JPH0747122B2 - 恒温熱サイクルプロセス - Google Patents
恒温熱サイクルプロセスInfo
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- JPH0747122B2 JPH0747122B2 JP2202348A JP20234890A JPH0747122B2 JP H0747122 B2 JPH0747122 B2 JP H0747122B2 JP 2202348 A JP2202348 A JP 2202348A JP 20234890 A JP20234890 A JP 20234890A JP H0747122 B2 JPH0747122 B2 JP H0747122B2
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- JP
- Japan
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- heat
- thermal cycling
- transition
- thermal
- releasing material
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
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- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4525—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for storage and dispensing systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4566—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for use in transportation means
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は温度が循環変化する化学的および物理的サイク
ルプロセス系に関する。この温度変化は通常はその系の
処理能力を著しく制限する。熱サイクルプロセス系はき
わめて広範囲に及び、天然ガスを清浄化するための約38
℃（100゜F）の温度における活性炭による二酸化炭素の
物理的圧力スイング式吸着／脱着から、空気の酸素富化
のための約816℃（1500゜F）の温度における金属酸化物
の化学的還元／酸化、および約1093℃（2000゜F）にお
ける天然ガスの低NOx型循環燃焼にまで及ぶ。本発明に
よれば、熱サイクルプロセスの発熱および吸熱部分に際
してプロセスを熱吸収／放出材料のほぼ転移温度、たと
えば相変化温度において実質的に恒温で操作するのに十
分な量の熱吸収／放出材料との熱交換関係において熱循
環プロセスが行われる。
ルプロセス系に関する。この温度変化は通常はその系の
処理能力を著しく制限する。熱サイクルプロセス系はき
わめて広範囲に及び、天然ガスを清浄化するための約38
℃（100゜F）の温度における活性炭による二酸化炭素の
物理的圧力スイング式吸着／脱着から、空気の酸素富化
のための約816℃（1500゜F）の温度における金属酸化物
の化学的還元／酸化、および約1093℃（2000゜F）にお
ける天然ガスの低NOx型循環燃焼にまで及ぶ。本発明に
よれば、熱サイクルプロセスの発熱および吸熱部分に際
してプロセスを熱吸収／放出材料のほぼ転移温度、たと
えば相変化温度において実質的に恒温で操作するのに十
分な量の熱吸収／放出材料との熱交換関係において熱循
環プロセスが行われる。
（先行技術の説明） 気体または蒸気の吸着は常に活性吸着帯域における熱の
発生を伴う。この熱の発生は温度を上昇させ、これはそ
の系の吸着能力を著しく制限する。普通の操作において
は、高温波は気体または蒸気の吸着波に先立って吸着床
中を前進するので、吸着床温度、従って排出気体温度は
吸着破断点または吸着容量に達する前に上昇する。この
種の吸着装置においては、吸着熱を除去するために冷却
コイルが設置され、これによって温度上昇が抑えられ、
吸着剤の作用はより恒温に近づく。冷却コイルの採用は
収着容量をかなり増大させた。しかし収着床の熱交換が
低いため、大規模かつ高価な熱交換系が必要である。さ
らにサイクルの吸着セグメントに際して除去された熱は
サイクルの脱着または再生部において置換されなければ
ならない。これは通常は再生に際してたとえばより高温
の再生ガスを用いて外部熱を付与することによって通常
は行われる。従って全プロセスは熱効率が低い。熱交換
面のための付加的資本経費および外部再生熱の供給のた
めの付加的操作経費のため、冷却コイルの使用は商業的
実用がきわめて限られている。
発生を伴う。この熱の発生は温度を上昇させ、これはそ
の系の吸着能力を著しく制限する。普通の操作において
は、高温波は気体または蒸気の吸着波に先立って吸着床
中を前進するので、吸着床温度、従って排出気体温度は
吸着破断点または吸着容量に達する前に上昇する。この
種の吸着装置においては、吸着熱を除去するために冷却
コイルが設置され、これによって温度上昇が抑えられ、
吸着剤の作用はより恒温に近づく。冷却コイルの採用は
収着容量をかなり増大させた。しかし収着床の熱交換が
低いため、大規模かつ高価な熱交換系が必要である。さ
らにサイクルの吸着セグメントに際して除去された熱は
サイクルの脱着または再生部において置換されなければ
ならない。これは通常は再生に際してたとえばより高温
