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公開番号2025162169
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065295
出願日2024-04-15
発明の名称ガス処理システム
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 53/22 20060101AFI20251020BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】分離膜モジュールの洗浄機能を担保しつつ、洗浄のための構成が簡素化されたガス処理システムの提供。
【解決手段】複数のガス分離系統を備え、各ガス分離系統は、燃焼排ガスからのCO₂が選択的に透過する分離膜と、燃焼排ガスの流入口と、透過ガスが流出する第1流出口と、非透過ガスが流出する第2流出口と、を備える分離膜モジュールと、流入口に接続される第1流路と、第1流路上の第1切替部と、第1流路から分岐する第2流路と、第2流出口に接続される第3流路と、第3流路上の第2切替部と、第3流路から分岐する第4流路と、複数のガス分離系統の第3流路同士を接続する第5流路を備え、第一ガス分離系統の分離膜モジュールを洗浄する際、第一ガス分離系統の第2及び第3流路を開放し、第二ガス分離系統の第1及び第3流路を開放し、第二ガス分離系統の非透過ガスが、第5流路から第一ガス分離系統の第3流路及び分離膜モジュールへ流れる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のガス分離系統を備えるガス処理システムであって、
複数の前記ガス分離系統のそれぞれは、
ＣＯ
２
を選択的に透過し、燃焼排ガスからＣＯ
２
を分離する分離膜と、前記燃焼排ガスが流入する流入口と、前記流入口から流入した前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過した第１透過ガスが流出する第１流出口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜の前記分離膜を透過しない非透過ガスが流出する第２流出口と、を備える分離膜モジュールと、
前記流入口に接続される第１流路と、
前記第１流路に設けられる第１切替部と、
前記第１切替部を介して、前記第１流路から分岐する第２流路と、
前記第２流出口に接続される第３流路と、
前記第３流路に設けられる第２切替部と、
前記第２切替部を介して、前記第３流路から分岐する第４流路と、
を有し、
さらに、前記ガス処理システムは、前記第３流路に接続され、複数の前記ガス分離系統同士を接続する第５流路を備え、
複数の前記ガス分離系統のうちの少なくとも１つ目のガス分離系統が有する前記分離膜モジュールを洗浄する際、
前記１つ目のガス分離系統において、前記第１切替部によって前記第２流路が開放され、かつ、前記第２切替部によって前記第３流路が開放されるとともに、
少なくとも２つ目の前記ガス分離系統において、前記第１切替部によって前記第１流路が開放され、かつ、前記第２切替部によって前記第３流路が開放されて、
少なくとも２つ目の前記ガス分離系統からの前記非透過ガスが、前記第５流路を介して、前記１つ目のガス分離系統が有する前記第３流路及び前記分離膜モジュールへ流れる、
ガス処理システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
少なくとも前記１つ目のガス分離系統が有する前記分離膜モジュールを洗浄する際、さらに、３つ目の前記ガス分離系統において、前記第１切替部によって前記第１流路が開放され、かつ、前記第２切替部によって前記第３流路が開放されて、
前記３つ目の前記ガス分離系統からの前記非透過ガスが、前記第５流路を介して、前記１つ目のガス分離系統が有する前記第３流路及び前記分離膜モジュールへ流れる、
請求項１に記載のガス処理システム。
【請求項３】
少なくとも、前記２つ目のガス分離系統が有する分離膜モジュールの前記流入口に流入する前記燃焼排ガスを圧縮する圧縮機をさらに備える、
請求項１又は請求項２に記載のガス処理システム。
【請求項４】
少なくとも、前記１つ目のガス分離系統が有する前記第２流路に接続される第１減圧手段をさらに備える、
請求項１又は請求項２に記載のガス処理システム。
【請求項５】
少なくとも、前記１つ目のガス分離系統が有する前記分離膜モジュールの第１流出口に接続される第２減圧手段をさらに備える、
