气体分离装置及气体分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气体分离装置，该气体分离装置具备：分离膜组件，其在壳体内具备至少一个气体分离膜元件；框体，其用于阻断外部气体、以及热源部，其用于对充满框体内的热介质的温度进行调整。框体在其内部收容有至少两套以上分离膜组件。

Gas separation device and gas separation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体分离装置及气体分离方法
本专利技术涉及气体分离装置及气体分离方法。
技术介绍
为了从液体或气体等原料流体分离特定成分，已知使用在壳体内安装有选择性透过特定成分的分离过滤器的分离膜组件(例如日本特开2009-39654号公报(专利文献1)、日本特开2015-208714号公报(专利文献2)、日本特开2002-282640号公报(专利文献3)、日本特开平7-80252号公报(专利文献4))。在分离膜组件中，有时在运转时或运转开始时、运转停止时对分离过滤器进行加热或冷却。例如，在专利文献1及2中记载了将多个在周围设置有加热单元的分离膜元件配置在壳体内的分离膜组件。在专利文献3中记载了在壳体内安装有气体分离过滤器的气体分离组件，并在壳体的外周部或内部设置加热源以对气体分离过滤器进行加热。另外，在专利文献4中记载了设置有用于对与浸透气化膜接触的液体进行冷却的冷却套的膜组件。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-39654号公报专利文献2：日本特开2015-208714号公报专利文献3：日本特开2002-282640号公报专利文献4：日本特开平7-80252号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术提供一种能够减少将在分离膜组件内流通的气体的温度维持为规定温度所需的能量的气体分离装置及气体分离方法。用于解决课题的方案〔1〕一种气体分离装置，具有：分离膜组件，其在壳体内具备至少一个气体分离膜元件；<br>框体，其用于阻断外部气体；以及热源部，其用于对充满所述框体的内部的热介质的温度进行调整，所述框体在其内部收容有至少两套以上所述分离膜组件。〔2〕在〔1〕所述的气体分离装置中，所述热源部设置在所述框体的内部及所述框体的外部中的至少一方。〔3〕在〔1〕或〔2〕所述的气体分离装置中，构成所述框体的层的热阻值至少为0.1m2·K/W以上。〔4〕在〔1〕～〔3〕的任一所述气体分离装置中，形成构成所述框体的层中的至少一个层的材料的热传导率至少为1W/(m·K)以下。〔5〕在〔1〕～〔4〕的任一所述气体分离装置中，所述分离膜组件在所述壳体内具备两套以上的气体分离膜元件。〔6〕在〔1〕～〔5〕的任一所述气体分离装置中，还具备用于向所述分离膜组件供给原料气体的原料气体流通配管、和用于将排出气体从所述分离膜组件排出的排出气体流通配管。〔7〕在〔6〕所述的气体分离装置中，所述原料气体流通配管具有用于分别向所述分离膜组件分配并供给所述原料气体的分支部，所述排出气体流通配管具有用于将所述分离膜组件分别排出的所述排出气体汇集并排出的集合部，所述分支部及所述集合部中的至少一方设置在所述框体的内部。〔8〕在〔1〕～〔7〕的任一所述气体分离装置中，向所述气体分离膜元件供给的原料气体至少含有水蒸气。〔9〕在〔1〕～〔8〕的任一所述气体分离装置中，所述气体分离膜元件具有气体分离膜，该气体分离膜具备亲水性树脂组合物层。〔10〕在〔9〕所述的气体分离装置中，所述亲水性树脂组合物层含有与亲水性树脂及酸性气体可逆地发生反应的物质。〔11〕在〔1〕～〔10〕的任一所述气体分离装置中，所述气体分离膜元件是螺旋型气体分离膜元件。〔12〕一种气体分离方法，该方法使用〔1〕～〔11〕任一项所述的气体分离装置，所述气体分离方法包括：以使用所述热源部将所述热介质的温度维持为规定温度的方式进行调整的温度调整工序；以及向所述分离膜组件供给原料气体并进行气体分离处理的工序。专利技术效果本专利技术的气体分离装置及气体分离方法能够抑制在分离膜组件内流通的气体的散热量，并减少维持该气体的温度所需的能量。附图说明图1是示出本专利技术的气体分离装置的一例的、设置有局部缺口部分的示意性立体图。图2是将本专利技术的气体分离膜元件的一例展开示出的、设置有局部缺口部分的示意性立体图。图3是示出本专利技术的气体分离膜元件的一例的、设置有局部展开部分的示意性立体图。图4的(a)～(d)是示出壳体内的气体分离膜元件的配置的一例的示意图。图5是示出本专利技术的气体分离装置的其他例的、设置有局部缺口部分的示意性立体图。