JPH0699018A - 膜式極性ガス分離装置 - Google Patents

膜式極性ガス分離装置

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JPH0699018A
JPH0699018A JP3017687A JP1768791A JPH0699018A JP H0699018 A JPH0699018 A JP H0699018A JP 3017687 A JP3017687 A JP 3017687A JP 1768791 A JP1768791 A JP 1768791A JP H0699018 A JPH0699018 A JP H0699018A
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JP
Japan
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gas
polar
polar gas
membrane module
carrier
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Withdrawn
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JP3017687A
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English (en)
Inventor
Hiroyo Matsumoto
曠世 松本
Akihiro Hamazaki
彰弘 浜崎
Hikari Kitamura
光 北村
Toshio Haneda
壽夫 羽田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 極性ガスを膜分離法によって連続的に分離す
る装置に関する。 【構成】 構成要素として、疎水性多孔質膜モジュール
2基、極性ガスの吸収液、吸収液から極性ガスを放散さ
せるキャリアガス及び極性ガスとキャリアガスを分離す
る分離膜モジュールよりなり、疎水性多孔質膜1基を極
性ガス吸収用の気液接触装置として利用し、極性ガスを
含んだガスより極性ガスを吸収液に吸収分離し、疎水性
多孔質膜の残る1基を極性ガスを吸収した溶液から極性
ガスを放散させる気液接触器として使用し、放散部でキ
ャリアガスを使用して極性ガスを吸収した溶液から極性
ガスを放散させ、該ガスを分離膜モジュールを用いて極
性ガスとキャリアガスを分離するように操作する装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は膜式極性ガス分離装置に
関し、環境装置の排ガスの連続処理プロセスに有利に適
用される同装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、排ガス中の極性ガスを分離除去す
るに際しては、一般的にゼオライト、固体アミンなどの
吸着剤を使用する吸脱着法によって行っている。このた
め、吸着操作では極性ガスの吸着剤への吸着及び極性ガ
スの吸着した吸着剤を蒸気による加熱または真空ポンプ
による減圧の2つの操作が交互に必要となる。このた
め、連続的に極性ガスを分離除去するには従来法では吸
着塔を2基設けることにより、1基を吸着、残る1基を
再生中として排ガスを連続処理している。
【0003】図2に従来法の一態様例を示す。この例は
吸着塔11が吸着中、吸着塔16が再生中を示す例であ
る。被処理ガス3は吸着塔11に送られ、吸着塔11内
部の吸着剤に極性ガスを吸着させ、出口より精製ガス4
を得ている。一方、吸着塔16へは蒸気12が送られ、
吸着塔16内部の吸着剤を加熱することにより、吸着剤
に吸着していた極性ガス13を脱着し、吸着剤の再生が
行われている。脱着した極性ガス13は蒸気12と一緒
に熱交換器17へ送られ、ここで蒸気12は凝縮して水
となる。凝縮してできた水と極性ガス13は気液分離器
18に送られ、そこで極性ガス13と水は分離される。
【0004】吸着塔11内の吸着剤が飽和し極性ガスの
吸着能力が低下するとバルブ14とバルブ15の開閉の
切り換えを行い、吸着塔11は再生中、吸着塔16は吸
着中となる。
【0005】なお、図2中、8,10は吸着塔11が再
生条件になるとき、吸着塔16の17,18と同じよう
に熱交換器、気液分離器として作用する機器である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来法では吸着操作で
