體集合管12為在其管壁上形成有多個貫通孔12A的圓筒狀管。透過氣體 集合管12的管一端部側(cè)(一端部IOA側(cè))封閉,管另一端部側(cè)(另一端部IOB側(cè))開口而 形成排出口 26,透過層疊體14后由貫通孔12A集合了的二氧化碳等酸性氣體22從該排出 口 26排出。
[0114] 貫通孔12A的形狀沒有特別限定,但優(yōu)選開有1~20mmci)的圓形孔洞。另外,貫 通孔12A優(yōu)選均勻地配置于透過氣體集合管12表面。
[0115] 被覆層16由能夠阻隔從酸性氣體分離用組件10內(nèi)通過的被分離氣體20的阻隔 材料形成。該阻隔材料優(yōu)選進一步具有耐熱濕性。在此,耐熱濕性之中的"耐熱性"是指具 有80°C以上的耐熱性。具體而言,80°C以上的耐熱性是指,在80°C以上的溫度條件下保存 2小時后也維持保存前的形態(tài),未產(chǎn)生由熱收縮或熱熔融引起的可通過目視確認到的卷曲。 另外,耐熱濕性之中的"耐濕性"是指,在40°C、80%RH的條件下保存2小時后也維持保存 前的形態(tài),未產(chǎn)生由熱收縮或熱熔融引起的可通過目視確認到的卷曲。
[0116] 防伸縮板18具有外周環(huán)狀部18A、內(nèi)周環(huán)狀部18B和放射狀輪輻部18C,各自優(yōu)選 由耐熱濕性的材料形成。
[0117] 層疊體14如下構成:在折成兩部分的酸性氣體分離復合膜1的內(nèi)側(cè)夾入供給氣體 流路用部件30,在它們的徑向內(nèi)側(cè),將酸性氣體分離復合膜1借助滲透到它們之中的密封 部34(圖1中的密封部4)與透過氣體流路用部件36粘接密封。
[0118] 層疊體14在透過氣體集合管12上卷繞的片數(shù)沒有特別限定,可以為單片也可以 為多片,但通過增加片數(shù)(層疊數(shù)),能夠提高酸性氣體分離復合膜1的膜面積。由此,能夠 提高由1根組件可分離的酸性氣體22的量。另外,為了提高膜面積,也可以使層疊體14的 長度更長。
[0119] 另外,在層疊體14的片數(shù)為多片情況下,優(yōu)選50片以下、更優(yōu)選45片以下、進一 步更優(yōu)選40片以下。如果為這些片數(shù)以下,則層疊體14易于進行卷繞,加工適合性提高。
[0120] 層疊體14的寬度沒有特別限定,優(yōu)選為50mm以上且1000 OOmm以下,更優(yōu)選為 60mm以上且50000mm以下,進一步優(yōu)選為70mm以上且30000mm以下。
[0121] 此外,從實用性的觀點考慮,層疊體14的寬度優(yōu)選為200mm以上且2000mm以下。 通過為各下限值以上,即使存在樹脂的涂布(密封),也能夠確保有效的酸性氣體分離復合 膜1的膜面積。另外,通過為各上限值以下,能夠保持卷芯的水平性,能夠抑制卷繞錯位的 發(fā)生。
[0122] 圖4是表示在透過氣體集合管上卷繞有層疊體的圓筒狀卷繞體的一部分的截面 圖。如圖4所示,層疊體14之間借助滲透到酸性氣體分離復合膜1中的密封部40而粘接, 層疊在透過氣體集合管12的周圍。具體而言,層疊體14中,從透過氣體集合管12側(cè)起依 次層疊有透過氣體流路用部件36、酸性氣體分離復合膜1、供給氣體流路用部件30、酸性氣 體分離復合膜1。通過它們的層疊,含有酸性氣體22的原料氣體20從供給氣體流路用部 件30的端部進行供給,透過由被覆層16劃分的酸性氣體分離復合膜1而被分離出的酸性 氣體22經(jīng)由透過氣體流路用部件6和貫通孔12A而集聚到透過氣體集合管12中,由與該 透過氣體集合管12連接的排出口 26被回收。另外,從供給氣體流路用部件30的空隙等中 通過的已分離出酸性氣體22后的殘余氣體24從酸性氣體分離用組件10中設置有排出口 26的一側(cè)的供給氣體流路用部件30和酸性氣體分離復合膜1的端部排出。
