[发明专利]分离膜模块

说明书

技术领域

本发明涉及对例如含有水和有机溶剂等的混合液进行无水化的分离膜模块。

背景技术

沸石结晶是，在结晶中具有分子级尺寸程度的细孔，并具有通过沸石分子的大小以及形状选择性地使分子通过的分子筛选的性质。沸石利用该分子筛选的性质，应用在气体分离膜、逆透气化分离、逆浸透分离、气体传感器等的领域。尤其，目前关注将沸石膜作为从包含水和有机溶剂等的混合液分离有机溶剂等的分离膜加以利用。

通过使用所述沸石的分离膜，作为对有机溶剂进行分离的模块，例如，在管状支承体的表面设置多个形成了沸石膜的管状分离膜，在其外侧使水和有机物的混合液通过，由此，仅使水分透过膜，能够从包含水和有机溶剂等的混合液分离有机溶剂等。

而且，已知一种分离膜模块，在所述管状分离膜的周围隔开间隔地设置用于包围的外管，使含有水和有机溶剂的混合液通过管状分离膜和外管之间，混合液能够高速地通过管状分离膜的附近，且伴随紊流而使混合液在管状分离膜的整体流动，从而使分离效率提高(例如，参照专利文献1。)

在所述分离膜模块中，被认定其具有一定的提高分离效率的效果，但所述混合液在管状分离膜和外管之间流动的机会少，在要进一步提高分离性能的情况下，可以说是不充分的。

另一方面，在所述分离膜模块中，除了使所述分离效率提高的课题，还着眼于分离膜强度方面，作为要解决这样的课题的结构，并列配置多个所述管状分离膜，管状分离膜是以封闭端为自由端，且以开口端为固定端，在该固定端上安装外周具有螺纹部的管端部件，将该管端部件螺合在管板上从而以悬臂状支承(例如，参照专利文献2。)。

在上述分离膜模块中，由于水和有机物的混合液在相对于管状分离膜正交的方向上流动，所以在管状分离膜上作用有应力，在管状分离膜和管状分离膜与管端部件的接缝的密封部等上施加有多余的负荷，另外，管状分离膜和管端部件有可能引起管振动，存在管状分离膜上产生裂缝、或发生密封部破损的问题。

专利文献1：WO2004/035182

专利文献2：日本特开平8-131782号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种分离膜模块，其能够进一步提高分离效率以及分离性能。

而且，本发明的目的是提供一种分离膜模块，以进一步提高分离效率以及分离性能为前提，能够抑制因承受水和有机物的混合液流动导致的、作用在管状分离膜或管状分离膜和管端部件的接缝的密封部等上的多余的负荷。

本发明的技术方案1所述的分离膜模块，在模块主体内的上部以形成上流体通路的方式设有上水平隔板，在模块主体内的下部以形成下流体通路的方式设有下水平隔板，在上水平隔板以及下水平隔板上跨设有多个垂直状流体导管，垂直筒状膜分离部件隔开间隙地穿插在各流体导管中，各流体导管以及穿插于其间的膜分离部件间的间隙上端与上流体通路连通，其下端与下流体通路连通，各膜分离部件的上端开口向模块主体外开放，其下端开口被封闭，在上流体通路以及下流体通路内的任意一方以形成入口腔室以及出口腔室的方式设有垂直隔板。

在本发明的技术方案1所述的分离膜模块中，从入口腔室被导入模块主体内的被分离流体从上流体通路以及下流体通路中的一方通过流体导管以及膜分离部件间的间隙，被引导至上流体通路以及下流体通路中的另一方，并在该处反转，通过其他的分离膜以及外管间的间隙，回到上流体通路以及下流体通路的一侧，期间，通过了膜分离部件的分离流体被排出到模块主体外，且返回到上流体通路以及下流体通路中的一方的被分离流体通过出口腔室从模块主体被排出。因此，由于能够增加水和有机溶剂等的混合液通过流体导管以及膜分离膜部件之间的机会，所以能够进一步提高分离效率以及分离性能。

本发明的技术方案2所述的分离膜模块是，在模块主体内的上水平隔板的上方设有水平状管板，在管板上各膜分离部件以固定状垂下，以在下流体通路内形成入口腔室以及出口腔室的方式，使垂直隔板位于下流体通路内，以与入口腔室连通的方式设有流体入口，以与出口腔室连通的方式设有流体出口，流体入口以及流体出口都朝着与膜分离部件的轴线平行的方向。

在本发明的技术方案2所述的分离膜模块中，流体相对于各膜分离部件平行地流动。若假设流体在相对于各膜分离部件正交的方向上流动，则各膜分离部件振动，在各膜分离部件上产生裂缝，密封部可能破损，而本发明的技术方案2记载的分离膜模块能够防止该情况。