガス分離モジュール１０のＤ２／Ｄ１比が上記範囲を満たした上で、△（ｎ−１）＞△（ｎ）の関係を満たすことがよい。
また、ガス供給側からｎ番目以降（２番目以降や３番目以降等）に接続される酸性ガス分離モジュール１０のＤ２／Ｄ１比が上記範囲を満たすようにしてもよい。
【０１８４】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【実施例】
【０１８５】
以下、本発明について実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定して解釈されるものではない。
【０１８６】
＜実施例１＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体であるクラストマーＡＰ-２０（クラレ社製）：２．４重量％、２５％グルタルアルデヒド水溶液（Ｗａｋｏ社製）：０．０１重量％を含む水溶液に、１Ｍ塩酸をｐＨ１になるまで添加し、架橋後、キャリアとしての４０％炭酸セシウム（稀産金属社製）水溶液を炭酸セシウム濃度が６．０重量％になるように添加した。さらに、１％ラピゾールＡ−９０〔日油社製；下記構造式で表される界面活性剤（ジ（２−エチルヘキシル）スルホこはく酸ナトリウム、分子量＝４４５；特定化合物）〕が０．００３重量％になるように添加し、昇温後、別に調液しておいた寒天水溶液を加え、塗布組成物１とした。
この塗布組成物１を、ＰＴＦＥ/ＰＰ不織布（ＧＥ社製）を多孔質支持体として、塗布・乾燥させることで、促進輸送膜と多孔質支持体からなる酸性ガス分離層を作製した。
【０１８７】
【化１】
2014079745.tif 000003
【０１８８】
次に、作製した酸性ガス分離層を、促進輸送膜を内側にして二つ折りした。二つ折りした谷部にカプトンテープをはり、供給ガス流路用部材の端部が膜谷部の面状を傷つけないように補強した。そして、二つ折りした酸性ガス分離層に、供給ガス流路用部材として厚み０．５ｍｍのポリプロピレン製ネットを挟み込んだ。このユニットの多孔質支持体側にエンベロープ状（図７参照）になるように高粘度（約４０Ｐａ・ｓ）のエポキシ樹脂からなる接着剤（（ヘンケルジャパン社製）Ｅ１２０ＨＰ）を塗り、トリコット編みのエポキシ含浸ポリエステル製透過ガス流路部材を重ね、透過ガス集合管の周りに多重に巻き付けた。
【０１８９】
その後、得られた構造体のガス供給側の端面に、形状がパターン１（図３の形状）、Ｓ１／Ｓ２比が０．８８、ガス供給側開口率Ｄ１が８９％のＳＵＳ製のガス供給側テレスコープ防止板を取り付けて、接続部の周囲にＦＰＲ樹脂テープを巻き付けて、封止した。
一方、得られた構造体のガス排出側の他端面に、形状がパターン１（図３の形状）、Ｓ１／Ｓ２比が０．８５、ガス排出側開口率Ｄ２が８５％のＳＵＳ製のガス排出側テレスコープ防止板を取り付けて、接続部の周囲にＦＰＲ樹脂テープを巻き付けて、封止した。
【０１９０】
以上の工程を経て、実施例１における、直径８ｃｍ、巾２０ｃｍの酸性ガス分離モジュールのサンプル１を作製した。
そして、表１に示す条件に変更した以外は、サンプル１と同様にして、サンプル２〜８を作製した。
【０１９１】
なお、各サンプルで適用したテレスコープ防止板は、表１に従ったパターン（パターン１〜２）を基本形状とし、Ｓ１／Ｓ２比と、ガス供給側開口率Ｄ１又はガス排出側開口率Ｄ２と、が表１に従ったものとなるように調整されたものを適用した。
【０１９２】
＜実施例２＞
表２に従った条件に変更した以外は、実施例１のサンプル１と同様にして、酸性ガス分離モジュールのサンプルを３本作製し、これを直列に接続する実施例２の酸性ガス分離モジュールのサンプルユニット１〜６を得た。