の再生ガスを用いて外部熱を付与することによって通常
は行われる。従って全プロセスは熱効率が低い。熱交換
面のための付加的資本経費および外部再生熱の供給のた
めの付加的操作経費のため、冷却コイルの使用は商業的
実用がきわめて限られている。
より一般的な方法は吸着による温度上昇を低減するため
に、より大型の吸着床を用いるものであり、これはコー
ル（Kohl,A.L.）およびリーゼンフェルド（Riesenfeld,
F.C.）、Gas Purification,第４版、ガルフ・パブリシ
ング・カンパニー、テキサス州ヒューストン、12章、吸
着によるガスの脱水および精製、645−648、1985、に記
載されている。この方法では、付加的な収着剤が収着剤
としてのみならず放熱体としても作用し、温度波のピー
ク温度を低下させる。これが収着床の余分な収着剤と連
係して、温度上昇による収着容量損失をある程度補償す
る。大過剰の収着剤を用いると、収着熱の多くはこの方
法で収着床内に貯蔵される。しかし熱は収着剤の顕熱容
量を利用して貯蔵されるのであるから、この熱を貯蔵す
るのに十分な温度上昇はなお起こるはずであり、この温
度上昇は収着剤の収着容量を低下させる。分子篩吸着床
はこの原理を有機物−水共沸混合物、たとえばエタノー
ル／水を乾燥させるために、吸着熱の多くを循環の乾燥
部分で貯蔵し、貯蔵された熱を循環の再生部分で利用す
る条件下で採用したものであり、これはガーグ（Garg,
D.R.）およびヨン（Yon,C.M.）、“吸着による熱回収式
乾燥システム”、Chem.Eng.Progr.,54−60.1986年２
月、に記載されている。
に、より大型の吸着床を用いるものであり、これはコー
ル（Kohl,A.L.）およびリーゼンフェルド（Riesenfeld,
F.C.）、Gas Purification,第４版、ガルフ・パブリシ
ング・カンパニー、テキサス州ヒューストン、12章、吸
着によるガスの脱水および精製、645−648、1985、に記
載されている。この方法では、付加的な収着剤が収着剤
としてのみならず放熱体としても作用し、温度波のピー
ク温度を低下させる。これが収着床の余分な収着剤と連
係して、温度上昇による収着容量損失をある程度補償す
る。大過剰の収着剤を用いると、収着熱の多くはこの方
法で収着床内に貯蔵される。しかし熱は収着剤の顕熱容
量を利用して貯蔵されるのであるから、この熱を貯蔵す
るのに十分な温度上昇はなお起こるはずであり、この温
度上昇は収着剤の収着容量を低下させる。分子篩吸着床
はこの原理を有機物−水共沸混合物、たとえばエタノー
ル／水を乾燥させるために、吸着熱の多くを循環の乾燥
部分で貯蔵し、貯蔵された熱を循環の再生部分で利用す
る条件下で採用したものであり、これはガーグ（Garg,
D.R.）およびヨン（Yon,C.M.）、“吸着による熱回収式
乾燥システム”、Chem.Eng.Progr.,54−60.1986年２
月、に記載されている。
ヤ（Yang）およびセン（Cen）は“吸着剤と高−熱容量
不活性添加物の間の熱交換によるガス交換のための改良
された圧力スイング式吸着法"Ind.Eng.Chem.Proc.Des.D
ev.25,54−59,1986、に模型製作により、過剰の収着剤
の必要量を低下させるために、高い顕熱容量を備えた不
活性固体材料を吸着床に添加することを示唆した。ヤン
およびセンは彼らの模型製作において、50/50水素／メ
タン（H2/CH4）および50/50水素／一酸化炭素（H2/CO）
混合物を吸着により分離するために用いられる活性炭に
種々の量の鉄粒子を添加した。20重量％の鉄の使用によ
って活性炭床のピーク温度が約100℃から約50℃に低下
し、これによって50/50H2/CO混合物の分離が改良され
た。この高顕熱容量材料の使用は吸着／脱着サイクル中
に起こる温度変化の大きさを低減するが、目的とする程
度に温度変化を低減することはできない。顕熱としての
熱の貯蔵は貯蔵を行うために温度変化を必要とするから
である。
不活性添加物の間の熱交換によるガス交換のための改良
された圧力スイング式吸着法"Ind.Eng.Chem.Proc.Des.D
ev.25,54−59,1986、に模型製作により、過剰の収着剤
の必要量を低下させるために、高い顕熱容量を備えた不
活性固体材料を吸着床に添加することを示唆した。ヤン
およびセンは彼らの模型製作において、50/50水素／メ
タン（H2/CH4）および50/50水素／一酸化炭素（H2/CO）
混合物を吸着により分離するために用いられる活性炭に
種々の量の鉄粒子を添加した。20重量％の鉄の使用によ
って活性炭床のピーク温度が約100℃から約50℃に低下
し、これによって50/50H2/CO混合物の分離が改良され
た。この高顕熱容量材料の使用は吸着／脱着サイクル中
に起こる温度変化の大きさを低減するが、目的とする程
度に温度変化を低減することはできない。顕熱としての
熱の貯蔵は貯蔵を行うために温度変化を必要とするから
である。
他に数種の収着−熱関連法がある。米国特許第4,341,53
9号明細書には収着熱を除去するために冷却された空気
流により冷却された熱伝導板に接着されたフルオロプラ
スチックエラストマーの発泡ウェブ内に保持された熱再
生乾燥剤素子であるミクロンサイズのシリカゲルが教示
されている。多数の特許明細書に各種添加物による収着
剤の改良が示されている：米国特許第2,255,041号明細
書には、カルシウム−ヒドロシリケートおよび／または
カルシウム−ヒドロアルミネート骨格と共に装入された
吸湿剤としての塩化カルシウムを教示しており、その際
吸湿剤は骨格網状組織に化学的に結合して、かなりのレ
ジリエンスを備えた組織となっている；米国特許第4,36
