[發明專利]酸性氣體分離膜及使用了它的酸性氣體分離方法、及酸性氣體分離模塊及酸性氣體分離裝置

有效

• 申請號: 201780021737.3
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108883378B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 梁璀;竹本裕德
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D53/22;B01D63/10;B01D69/00;B01D69/10;B01D71/02;B01D71/32;B01D71/52;B01D71/64;B01D71/66;B01D71/68
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 朱丹

本發明提供具備包含親水性樹脂和酸性氣體載體的酸性氣體分離層、支撐酸性氣體分離層的疏水性多孔膜層、保護酸性氣體分離層的多孔膜保護層、以及葛爾萊數相對于疏水性多孔膜層及多孔膜保護層的葛爾萊數為0.5倍以下、并且葛爾萊數為0.1s以上且30s以下的第一層的酸性氣體分離膜、及使用了該酸性氣體分離膜的酸性氣體分離方法、以及具備該酸性氣體分離膜的酸性氣體分離模塊及酸性氣體分離裝置。

技術領域

本發明涉及酸性氣體的透過性優異、可以選擇性地抑制水蒸氣的透過的酸性氣體分離膜等。

背景技術

作為向燃料電池供給氫的方法有水蒸氣改性。水蒸氣改性是如下的過程，即，使烴與水蒸氣反應而得到一氧化碳和氫，再使一氧化碳與水蒸氣反應而生成二氧化碳和氫。此后，通過從所生成的包含二氧化碳和氫的混合氣體中分離二氧化碳而得到氫。

作為從混合氣體中分離二氧化碳的方法，由于可以實現節能化，因此膜分離法近年來受到關注。作為膜分離法中所用的氣體分離膜，此前提出過各種分離膜。例如，日本特開平08－193156號公報(專利文獻1)中，提出過利用由聚丙烯酸與給定當量的脂肪族胺的反應混合物構成的樹脂組合物形成的二氧化碳分離膜。日本特開2013－49048號公報(專利文獻2)中，提出過使耐熱性的多孔膜擔載將甘氨酸和脫質子化劑包含于水凝膠膜中而構成的凝膠層的二氧化碳促進運輸膜。日本特開平07－112122號公報(專利文獻3)中，提出過如下的二氧化碳分離凝膠膜，其特征在于，將未交聯的乙烯醇－丙烯酸鹽共聚物水溶液以膜狀向二氧化碳透過性支持體上涂布后，加熱，使之交聯而不溶于水，使該水不溶物吸收包含與二氧化碳具有親和性的物質的水溶液而凝膠化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平08－193156號公報

專利文獻2:日本特開2013－49048號公報

專利文獻3:日本特開平07－112122號公報

發明內容

發明所要解決的問題

為了實現節能化，最大限度地利用流程氣所具有的熱能必不可缺。流程中過剩的熱能由使用了蒸氣等介質的熱交換器回收，所回收的熱能被用于其他的流程。

在流程氣中包含水蒸氣的情況下，不僅希望回收流程氣所具有的顯熱，連水蒸氣的潛熱也希望回收。在從流程氣中回收熱能的情況下，流程氣中含有的水蒸氣的露點越高，越容易進行熱能的回收。

在包括膜分離法的流程中回收熱能的情況下，一般的膜的透過性能是溫度越高越好，因此在膜分離工序后通常設置熱能回收工序。作為熱能的回收對象，優選利用膜分離將特定成分分離了的、壓力高的殘余流程氣。

然而，在使用包含親水性樹脂的促進運輸膜從包含酸性氣體和水蒸氣的混合氣體中透過分離酸性氣體的膜分離法中，由于熱容量大的水蒸氣向壓力低的透過側透過，因此壓力高的殘余流程氣的露點降低，熱能的回收變得困難。

本發明是鑒于此種以往的問題而完成的，其目的在于，提供酸性氣體的透過性優異、可以抑制水蒸氣的透過的酸性氣體分離膜。

本發明的另一目的在于，提供具有優異的酸性氣體分離性的模塊。

本發明的另一目的在于，提供可以選擇性地分離酸性氣體、而且可以抑制水蒸氣從透過側的排出、高效率地回收膜分離工序后的殘余流程氣的熱能的酸性氣體分離裝置。

用于解決問題的方法

本發明提供以下所示的酸性氣體分離膜、酸性氣體分離方法、酸性氣體分離模塊及酸性氣體分離裝置。

[1]一種酸性氣體分離膜，其具備：

包含親水性樹脂和酸性氣體載體的酸性氣體分離層、