[0123] 圖7是表示在透過氣體集合管上卷繞層疊體之前的狀態(tài)的圖,是表示密封部34和 密封部40的形成區(qū)域的一個實施方式的圖。如圖7所示,利用透過氣體流路用部件6覆蓋 貫通孔12A,將層疊體14沿圖中箭頭R方向卷繞到透過氣體集合管12上,在這種狀態(tài)下密 封部40將酸性氣體分離復合膜1與透過氣體流路用部件6粘接,同時進行密封。另一方面, 在將層疊體14卷繞到透過氣體集合管12上之前,密封部34將酸性氣體分離復合膜1與透 過氣體流路用部件6粘接,同時進行密封。
[0124] 密封部34和密封部40均形成所謂的信封狀,S卩,卷繞起點的酸性氣體分離復合膜 1與透過氣體流路用部件6之間的周向端部是開口的。并且,在由密封部34包圍的區(qū)域, 形成有使透過酸性氣體分離復合膜1后的酸性氣體22流通至貫通孔12A的流路P1。同樣 地,在由密封部40包圍的區(qū)域,形成有使透過酸性氣體分離復合膜1后的酸性氣體22流通 至貫通孔12A的流路P2。
[0125] 酸性氣體分離用組件的各要件與上述酸性氣體分離用層疊體的構成要件相同。本 酸性氣體分離用組件中,包含供給氣體流路用部件30作為層疊體的構成,作為供給氣體流 路用部件30,可以使用與透過氣體流路用部件同樣的部件。
[0126] 促進輸送膜3中,膜中所含的水分滲出到多孔質(zhì)支撐體2中而使多孔質(zhì)支撐體2 的潤濕性提高,或者因其表面張力而吸入樹脂,由此,密封部34和密封部40的樹脂容易經(jīng) 由透過氣體流路用部件36而滲入到多孔質(zhì)支撐體2的孔中,因此,即使不利用注射法形成 周向密封部(34、40),利用通常的涂布法也會使密封部34和密封部40的粘接力變得牢固, 結(jié)果能夠抑制氣體泄漏。
[0127] 酸性氣體分離用組件10中,密封部34、40的樹脂只要是密封性不會隨運轉(zhuǎn)而降低 的樹脂則沒有特別限制,如果假設在高溫下供給含有水蒸氣的被分離氣體20,則優(yōu)選具有 耐濕熱性。作為優(yōu)選的樹脂,例如可以舉出環(huán)氧樹脂、氯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯 共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚酰 胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚酯、纖維素衍生物(硝酸纖維素等)、苯乙烯-丁二烯共聚物、各 種合成橡膠系樹脂、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、苯氧基樹脂、硅樹脂、脲甲酰胺樹脂等。
[0128] 以下,對酸性氣體分離用組件10的制造方法進行說明。
[0129] 圖6A~圖6C為酸性氣體分離用組件的制造工序圖。在酸性氣體分離用組件10 的制造方法中,首先,如圖6A所示,利用聚酰亞胺膠帶(KAPTONtape)或粘接劑等固定部 件55將長條狀的透過氣體流路用部件36的前端部固定在透過氣體集合管12的管壁(外 周面)上。在此,優(yōu)選在管壁上沿軸向設置有狹縫(未圖示)。這種情況下,將透過氣體流 路用部件36的前端部放入狹縫中,并利用固定部件55固定在透過氣體集合管12的內(nèi)周面 上。根據(jù)該構成,將包含透過氣體流路用部件36的層疊體14卷繞到透過氣體集合管12上 時,即使在施加張力的同時進行卷繞,由于透過氣體集合管12的內(nèi)周面與透過氣體流路用 部件36的摩擦,透過氣體流路用部件36也無法從狹縫中脫出,S卩,可維持透過氣體流路用 部件36的固定。
