(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジングと、
該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された管状分離膜と
を有し、
被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、
該管状分離膜の一端部にエンド管が接続され、
該エンド管は、前記ハウジングを横断するように設置された支持板の一方の板面から突出している分離膜モジュールにおいて、
該エンド管は、パイプと、該パイプの該支持板側に接続された基端側ノズル管及び該パイプの前記管状分離膜側に接続された先端側ノズル管とで構成されており、
該基端側ノズル管及び先端側ノズル管の内孔（４ｂ，４ｈ）はそれぞれ前記パイプの内孔（４ａ）よりも小径であり、
前記ハウジング内に、前記支持板と平行にバッフル（７）が配置され、該バッフルと該支持板との間が室（１１）となっており、
前記ハウジングには、該室（１１）に臨むように被処理流体の流入口（９）が設けられており、
該バッフル（７）には、前記エンド管が挿通された挿通孔（７ａ）が設けられており、該挿通孔の内周面と該エンド管との間に全周にわたって間隙があいていることを特徴とする分離膜モジュール。
【請求項２】
請求項１において、前記基端側ノズル管及び先端側ノズル管は、前記パイプに内嵌された小径凸部を有しており、
該パイプと各ノズル管はＯリングにより連結されていることを特徴とする分離膜モジュール。
【請求項３】
請求項１において、前記基端側ノズル管及び先端側ノズル管は、前記パイプに内嵌された小径凸部を有しており、
該パイプの端面と各ノズル管の小径凸部の段差面との間が溶接されていることを特徴とする分離膜モジュール。
【請求項４】
請求項３において、前記パイプの端面と前記小径凸部の段差面とに開先が設けられていることを特徴とする分離膜モジュール。
【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（特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１に、管板に緻密質セラミックス製接続管の一端が接続され、この接続管の他端に管状ゼオライト膜の一端を接続した構造が記載されている。特許文献１の分離膜モジュールでは、混合蒸気は、ケーシングの側面の流入口からケーシング内に流入する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３９５４６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の分離膜モジュールでは、接続管の長さが短いために、混合流体は、ゼオライト膜の一端側を直撃するようにケーシング側面の流入口からケーシング内に流入する。このため、直撃される部分のゼオライト膜が早期に劣化するおそれがある。
【０００６】
そこで、ゼオライト膜の劣化を防止するために、接続管を長くして、流入する混合蒸気がゼオライト膜を直撃しないようにすることが考えられる。しかしながら、接続管を単に長尺化させたものを高寸法精度にて製造することは容易ではなく、また製造できたとしても、製造コストは相当に高いものとなる。
【０００７】
また、単に接続管を長くすると、内部を流れる流体の流通抵抗が大きくなってしまう。
【０００８】
本発明は、管状分離膜の一端に接続される管を長尺としても高寸法精度のものを低コストにて製造することができると共に、管内を流れる流体の流通抵抗が小さく、しかも高強度である管状分離膜接続構造体及びこのような管を使用する分離膜モジュール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】
【０００９】
本発明の分離膜モジュールは、筒状のハウジングと、該ハウジング内に該ハウジングの長手方向に配置された管状分離膜とを有し、被処理流体が該ハウジング内を一端側から他端側に流れ、管状分離膜を透過した流体が該管状分離膜を通って取り出される分離膜モジュールであって、該管状分離膜の一端部にエンド管が接続され、該エンド管は、前記ハウジングを横断するように設置された支持板の一方の板面から突出している分離膜モジュールにおいて、該エンド管は、パイプと、該パイプの両端にそれぞれ接続された基端側ノズル管及び先端側ノズル管とで構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の一態様では、基端側ノズル管及び先端側ノズル管は、前記パイプに内嵌された小径凸部を有しており、該パイプと各ノズル管はＯリングにより連結されている。
本発明の一態様では、基端側ノズル管及び先端側ノズル管は、パイプに内嵌された小径凸部を有しており、該パイプの端面と各ノズル管の小径凸部の段差面との間が溶接されている。この場合、パイプの端面と前記小径凸部の段差面とに開先が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の分離膜モジュールにあっては、支持板にエンド管の基端側が接続され、このエンド管の先端側に管状分離膜の一端が接続されている。
