JPH0434073B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0434073B2 JPH0434073B2 JP58077048A JP7704883A JPH0434073B2 JP H0434073 B2 JPH0434073 B2 JP H0434073B2 JP 58077048 A JP58077048 A JP 58077048A JP 7704883 A JP7704883 A JP 7704883A JP H0434073 B2 JPH0434073 B2 JP H0434073B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aqueous
- heat
- salt solution
- tower
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0014—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste air or from vapors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は高温高湿の高エネルギーガスにより純
水を加熱する方法に関するものである。
水を加熱する方法に関するものである。
ここで言う高エネルギーガスとしては、種種の
乾燥器（箱型乾燥器、トンネル乾燥器、ドラム乾
燥器、フラツシユ乾燥器、塔乾燥器、噴霧器乾燥
器など）の排ガス、燃焼炉、加熱炉、ボイラーの
排ガスなどがある。
乾燥器（箱型乾燥器、トンネル乾燥器、ドラム乾
燥器、フラツシユ乾燥器、塔乾燥器、噴霧器乾燥
器など）の排ガス、燃焼炉、加熱炉、ボイラーの
排ガスなどがある。
従来技術
排ガスの熱エネルギーを水の予熱に利用する方
法としては、ボイラーのエコノマイザのように間
接熱交換する方法、水性ガス反応（一酸化炭素と
水蒸気とを反応させて水素と二酸化炭素に変える
方法）に利用された廃熱回収用の直接接触式のい
わゆる加熱塔などがある。前者は熱伝導さらに詳
しくいうと熱貫流を利用した単位操作に属し、後
者は冷却により発生した微小水滴を洗浄除去する
特殊な熱移動を伴なう物質移動と熱伝達とを含
む。後者について、さらに、具体的に述べると、
飽和した空気中に浮遊する水滴を洗浄除去するこ
とと、含噴霧気相から液相（水）へ伝熱による熱
回収が行われるものと考えられる。
法としては、ボイラーのエコノマイザのように間
接熱交換する方法、水性ガス反応（一酸化炭素と
水蒸気とを反応させて水素と二酸化炭素に変える
方法）に利用された廃熱回収用の直接接触式のい
わゆる加熱塔などがある。前者は熱伝導さらに詳
しくいうと熱貫流を利用した単位操作に属し、後
者は冷却により発生した微小水滴を洗浄除去する
特殊な熱移動を伴なう物質移動と熱伝達とを含
む。後者について、さらに、具体的に述べると、
飽和した空気中に浮遊する水滴を洗浄除去するこ
とと、含噴霧気相から液相（水）へ伝熱による熱
回収が行われるものと考えられる。
本発明は、前記した公知の加熱塔とは異なる方
法で、排ガスの持つ熱を、水に比べて蒸気圧の低
い塩類溶液（したがつていわゆる沸点上昇を起こ
し、その沸点での蒸気は過熱蒸気である。）と直
接接触させる新規な方法である。
法で、排ガスの持つ熱を、水に比べて蒸気圧の低
い塩類溶液（したがつていわゆる沸点上昇を起こ
し、その沸点での蒸気は過熱蒸気である。）と直
接接触させる新規な方法である。
発明の目的
本発明の目的は、排ガスの熱的エネルギーを塩
類溶液により回収し、その塩類の熱的エネルギー
を間接的に純水の加熱に用いる方法を提供するこ
とである。
類溶液により回収し、その塩類の熱的エネルギー
を間接的に純水の加熱に用いる方法を提供するこ
とである。
発明の根底となる理論
本発明の熱回収の原理を第１図および第２図に
示した湿度図表により説明する。
示した湿度図表により説明する。
周知（例えば亀井：基礎化学工学P.240〜256、
いずみ書房（昭39）参照）のように、断熱冷却線
（図中右下りの線AAなどの群）は、水温が一定
値tsに保たれると仮定した場合に、全圧1atmの
下で、断熱的に、不飽和の空気がその水から蒸発
する水蒸気で飽和される過程をたて軸に湿度、横
軸に湿度をとつて示したものである。この線上
で、気相から液相（水相）に伝わる熱量に相当す
る水蒸気の蒸発があるので、気相の（換言すれば
乾空気あたりの）エンタルピは一定であり、接触
する水相の温度はtsなる一定値をとり、tsは断熱
飽和温度である。
いずみ書房（昭39）参照）のように、断熱冷却線
（図中右下りの線AAなどの群）は、水温が一定
値tsに保たれると仮定した場合に、全圧1atmの
下で、断熱的に、不飽和の空気がその水から蒸発