あるため、連続操作が不可能であり、吸着塔を2基設け
交互に吸着と再生を繰り返す操作になる。従って、吸着
塔が2基必要で操作が複雑になる。また、吸着剤の再生
に蒸気または減圧が必要となるのでエネルギーを大量に
必要とする。
【0007】本発明は上記技術水準に鑑み、連続操作が
可能で、しかも操作が簡単で省エネルギーである極性ガ
ス分離装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は循環ラインを
経て移送される極性ガス吸収液が流通する多数の疎水性
多孔質中空膜を内部に備え、かつ極性ガス含有ガス供給
口及び脱極性ガス排出口を有する極性ガス吸収用膜モジ
ュール 該極性ガス吸収用膜モジュール出口後流に設けられ、
極性ガス含有極性ガス吸収液が流通する多数の疎水性多
孔質中空膜を内部に備え、かつキャリアガス供給口及び
キャリアガスと極性ガスとの混合ガスの排出口を有する
極性ガス放散用膜モジュール 該極性ガス放散用膜モジュール出口に設けられ、前記
極性ガス吸収用膜モジュール1に極性ガス吸収液を供給
する循環ライン 前記極性ガス放散用膜モジュールの混合ガスの排出口
の後流にコンプレッサを介して設けられ、該混合ガスを
キャリアガスと極性ガスに分離する高分子分離膜を備
え、かつ極性ガス排出口及びキャリアガス排出口を有す
るガス分離膜モジュール 該ガス分離膜モジュールのキャリアガス排出口からの
キャリアガスを前記極性ガス放散用膜モジュールのキャ
リアガス供給口に供給する循環ラインを具備してなるこ
とを特徴とする膜式極性ガス分離装置である。
【0009】すなわち、本発明装置はガス中から極性ガ
ス(CO2 ,SO2 ,H2 S,NH 3 )を分離する装置
で、以下の構成要素を有する。 疎水性多孔質膜モジュール2基、極性ガスの吸収
液、吸収液から極性ガスを放散させるキャリアガス、
極性ガスとキャリアガスを分離できる膜(高分子合成
膜)
【0010】又、本発明の上記より構成される装置は下
記のように運転される。 疎水性多孔質膜1基を極性ガス吸収用の気液接触装
置として利用し、極性ガスを含んだガスより極性ガスを
吸収液に吸収分離する。 疎水性多孔質膜の残る1基を極性ガスを吸収した溶
液から極性ガスを放散させる気液接触器として使用す
る。 放散部でキャリアガスを使用して極性ガスを吸収し
た溶液から極性ガスを放散させる。 高分子合成膜を用いて極性ガスとキャリアガスを分
離する。
【0011】
【作用】極性ガスとしてはCO2 ,SO2 ,NO2 ,N
Oなどの酸性ガス、H2 S,NH4 などのアルカリ性ガ
スがあげられ、酸性ガスの吸収液としてはNa2
3,K2 CO3 及びモノエタノールアミン,ジグリコ
ールアミン,ジエタノールアミン,ジイソプロパノール
アミン,トリエタノールアミン,メチルジエタノールア
ミンなどのアミン類(該アミン類には吸収促進のために
3 AsO3 ,H3 SeO3 ,HClOを微量添加する
こともある)が、アルカリ性ガスの吸収液としてはCH
3 COOH,H3 PO4 ,H2 CO3 などが用いられ
る。
【0012】疎水性多孔質中空膜の材質としては、一般
的に膜厚20〜30μm,多孔度45%程度のポリプロ
ピレン,ポリエチレンが使用され、いかなる極性ガスと
吸収液の組合せにおいても使用できる。これら中空膜を
長時間使用しようとする場合には、耐久性向上のためS
iを表面にコーティングして使用してもよい。また、こ
れら中空膜の膜厚、多孔度は極性ガスと吸収液の組合せ
によらず、運転条件(処理ガス量,吸収液量など)によ
り決定される。なお、中空膜の強度、伝熱性能、物質移
動抵抗などの関係で支持層をもつ多層の中空膜も使用す
ることができる。
【0013】極性ガスとキャリアガスの関係は高分子分
離膜における膜透過速度の関係により、キャリアガスは
極性ガスよりも膜透過速度が速くなければならない。H
eが膜透過速度が一番速いのでキャリアガスとしては秀
れている。当然、キャリアガスは極性ガスと反応しない
ことが必要条件になるが、Heは全ての極性ガスと反応
しないので、この点からもキャリアガスとして一番適し
たものである。
【0014】気液の接触は疎水性中空膜に無数に開いた
小さな孔(0.01〜1μm)を通して行われる。すな
わち膜素材が疎水性であるため、液は膜表面にはじかれ
孔の中には入ってこない。吸収は目的ガス成分の気相と
液相の圧力差を推進力として行われる。すなわち、吸収
液には目的ガス成分は殆ど存在しないので、排ガス中の
目的ガス成分の圧力が吸収の推進力である。
【0015】放散も吸収同様、目的ガス成分の気相と液