6,090および2,292,632号明細書には共に、吸着剤を取込
んで良好な機械的強度を得た支持材ケイ酸アルカリ金属
塩が教示されている；米国特許第2,625,516号明細書に
は、崩壊を防止するために硫酸カルシウムをケイ酸アル
カリ金属で被覆することにより乾燥特性を改良すること
が教示されている；米国特許第2,986,525号明細書には
冷媒吸着剤の物理的特性を改良するために吸着塩類、た
とえばアルカリおよびアルカリ土金属塩を融解して共晶
を形成することが教示されている。
9号明細書には収着熱を除去するために冷却された空気
流により冷却された熱伝導板に接着されたフルオロプラ
スチックエラストマーの発泡ウェブ内に保持された熱再
生乾燥剤素子であるミクロンサイズのシリカゲルが教示
されている。多数の特許明細書に各種添加物による収着
剤の改良が示されている：米国特許第2,255,041号明細
書には、カルシウム−ヒドロシリケートおよび／または
カルシウム−ヒドロアルミネート骨格と共に装入された
吸湿剤としての塩化カルシウムを教示しており、その際
吸湿剤は骨格網状組織に化学的に結合して、かなりのレ
ジリエンスを備えた組織となっている；米国特許第4,36
6,090および2,292,632号明細書には共に、吸着剤を取込
んで良好な機械的強度を得た支持材ケイ酸アルカリ金属
塩が教示されている；米国特許第2,625,516号明細書に
は、崩壊を防止するために硫酸カルシウムをケイ酸アル
カリ金属で被覆することにより乾燥特性を改良すること
が教示されている；米国特許第2,986,525号明細書には
冷媒吸着剤の物理的特性を改良するために吸着塩類、た
とえばアルカリおよびアルカリ土金属塩を融解して共晶
を形成することが教示されている。
シリカゲルを熱貯蔵材として用いることは知られてお
り、無機融解熱塩類をヒュームド二酸化ケイ素に添加す
ることが国際特許出願公開WO80/01073号明細書に教示さ
れている。多数の無機塩類を用いる固相／液相変化化学
物質による熱貯蔵が米国特許第4,421,661および4,512,3
88号明細書に教示されている。
り、無機融解熱塩類をヒュームド二酸化ケイ素に添加す
ることが国際特許出願公開WO80/01073号明細書に教示さ
れている。多数の無機塩類を用いる固相／液相変化化学
物質による熱貯蔵が米国特許第4,421,661および4,512,3
88号明細書に教示されている。
しかし本発明者らが知る先行技術のいずれも、他の場合
は熱サイクル式である系において温度変化を大幅に低減
し、かつほぼ排除するために、転移、たとえば相変化を
生じる熱吸収／放出材料を用いることは示唆されていな
い。
は熱サイクル式である系において温度変化を大幅に低減
し、かつほぼ排除するために、転移、たとえば相変化を
生じる熱吸収／放出材料を用いることは示唆されていな
い。
（発明の要約） 熱サイクルプロセスの吸着または酸化部分における温度
上昇は吸着剤、たとえば活性炭または金属酸化物がより
多量の二酸化炭素または酸素を取込む容量を著しく低下
させる。逆に熱循環プロセスの脱着または還元部分にお
ける温度低下は吸着剤が二酸化炭素または酸素を放出す
る能力を著しく低下させる。これは、熱を発生する発熱
部分および熱を吸収する吸熱部分を備えた熱サイクル式
の化学的および物理的系すべてについて言える。転移型
−熱吸収／放出材料（TARM）を添加すると、サイクルの
発熱部分において熱を吸収して温度上昇を低減し、また
はほとんど排除し、次いでサイクルの吸熱部分において
熱を放出して温度低下を低減し、またはほとんど排除す
る。このような循環系に十分量のTARMを添加することに
よりその循環における温度変化が低減し、またはほとん
ど排除され、これによってこれらの系の容量が大幅に向
上する。適切なTARMには一定の温度で熱を吸収および放
出する材料、たとえば気／液、液／固または固／気相変
化を含む転移を生じる液体、塩類、共晶および／または
金属が含まれる。熱サイクルプロセス系の目的とする操
作温度において適切な転移を生じる適切なTARMを用いる
ことができる。
上昇は吸着剤、たとえば活性炭または金属酸化物がより
多量の二酸化炭素または酸素を取込む容量を著しく低下
させる。逆に熱循環プロセスの脱着または還元部分にお
ける温度低下は吸着剤が二酸化炭素または酸素を放出す
る能力を著しく低下させる。これは、熱を発生する発熱
部分および熱を吸収する吸熱部分を備えた熱サイクル式
の化学的および物理的系すべてについて言える。転移型
−熱吸収／放出材料（TARM）を添加すると、サイクルの
発熱部分において熱を吸収して温度上昇を低減し、また
はほとんど排除し、次いでサイクルの吸熱部分において
熱を放出して温度低下を低減し、またはほとんど排除す
る。このような循環系に十分量のTARMを添加することに
よりその循環における温度変化が低減し、またはほとん
ど排除され、これによってこれらの系の容量が大幅に向
上する。適切なTARMには一定の温度で熱を吸収および放
出する材料、たとえば気／液、液／固または固／気相変
化を含む転移を生じる液体、塩類、共晶および／または
金属が含まれる。熱サイクルプロセス系の目的とする操
作温度において適切な転移を生じる適切なTARMを用いる
ことができる。
本発明は、熱サイクルの一部において熱を発生する発熱
部分を有し、熱サイクルの他の部分において熱を吸収す
る吸熱部分を有する循環式の化学的および物理的系すべ
てに利用しうる。この種の系にはガス貯蔵のための圧力
スイング式吸着法が含まれ、この場合ガスが高い方の圧
力において収着剤に吸着され、低い方の圧力において収
着剤から放出されてこれにより収着剤が再生される。一
例は内蔵式天然ガス燃料車両における吸着剤活性炭への
メタンまたは天然ガスの貯蔵である。圧力スイング式吸
