本发明专利技术的酸性气体分离模块10具备：透过气体聚集管12，其在管壁上形成有贯通孔12A；层叠体14，其层叠：供给气体流路用构件30，其供给包含酸性气体的原料气体、酸性气体分离层32，其含有与酸性气体反应的载体及担载载体的亲水性化合物、透过气体流路用构件36，其中与载体反应而透过酸性气体分离层32的酸性气体流向贯通孔12A；耐热湿性粘接部34、40，其于在透过气体聚集管12上多重卷绕层叠体14的状态下，将酸性气体分离层32与透过气体流路用构件36的两侧端部沿着周向粘接，而将酸性气体分离层32与透过气体流路用构件36的周向的端部粘接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】酸性气体分离模块及气体分离系统
本专利技术涉及一种酸性气体分离模块及其制造方法、酸性气体分离层、其制造方法及其促进输送膜与酸性气体分离系统。
技术介绍
近年来，将原料气体中的酸性气体选择性地分离的技术的开发取得进展。例如，正在开发利用选择性透过酸性气体的酸性气体分离膜，而自原料气体分离酸性气体的酸性气体分离模块。日本专利特开平4-215824号公报中揭示以下的酸性气体分离模块，其于在管壁上形成有贯通孔的透过气体聚集管中，在多重卷绕包含酸性气体分离膜的层叠体的状态下，利用粘接部进行固定而成。在该日本专利特开平4-215824号公报中，作为酸性气体分离膜，是使用利用酸性气体与分离对象物质对于膜的溶解性、及膜中的扩散性的差进行分离的所谓的“溶解扩散膜”。日本专利第4621295号说明书、日本专利特开2009-082850号公报及日本专利第4621295号说明书中揭示，在管体(外框)的内侧设置有包含酸性气体分离膜的层叠体的酸性气体分离模块。在该日本专利第4621295号说明书中，作为酸性气体分离膜，是使用在膜中含有载体，并通过该载体将酸性气体输送至膜的相反侧的所谓的“促进输送膜”。
技术实现思路
然而，在日本专利特开平4-215824号公报的酸性气体分离模块中，通常使用与促进输送膜相比与分离对象物质的溶解度低、且酸性气体的透过速度慢的溶解扩散膜，因此会导致酸性气体的分离效率降低。特别是在100℃以上的高温下自含有水蒸气的原料气体中分离酸性气体时，会因热或水分而导致溶解扩散膜或粘接部恶化而分离效率降低。另外，在日本专利第4621295号说明书的酸性气体分离模块中，虽然使用促进输送膜作为酸性气体分离膜，但由于将该膜设置于管体的内侧，因此难以提高膜面积。因此，如果不增加模块个数，便会导致酸性气体的分离效率降低。然而，促进输送膜通常是存在于膜中的碳酸铯等包含碱金属的载体与水反应而释放OH-，该OH-与CO2反应而在膜中选择性吸收CO2。另一方面，由于该膜需要水的介存，因此其潮解性成为问题。具体而言，膜表面结露、或在连续制膜后的卷化时引起粘连。其结果，制作酸性气体分离模块时的操作差且制造适性降低。另外，过度的潮解性也成为气体分离操作的阻碍因素。本专利技术是鉴于上述情况而成，目的是提供一种即便是在高温下自含有水蒸气的原料气体中分离酸性气体时，酸性气体的分离效率也高的酸性气体分离模块及酸性气体分离模块的制造方法、以及酸性气体分离系统。另外，本专利技术目的是提供一种维持高的酸性气体分离性能、且另一方面抑制促进输送膜的潮解性而发挥优异的制造、使用适性的酸性气体分离层、其制造方法及其促进输送膜、以及具备该酸性气体分离层的酸性气体分离模块、与酸性气体分离系统。本专利技术的上述课题通过下述方法而解决。＜1＞一种酸性气体分离模块，其具备：透过气体聚集管，其在管壁上形成有贯通孔；层叠体，其层叠：供给气体流路用构件，其供给包含酸性气体的原料气体、酸性气体分离层，其含有与通过供给气体流路用构件的原料气体中的酸性气体反应的载体、及担载载体的亲水性化合物、透过气体流路用构件，其中与载体反应而透过酸性气体分离层的酸性气体流向贯通孔；粘接部，其利用透过气体流路用构件覆盖贯通孔，于在透过气体聚集管上多重卷绕层叠体的状态下，将酸性气体分离层与透过气体流路用构件的两侧端部沿着周向粘接，而将酸性气体分离层与透过气体流路用构件的周向的端部粘接。＜2＞如＜1＞所述的酸性气体分离模块，其中上述载体包含选自由碱金属化合物、氮化合物、及硫化合物所组成的组群中的至少1种。＜3＞如＜1＞或＜2＞所述的酸性气体分离模块，其中上述酸性气体分离层具有：促进输送膜，其含有上述亲水性化合物及上述载体，并设置于上述供给气体流路用构件侧；多孔质支撑体，其设置于上述透过气体流路用构件侧，并支撑上述促进输送膜；上述亲水性化合物具有交联结构。＜4＞如＜3＞所述的酸性气体分离模块，其中上述粘接部填埋上述多孔质支撑体的孔中的10％以上的孔。＜5＞如＜1＞至＜4＞中任一项所述的酸性气体分离模块，其中上述酸性气体分离层包含：选自由具有碳数3～20的烷基或碳数3～20的氟化烷基与亲水性基的化合物及具有硅氧烷结构的化合物所组成的组群的化合物、以及选自平均粒径为0.01μm～1000μm且比重为0.5g/cm3～1.3g/cm3的聚合物粒子的至少一种。＜6＞如＜1＞至＜5＞中任一项所述的酸性气体分离模块，其中上述载体包含2种以上碱金属化合物。