一種氣體分離膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，并列連接兩個(gè)以上的分離膜組件，使一個(gè)分離膜組件連續(xù)地反復(fù)進(jìn)行由第一過(guò)程、第二過(guò)程、第三過(guò)程以及第四過(guò)程構(gòu)成的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，在第一過(guò)程中，向密閉容器內(nèi)供給混合氣體進(jìn)行充壓，在第二過(guò)程中，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)或達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)停止混合氣體的供給并保持，在第三過(guò)程中，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)或達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)從未透過(guò)氣體排出口回收混合氣體，在第四過(guò)程中，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間時(shí)或達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)關(guān)閉未透過(guò)氣體排出口，使另外的分離膜組件以錯(cuò)開(kāi)規(guī)定間隔的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及及使用該運(yùn)轉(zhuǎn)方法的殘余氣體的回收方法。本申請(qǐng)基于2010年4月26日在日本申請(qǐng)的特愿2010-101385號(hào)及2010-101386號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
技術(shù)介紹
現(xiàn)在，在半導(dǎo)體領(lǐng)域所使用的特殊氣體中存在以甲硅烷、四氫化鍺、砷化三氫、磷化氫、硒化氫等氫化物氣體為代表的各種氣體。這些氣體之中，甲硅烷、四氫化鍺、砷化三氫、磷化氫、硒化氫等的毒性、可燃性強(qiáng)，是非常難以處理的氣體。特別是，氫化物氣體雖然其本身可用作高純度氣體，但也廣泛用作用氫氣、氦氣等氣體稀釋后的混合氣體。 在此，已知例如用氫氣等稀釋后的混合氣體通過(guò)在使用該混合氣體的設(shè)備附近被分離為氫氣和特殊氣體并僅將特殊氣體送至氣體使用設(shè)備，由此能夠安全利用。通常，特殊氣體被充填在氣瓶(氣缸)中，已知有時(shí)根據(jù)特殊氣體的種類(lèi)，與未稀釋的純氣體相比,稀釋混合氣體的特殊氣體本身的充填量較多。當(dāng)返還充填有稀釋混合氣體的使用完畢的氣缸時(shí)，通常在氣缸內(nèi)殘留一些氣體作為殘余氣體的狀態(tài)下返還。通過(guò)將該殘余氣體分離為用于稀釋的氣體和特殊氣體并回收，能夠再利用昂貴的特殊氣體，還能夠降低殘余氣體的處理費(fèi)用。另一方面，當(dāng)未分離回收時(shí)，以殘留在氣缸中的狀態(tài)返還的殘余氣體在全部進(jìn)行適當(dāng)?shù)某μ幚碇笙虼髿馀欧拧Ｗ鳛闅堄鄽怏w的處理，例如不在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的氙氣、氪氣等氣體進(jìn)行稀釋后向大氣排放。如以甲硅烷、四氫化鍺、砷化三氫、磷化氫、硒化氫等為代表的具有毒性和可燃性的氣體也進(jìn)行適當(dāng)?shù)某μ幚恚♂尯笙虼髿馀欧拧Ｔ诖耍捎谌缃駥?duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)心提高，作為企業(yè)的社會(huì)責(zé)任要求對(duì)稀少的特殊氣體進(jìn)行再利用、對(duì)毒性和可燃性強(qiáng)的特殊氣體安全地進(jìn)行除害處理。例如，作為沒(méi)有在日本國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的稀少氣體的氙氣、氪氣這些偽純氣體(pseudo-pure gases)的情況下,能夠比較簡(jiǎn)單地回收其殘余氣體。在由氦等稀釋混合的氣體的情況下，考慮到分離處理為稀釋氣體和特殊氣體的時(shí)間和勞力，現(xiàn)狀是不進(jìn)行回收。甲硅烷、四氫化鍺等氫化物類(lèi)氣體的情況也具有同樣的問(wèn)題。此外，在不進(jìn)行分離回收，進(jìn)行安全且適當(dāng)?shù)某μ幚淼那闆r下，特別是在用氫氣稀釋混合的氣體的情況下，當(dāng)利用燃燒除害裝置、干式除害裝置等對(duì)這些氣體進(jìn)行除害處理時(shí)，由于氫氣的影響產(chǎn)生較多的燃燒熱和反應(yīng)熱，不僅成為除害裝置的負(fù)擔(dān)，還具有安全性方面的擔(dān)心、耗費(fèi)成本的問(wèn)題。作為殘留在氣缸中的狀態(tài)下返還的殘余氣體的不分離回收的處理，可舉出為了大幅減少殘余氣體排放及抽真空操作中所需的人力而自動(dòng)化的設(shè)備(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)11)、對(duì)常溫下液化的氣體的殘余氣體進(jìn)行排放處理的設(shè)備(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)12、13)。此外，作為回收處理在氣體使用設(shè)備中使用的氣體的方法，可舉出將該使用的氣體暫時(shí)儲(chǔ)存在氣袋等中，將該氣袋運(yùn)送到具有回收處理設(shè)備的場(chǎng)所，在該場(chǎng)所進(jìn)行回收處理的設(shè)備和方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)，或者氣體使用設(shè)備的附近設(shè)置氣體回收處理設(shè)備，在其中回收處理使用的氣體的設(shè)備和方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)14 17)。進(jìn)一步，作為使用分離膜的分離混合氣體的方法，可舉出使用聚酰亞胺膜、聚芳酰胺膜、聚砜膜等分離為氫化物氣體和氫氣、氦氣等的方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)If 20)。現(xiàn)在，膜分離技術(shù)作為具有優(yōu)異的節(jié)能效果的分離技術(shù)尤其在水處理的領(lǐng)域中受到矚目。該膜分離技術(shù)類(lèi)似于基本動(dòng)力用于進(jìn)行升壓的壓縮機(jī)，與PSA或精餾相比在氣體的分離中也能夠期待其節(jié)能性。進(jìn)一步，膜分離技術(shù)由于可通過(guò)將膜的透過(guò)側(cè)抽真空來(lái)進(jìn)行分離操作，所以具有對(duì)于難以獲得充分的供給壓力的低蒸汽壓氣體也能夠應(yīng)對(duì)，對(duì)于自燃性氣體或自分解氣體也能夠安全地進(jìn)行分離操作的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于容易因金屬的催化作用而分解的氣體、容易與金屬反應(yīng)的氣體也能夠應(yīng)對(duì)的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)設(shè)備較少、無(wú)故障、無(wú)需維護(hù) 的優(yōu)點(diǎn)，高濃度的雜質(zhì)的分離也無(wú)需增加再生等運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)等。