【００１２】
本発明では、エンド管は、両端を除いた大部分がパイプにて構成されており、このパイプの両端にそれぞれ基端側ノズル管と先端側ノズル管が固着されている。
【００１３】
このノズル管の管壁の肉厚を大きくすることにより、エンド管の両端部が高強度となり、エンド管の基端側を支持板に強固に接続することが可能となる。また、エンド管の長さ方向の大部分をパイプにて構成することにより、エンド管のコストが安価となる。また、パイプの内孔径を大きくし、エンド管内を流れる流体の流通抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係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】エンド管及び支持板の拡大断面図である。
【図５】（ａ）図はエンド管の側面図、（ｂ）図はエンド管の縦断面図、（ｃ）図はエンド管の拡大縦断面図である。
【図６】エンド管の別例を示す断面図である。
【図７】実施の形態に係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
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜５を参照して、本発明の一実施の形態に係る分離膜モジュールについて説明する。
【００１６】
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。バッフルの数は本実施の形態によらず、３以上のバッフルを使用してもよい。
【００１７】
この実施の形態では、管状分離膜３の下端にエンド管４が連結されている。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２〜３では、管状分離膜は７本が示されているが、実際は１本であっても、図４のように多数本（２〜３０００本）設けられている多管式分離膜モジュールであってもよい。
【００１８】
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、上部の外周面に被処理流体の流出口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。
【００１９】
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、フランジ２ａ，６ｂ間にガスケット（図示略）を介して挟持されている。
【００２０】
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に外嵌された鞘管１４Ａ，１４Ｂ（図４）によって所定高さに支持されている。鞘管１４Ａは、支持板５とバッフル７との間に配置されている。鞘管１４Ｂは、バッフル７，８間に配置されている。バッフル８は、鞘管１４Ｂの上端面に載設され、ロッド１４の上端に螺着されたナットによって固定されている。
【００２１】
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が介在されていてもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
支持板５の上面側には、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。差込穴５ａは、円柱形であり、支持板５の上面から厚み方向の途中まで延在している。差込穴５ａの穴底は、小孔５ｂと大孔５ｃとを介して支持板５の下側の流出室１６に臨んでいる。従って、各エンド管４の管孔４ａは、小孔５ｂ及び大孔５ｃ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。
【００２４】
この実施の形態では、エンド管４は、それぞれ金属よりなるパイプ４Ａと、基端側（下端側）ノズル管４Ｂと、先端側（上端側）ノズル管４Ｃとを同軸的に連結したもの（管状分離膜接続構造体）である。なお、金属としては、ステンレス、鉄、アルミニウムなどが好適である。パイプ４Ａ及びノズル管４Ｂ、４Ｃの連結は、Ｏリングにより行ってもよいし、溶接でもよい。さらに、連結部に熱収縮チューブを使用してもよい。
【００２５】
パイプ４Ａは、エンド管４の長さ方向の大部分、例えば５０〜９５％、特に６０〜９０％を占める長尺物である。また、その外径は、管状分離膜３とほぼ同じ大きさがよく、大きすぎると隣接する管と干渉する恐れがあり、小さすぎると強度が不足する場合がある。その内径は、エンド管４の外径の好ましくは４０〜９４％特に６０〜８５％と大きく、管壁の肉厚が小さなものとなっている。
【００２６】
パイプ４Ａの両端面には、それぞれ開先４ｍ，４ｎ（図５（ｃ））が設けられている。
【００２７】
