[发明专利]陶瓷渗透汽化膜以及陶瓷蒸汽透过膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷制整体型渗透汽化膜以及蒸汽透过膜。

背景技术

近年来，为了从多种成分的混合物(混合流体)中仅选择性地回收特定成分，使用的是陶瓷制过滤器。较之于有机高分子制过滤器，陶瓷制过滤器的机械强度、耐久性、耐腐蚀性等优异，因此，在水处理、排气处理、以及医药和食品领域等广泛的领域中，用于除去液体或气体中的悬浊物质、细菌、粉尘等，甚为理想。

此种陶瓷制过滤器(称为陶瓷过滤器)中，为了在确保分离性能的同时提高水透过性能，必须增大膜面积(分离膜的面积)，为此，整体型(或蜂窝型)的出现受到期待。较之于管道型，整体型过滤器具有不易折断、成本低等优势。整体型过滤器，在多数情况下，外形为圆柱形，具备多孔支撑体，其内部有形成于轴方向的多个平行流路(称为元件)，进一步，在形成元件的内壁面上形成孔径小于该多孔支撑体的分离膜。

作为已公开传统的整体型(或蜂窝型)陶瓷过滤器的现有文献，可列举如专利文献1～5。

专利文献1公开的陶瓷蜂窝过滤器，通过在多孔支撑体(多孔基材)较长方向设置裂缝状间隙部，可增加从多孔支撑体中心旁边元件的透过量。该陶瓷蜂窝过滤器，若将整体型过滤器大型化，从多孔支撑体中心部旁边元件所透过的透过流体，往多孔支撑体外部流出时，受到很大流动抵抗力，与实际所形成的过滤膜的面积相比，分离能力(过滤处理能力)低下，因此，该陶瓷蜂窝过滤器提议的目的是为了提高该分离能力。

专利文献2公开的陶瓷蜂窝过滤器，是在形成于筒状多孔体较长方向的多个平行通道的内壁面上，形成孔径小于多孔体孔径的过滤膜的同时，为了增加从多孔体中心附近元件的通水量，在多孔体的较长方向设置了排出流路，且与排出流路连通的集水元件的边缘端部用密封材料密封。

专利文献3公开的陶瓷蜂窝过滤器，为了不形成液体滞留，仅在规定的空间内配置孔密封材料(孔堵塞部件)。若使用该陶瓷蜂窝过滤器，可以有效防止透过流体(过滤流体)在内部滞留，因此可以供给洗净度较高的透过流体。

专利文献4公开的横流型的过滤装置，在集水元件之间的过滤元件设置多个(3通道以上)过滤元件构造体(陶瓷过滤器)，其压力损失小，是适用于微滤、超滤、反渗透、气体分离、渗透汽化等各种用途的过滤装置。

专利文献5公开的陶瓷过滤器，呈现出过滤元件与集水元件的一边始终邻接的构造，是一种在超滤、微滤用途中，水的透过量大、反洗效率高的过滤器。

现有技术

专利文献

专利文献1：日本专利特开平6-99039号公报

专利文献2：日本专利特开2000-153117号公报

专利文献3：日本专利第3868391号说明书

专利文献4：日本专利特公平6-016819号公报

专利文献5：日本专利实公平4-892号公报

发明内容

但是，上述现有文献涉及的技术，均存在如下所述的各种问题。

专利文献1的陶瓷蜂窝过滤器，由于其构造，可能会引起烧结时或安装于外壳时的破损、从而引起密封不良。另外，专利文献2公开的陶瓷蜂窝过滤器，尽管用于微滤法分离方法时，具有优异的分离能力，但在透过分离成分为气体，透过速度快于为液体时，因为压力损失增大，单位时间的透过流量减少，所以作为渗透汽化(Pervaporation)或蒸汽透过(Vapor permeation)的用途时，不能称为非常适宜。

专利文献3公开的陶瓷蜂窝过滤器，透过分离成分为液体时具有特别优良的分离能力，但透过分离成分为气体，因为透过速度快于液体时，导致压力损失增大，单位时间的透过流量减少。此外，专利文献4公开的过滤装置，尽管用作微滤法的分离方法时，具有优异的分离能力，但若用于渗透汽化法的分离方法，存在压力损失增大、透过速度下降的问题，分离系数也小。即，专利文献3、4公开的这些技术，作为渗透汽化或蒸汽透过的用途，不能称为很适宜。此外，专利文献5的陶瓷过滤器，没有作为渗透汽化用途所使用，其作为渗透汽化法的分离方法使用时的分离能力未知。

本发明鉴于此种情况，其目的是提供一种透过速度快、分离系数也高的渗透汽化膜和蒸汽透过膜。经不断研究后结果发现，提出一种具有过滤元件和集水元件的整体型的，相对于其过滤元件和集水元件的长度，排出流路开口长度的总和所占比例在10％以上的陶瓷过滤器，或者，与过滤元件和集水元件邻接形态的陶瓷过滤器，据此，该课题被解决，从而完成了本发明。