表面含浸型ジグリコールアミン液体膜による炭酸ガスの透過分離

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炭酸ガス分離のための液体膜プロセスの開発を目的として，アミン液体膜におけるCO2/CH4およびCO2/N2混合ガスの透過分離実験をおこなった．疎水性多孔質膜の片側面を親水化処理することにより，1枚の膜の表側で液体を含浸し，裏側で支持する形式の表面含浸液体膜を考案した．膜面180 mm角の平膜モジュールを製作して，ジグリコールアミンとトリエチレングリコールの50 wt%混合液を含浸させて約8 μmの厚さの液体膜とした．供給側大気圧，透過側真空（4–5 kPa）で透過実験をおこない，CO2混合気体の分離と透過係数を測定した．アミン液体膜はCO2を優先透過し，理想分離係数はCO2/CH4で約30，CO2/N2で約40であった．CO2の透過係数は低分圧範囲で増加し，いわゆる促進輸送効果が観察された．このアミン液体膜は空気中のCO2のような低濃度のCO2の分離・回収に応用の可能性があることが示された．液体膜へのCO2の吸収量を測定し，これをもとに溶解−拡散モデルで透過係数の推定を試みた．透過係数の計算値は溶解度の小さいN2については実測値と合ったが，溶解度の大きいCO2についてはオーダーの異なる計算値となり，拡散係数のさらなる検討が必要であった．しかし透過係数が低分圧範囲で増加する傾向は一致したので，この促進輸送的現象を溶解−拡散モデルで説明できる可能性が示唆された．
社団法人　化学工学会の論文
2008-07-20

表面含浸型ジグリコールアミン液体膜による炭酸ガスの透過分離

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