基端側ノズル管４Ｂは、図５（ｃ）に拡大して示される通り、小径の内孔４ｂを有した厚肉管状である。下部外周面には、Ｏリング３０の装着用の溝４ｄが、上下方向に間隔をおいて単数または複数条、周設されている。また、この下端部にＯリングを設置してもよい。上端部には、パイプ４Ａに内嵌する小径凸部４ｅが設けられている。小径凸部４ｅの下側の大径部と小径凸部４ｅとの境界部には開先４ｆが設けられている。この開先４ｆは、ノズル管４Ｂの管軸方向に対して傾斜するテーパ面よりなる。
【００２８】
先端側ノズル管４Ｃは、小径の内孔４ｈを有した厚肉管状である。先端側ノズル管４Ｃの下端部は、パイプ４Ａの上端部に内嵌する小径凸部４ｋとなっている。ノズル管４Ｃの大径部と小径凸部４ｋとの境界部に開先４ｊが設けられている。
【００２９】
先端側ノズル管４Ｃの上端部は、ゼオライト管３に内嵌する小径部４ｇとなっている。この小径部４ｇの外周にはＯリング３１の装着用の溝４ｉが周設されている。
【００３０】
エンド管４は、パイプ４Ａの基端側及び先端側にそれぞれ各ノズル管４Ｂ，４Ｃの小径凸部４ｅ，４ｋを差し込み、開先４ｎ，４ｆ間及び開先４ｍ，４ｊ間にパイプ４Ａ、ノズル管４Ｂ，４Ｃを溶接またはＯリングを用いて連結固定することにより構成される。
【００３１】
各小径凸部４ｅ，４ｋをパイプ４Ａに内嵌させることにより、パイプ４Ａとノズル管４Ｂ，４Ｃとを高精度に同軸状に揃えることができる。また、溶接する場合は、開先４ｆ，４ｊ，４ｍ，４ｎを設けているので、各溶接金属４ｗ，４ｙも健全なものとなる。各開先は必ずしも設置することはなく、例えば、溶接を施さない場合は設置しなくてもよい。
【００３２】
このエンド管４の大部分は、内孔の径が大きいパイプ４Ａにて構成されており、低コストであり、また管孔４ａの流通抵抗も小さい。エンド管４の両端側は、厚肉のノズル管４Ｂ，４Ｃにて構成されているので強度が高い。
【００３３】
管状分離膜３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。尚、長尺の管状分離膜に代わり、図７のように、複数本、例えば２本の管状分離膜３を金属、樹脂、緻密質セラミックス等よりなるジョイント管１７を介して連結して長尺としてもよい。
【００３４】
このジョイント管１７は、管軸方向に貫通する貫通孔を有する。ジョイント管１７の両端側（上端側と下端側）は、管状分離膜３内に差し込まれる小径部となっている。小径部の外周面には溝が周回して設けられ、Ｏリング（図示略）が装着されている。
【００３５】
小径部同士の間は大径部となっている。この大径部と小径部との境界部は段差面となっている。この段差面と管状分離膜３の端面との間にもＯリング（図示略）が介在されている。
【００３６】
管状分離膜３の上端に金属、樹脂、緻密質セラミックス等よりなるエンドプラグ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リングによってシールされている。図示は省略するが、このエンドプラグ２０と管状分離膜３とのシール構造は、前記エンド管４と管状分離膜３とのシール構造と同様のものとなっている。また、エンドプラグ２０と管状分離膜３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、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。
【００３７】
エンド管４とエンドプラグ２０を管状分離膜３の一端部と他端部とに接続する。なお、小径部４ｇの溝４ｉにＯリング３１を装着し、エンド管４の基端側ノズル管４Ｂの溝４ｄにＯリング３０（図４）を装着し、好ましくは管状分離膜３の端面にもＯリングを配置する。この管状分離膜のエンド管４の下端側を差込穴５ａに差し込み、エンド管４を支持板５に接続する。
【００３８】
上記実施の形態では、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、エンド管４及びジョイント管１７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。
【００３９】
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、エンド管４及びジョイント管１７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。
【００４０】
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。
【００４１】
この実施の形態では、室１１内にはエンド管４のみが配置されているので、流入口９から室１１内に流入した流体がゼオライト管３を直撃することがなく、ゼオライト管３の耐久性が良好である。
【００４２】