着の他の例は気体の分離、たとえば天然ガスからの二酸
化炭素の除去、または空気からの酸素の製造への利用で
ある。
部分を有し、熱サイクルの他の部分において熱を吸収す
る吸熱部分を有する循環式の化学的および物理的系すべ
てに利用しうる。この種の系にはガス貯蔵のための圧力
スイング式吸着法が含まれ、この場合ガスが高い方の圧
力において収着剤に吸着され、低い方の圧力において収
着剤から放出されてこれにより収着剤が再生される。一
例は内蔵式天然ガス燃料車両における吸着剤活性炭への
メタンまたは天然ガスの貯蔵である。圧力スイング式吸
着の他の例は気体の分離、たとえば天然ガスからの二酸
化炭素の除去、または空気からの酸素の製造への利用で
ある。
本発明は循環式の化学的酸化／還元プロセスにも利用す
ることができ、たとえば空気から酸素を製造するために
用いられる。金属（たとえばマンガンおよびバリウム）
の酸化物は約760〜816℃（1400〜1500゜F）の温度で循
環式にサイクルの発熱部分において酸化され、サイクル
の吸熱部分において還元されて空気から酸素を取り出
し、その際金属酸化物はサイクルの高圧酸化部分で酸化
され、次いでサイクルの低圧還元部分でこの酸素を放出
する。
ることができ、たとえば空気から酸素を製造するために
用いられる。金属（たとえばマンガンおよびバリウム）
の酸化物は約760〜816℃（1400〜1500゜F）の温度で循
環式にサイクルの発熱部分において酸化され、サイクル
の吸熱部分において還元されて空気から酸素を取り出
し、その際金属酸化物はサイクルの高圧酸化部分で酸化
され、次いでサイクルの低圧還元部分でこの酸素を放出
する。
これらの方法はすべて、サイクルの異なる部分につき異
なる種類の気体により熱サイクル処理される化学物質ま
たは吸着剤の床を用いる。本発明方法によれば、従来用
いれている化学物質または吸着剤、たとえばゼオライ
ト、活性炭およびシリカゲルの床を、これらの床内に望
まれるサイクル操作温度に転移温度を有するインサイチ
ューTARMの使用によってより有効に利用することができ
る。これらの材料は転移、たとえば相変化に伴う大量の
熱の吸着および放出によって、熱エネルギーを実質的に
恒温で貯蔵する。従ってその転移温度が目的とするサイ
クル温度にあるTARMの使用によって、サイクルの発熱部
分における収着床温度上昇を大幅に低減し、かつ排除す
ることができ、これにより収着床は酸化または吸着には
るかに有効になる。これらの収着床にインサイチューTA
RMを用いると熱を放出して酸化物の還元、または収着剤
の再生のための熱を供給し、これによって酸化物の還
元、すなわち収着床の再生のために付加的な熱エネルギ
ー入力の必要性が低減し、または排除される。
なる種類の気体により熱サイクル処理される化学物質ま
たは吸着剤の床を用いる。本発明方法によれば、従来用
いれている化学物質または吸着剤、たとえばゼオライ
ト、活性炭およびシリカゲルの床を、これらの床内に望
まれるサイクル操作温度に転移温度を有するインサイチ
ューTARMの使用によってより有効に利用することができ
る。これらの材料は転移、たとえば相変化に伴う大量の
熱の吸着および放出によって、熱エネルギーを実質的に
恒温で貯蔵する。従ってその転移温度が目的とするサイ
クル温度にあるTARMの使用によって、サイクルの発熱部
分における収着床温度上昇を大幅に低減し、かつ排除す
ることができ、これにより収着床は酸化または吸着には
るかに有効になる。これらの収着床にインサイチューTA
RMを用いると熱を放出して酸化物の還元、または収着剤
の再生のための熱を供給し、これによって酸化物の還
元、すなわち収着床の再生のために付加的な熱エネルギ
ー入力の必要性が低減し、または排除される。
本発明は製油所ガスまたは燃料ガスからCO2、H2Sおよび
COSを除去するために用いられる酸性ガス除去系の大部
分にも利用しうる。これらの系には溶剤たとえばレクチ
ゾール（Rectisol）およびセレキソール（Selexol）を
基礎とする系；高温カーボネート、たとえばベンフィー
ルド（Benfield）の系、およびアミン、たとえばモノエ
タノールアミン（MEA）、ジグリコールアミン（DGA）、
トリエタノールアミン（TEA）などを基礎とする系が含
まれる。これらの系は普通は２種の塔を用いる。すなわ
ち吸収塔−ここでは系の圧力および温度またはその付近
で酸性ガスが活性溶剤または溶液との接触によって除か
れる−、および再生塔またはストリッピング塔−ここへ
酸性ガス負荷された溶剤または溶液が送られ、通常は必
要な熱を供給しかつ酸性ガスの分圧を低下させてこれを
発生させる大量の水蒸気との接触によって酸性ガスがス
トリップされる−である。本発明方法においては、TARM
が溶液と共に吸収塔から再生塔へ循環される。TARMは循
環流体系と混和性でなければならない。すなわちTARMは
ポンプおよび配管を通って循環するのに十分なほど小さ
い粒子として添加されなければならない。この種の用途
にはカプセル封入TARMが好ましい。これらの系にTARM熱
処理を採用すると吸収装置における温度上昇が低減し、
ほぼ排除されてより有効になり、かつストリッパーにお
ける温度低下が低減し、ほぼ排除され、これにより再生
に要する外部加熱および／または水蒸気の量が減少す
る。
COSを除去するために用いられる酸性ガス除去系の大部
分にも利用しうる。これらの系には溶剤たとえばレクチ
ゾール（Rectisol）およびセレキソール（Selexol）を
基礎とする系；高温カーボネート、たとえばベンフィー
ルド（Benfield）の系、およびアミン、たとえばモノエ
タノールアミン（MEA）、ジグリコールアミン（DGA）、