請求項１又は請求項２に記載のガス処理システム。
【請求項６】
複数の補助ガス分離系統と、
前記ガス分離系統が有する前記分離膜モジュールの第１流出口に接続される第６流路と、
をさらに備え、
複数の前記補助ガス分離系統のそれぞれは、
ＣＯ
２
を選択的に透過し、前記第１透過ガスからＣＯ
２
を分離する分離膜と、前記第１透過ガスが流入する流入口と、前記流入口から流入した前記第１透過ガスのうち前記分離膜を透過した第２透過ガスが流出する第１流出口と、前記第１透過ガスのうち前記分離膜の前記分離膜を透過しない非透過ガスが流出する第２流出口と、を備える補助分離膜モジュールと、
前記第６流路と、前記補助分離膜モジュールの前記流入口と、の間に接続される第７流路と、
前記第７流路に設けられる第３切替部と、
前記第３切替部を介して、前記第７流路から分岐する第８流路と、
前記補助分離膜モジュールの前記第２流出口に接続される第９流路と、
前記第９流路に設けられる第４切替部と、
前記第４切替部を介して、前記第９流路から分岐する第１０流路と、
を有し、
さらに、前記ガス処理システムは、前記第９流路に接続され、複数の前記補助ガス分離系統同士を接続する第１１流路を備え、
複数の前記補助ガス分離系統のうちの少なくとも１つ目の補助ガス分離系統が有する前記補助分離膜モジュールを洗浄する際、
前記１つ目の補助ガス分離系統において、前記第３切替部によって前記第８流路が開放され、かつ、前記第４切替部によって前記第９流路が開放されるとともに、
少なくとも２つ目の補助ガス分離系統において、前記第３切替部によって前記第７流路が開放され、かつ、前記第４切替部によって前記第９流路が開放され、
少なくとも２つ目の前記補助ガス分離系統からの前記非透過ガスが、前記第１１流路を介して、前記１つ目の補助ガス分離系統が有する前記第９流路及び前記補助分離膜モジュールへ流れる、
請求項１又は請求項２に記載のガス処理システム。
【請求項７】
前記補助分離膜モジュールの前記第１流出口に接続される第３減圧手段を備える、
請求項６に記載のガス処理システム。
【請求項８】
ＣＯ
２
を選択的に透過し、燃焼排ガスからＣＯ
２
を分離する分離膜と、前記燃焼排ガスが流入する流入口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過した透過ガスが流出する第１流出口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過しない非透過ガスが流出する第２流出口を備える分離膜モジュールと、
前記流入口に接続される第１流路と、
前記第１流路に設けられる第５切替部と、
前記第５切替部を介して、前記第１流路から分岐する第１２流路と、
前記第２流出口に接続されるとともに、大気環境に連通する第１３流路と、
前記第１２流路に接続される第４減圧手段と、
を備え、
前記分離膜モジュールを洗浄する際、前記第５切替部によって前記第１２流路が開放され、前記第１３流路を介して前記分離膜モジュールに大気が導入される、
ガス処理システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス処理システムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ＣＯ
２
を含むガスを分離膜モジュールに供給し、供給ガスからＣＯ
２
を分離するガス処理システムが知られている。また、供給ガスが分離膜モジュールを通過したことで分離膜に付着した不純物を除去し、分離膜モジュールを洗浄するガス分離システムが、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示のガス分離システムは、分離膜モジュールをそれぞれ備えた、２系統のガス分離系統のうちの一のガス分離系統の分離膜で分離された透過ガスを、他のガス分離系統に供給して、他のガス分離系統における分離膜に付着した不純物を透過ガスに随伴させて除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－４８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示のガス分離システムは、一の分離膜を透過した後の低圧の透過ガスを用いて、他の分離膜に付着した不純物を除去する。そのため、分離膜モジュールの洗浄機能に改善の余地がある。また、分離膜モジュールの洗浄を行うための構成の簡素化が求められている。
【０００６】