相の圧力差を推進力として行われる。すなわち、吸収液
中には極性ガスが吸収しているので極性ガスの液濃度に
濃度に応じた圧力(蒸気圧)があり、一方、放散用ガス
中はキャリアガスが主成分で極性ガスが殆ど含まれてい
ないので極性ガスの圧力はほとんど0である。そのた
め、吸収液から放散ガス中へ極性ガスは放散する。
【0016】高分子合成膜は、膜とガスとの相互作用の
違いによりガス種によって透過速度が異なる。高分子高
成膜を使用し、かつ、極性ガスと透過速度が大きく異な
るガスをキャリアガスとして使用することで、放散後の
極性ガスとキャリアガスの混合ガスからそれぞれを分離
することが可能となる。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例を図1によって説明する。
この実施例は地球温暖化につながる煙道ガス中のCO2
の除去を行う装置である。被処理ガス(CO2 :数〜1
0数%,常温)3を吸収用膜モジュール1の中空膜外側
(シェル側)に流し、中空膜内部を流れている吸収液
(モノエタノール数mol /l,常温,常圧)2によりC
2 を選択的に吸収させ、精製ガス(CO 2 :1%以
下)4を得る。
【0018】CO2 21を吸収した吸収液2は上記と同
じ中空膜よりなる放散用膜モジュール6に給液される。
放散用膜モジュール6ではキャリアガス(1atm ,H
e:主成分,CO2 :数%)20の働きによりCO2
1は吸収液2からガス中へ放散し、キャリアガス20と
の混合ガスとなる。キャリアガス20とCO2 21の混
合ガス(1atm ,He主成分,CO2 :数〜10%)
は、コンプレッサ92 の働きで10atm に加圧され、ガ
ス分離膜(膜:ポリアセテート)モジュール7へ送られ
る。
【0019】ガス分離膜モジュール7では、キャリアガ
ス20とCO2 21の膜透過速度の差があるので、キャ
リアガス20はガス分離膜をよく透過するが、CO2
1はガス分離膜をほとんど透過しないので、CO2 21
は数10%CO2 ,残Heとなってキャリアガス(1at
m ,He:主成分,CO2 :数%)20より分離されそ
の後回収される。一方、キャリアガス20はリサイクル
使用に回される。
【0020】放散用膜モジュール6を透過してCO2
1をほとんど放散し終えた吸収液2は、溶液ポンプ91
により再び吸収用膜モジュール1へリサイクルされる。
【0021】吸収用膜モジュール1及び放散用膜モジュ
ール6は、概略下記仕様である。疎水性多孔質膜(素材
はポリエチレン,ポエプロピレン,ポリテトラフルオロ
エチレン等)を内径数百μm、肉厚数十μmの中空糸状
にしたものを数千〜数万本を円筒容器に充填したもので
ある。
【0022】吸収液2はモノエタノールアミンのほかC
2 の選択的吸収が行われるような薬液、例えばジエタ
ノールアミン,K2 CO3 ,KH2 CO3 ,H2 O等の
混合溶液等を使用してもよい。
【0023】ガス分離用膜モジュール7に使用される膜
は、前記のポリアセテートのほか膜とガスとの相互作用
の違いによりガス種によって透過速度が異なる高分子合
成膜ならばどのような材質の膜も使用しうる。
【0024】
【発明の効果】本発明は、上記により構成されているの
で従来法に比して、(1)連続操作が可能、(2)操作
が簡単、(3)省エネルギー、(4)コンパクト(中空
膜モジュールを使用しているので、コンパクトであるが
気液接触界面を多くとれるため)である利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のフローの説明図
【図2】従来の極性ガスの分離法の一態様例のフローの
説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/34 135 Z (72)発明者 羽田 壽夫 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 循環ラインを経て移送される極性ガス
    吸収液が流通する多数の疎水性多孔質中空膜を内部に備
    え、かつ極性ガス含有ガス供給口及び脱極性ガス排出口
    を有する極性ガス吸収用膜モジュール 該極性ガス吸収用膜モジュール出口後流に設けられ、
    極性ガス含有極性ガス吸収液が流通する多数の疎水性多
    孔質中空膜を内部に備え、かつキャリアガス供給口及び
    キャリアガスと極性ガスとの混合ガスの排出口を有する
    極性ガス放散用膜モジュール 該極性ガス放散用膜モジュール出口に設けられ、前記
    極性ガス吸収用膜モジュール1に極性ガス吸収液を供給