[0130] 接著,如圖6B所示,在以酸性氣體分離促進輸送膜3為內(nèi)側(cè)而折成兩部分的長條 狀的酸性氣體分離復合膜1內(nèi)夾入長條狀的供給氣體流路用部件30。需要說明的是,在將 酸性氣體分離復合膜1折成兩部分時,可以如圖6B所示將酸性氣體分離復合膜1兩等分, 也可以不對齊地折疊。
[0131] 接著,在折成兩部分的酸性氣體分離復合膜1的外表面之中的一個外表面(多孔 質(zhì)支撐體2的輔助支撐膜2a的表面)上,在膜的寬度方向兩端部和長度方向一端部涂布粘 接劑(涂布為信封狀)。由此,形成密封部34。在涂布該粘接劑之前,如關于層疊體膜所說 明過的那樣,利用有機溶劑進行處理。
[0132] 接著,如圖6C所示,在固定于透過氣體集合管12的透過氣體流路用部件36的表 面上,借助粘接劑40粘貼夾有供給氣體流路用部件30的酸性氣體分離復合膜1。需要說明 的是,在粘貼酸性氣體分離復合膜1時,以未涂布有粘接劑40的一端位于氣體集合管12側(cè) 的方式進行粘貼。由此,作為密封部34整體,形成卷繞起點的酸性氣體分離復合膜1與透 過氣體流路用部件36之間的周向端部開口的形態(tài),在由密封部34包圍的區(qū)域,形成使透過 酸性氣體分離復合膜1后的酸性氣體22流通至貫通孔12A的流路Pl。
[0133] 接著,在粘貼于透過氣體流路用部件36的酸性氣體分離復合膜1的表面(與粘貼 面相反的一面的多孔質(zhì)支撐體4的輔助支撐膜3的表面)上,在膜的寬度方向兩端部和長 度方向一端部涂布粘接劑40。在此,在涂布粘接劑之前,也利用有機溶劑進行處理。由此, 粘接劑40滲透到輔助支撐膜2a和多孔質(zhì)膜2b中而形成第2密封部37,從而形成層疊體 14〇
[0134] 接著,如圖7中示意性所示,使透過氣體集合管12沿箭頭C方向旋轉(zhuǎn),由此,將層 疊體14以貫通孔12A被透過氣體流路用部件6覆蓋的方式多重地卷繞到透過氣體集合管 12上。此時,優(yōu)選在對層疊體14施加張力的同時進行卷繞。
[0135] 需要說明的是,也可以將在折成兩部分的酸性氣體分離復合膜1之間夾入有供給 氣體流路用部件30的所得物作為1個單元,將該單元與透過氣體流路用部件6交替層疊, 結(jié)果,如圖8所示,將層疊體14多個層疊(本例中為3層),多重地卷繞到透過氣體集合管 上。
[0136] 經(jīng)過以上的工序,得到圓筒狀卷繞體,對所得到的圓筒狀卷繞體的兩端部進行修 剪(端面修整加工)后,將圓筒狀卷繞體的最外周用被覆層16被覆,在兩端安裝防伸縮板 18,由此得到圖3所示的酸性氣體分離用組件10。
[0137] 以下,對酸性氣體分離用組件10的各構成的詳細情況進行說明。
[0138] 〈透過氣體流路用部件〉
[0139] 透過氣體流路用部件36具有作為間隔物的功能,并且具有使透過的酸性氣體在 透過氣體流路用部件的內(nèi)側(cè)流通的功能,另外,為了具有使樹脂滲透的功能,優(yōu)選為網(wǎng)狀部 件。透過氣體流路用部件36的材質(zhì)可以使用與多孔質(zhì)體同樣的材質(zhì)。另外,如果假設在高 溫下流通含有水蒸氣的被分離氣體20,則優(yōu)選透過氣體流路用部件36還具有耐熱濕性。
[0140] 作為透過氣體流路用部件36的具體材料,更優(yōu)選環(huán)氧樹脂浸漬聚酯等聚酯系、聚 丙烯等聚烯烴系、聚四氟乙烯等氟系。
[0141] 透過氣體流路用部件36的厚度沒有特別限定,優(yōu)選為100ym以上且1000ym以 下、更優(yōu)選為150ym以上且950ym以下、進一步優(yōu)選為200ym以上且900ym以下。
[0142] 透過氣體流路用部件36成為透過酸性氣體分離復合膜1后的酸性氣體的流路,因 此優(yōu)選阻力小,具體而言,優(yōu)選空隙率高、施加壓力時的變形小、且壓損少。關于空隙率,優(yōu)