トリエタノールアミン（TEA）などを基礎とする系が含
まれる。これらの系は普通は２種の塔を用いる。すなわ
ち吸収塔−ここでは系の圧力および温度またはその付近
で酸性ガスが活性溶剤または溶液との接触によって除か
れる−、および再生塔またはストリッピング塔−ここへ
酸性ガス負荷された溶剤または溶液が送られ、通常は必
要な熱を供給しかつ酸性ガスの分圧を低下させてこれを
発生させる大量の水蒸気との接触によって酸性ガスがス
トリップされる−である。本発明方法においては、TARM
が溶液と共に吸収塔から再生塔へ循環される。TARMは循
環流体系と混和性でなければならない。すなわちTARMは
ポンプおよび配管を通って循環するのに十分なほど小さ
い粒子として添加されなければならない。この種の用途
にはカプセル封入TARMが好ましい。これらの系にTARM熱
処理を採用すると吸収装置における温度上昇が低減し、
ほぼ排除されてより有効になり、かつストリッパーにお
ける温度低下が低減し、ほぼ排除され、これにより再生
に要する外部加熱および／または水蒸気の量が減少す
る。
（好ましい形態の説明） 本発明方法の好ましい形態においては、高多孔質収着剤
に、転移（たとえば相変化）温度が収着剤の好ましい操
作温度にあるべく選ばれたTARMを含浸させる。収着剤の
例には活性アルミナ、分子篩、シリカゲル、活性炭、シ
リカ系ビーズおよび活性ボーキサイトが含まれるが、こ
れらに限定されない。用いる収着剤の種類、吸着される
蒸気相化合物の種類、および処理されるプロセス流の温
度に応じて、操作温度は周囲温度以下から約1093℃（20
00゜F）以上にまで及ぶであろう。TARMはその転移が循
環プロセスに望まれる温度において起こるべく選ばれ
る。熱エネルギー貯蔵の分野の刊行物たとえば下記のも
のにより、広い温度範囲に及ぶ多数の適切なTARMが当技
術分野で知られている。クリオ−サーム社、“高容量熱
貯蔵材料の開発、段階I---材料の研究"Report to Instr
umentation Laboratory,MIT,1962年７月15日；レーン
（Lane,G.A.）ら、“居住用建築物に用いる熱貯蔵型相
変化材料のマクロカプセル化”米国エネルギー省に帯す
る最終レポートContract No.EY−76−Ｃ−05−5217、ダ
ウ・ケミカル社、1978年11月；およびグロズカ（Grodzk
a,P.G.）、“凍結および融解による宇宙用熱制御”、第
２中間レポート、“宇宙用熱制御の研究”、NASAに対す
るロッキード・ミサイルズ・アンド・スペース・カンパ
ニーによるレポート、Contract No.NAS8−211123、1969
年５月。
に、転移（たとえば相変化）温度が収着剤の好ましい操
作温度にあるべく選ばれたTARMを含浸させる。収着剤の
例には活性アルミナ、分子篩、シリカゲル、活性炭、シ
リカ系ビーズおよび活性ボーキサイトが含まれるが、こ
れらに限定されない。用いる収着剤の種類、吸着される
蒸気相化合物の種類、および処理されるプロセス流の温
度に応じて、操作温度は周囲温度以下から約1093℃（20
00゜F）以上にまで及ぶであろう。TARMはその転移が循
環プロセスに望まれる温度において起こるべく選ばれ
る。熱エネルギー貯蔵の分野の刊行物たとえば下記のも
のにより、広い温度範囲に及ぶ多数の適切なTARMが当技
術分野で知られている。クリオ−サーム社、“高容量熱
貯蔵材料の開発、段階I---材料の研究"Report to Instr
umentation Laboratory,MIT,1962年７月15日；レーン
（Lane,G.A.）ら、“居住用建築物に用いる熱貯蔵型相
変化材料のマクロカプセル化”米国エネルギー省に帯す
る最終レポートContract No.EY−76−Ｃ−05−5217、ダ
ウ・ケミカル社、1978年11月；およびグロズカ（Grodzk
a,P.G.）、“凍結および融解による宇宙用熱制御”、第
２中間レポート、“宇宙用熱制御の研究”、NASAに対す
るロッキード・ミサイルズ・アンド・スペース・カンパ
ニーによるレポート、Contract No.NAS8−211123、1969
年５月。
適切なTARMは実質的に一定の温度で、気／液、液／固、
固／気相変化を含む転移、および脱水／水和などの転移
により、熱サイクルプロセス系の操作温度において熱を
吸収および放出するものである。広範な熱サイクル操作
温度にわたって用いるのに適したTARMの個々の例には下
記のものが含まれる。
固／気相変化を含む転移、および脱水／水和などの転移
により、熱サイクルプロセス系の操作温度において熱を
吸収および放出するものである。広範な熱サイクル操作
温度にわたって用いるのに適したTARMの個々の例には下
記のものが含まれる。
適切なTARMは好ましくは収着剤と物理的に密接に付随し
ており、収着剤自体に取込まれてすらいてもよく、また
は多孔質支持体に添加され、別個の粒子として添加さ
れ、もしくは収着床において混和される前にカプセル封
入される。異なる温度条件下で操作しうる収着床を提供
するために、異なる転移温度を有する複数の異なるTARM
を用いてもよい。本方法の他の好ましい形態において
は、TARMは高多孔質不活性キャリャー固体に含浸され
る。この場合、不活性キャリャー固体の表面にTARMより
高い温度で融解する高−熱伝導率材料をさらに含浸させ
ることが望ましいであろう。この方法でTARMはキャリャ
ー固体内に効果的に封入される。このような封入は、TA
RMと活性収着床材料の物理的接触によって有害な反応が
生じる場合、この接触を避けるために望ましいであろ
う。
ており、収着剤自体に取込まれてすらいてもよく、また
は多孔質支持体に添加され、別個の粒子として添加さ
れ、もしくは収着床において混和される前にカプセル封