    する循環ライン 前記極性ガス放散用膜モジュールの混合ガスの排出口
    の後流にコンプレッサを介して設けられ、該混合ガスを
    キャリアガスと極性ガスに分離する高分子分離膜を備
    え、かつ極性ガス排出口及びキャリアガス排出口を有す
    るガス分離膜モジュール 該ガス分離膜モジュールのキャリアガス排出口からの
    キャリアガスを前記極性ガス放散用膜モジュールのキャ
    リアガス供給口に供給する循環ラインを具備してなるこ
    とを特徴とする膜式極性ガス分離装置。
JP3017687A 1991-02-08 1991-02-08 膜式極性ガス分離装置 Withdrawn JPH0699018A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283267A (ja) * 2006-04-20 2007-11-01 Kansai Electric Power Co Inc:The ガス分離方法及び装置
JPWO2005119268A1 (ja) * 2004-06-02 2008-04-03 アークレイ株式会社 分析用具の向き選択機構および分析装置
KR101440001B1 (ko) * 2012-10-18 2014-09-12 한국화학연구원 미세 다공성 중공사막을 이용한 바이오 가스로부터의 메탄 가스 고순도 정제 방법 및 장치
WO2017150721A1 (ja) * 2016-03-04 2017-09-08 旭化成株式会社 ガス分離用モジュールおよびガス分離方法
CN113491927A (zh) * 2020-04-01 2021-10-12 南京工业大学 一种多段膜吸收脱除二氧化碳的方法及装置
CN114502823A (zh) * 2019-10-01 2022-05-13 韩国造船海洋株式会社 废气处理装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005119268A1 (ja) * 2004-06-02 2008-04-03 アークレイ株式会社 分析用具の向き選択機構および分析装置
JP4576549B2 (ja) * 2004-06-02 2010-11-10 アークレイ株式会社 分析用具の向き選択機構および分析装置
US8703054B2 (en) 2004-06-02 2014-04-22 Arkray, Inc. Direction selection mechanism for analytical tool, and analytical device
JP2007283267A (ja) * 2006-04-20 2007-11-01 Kansai Electric Power Co Inc:The ガス分離方法及び装置
KR101440001B1 (ko) * 2012-10-18 2014-09-12 한국화학연구원 미세 다공성 중공사막을 이용한 바이오 가스로부터의 메탄 가스 고순도 정제 방법 및 장치
WO2017150721A1 (ja) * 2016-03-04 2017-09-08 旭化成株式会社 ガス分離用モジュールおよびガス分離方法
US11077405B2 (en) 2016-03-04 2021-08-03 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Module for gas separation, and gas separation method
CN114502823A (zh) * 2019-10-01 2022-05-13 韩国造船海洋株式会社 废气处理装置
JP2023506680A (ja) * 2019-10-01 2023-02-20 コリア シップビルディング アンド オフショア エンジニアリング カンパニー リミテッド 排気ガス処理装置
US11788449B2 (en) 2019-10-01 2023-10-17 Korea Shipbuilding & Offshore Engineering Co., Ltd. Exhaust gas treatment apparatus
CN114502823B (zh) * 2019-10-01 2025-01-07 韩国造船海洋株式会社 废气处理装置
CN113491927A (zh) * 2020-04-01 2021-10-12 南京工业大学 一种多段膜吸收脱除二氧化碳的方法及装置

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