＜7＞如＜6＞所述的酸性气体分离模块，其中上述载体包含：具有潮解性的第1碱金属化合物、及潮解性低于上述第1碱金属化合物且比重小的第2碱金属化合物。＜8＞如＜1＞至＜7＞中任一项所述的酸性气体分离模块，其中在上述管壁上沿着轴向设置狭缝，在上述狭缝中挤进上述透过气体流路用构件的前端部而固定。＜9＞如＜1＞至＜8＞中任一项所述的酸性气体分离模块，其中上述透过气体聚集管具有：排出口，其设置于管一端部且排出自上述贯通孔聚集的上述酸性气体、供给口，其设置于管另一端部且供给穿透气体(sweepgas)、及阻断构件，其设置于上述排出口与上述供给口之间并阻断上述管内部；在上述粘接部中沿着上述周向而粘接的周向粘接部之间且上述阻断构件的外周侧，沿着上述周向而形成隔离粘接部，上述隔离粘接部不与上述粘接部中将上述周向的端部粘接的轴向粘接部接触，宽度比上述周向粘接部窄，在上述周向粘接部与上述轴向粘接部之间，形成上述穿透气体流动的流路。＜10＞一种气体分离系统，其具备如＜1＞至＜9＞中任一项所述的酸性气体分离模块。＜11＞一种酸性气体分离层的制造方法，其用于制造在多孔质支撑体上具有促进输送膜的酸性气体分离层，且将包含亲水性化合物与2种以上碱金属化合物的涂布液涂布于多孔质支撑体上而制成上述促进输送膜。＜12＞如＜11＞所述的酸性气体分离层的制造方法，其中上述2种以上碱金属化合物中的1种碱金属为钾。＜13＞如＜11＞或＜12＞所述的酸性气体分离层的制造方法，其中上述2种以上碱金属化合物包含碳酸钾、碳酸氢钾、或氢氧化钾。＜14＞如＜11＞至＜13＞中任一项所述的酸性气体分离层的制造方法，其中相对于上述亲水性化合物及2种以上碱金属化合物的合计质量，2种以上碱金属化合物的合计的质量比率为25质量％以上、85质量％以下。＜15＞如＜11至＜14中任一项所述的酸性气体分离层的制造方法，其中上述亲水性化合物为聚乙烯醇或聚乙烯醇-聚丙烯酸共聚物。＜16＞如＜11至＜15＞中任一项所述的酸性气体分离层的制造方法，其中上述2种以上碱金属化合物中的1种偏靠于上述促进输送膜的表面侧。＜17＞如＜16＞所述的酸性气体分离层的制造方法，其中偏靠于上述促进输送膜的表面侧的碱金属化合物为钾盐或钾离子。＜18＞如＜16＞或＜17＞所述的酸性气体分离层的制造方法，其中以0.01质量％以上、10质量％以下(相对于固体成分的总量)含有偏靠于上述促进输送膜的表面侧的碱金属化合物。＜19＞一种酸性气体分离层，其在多孔质支撑体上具有促进输送膜，且上述促进输送膜包含亲水性化合物及2种以上碱金属化合物。＜20＞如＜19＞所述的酸性气体分离层，其中相对于上述亲水性化合物及2种以上碱金属化合物的合计质量，2种以上碱金属化合物的合计的质量比率为25质量％以上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种酸性气体分离模块，其具备：透过气体聚集管，其在管壁上形成有贯通孔；层叠体，其层叠：供给气体流路用构件，其供给包含酸性气体的原料气体；酸性气体分离层，其含有与通过所述供给气体流路用构件的所述原料气体中的所述酸性气体反应的载体及担载所述载体的亲水性化合物；透过气体流路用构件，其中与所述载体反应而透过所述酸性气体分离层的酸性气体流向所述贯通孔；粘接部，其利用所述透过气体流路用构件覆盖所述贯通孔，于在所述透过气体聚集管上多重卷绕所述层叠体的状态下，将所述酸性气体分离层与所述透过气体流路用构件的两侧端部沿着周向粘接，而将所述酸性气体分离层与所述透过气体流路用构件的周向的端部粘接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.20 JP 2012-139001;2012.09.10 JP 2012-198701.一种酸性气体分离模块，其具备：透过气体聚集管，其在管壁上形成有贯通孔；层叠体，其层叠：供给气体流路用构件，其供给包含酸性气体的原料气体；酸性气体分离层，其含有与通过所述供给气体流路用构件的所述原料气体中的所述酸性气体反应的载体及担载所述载体的亲水性化合物；透过气体流路用构件，其中与所述载体反应而透过所述酸性气体分离层的酸性气体流向所述贯通孔；粘接部，其利用所述透过气体流路用构件覆盖所述贯通孔，在所述透过气体聚集管上多重卷绕所述层叠体的状态下，将所述酸性气体分离层与所述透过气体流路用构件的两侧端部沿着周向粘接，而将所述酸性气体分离层与所述透过气体流路用构件的周向的端部粘接，所述酸性气体分离层包括：促进输送膜，其含有所述亲水性化合物及所述载体，并设置于所述供给气体流路用构件侧，所述亲水性化合物具有交联结构；多孔质支撑体，其设置于所述透过气体流路用构件侧，并支撑所述促进输送膜；所述粘接部填埋所述多孔质支撑体的孔中的10％以上的孔，所述载体包含：具有潮解性的第1碱金属化合物；及潮解性低于所述第1碱金属化合物且比重小的第2碱金属化合物，在所述促进输送膜中，所述第2碱金属化合物偏靠于所述供给气体流路用构件侧。2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：石冢宪一，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。