この実施の形態では、管状分離膜３の上下両端に連結されたエンド管４とエンドプラグ２０がそれぞれバッフル７，８の挿通孔７ａ，８ａに差し込まれている。そのため、管状分離膜３が振動ないし揺動してエンド管４及びエンドプラグ２０が挿通孔７ａ，８ａの内周面に当接してもゼオライト膜が損傷することがなく、長期にわたって安定して運転を行うことができる。
【００４３】
この実施の形態では、支持板５に設けた差込穴５ａにエンド管４の下端部を差し込むだけでエンド管４と支持板５とを気密ないし液密状に容易に連結することができる。また、差込穴５ａが円柱形であるので、支持板５に差込穴５ａを穿設する作業は容易であり、支持板５の製作も容易である。従って、分離膜モジュールの製作工期の短縮及び製作コストの低減を図ることができる。
【００４４】
上記実施の形態では、エンド管４の基端側ノズル管４Ｂの外周面の溝４ｄにＯリング３０を装着するものとしているが、図６（ａ）のエンド管４’の基端側ノズル管４Ｂ’のように、下端面に溝４ｐを設け、この溝４ｐにＯリング３２を装着してもよい。
【００４５】
このエンド管４’の基端側ノズル管４Ｂ’は、差込穴５ａに差し込まれ、差込穴５ａの穴底面と基端側ノズル管４Ｂ’の下端面との間がＯリング３２でシールされる。
【００４６】
図示は省略するが、基端側ノズル管の側周面のＯリング３０と下端面のＯリング３２との双方を設置してもよい。
【００４７】
上記実施の形態では、エンド管４，４’を差込穴５ａに差し込むものとしているが、本発明では、図６（ｂ）のように、差込穴５ａ’の内周面に雌螺子を刻設すると共に、エンド管４''の基端側ノズル管４Ｂ''の下端部外周面に雄螺子４ｔを刻設し、雄螺子４ｔを差込穴５ａ’に螺着することにより、エンド管４''を支持板５に連結してもよい。
【００４８】
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。また、カバー６Ａ、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。
【００４９】
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。
【００５０】
以下、管状分離膜３の好ましい構成について説明する。管状分離膜３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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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以下の範囲である。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
本発明の分離膜モジュールにおいて、管状分離膜は通常１〜３０００本特に５０〜８５０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。なお、管状分離膜はジョイント管１７によって連結されなくてもよい。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
本発明の分離膜モジュールは、流体量、あるいは目的の分離度、濃縮度によって連結して使用することができる。流体量が多い場合または目的の分離度・濃縮度が高く１つのモジュールでは処理が十分できない場合には出口から出た流体をさらにもう一つのモジュールの入口に入るように配管を接続して使用することが好ましい。また分離度、濃縮度に応じてさらに連結して目的の分離度・濃縮度とすることができる。
【００６４】
本発明の分離膜モジュールを並列に設置して流体を分岐してガスを供給してもよい。この時さらに並列したそれぞれのモジュールに直列でモジュールを設置することもできる。並列としたモジュールを直列とする場合、供給ガス量が直列方向に低下し線速が低下するので、適宜線速を保つように並列の設置数を減少させることが好ましい。
【００６５】
モジュールを直列に配置する場合の透過した成分はモジュール毎に排出しても良く、モジュール間を連結して集合させて排出しても良い。
【符号の説明】
【００６６】
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
４Ａ  パイプ
４Ｂ，４Ｂ’，４Ｂ''  基端側ノズル管
４Ｃ  先端側ノズル管
４ｅ，４ｋ  小径凸部
４ｆ，４ｊ，４ｍ，４ｎ  開先
４ｗ，４ｙ  溶接金属
５  支持板
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
１７  ジョイント管
２０  エンドプラグ
３０〜３２  Ｏリング
【図１】
0006515581.tif 000002
【図２】
0006515581.tif 000003
【図３】
0006515581.tif 000004
【図４】
0006515581.tif 000005
【図５】
0006515581.tif 000006
【図６】
0006515581.tif 000007
【図７】
0006515581.tif 000008