する水蒸気で飽和される過程をたて軸に湿度、横
軸に湿度をとつて示したものである。この線上
で、気相から液相（水相）に伝わる熱量に相当す
る水蒸気の蒸発があるので、気相の（換言すれば
乾空気あたりの）エンタルピは一定であり、接触
する水相の温度はtsなる一定値をとり、tsは断熱
飽和温度である。
このことから、例えば、この線上の点Ｘ（第２
図参照）で示される湿度Ｈ、温度ｔの空気中の水
分を適宜方法で液化除去してやると、ほぼ断熱冷
却線に沿つて、X1で示される湿度H1、温度t1を
示すことになる。
図参照）で示される湿度Ｈ、温度ｔの空気中の水
分を適宜方法で液化除去してやると、ほぼ断熱冷
却線に沿つて、X1で示される湿度H1、温度t1を
示すことになる。
本発明では、水蒸気の液化除去剤として塩類
（MgCl2、LiBrなど）の水溶液を用いる。
（MgCl2、LiBrなど）の水溶液を用いる。
塩類水溶液が液化除去剤に使用できることは、
不揮発物質を溶解した場合に一般に認められる沸
点上昇現象から明らかである。
不揮発物質を溶解した場合に一般に認められる沸
点上昇現象から明らかである。
いま、簡単のため、希薄溶液について言うと、
沸点上昇ΔTBは、溶媒の沸点をTo、蒸発熱を
λv、ガス常数をＲ，XBをモル分率とすると、 ΔTB＝RT2／p／λvXB……(1) で表わされる（例えばW.J.Moore；Physical
Chemistry、p.132、Prentice−Hall 1962参照）。
沸点上昇現象は換言すると、その溶液の蒸気圧降
下を意味し、そのため脱水（液化除去）の効果が
生ずる。
沸点上昇ΔTBは、溶媒の沸点をTo、蒸発熱を
λv、ガス常数をＲ，XBをモル分率とすると、 ΔTB＝RT2／p／λvXB……(1) で表わされる（例えばW.J.Moore；Physical
Chemistry、p.132、Prentice−Hall 1962参照）。
沸点上昇現象は換言すると、その溶液の蒸気圧降
下を意味し、そのため脱水（液化除去）の効果が
生ずる。
第２図に水、34％MgCl2 水溶液、50％LiBr
水溶液の種類の温度における平衡湿度を示す。
水溶液の種類の温度における平衡湿度を示す。
Li，Mgはいずれも分子量が小であるから、こ
れらの塩類水溶液は、蒸気圧降下作用が大で、固
体を折出することがなく、毒性が少なく安定であ
る点で優れている。
れらの塩類水溶液は、蒸気圧降下作用が大で、固
体を折出することがなく、毒性が少なく安定であ
る点で優れている。
発明の具体例（実施例）
第３図において、熱源ガスは導管１から向流式
気液接触装置の１例である充てん塔２の下部２ａ
に導入され、塩類水溶液（例えばMgCl2の34％水
溶液）と熱伝達および液相気相間の水の移動を含
む広義の熱交換をして冷却されスタツク２ｂから
放出される。熱源ガスの断熱飽和温度を60℃とす
ると、その温度．湿度のいかんに限らずその乾空
気基準のエンタルピ（以下湿潤エンタルピとい
う。）は109（kcal／Kg乾ガス）であり、スタツク
２ｂから放出される排ガスの断熱飽和温度を31℃
［例えば50℃、湿度0.018Kg水／Kg乾ガスで表わさ
れる状態］とすれば、湿潤エンタルピは約
25kcal／Kg乾ガスである。
気液接触装置の１例である充てん塔２の下部２ａ
に導入され、塩類水溶液（例えばMgCl2の34％水
溶液）と熱伝達および液相気相間の水の移動を含
む広義の熱交換をして冷却されスタツク２ｂから
放出される。熱源ガスの断熱飽和温度を60℃とす
ると、その温度．湿度のいかんに限らずその乾空
気基準のエンタルピ（以下湿潤エンタルピとい
う。）は109（kcal／Kg乾ガス）であり、スタツク
２ｂから放出される排ガスの断熱飽和温度を31℃
［例えば50℃、湿度0.018Kg水／Kg乾ガスで表わさ
れる状態］とすれば、湿潤エンタルピは約
25kcal／Kg乾ガスである。
塩類水溶液は充てん塔２では熱源ガスと向流接
触して塔を灌下中に昇温し（例えば塔上部におい
て45℃、塔下部において88℃）、ポンプ３により
引抜かれ充てん塔４の上部から灌下し、送風機５
から吹込まれる空気により減温される（例えば15
℃の空気を吹込んで、塔頂４ｂを出る空気の温度
は80℃となる。）充てん塔４の底部に溜つた前記
塩類水溶液（45℃）はポンプ６′により引抜かれ、
前述のように充填塔２の上部から灌下され、循環
をくり返す。充てん塔２および４にはラシヒリン
グその他の充てん物が充てんしてある。充てん塔
４の塔頂から出る温湿空気（80℃）は次に充てん
塔６の下部６ａから塔内に導入され、塔上部６ｂ
から放出される30℃。塔６には純粋（溶液ではな
い。）がポンプ７により図示のように循環灌流し
ており、空気と水と直接接触して、前記温湿空気
の熱エネルギーを熱、物質両者の移動により回収
する（塔上部水温20℃、塔下部水温55℃）。