具体实施方式<气体分离装置>图1中示出表示本实施方式的气体分离装置10的概要结构的、设置有局部缺口部分的立体图。本实施方式的气体分离装置10能够将原料气体向具备气体分离膜元件的分离膜组件M供给，并将透过了使原料气体中的特定气体透过的气体分离膜元件的透过气体和未透过原料气体中的气体分离单元的非透过气体分离并取出。本实施方式的气体分离装置10具有：分离膜组件，其在壳体内具备至少一个气体分离膜元件；框体，其用于阻断外部气体；以及热源部，其用于对充满所述框体的内部的热介质的温度进行调整，所述框体在其内部收容有至少两套以上所述分离膜组件。气体分离装置10可以具有供原料气体、透过了分离膜组件M内的气体分离膜元件的透过气体、以及未透过气体分离膜元件的非透过气体分别在分离膜组件M内流通的配管。具体来说，作为与框体11内的分离膜组件M连接的配管，可以具备：用于向分离膜组件M内具备的气体分离膜元件供给原料气体的原料气体流通配管17；用于排出透过了气体分离膜元件具备的气体分离膜的透过气体的透过气体流通配管(排出气体流通配管)18；以及用于排出未透过气体分离膜元件具备的气体分离膜的非透过气体的非透过气体流通配管(排出气体流通配管)19。以下，有时将透过气体流通配管18和非透过气体流通配管19统称为排出气体流通配管。以下，说明气体分离装置10的各部分。〔气体分离膜元件〕作为气体分离装置10的分离膜组件M具备的气体分离膜元件，可以使用公知的气体分离膜元件，例如可以举出螺旋型、中空纤维型、管型、板框型、整体型等。气体分离膜元件例如只要包含从含有多种气体的原料气体透过并分离特定气体的分离膜，则没有特别限定。作为特定气体，可以举出无机气体(氮气、氧气等)、可燃性气体(氢气、甲烷等)、水蒸气及显示酸性的酸性气体(二氧化碳、硫化氢、硫化羰、硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)、氯化氢等卤化氢等)等。作为气体分离膜元件，列举使用螺旋型气体分离膜元件的情况为例进行说明。图2表示将螺旋型的气体分离膜元件展开示出的、设置有局部缺口部分的示意性立体图。螺旋型的气体分离膜元件具有：供给侧流路构件3，其供含有特定气体的原料气体流通；气体分离膜2，其选择性地将在供给侧流路构件3中流通的原料气体含有的特定气体分离并使其透过；透过侧流路构件4，其供透过了气体分离膜2的含有特定气体的透过气体流通；密封部，其用于防止原料气体与透过气体混合；以及中心管5，其收集在透过侧流路构件4中流通的透过气体，该气体分离膜元件可以具备将供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体分离装置，具有：/n分离膜组件，其在壳体内具备至少一个气体分离膜元件；/n框体，其用于阻断外部气体；以及/n热源部，其用于对充满所述框体的内部的热介质的温度进行调整，/n所述框体在其内部收容有至少两套以上所述分离膜组件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171107 JP 2017-2148841.一种气体分离装置，具有：
分离膜组件，其在壳体内具备至少一个气体分离膜元件；
框体，其用于阻断外部气体；以及
热源部，其用于对充满所述框体的内部的热介质的温度进行调整，
所述框体在其内部收容有至少两套以上所述分离膜组件。


2.根据权利要求1所述的气体分离装置，其中，
所述热源部设置在所述框体的内部和所述框体的外部中的至少一方。


3.根据权利要求1或2所述的气体分离装置，其中，
构成所述框体的层的热阻值至少为0.1m2·K/W以上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体分离装置，其中，
形成构成所述框体的层中的至少一个层的材料的热传导率至少为1W/(m·K)以下。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体分离装置，其中，
所述分离膜组件在所述壳体内具备两套以上的气体分离膜元件。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体分离装置，其中，
所述气体分离装置还具备用于向所述分离膜组件供给原料气体的原料气体流通配管、以及用于将排出气体从所述分离膜组件排出的排出气体流通配管。

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【专利技术属性】
技术研发人员：儿玉伸崇，中筋雄大，冈田治，寺本正明，花井伸彰，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，株式会社新生能源研究，
类型：发明
国别省市：日本;JP