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公開番号2025020883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124511
出願日2023-07-31
発明の名称気体分離装置
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 53/22 20060101AFI20250205BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】気体分離膜の表面上における所定の気体成分の濃度が高く維持され、分離効率の低下を抑えられる気体分離装置を提供すること。
【解決手段】第1表面に供給された混合ガスに含まれる所定の気体成分を前記第1表面とは反対の第1裏面に透過させて分離する第1気体分離膜、および、分離された前記所定の気体成分が流れる第1気体流路部、を有する第1分離膜ユニットと、前記第1表面から間隙を介して配置され、前記第1気体分離膜に向けて前記混合ガスを導入するガス導入部を有するガス導入ユニットと、前記第1表面から間隙を介して配置され、前記ガス導入ユニットから導入された前記混合ガスを排出するガス排出部を有するガス排出ユニットと、を備えることを特徴とする気体分離装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１表面に供給された混合ガスに含まれる所定の気体成分を前記第１表面とは反対の第１裏面に透過させて分離する第１気体分離膜、および、分離された前記所定の気体成分が流れる第１気体流路部、を有する第１分離膜ユニットと、
前記第１表面から間隙を介して配置され、前記第１気体分離膜に向けて前記混合ガスを導入するガス導入部を有するガス導入ユニットと、
前記第１表面から間隙を介して配置され、前記ガス導入ユニットから導入された前記混合ガスを排出するガス排出部を有するガス排出ユニットと、
を備えることを特徴とする気体分離装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記ガス導入ユニットは、複数の前記ガス導入部を有し、
前記ガス排出ユニットは、複数の前記ガス排出部を有する請求項１に記載の気体分離装置。
【請求項３】
前記ガス導入部および前記ガス排出部は、前記第１表面と平行な方向に沿って交互に配置されている請求項２に記載の気体分離装置。
【請求項４】
複数の前記ガス導入ユニット、および、複数の前記ガス排出ユニットを備え、
前記ガス導入ユニットおよび前記ガス排出ユニットは、前記第１表面と平行な方向に沿って交互に配置されている請求項１または２に記載の気体分離装置。
【請求項５】
前記ガス導入ユニットは、前記混合ガスが流れる第１混合ガス流路部、および、前記第１混合ガス流路部に開口する前記ガス導入部としての第１開口部、を有する請求項１または２に記載の気体分離装置。
【請求項６】
前記ガス導入ユニットは、前記第１開口部から延出する導入管をさらに有する請求項５に記載の気体分離装置。
【請求項７】
前記ガス排出ユニットは、前記ガス導入ユニットから供給された前記混合ガスが流れる第２混合ガス流路部、および、前記第２混合ガス流路部に開口する前記ガス排出部としての第２開口部、を有する請求項１または２に記載の気体分離装置。
【請求項８】
前記ガス排出ユニットは、前記第２開口部から延出する排出管をさらに有する請求項７に記載の気体分離装置。
【請求項９】
前記第１気体分離膜の二酸化炭素の気体透過度は、５０００ＧＰＵ以上１０００００ＧＰＵ以下である請求項１または２に記載の気体分離装置。
【請求項１０】
第２表面に供給された前記混合ガスに含まれる前記所定の気体成分を前記第２表面とは反対の第２裏面に透過させて分離する第２気体分離膜、および、分離された前記所定の気体成分が流れる第２気体流路部、を有する第２分離膜ユニットをさらに備え、
前記第２分離膜ユニットは、前記ガス導入ユニットおよび前記ガス排出ユニットを介して、前記第１分離膜ユニットとは反対側に配置されている請求項１または２に記載の気体分離装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体分離装置に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルやカーボンマイナスの実現に向けて、火力発電所やボイラー設備等から排出される二酸化炭素や大気中の二酸化炭素を取り込んで回収する技術が検討されている。この技術として、気体分離膜を用いて二酸化炭素を分離する膜分離法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、気体分離膜を用いて、混合気体から特定の気体（Ａ）を選択的に透過させる気体分離方法が開示されている。この気体分離方法は、混合気体を、気体分離膜の一方の面に供給すること、を含み、気体分離膜の膜厚が、１μｍ以下であり、混合気体中の気体（Ａ）の濃度が、１００００質量ｐｐｍ以下であり、気体分離膜による気体（Ａ）の選択的透過が、気体分離膜の両面での圧力差が１気圧以下の条件で行われる。
【０００４】
このような気体分離方法によれば、気体分離膜の両面における圧力差が１気圧以下であるような穏やかな条件でも、気体（Ａ）を良好に分離できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－０３３５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
膜分離法では、所定の気体成分の分離効率を高めることが課題となっている。気体分離膜の分離効率を高めるためには、気体分離膜の上流側で所定の気体成分の濃度を高く維持する必要がある。しかしながら、所定の気体成分が気体分離膜を透過すると、それに伴って上流側の濃度が低下し、分離効率の低下を招いている。
【０００７】
そこで、所定の気体成分が気体分離膜を透過しても濃度が低下しにくく、分離効率の低下を抑えられる気体分離装置を実現することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の適用例に係る気体分離装置は、
第１表面に供給された混合ガスに含まれる所定の気体成分を前記第１表面とは反対の第１裏面に透過させて分離する第１気体分離膜、および、分離された前記所定の気体成分が流れる第１気体流路部、を有する第１分離膜ユニットと、
前記第１表面から間隙を介して配置され、前記第１気体分離膜に向けて前記混合ガスを導入するガス導入部を有するガス導入ユニットと、
前記第１表面から間隙を介して配置され、前記ガス導入ユニットから導入された前記混合ガスを排出するガス排出部を有するガス排出ユニットと、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る気体分離装置の構成を示す断面図である。
図１に示す気体分離装置の分解斜視図である。
第１気体分離膜の二酸化炭素の気体透過度と第１気体分離膜の第１表面における二酸化炭素の濃度との関係を示したグラフである。
第２実施形態に係る気体分離装置の構成を示す断面図である。
図４に示す気体分離装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の気体分離装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る気体分離装置について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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