なお、表２中、「１〜３本目」とは、ガス供給側から直列に接続する酸性ガス分離モジュールの順番を示す。つまり、１本目の酸性ガス分離モジュールが最もガス供給側へ配置され、３本目の酸性ガス分離モジュールが最もガス排出側へ配置されるように、サンプルユニットを圧力容器へ充填することを示している。
【０１９３】
＜実施例３＞
透過ガス集合管を管中央部に遮断部材があるものに変え、仕切接着部を形成してスイープガスが流れる流路を付与（図９参照）し、且つ表１に従った条件に変更した以外は、実施例１のサンプル１と同様にして、実施例３の酸性ガス分離モジュールのサンプル１〜４を作製した。
【０１９４】
＜実施例４＞
透過ガス集合管を管中央部に遮断部材があるものに変え、仕切接着部を形成してスイープガスが流れる流路を付与（図９参照）し、且つ表２に従った条件に変更した以外は、実施例１のサンプル１と同様にして、酸性ガス分離モジュールのサンプルを３本作製し、これを直列に接続する実施例４の酸性ガス分離モジュールのサンプルユニット１〜５を得た。
【０１９５】
＜実施例５＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体であるクラストマーＡＰ−２２（クラレ社製）に水を攪拌しながら加えた後、炭酸セシウム水溶液（固形分濃度：４０質量％）を加え、温度２５℃の条件下で、充分に攪拌を行い、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体と炭酸セシウムとの質量比が１：２で、且つ液中の固形分濃度が２６％の水溶液を調製し、脱泡を行って塗布液組成物２を得た。
そして、塗布液組成物１に代えて、塗布液組成物２を用い、且つ表１に従った条件に変更した以外は、実施例１のサンプル１と同様にして、実施例５の酸性ガス分離モジュールのサンプル１〜４を作製した。
【０１９６】
＜実施例６＞
塗布液組成物１に代えて、塗布液組成物２を用い、且つ表２に従った条件に変更した以外は、実施例１のサンプル１と同様にして、酸性ガス分離モジュールのサンプルを３本作製し、これを直列に接続する実施例６の酸性ガス分離モジュールのサンプルユニット１〜５を得た。
【０１９７】
＜ガス分離評価＞
各例で作製した酸性ガス分離モジュールの各サンプル又は各サンプルユニットを、圧力容器に装填し、酸性ガスの分離性能を評価した。酸性ガスの分離性能の評価方法は、以下の通りである。
但し、実施例１，３、５は評価１に従って評価を行い、実施例２，４，６は評価２に従って評価を行った。
【０１９８】
−酸性ガスの分離性能の評価１（実施例１，３、５）−
テストガスとしてＨ２：ＣＯ２：Ｈ２Ｏ＝４５：５：５０の原料ガス（流量４４Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａで、酸性ガス分離モジュールの各サンプルに供給し、透過側にＨ２Ｏ：Ａｒ＝５０：５０の混合ガス（流量１２Ｌ／ｍｉｎ）をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ２透過速度（Ｐ（ＣＯ２））とＣＯ２／Ｈ２分離係数（α）を算出した。
【０１９９】
−酸性ガスの分離性能の評価２（実施例２，４，６）−
テストガスとしてＨ２：ＣＯ２：Ｈ２Ｏ＝４５：５：５０の原料ガス（流量１３２Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａで、酸性ガス分離モジュールの各サンプルユニットに供給し、透過側にＨ２Ｏ：Ａｒ＝５０：５０の混合ガス（流量３６Ｌ／ｍｉｎ）をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ２透過速度（Ｐ（ＣＯ２））とＣＯ２／Ｈ２分離係数（α）を算出した。
【０２００】
