Structure Optimization of Gas Separation Membrane Module

Abstract

ガスの膜透過現象を扱えるように拡張された数値流体力学（CFD）による、分離膜モジュールの性能シミュレーションシステムを開発した。このシステムでは、分離膜面積に依存した性能予測だけではなく、分離膜表面での濃度分極や、モジュール内部のガスの流動状態を反映させた性能評価により、分離膜モジュールの構造パラメータによる分離モジュールの性能比較が可能となった。その結果、分離膜モジュールの分離性能は、分離膜エレメントの配置パターンの影響が大きいことが明らかとなり、分離膜面積が比較的小さい場合でも、分離モジュールの体積を小さくコンパクトにした分離モジュールの中に、分離効率に優れたモジュールが存在することを確認した。さらに、分離エレメントの太さと分離エレメントの配置間隔の関係が、分離モジュールの性能に及ぼす影響も明らかとなった。