入される。異なる温度条件下で操作しうる収着床を提供
するために、異なる転移温度を有する複数の異なるTARM
を用いてもよい。本方法の他の好ましい形態において
は、TARMは高多孔質不活性キャリャー固体に含浸され
る。この場合、不活性キャリャー固体の表面にTARMより
高い温度で融解する高−熱伝導率材料をさらに含浸させ
ることが望ましいであろう。この方法でTARMはキャリャ
ー固体内に効果的に封入される。このような封入は、TA
RMと活性収着床材料の物理的接触によって有害な反応が
生じる場合、この接触を避けるために望ましいであろ
う。
本方法のさらに他の形態においては、TARMをプラスチッ
ク、ガラスまたは金属シェル内に完全にカプセル封入す
る。これらのシェルの厚さはTARMへの良好な熱伝達と調
和すべく選ぶべきである。カプセル封入シェルの外表お
よび／または内表はその熱伝達特性を改良するためにフ
ィンにより拡張されているか、または他の形で拡大され
ていてもよい。
ク、ガラスまたは金属シェル内に完全にカプセル封入す
る。これらのシェルの厚さはTARMへの良好な熱伝達と調
和すべく選ぶべきである。カプセル封入シェルの外表お
よび／または内表はその熱伝達特性を改良するためにフ
ィンにより拡張されているか、または他の形で拡大され
ていてもよい。
TARMが固体床、たとえば収着剤床に直接に添加される場
合、含浸またはカプセル封入されたTARMの粒径は収着剤
のものに匹敵するものとすべきであるが、収着剤が使用
済みとなり、再活性化が必要であるかまたは交換されな
ければならない場合はこれより若干大きいかまたは小さ
くてもよい。これら２種の固体を収着剤含有容器に添加
する前にブレンドしてもよく、または２種の材料をTARM
と収着剤との間の効果的な熱交換に適した交互の薄層状
で装填してもよい。
合、含浸またはカプセル封入されたTARMの粒径は収着剤
のものに匹敵するものとすべきであるが、収着剤が使用
済みとなり、再活性化が必要であるかまたは交換されな
ければならない場合はこれより若干大きいかまたは小さ
くてもよい。これら２種の固体を収着剤含有容器に添加
する前にブレンドしてもよく、または２種の材料をTARM
と収着剤との間の効果的な熱交換に適した交互の薄層状
で装填してもよい。
プロセスの発熱部分および吸熱部分においてほぼTARMの
転移温度で実質的に恒温で熱サイクルプロセスを操作す
るのに十分な量のTARMを用いるべきである。TARMは、TA
RMの単位重量当たりの相変化潜熱×TARM重量が、熱サイ
クルの発熱部分または吸熱部分においてそれぞれ吸収ま
たは放出する熱量よりわずかに多量存在すべきである。
50重量％まで過剰のTARMが存在すること、好ましくは10
重量％以下過剰のTARMが存在することが好ましい。
転移温度で実質的に恒温で熱サイクルプロセスを操作す
るのに十分な量のTARMを用いるべきである。TARMは、TA
RMの単位重量当たりの相変化潜熱×TARM重量が、熱サイ
クルの発熱部分または吸熱部分においてそれぞれ吸収ま
たは放出する熱量よりわずかに多量存在すべきである。
50重量％まで過剰のTARMが存在すること、好ましくは10
重量％以下過剰のTARMが存在することが好ましい。
本発明の一形態においては、迅速貯蔵および送出に適し
た高容量ガス収着貯蔵系（たとえばメタン）を車両内蔵
燃料貯蔵用として提供することができる。本発明のTARM
熱管理系によれば、車両給油に必要な５〜10分のオーダ
の迅速充填期間中に熱吸収が得られ、かつ気体燃料の放
出および送出に必要な熱が供給され、一方恒温操作条件
下での燃料貯蔵容量が著しく向上する。
た高容量ガス収着貯蔵系（たとえばメタン）を車両内蔵
燃料貯蔵用として提供することができる。本発明のTARM
熱管理系によれば、車両給油に必要な５〜10分のオーダ
の迅速充填期間中に熱吸収が得られ、かつ気体燃料の放
出および送出に必要な熱が供給され、一方恒温操作条件
下での燃料貯蔵容量が著しく向上する。
本発明の他の形態においては、天然ガスを低いフレーム
温度で燃焼させることによってNOx燃焼が達成される。
これは、TARMを収容したバーナー室へ断続的に燃料ガス
を供給して、目的とする低温において実質的に恒温燃料
室条件を与えることによって達成される。たとえば約10
82℃（1980゜F）に固／液相変化を生じる銅をTARMとし
て用いることができる。
温度で燃焼させることによってNOx燃焼が達成される。
これは、TARMを収容したバーナー室へ断続的に燃料ガス
を供給して、目的とする低温において実質的に恒温燃料
室条件を与えることによって達成される。たとえば約10
82℃（1980゜F）に固／液相変化を生じる銅をTARMとし
て用いることができる。
本発明および本発明の実施態様をより詳細に説明するた
めに特定の材料および操作条件を用いた下記の例を提示
する。これらは本発明を限定するものと解すべきではな
い。
めに特定の材料および操作条件を用いた下記の例を提示
する。これらは本発明を限定するものと解すべきではな
い。
例 １ 周囲温度25℃およず約53kg/cm2（750psig）の天然ガス
流のCO2含量が、適切な分子篩、たとえばユニオン・カ
ーバイド、タイプ5Aペレットを含む圧力スイング式吸着
床によって2.0モル％から0.1モル％に低下する。分子篩
に34重量％の固／液相変化型−熱吸着／放出材料LiBO28
H2Oを含浸させることにより、収着床温度は約47℃（117
゜F）−固／液相変化の温度−に一定に保たれ、CO2容量
は17.8kg/100kg（17.8lb/100lb）となった。このTARMが
存在しない場合、収着床の温度は約10℃（50゜F）から