以下、各例の詳細、及び評価結果について、表１〜表２に一覧にして示す。
【０２０１】
【表１】
2014079745.tif 000004
【０２０２】
【表２】
2014079745.tif 000005
【０２０３】
表１〜表２に示すように、本発明に該当する酸性ガス分離モジュールのサンプル及びサンプルユニットでは、ＣＯ２透過速度（Ｐ（ＣＯ２））、ＣＯ２／Ｈ２分離係数（α）が共に、高い結果が得られたことがわかる。
これにより、本発明は、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減できることがわかる。
【０２０４】
＜試験例１＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体であるクラストマーＡＰ-２０（クラレ社製）：２．４重量％、２５％グルタルアルデヒド水溶液（Ｗａｋｏ社製）：０．０１重量％を含む水溶液に、１Ｍ塩酸をｐＨ１になるまで添加し、架橋後、キャリアとしての４０％炭酸セシウム（稀産金属社製）水溶液を炭酸セシウム濃度が６．０重量％になるように添加した。さらに、１％ラピゾールＡ−９０〔日油社製；下記構造式で表される界面活性剤（ジ（２−エチルヘキシル）スルホこはく酸ナトリウム、分子量＝４４５；特定化合物）〕が０．００３重量％になるように添加し、昇温後、別に調液しておいた寒天水溶液を加え、塗布組成物１とした。
この塗布組成物１を、ＰＴＦＥ/ＰＰ不織布（ＧＥ社製）を多孔質支持体として、塗布・乾燥させることで、促進輸送膜と多孔質支持体からなる酸性ガス分離層を作製した。
【０２０５】
【化２】
2014079745.tif 000006
【０２０６】
次に、作製した酸性ガス分離層を、促進輸送膜を内側にして二つ折りした。二つ折りした谷部にカプトンテープをはり、供給ガス流路用部材の端部が膜谷部の面状を傷つけないように補強した。そして、二つ折りした酸性ガス分離層に、供給ガス流路用部材として厚み０．５ｍｍのポリプロピレン製ネットを挟み込んだ。このユニットの多孔質支持体側にエンベロープ状（図７参照）になるように高粘度（約４０Ｐａ・ｓ）のエポキシ樹脂からなる接着剤（（ヘンケルジャパン社製）Ｅ１２０ＨＰ）を塗り、トリコット編みのエポキシ含浸ポリエステル製透過ガス流路部材を重ね、透過ガス集合管の周りに多重に巻き付けた。
【０２０７】
その後、得られた構造体の両端面に、形状がパターン１（図２の形状）、内周側開口率Ｓ１が７０％、外周側開口率Ｓ２が８５％、Ｓ１／Ｓ２比が０．８５のＳＵＳ製のテレスコープ防止板を取り付けて、接続部の周囲にＦＰＲ樹脂テープを巻き付けて、封止した。
【０２０８】
以上の工程を経て、試験例１における、直径４ｃｍ、巾３０ｃｍの酸性ガス分離モジュールのサンプル１を作製した。
そして、表３に示す条件に変更した以外は、サンプル１と同様にして、サンプル２〜１７を作製した。
【０２０９】
なお、各サンプルで適用したテレスコープ防止板は、表３に従ったパターン（パターン１〜４）を基本形状とし、内周側開口率Ｓ１、外周側開口率Ｓ２、及びＳ１／Ｓ２比が表３に従ったものとなるように調整されたものを適用した。
【０２１０】
＜試験例２＞
透過ガス集合管を管中央部に遮断部材があるものに変え、仕切接着部を形成してスイープガスが流れる流路を付与（図９参照）し、且つ表４に従った条件に変更した以外は、試験例１のサンプル１と同様にして、試験例２の酸性ガス分離モジュールのサンプル１〜４を作製した。
【０２１１】
＜試験例３＞
ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体であるクラストマーＡＰ−２２（クラレ社製）に水を攪拌しながら加えた後、炭酸セシウム水溶液（固形分濃度：４０質量％）を加え、温度２５℃の条件下で、充分に攪拌を行い、ポリビニルアルコール−ポリアクリル酸共重合体と炭酸セシウムとの質量比が１：２で、且つ液中の固形分濃度が２６％の水溶液を調製し、脱泡を行って塗布液組成物２を得た。
そして、塗布液組成物１に代えて、塗布液組成物２を用い、且つ表５に従った条件に変更した以外は、試験例１のサンプル１と同様にして、試験例３の酸性ガス分離モジュールのサンプル１〜４を作製した。
【０２１２】
＜ガス分離評価＞
各例で作製した酸性ガス分離モジュールの各サンプルを、圧力容器に装填し、酸性ガスの分離性能を評価した。酸性ガスの分離性能の評価方法は、以下の通りである。
【０２１３】
−酸性ガスの分離性能の評価−
テストガスとしてＨ２：ＣＯ２：Ｈ２Ｏ＝４５：５：５０の原料ガス（流量４４Ｌ／ｍｉｎ）を温度１３０℃、全圧３０１．３ｋＰａで、酸性ガス分離モジュールの各サンプルに供給し、透過側にＨ２Ｏ：Ａｒ＝５０：５０の混合ガス（流量１２Ｌ／ｍｉｎ）をフローさせた。透過してきたガスをガスクロマトグラフで分析し、ＣＯ２透過速度（Ｐ（ＣＯ２））とＣＯ２／Ｈ２分離係数（α）を算出した。
【０２１４】
以下、各例の詳細、及び評価結果について、表３〜表５に一覧にして示す。
【０２１５】
【表３】
2014079745.tif 000007
【０２１６】
【表４】
2014079745.tif 000008
【０２１７】
【表５】
2014079745.tif 000009
【０２１８】
表３〜表５に示すように、本発明に該当する酸性ガス分離モジュールのサンプルでは、ＣＯ２透過速度（Ｐ（ＣＯ２））、ＣＯ２／Ｈ２分離係数（α）が共に、高い結果が得られたことがわかる。
これにより、本発明に該当するテレスコープ防止板は、酸性ガス分離モジュールのガス分離効率を向上させ、且つ圧力損失を低減できることがわかる。
【符号の説明】
【０２１９】
１０，１００ 酸性ガス分離モジュール
１２ 透過ガス集合管
１２Ａ 貫通孔
１４ 積層体
１８ テレスコープ防止板
２０ 原料ガス
２２ 酸性ガス
２６ 排出口
３０ 供給ガス流路用部材
３２ 酸性ガス分離層
３２Ａ 促進輸送膜
３２Ｂ 多孔質支持体
３４Ｂ，４０Ｂ 軸方向接着部
３４Ａ，４０Ａ 周方向接着部
３４，４０ 接着部
３６ 透過ガス流路用部材
５０ 固定部材
５２，５４ 接着剤
６０ 供給口
６２ 遮断部材
６４，６６ 仕切接着部
１８０ 中央開口
１８２ 内周環状部
１８４ 外周環状部
１８６ 連結部
１８８Ａ 内周側領域
１８８Ｂ 外周側領域
１８７，１９０，１９４ スポーク部
１８７Ａ，１９０Ａ，１９２Ａ，１９４Ａ，１９６Ａ，１９６Ｂ 開口
１９２，１９６板状部
２００ 酸性ガス分離装置
２０２ 圧力容器
Ｐ３ 流路
Ｐ４ 流路  
【図１】
2014079745.tif 000010
【図８Ａ】
2014079745.tif 000011
【図８Ｂ】
2014079745.tif 000012
【図１０】
2014079745.tif 000013
【図２Ａ】
2014079745.tif 000014
【図２Ｂ】
2014079745.tif 000015
【図３】
2014079745.tif 000016
【図４】
2014079745.tif 000017
【図５】
2014079745.tif 000018
【図６】
2014079745.tif 000019
【図７】
2014079745.tif 000020
【図８Ｃ】
2014079745.tif 000021
【図９】
2014079745.tif 000022
【図１１】
2014079745.tif 000023
【図１２】
2014079745.tif 000024