触して塔を灌下中に昇温し（例えば塔上部におい
て45℃、塔下部において88℃）、ポンプ３により
引抜かれ充てん塔４の上部から灌下し、送風機５
から吹込まれる空気により減温される（例えば15
℃の空気を吹込んで、塔頂４ｂを出る空気の温度
は80℃となる。）充てん塔４の底部に溜つた前記
塩類水溶液（45℃）はポンプ６′により引抜かれ、
前述のように充填塔２の上部から灌下され、循環
をくり返す。充てん塔２および４にはラシヒリン
グその他の充てん物が充てんしてある。充てん塔
４の塔頂から出る温湿空気（80℃）は次に充てん
塔６の下部６ａから塔内に導入され、塔上部６ｂ
から放出される30℃。塔６には純粋（溶液ではな
い。）がポンプ７により図示のように循環灌流し
ており、空気と水と直接接触して、前記温湿空気
の熱エネルギーを熱、物質両者の移動により回収
する（塔上部水温20℃、塔下部水温55℃）。
熱回収するための給水（15℃）は導管１１から
系に入り、間接熱交換器１２内で、充てん塔６の
循環水と熱交換して例えば48℃となり、充てん塔
２の溶液循環経路（塔２の底部溶液をポンプ８で
引抜き、熱交換器１３で冷却され塔２の上部から
灌下する。）中の熱交換器１３でさらに加熱され
（81℃）、他の熱エネルギー使用設備（図示せず）
に製品として送られ使用される。
系に入り、間接熱交換器１２内で、充てん塔６の
循環水と熱交換して例えば48℃となり、充てん塔
２の溶液循環経路（塔２の底部溶液をポンプ８で
引抜き、熱交換器１３で冷却され塔２の上部から
灌下する。）中の熱交換器１３でさらに加熱され
（81℃）、他の熱エネルギー使用設備（図示せず）
に製品として送られ使用される。
本実施例で、乾燥空気10000Kg／ｈについて計
算すると、入熱109×109kcal（断熱飽和温度60
℃）、充てん塔２の塔頂２ｂを出る排空気の熱量
を25×109kcal（断熱飽和温度31℃）とした場合、
上記実施例に示した各部の温度が期待され、81℃
の温水を12.7t／ｈ作ることができ、エネルギー
効率は77％である。
算すると、入熱109×109kcal（断熱飽和温度60
℃）、充てん塔２の塔頂２ｂを出る排空気の熱量
を25×109kcal（断熱飽和温度31℃）とした場合、
上記実施例に示した各部の温度が期待され、81℃
の温水を12.7t／ｈ作ることができ、エネルギー
効率は77％である。
向流式気液接触装置としては充てん塔のほかに
段塔、邪魔板塔、その他のものが周知である。
段塔、邪魔板塔、その他のものが周知である。
発明の構成
上記発明の原理および発明の具体例（実施例）
の項で、その作用を述べたように、本発明は、向
流式充てん塔２の下部から上方に、熱回収すべき
高温高湿ガスを通過させ、上部から塩類水溶液を
灌下させて、向流直接熱交換を行わせ、大部の塩
類水溶液をポンプ８により該塔２の上部に戻し循
環させ； 該塩類水溶液の一部をポンプ３により向流式充
てん塔４の上部から灌下させ、該塔４の下部から
空気を吹込んで、余剰水（熱回収すべき高温高湿
ガスから持ち込まれる水分）を蒸発除去して、該
塩類水溶液の濃度を経時的に一定ならしめ； 前記向流式充てん塔２の下部から方へ、ポンプ
８により塩類水溶液を輸送する管路の途中に設置
した間接熱交換器１３中で、遮断壁を介して間接
的に、受熱すべき純水を通過させることを要旨と
する熱回収方法である。
の項で、その作用を述べたように、本発明は、向
流式充てん塔２の下部から上方に、熱回収すべき
高温高湿ガスを通過させ、上部から塩類水溶液を
灌下させて、向流直接熱交換を行わせ、大部の塩
類水溶液をポンプ８により該塔２の上部に戻し循
環させ； 該塩類水溶液の一部をポンプ３により向流式充
てん塔４の上部から灌下させ、該塔４の下部から
空気を吹込んで、余剰水（熱回収すべき高温高湿
ガスから持ち込まれる水分）を蒸発除去して、該
塩類水溶液の濃度を経時的に一定ならしめ； 前記向流式充てん塔２の下部から方へ、ポンプ
８により塩類水溶液を輸送する管路の途中に設置
した間接熱交換器１３中で、遮断壁を介して間接
的に、受熱すべき純水を通過させることを要旨と
する熱回収方法である。
発明の効果
上記したように、本発明は、塩類水溶液の沸点
が水の沸点より高くなること、換言すれば塩類水
溶液の蒸気圧が水の蒸気圧より低いことを利用し
て、高温高湿ガスと塩類水溶液とを直接接触させ
て、通常の熱移動と物質（水分）移動による熱移
動（詳しく言えば、高温高湿ガス中の水蒸気が塩
類水溶液に移動凝縮するときの蒸発熱による熱移
動）とにより、熱回収を行うので熱回収率が高
い。また、塩類水溶液と接触後のガスは、水分に
より飽和されていない、いわゆる過熱状態にある
ので、放出後、水蒸気凝縮に基づく被害を起こす
ことが少ない。
が水の沸点より高くなること、換言すれば塩類水
溶液の蒸気圧が水の蒸気圧より低いことを利用し