作為分離膜(也包含一部分水處理的運(yùn)轉(zhuǎn)方法)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，公開(kāi)有通過(guò)測(cè)量并調(diào)整膜的高壓側(cè)的壓力或流量、或者膜的低壓側(cè)的壓力或流量，控制目標(biāo)氣體的流量或濃度、回收率的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)廣3)。此外，公開(kāi)有多段直列(series)連接分離膜，并且加上上述控制而控制目標(biāo)氣體的流量或濃度、回收率的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)Γ7 )。進(jìn)一步,公開(kāi)有多段并列(parallel)連接分離膜,通過(guò)控制向分離膜的供給流量或供給壓力、膜的數(shù)目，控制目標(biāo)氣體的流量或濃度、回收率的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)8、9)。另外，公開(kāi)有多段并列連接分離膜，在使用一個(gè)分離膜的過(guò)程中，洗滌再生其他的分離膜，通過(guò)反復(fù)切換該過(guò)程而長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)10)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特許第3951569號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2008-104949號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2009-61418號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2008-238099號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)第4005733號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)2002-166121號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7 日本特開(kāi)平6-205924號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)8 :日本特開(kāi)2002-37612號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)9 :日本特許3598912號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)10 日本特開(kāi)2002-28456號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)11 :日本特許第3188502號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)12 :日本特開(kāi)平6-201097號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)13 日本特開(kāi)2007-24300號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)14 日本特許3925365號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)15 :日本特開(kāi)2001-353420號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)16 :日本特許4112659號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)17 日本特開(kāi)2000-325732號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)18 :日本特開(kāi)平7-171330號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)19 :日本特開(kāi)2002-308608號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)20 :日本特許2615265號(hào)公報(bào)然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，特別對(duì)于以殘留在氣缸氣體中的狀態(tài)返還的混合氣體的殘余氣體進(jìn)行回收的方法沒(méi)有任何公開(kāi)。此外，在已公開(kāi)的上述技術(shù)中，特別是為了使目標(biāo)氣體的濃度更高濃度化，存在需要直列連接多段分離膜組件，需要許多分離膜的問(wèn)題。此外，為了提高氣體的處理量，存在需要更多的分離膜的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種通過(guò)有效地分離回收殘余在氣缸中的混合氣體而能夠進(jìn)行更適當(dāng)?shù)某μ幚砘蛟倮玫臍堄鄽怏w的回收方法。特別地，目的在于安全且簡(jiǎn)便地進(jìn)行用氫氣或氦氣等稀釋混合氫化物氣體后的混合氣體的分離回收。進(jìn)一步，本專(zhuān)利技術(shù)鑒于上述問(wèn)題而產(chǎn)生，目的在于提供一種即使膜面積較小，或即使分離膜組件數(shù)目較少，也具有高分離能力和處理量而能夠進(jìn)行氣體分離的。為解決上述問(wèn)題，第一專(zhuān)利技術(shù)為一種，使用兩個(gè)以上具備氣體分離膜的分離膜組件，將分子直徑小的氣體成分從混合氣體分離，所述混合氣體除分子直徑小的氣體成分以外還包含分子直徑大的氣體成分，在該方法中，并列連接兩個(gè)以上的所述分離膜組件，使一個(gè)分離膜組件連續(xù)地反復(fù)進(jìn)行由第一過(guò)程、第二過(guò)程、第三過(guò)程和第四過(guò)程構(gòu)成的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)，在所述第一過(guò)程中，在將容納有所述氣體分離膜的密閉容器的、設(shè)置為與所述氣體分離膜的未透過(guò)側(cè)的空間連通的未透過(guò)氣體排出口關(guān)閉，將設(shè)置為與所述氣體分離膜的透過(guò)側(cè)的空間連通的透過(guò)氣體排出口打開(kāi)的狀態(tài)下，打開(kāi)氣體供給口將包含分子直徑小的氣體成分和分子直徑大的氣體成分的混合氣體供給到所述密閉容器內(nèi)進(jìn)行充壓，在所述第二過(guò)程中，從所述混合本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宮澤讓，青村洋子，小林芳彥，原谷賢治，吉宗美紀(jì)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：大陽(yáng)日酸株式會(huì)社，獨(dú)立行政法人產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：
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