本開示は、分離膜モジュールの洗浄機能を担保しつつ、分離膜モジュールの洗浄を行うための構成が簡素化されたガス処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１態様では、複数のガス分離系統を備えるガス処理システムであって、複数の前記ガス分離系統のそれぞれは、ＣＯ
２
を選択的に透過し、燃焼排ガスからＣＯ
２
を分離する分離膜と、前記燃焼排ガスが流入する流入口と、前記流入口から流入した前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過した第１透過ガスが流出する第１流出口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜の前記分離膜を透過しない非透過ガスが流出する第２流出口と、を備える分離膜モジュールと、前記流入口に接続される第１流路と、前記第１流路に設けられる第１切替部と、前記第１切替部を介して、前記第１流路から分岐する第２流路と、前記第２流出口に接続される第３流路と、前記第３流路に設けられる第２切替部と、前記第２切替部を介して、前記第３流路から分岐する第４流路と、を有し、さらに、前記ガス処理システムは、前記第３流路に接続され、複数の前記ガス分離系統同士を接続する第５流路を備え、複数の前記ガス分離系統のうちの少なくとも１つ目のガス分離系統が有する前記分離膜モジュールを洗浄する際、前記１つ目のガス分離系統において、前記第１切替部によって前記第２流路が開放され、かつ、前記第２切替部によって前記第３流路が開放されるとともに、少なくとも２つ目の前記ガス分離系統において、前記第１切替部によって前記第１流路が開放され、かつ、前記第２切替部によって前記第３流路が開放されて、少なくとも２つ目の前記ガス分離系統からの前記非透過ガスが、前記第５流路を介して、前記１つ目のガス分離系統が有する前記第３流路及び前記分離膜モジュールへ流れる。
【０００８】
第２態様では、ＣＯ
２
を選択的に透過し、燃焼排ガスからＣＯ
２
を分離する分離膜と、前記燃焼排ガスが流入する流入口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過した透過ガスが流出する第１流出口と、前記燃焼排ガスのうち前記分離膜を透過しない非透過ガスが流出する第２流出口を備える分離膜モジュールと、前記流入口に接続される第１流路と、前記第１流路に設けられる第５切替部と、前記５切替部を介して、前記１流路から分岐する第１２流路と、前記第２流出口に接続されるとともに、大気環境に連通する第１３流路と、前記第１２流路に接続される第４減圧手段と、を備え、前記分離膜モジュールを洗浄する際、前記第５切替部によって前記第１２流路が開放され、前記第１３流路を介して前記分離膜モジュールに大気が導入される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の技術によれば、分離膜モジュールの洗浄機能を担保しつつ、分離膜モジュールの洗浄を行うための構成が簡素化されたガス処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係るガス処理システムの全体構成の一例を示す模式図である。
第１実施形態に係るガス処理システムの分離膜モジュールの構成例を示す模式的な断面図である。
第１実施形態に係るガス処理システムの制御部の構成例を示すブロック図である。
第１実施形態に係るガス処理システムにおける分離膜モジュールのＣＯ
２
分離動作を説明するための図である。
第１実施形態に係るガス処理システムにおける分離膜モジュールの洗浄動作を説明するための図である。
第１実施形態の変形例に係るガス処理システムの全体構成の一例を示す模式図である。
第１実施形態の変形例に係るガス処理システムにおける補助分離膜モジュールのＣＯ
２
分離動作を説明するための図である。
第１実施形態の変形例に係るガス処理システムにおける補助分離膜モジュールの洗浄動作を説明するための図である。
第２実施形態に係るガス処理システムの全体構成の一例を示す模式図である。
第２実施形態に係るガス処理システムにおける分離膜モジュールのＣＯ
２
分離動作を説明するための図である。
第２実施形態に係るガス処理システムにおける分離膜モジュールの洗浄動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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