約75℃（167゜F）に上昇し、CO2吸着容量は16.4kg/100k
g（分子篩）（16.4lb CO2/100lb）に低下するであろ
う。過剰の分子篩材料を用い、TARMの存在しない状態で
同一性能を達成するためには収着床に約50％多量の分子
篩を必要とする。
流のCO2含量が、適切な分子篩、たとえばユニオン・カ
ーバイド、タイプ5Aペレットを含む圧力スイング式吸着
床によって2.0モル％から0.1モル％に低下する。分子篩
に34重量％の固／液相変化型−熱吸着／放出材料LiBO28
H2Oを含浸させることにより、収着床温度は約47℃（117
゜F）−固／液相変化の温度−に一定に保たれ、CO2容量
は17.8kg/100kg（17.8lb/100lb）となった。このTARMが
存在しない場合、収着床の温度は約10℃（50゜F）から
約75℃（167゜F）に上昇し、CO2吸着容量は16.4kg/100k
g（分子篩）（16.4lb CO2/100lb）に低下するであろ
う。過剰の分子篩材料を用い、TARMの存在しない状態で
同一性能を達成するためには収着床に約50％多量の分子
篩を必要とする。
例 ２ 相変化型−熱吸着／放出塩・水和物である、Na2HPO4・1
2H2O、即ち二塩基性リン酸ナトリウムを外径0.635cm、
肉厚0.0356cmの青銅管にカプセル封入した。管の各末端
をＶ形ダイでグリップし、次いではんだでシールした。
約5gの上記塩・水化物を充填した、それぞれ長さ17.78c
mの青銅管35本を１のシリンダーに入れ、比表面積244
0m2/gのＡ×21カーボンを添加し、収着床密度0.38g/cc
に装填した。シリンダーの寸法は全長27.94cm、外径８
・89cm、肉厚0.531であった。35本の管は175ccの容量
（17.5％）を占め、Ａ×21カーボンは825cc（82.5％）
の容量を占めた。
2H2O、即ち二塩基性リン酸ナトリウムを外径0.635cm、
肉厚0.0356cmの青銅管にカプセル封入した。管の各末端
をＶ形ダイでグリップし、次いではんだでシールした。
約5gの上記塩・水化物を充填した、それぞれ長さ17.78c
mの青銅管35本を１のシリンダーに入れ、比表面積244
0m2/gのＡ×21カーボンを添加し、収着床密度0.38g/cc
に装填した。シリンダーの寸法は全長27.94cm、外径８
・89cm、肉厚0.531であった。35本の管は175ccの容量
（17.5％）を占め、Ａ×21カーボンは825cc（82.5％）
の容量を占めた。
Ａ×21カーボンおよび35本のTARMカプセル封入管を入れ
た１のシリンダーを次いで高圧メタン供給装置に接続
した。この供給装置は下記のものを備えていた：高圧メ
タン供給シリンダー、調節器、マイクロ・モーション
（Micro・Motion）質量流量計、ハニウェル（Honeywel
l）圧力伝送装置、背圧調節器、玉弁、スウェージロッ
ク（Swagelock）管継手、304ステンレス鋼管、真空ポン
プ、テレバク（Televac）真空ゲージ、ロトメーター（r
otometer）、熱電対、ならびにヒューレット−パッカー
ド（Hewlett−Packard）3852Aデータ収集/9000シリーズ
310プロセッサ−コントロールユニット、ならびにヒュ
ーレット−パッカード・ハードドライブおよびフロッピ
ーディスクメモリー、モニター、プリンターおよびプロ
ッター。30kgサルトリウス（Sartorius）天秤を用いて
被験シリンダーの成分の重量、および吸着されたメタン
の量の測定した。
た１のシリンダーを次いで高圧メタン供給装置に接続
した。この供給装置は下記のものを備えていた：高圧メ
タン供給シリンダー、調節器、マイクロ・モーション
（Micro・Motion）質量流量計、ハニウェル（Honeywel
l）圧力伝送装置、背圧調節器、玉弁、スウェージロッ
ク（Swagelock）管継手、304ステンレス鋼管、真空ポン
プ、テレバク（Televac）真空ゲージ、ロトメーター（r
otometer）、熱電対、ならびにヒューレット−パッカー
ド（Hewlett−Packard）3852Aデータ収集/9000シリーズ
310プロセッサ−コントロールユニット、ならびにヒュ
ーレット−パッカード・ハードドライブおよびフロッピ
ーディスクメモリー、モニター、プリンターおよびプロ
ッター。30kgサルトリウス（Sartorius）天秤を用いて
被験シリンダーの成分の重量、および吸着されたメタン
の量の測定した。
シリンダーを一定重量になるまで一夜排気した。この工
程よって空気その他の余分な吸着質がシリンダーから除
去され、両試験につき“清浄な”初期状態が達成され
た。次いでシリンダーに室温で１気圧まで徐々にメタン
を充填し、メタン供給源との接続を断ち、そして１気圧
の圧力で平衡を達成したのち秤量して、吸着されたメタ
ンの量を測定した。次いでサイクルの吸着部分のために
シリンダーをメタン供給源に再接続し、35気圧のメタン
を５分間供給した。５分間の充填後にシリンダーのメタ
ン供給源との接続を断ち、秤量して、Ａ×21カーボンに
より吸着されたメタンの量を測定した。
程よって空気その他の余分な吸着質がシリンダーから除
去され、両試験につき“清浄な”初期状態が達成され
た。次いでシリンダーに室温で１気圧まで徐々にメタン
を充填し、メタン供給源との接続を断ち、そして１気圧
の圧力で平衡を達成したのち秤量して、吸着されたメタ
ンの量を測定した。次いでサイクルの吸着部分のために
シリンダーをメタン供給源に再接続し、35気圧のメタン
を５分間供給した。５分間の充填後にシリンダーのメタ
ン供給源との接続を断ち、秤量して、Ａ×21カーボンに
より吸着されたメタンの量を測定した。
サイクルの脱着部分のために、シリンダーを被験装置に