て、高温高湿ガスと塩類水溶液とを直接接触させ
て、通常の熱移動と物質（水分）移動による熱移
動（詳しく言えば、高温高湿ガス中の水蒸気が塩
類水溶液に移動凝縮するときの蒸発熱による熱移
動）とにより、熱回収を行うので熱回収率が高
い。また、塩類水溶液と接触後のガスは、水分に
より飽和されていない、いわゆる過熱状態にある
ので、放出後、水蒸気凝縮に基づく被害を起こす
ことが少ない。
第１図は説明用の周知湿度図表、第２図は周知
湿度図表を拡大した説明用湿度図表、第３図は本
発明の１実施例の工程図である。 ２……充てん塔、３……ポンプ、４……充てん
塔、５……送風機、６……充てん塔、１２……間
接熱交換器、１３……間接熱交換器、１４……間
接熱交換器。
湿度図表を拡大した説明用湿度図表、第３図は本
発明の１実施例の工程図である。 ２……充てん塔、３……ポンプ、４……充てん
塔、５……送風機、６……充てん塔、１２……間
接熱交換器、１３……間接熱交換器、１４……間
接熱交換器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 向流式充てん塔２の下部から上方に、熱回収
すべき高温高湿ガスを通過させ、上部から塩類水
溶液を灌下させて、向流直接熱交換を行わせ、大
部の塩類水溶液をポンプ８により該塔２の上部に
戻し循環させ； 該塩類水溶液の一部をポンプ３により向流式充
てん塔４の上部から灌下させ、該塔４の下部から
空気を吸込んで、余剰水を蒸発除去して、該塩類
水溶液の濃度を経時的に一定ならしめ； 前記向流式充てん塔２の下部から上部へ、ポン
プ８により塩類水溶液を輸送する管路の途中に設
置した間接熱交換器１３中で、遮断壁を介して間
接に、受熱すべき純水を通過させることを特徴と
す熱回収方法。 ２ 塩類水溶液が塩化マグネシウム水溶液である
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 塩類水溶液が臭化リチウム水溶液である特許
請求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7704883A JPS59202396A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 熱回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7704883A JPS59202396A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 熱回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202396A JPS59202396A (ja) | 1984-11-16 |
| JPH0434073B2 true JPH0434073B2 (ja) | 1992-06-04 |
Family
ID=13622890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7704883A Granted JPS59202396A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 熱回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202396A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100348295C (zh) * | 2006-02-17 | 2007-11-14 | 绍兴永利环保科技有限公司 | 废气处理装置 |
| CN102116583A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-06 | 吴增伟 | 一种硫化乏汽余热回收装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815717B2 (ja) * | 1975-03-04 | 1983-03-26 | インステイチユ−ト オブ ガス テクノロジ− | コウオンネツコウカンノホウホウ |
| JPS55131477U (ja) * | 1979-03-14 | 1980-09-17 |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP7704883A patent/JPS59202396A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59202396A (ja) | 1984-11-16 |
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