再接続し、室温にまで平衡化した。次いでシリンダーを
1.2気圧の背圧に対し40cc/秒の流量で、送出流量が1/2
／分以下に低下するまで排出した。排出完了後にユニ
ットを再秤量してシリンダーから送出／回収されたメタ
ンの量を測定した。脱着したメタンは全吸着量マイナス
脱着温度における平衡値であった。サイクルの吸着およ
び脱着双方のセグメントにおいて、Ａ×21カーボン床内
の温度プロフィルを経時的に監視した。
再接続し、室温にまで平衡化した。次いでシリンダーを
1.2気圧の背圧に対し40cc/秒の流量で、送出流量が1/2
／分以下に低下するまで排出した。排出完了後にユニ
ットを再秤量してシリンダーから送出／回収されたメタ
ンの量を測定した。脱着したメタンは全吸着量マイナス
脱着温度における平衡値であった。サイクルの吸着およ
び脱着双方のセグメントにおいて、Ａ×21カーボン床内
の温度プロフィルを経時的に監視した。
例 ３ 例２に記載したと同じ装置を用いて、例２の場合と同じ
条件で吸着および脱着を行った。ただし青銅管は空であ
り、TARMが存在しなかった。
条件で吸着および脱着を行った。ただし青銅管は空であ
り、TARMが存在しなかった。
例２および例３の結果を第２表に示す。
第２表に示す結果は、相変化型−熱吸着／放出材料を用
いなかった場合に95℃に温度上昇したのに比べてメタン
が35℃で恒温吸着されたため、メタン貯蔵が54％の増加
を示した。TARMを用いなかった場合に温度が−39℃に低
下したのに比べて、24℃におけるメタンの恒温脱着にお
いても同様な利点が得られた。
いなかった場合に95℃に温度上昇したのに比べてメタン
が35℃で恒温吸着されたため、メタン貯蔵が54％の増加
を示した。TARMを用いなかった場合に温度が−39℃に低
下したのに比べて、24℃におけるメタンの恒温脱着にお
いても同様な利点が得られた。
例 ４ 直径約23cm（９インチ）×長さ約30cm（12インチ）のバ
ーナー室に、TARMとしての約108℃（1980゜F）で融解す
る金属銅約8.2kg（18ポンド）を含浸させた直径約6.4
（1/4インチ）の多孔質アルミナペレット23ポンドを充
填した。ペレットの表面には約1535℃（2795゜F）で融
解する鉄を含浸させた。鉄は封入および熱伝達手段の双
方を提供する。次いでバーナーを循環方式で、天然ガス
燃料が断続的に交互に１分間ずつ約5.7標準m3/時（200
標準ft3/時）の流量で供給されるように操作した。燃焼
用空気は約59.5標準m3/時（2100標準ft3/時）の量で、
５％過剰の空気において、連続供給された。１分間の燃
料流入期間−サイクルの発熱部分−中に約857kcal（340
0Btu）の燃焼熱が放出され、そのうち約403Kcal（1600B
tu）はアルミナ細孔に内包されていた銅を融解すること
により吸収された。この燃焼熱の吸収によって燃料ガス
温度は約108℃（1980゜F）−銅の融点−に低下した。こ
の低い温度のため、窒素酸化物放出濃度は5ppm以下に維
持された。１分毎の燃焼サイクルが終了した時点で天然
ガス流を停止し、その間１分間燃焼用空気の流入を続け
た。燃料流入の無い１分間−サイクルの吸熱部分−、燃
焼用空気はアルミナ細孔に内包されていた液体銅の固化
による熱の放出のため約16℃（60゜F）から約108℃（19
80゜F）に加熱された。この１分間燃料オン/1分間燃料
オフサイクルの反復によって約108℃（1980゜F）の熱ガ
スの連続流がバーナーから生じた。この低NOx作業流体
を直接加熱用として、または加圧下に生成した場合はタ
ービン供給材料として用いることができる。
ーナー室に、TARMとしての約108℃（1980゜F）で融解す
る金属銅約8.2kg（18ポンド）を含浸させた直径約6.4
（1/4インチ）の多孔質アルミナペレット23ポンドを充
填した。ペレットの表面には約1535℃（2795゜F）で融
解する鉄を含浸させた。鉄は封入および熱伝達手段の双
方を提供する。次いでバーナーを循環方式で、天然ガス
燃料が断続的に交互に１分間ずつ約5.7標準m3/時（200
標準ft3/時）の流量で供給されるように操作した。燃焼
用空気は約59.5標準m3/時（2100標準ft3/時）の量で、
５％過剰の空気において、連続供給された。１分間の燃
料流入期間−サイクルの発熱部分−中に約857kcal（340
0Btu）の燃焼熱が放出され、そのうち約403Kcal（1600B
tu）はアルミナ細孔に内包されていた銅を融解すること
により吸収された。この燃焼熱の吸収によって燃料ガス
温度は約108℃（1980゜F）−銅の融点−に低下した。こ
の低い温度のため、窒素酸化物放出濃度は5ppm以下に維
持された。１分毎の燃焼サイクルが終了した時点で天然
ガス流を停止し、その間１分間燃焼用空気の流入を続け
た。燃料流入の無い１分間−サイクルの吸熱部分−、燃
焼用空気はアルミナ細孔に内包されていた液体銅の固化
による熱の放出のため約16℃（60゜F）から約108℃（19
80゜F）に加熱された。この１分間燃料オン/1分間燃料
オフサイクルの反復によって約108℃（1980゜F）の熱ガ
スの連続流がバーナーから生じた。この低NOx作業流体
を直接加熱用として、または加圧下に生成した場合はタ
ービン供給材料として用いることができる。
この手法を用いて他の発熱プロセスの操作温度を低下さ
せることができる。たとえば空気中でのメタンと酸素の
発熱酸化結合を約371℃（700゜F）に制御し、エチレン
の生成を増加させ、目的外の生成物、たとえば約371℃
（700゜F）を越える温度で生成する二酸化炭素の生成を
減少させることができる。この場合、空気は連続的に流
入し、メタンは断続的に流入する。あいは燃料オフ−サ
イクルで水蒸気を用いてTARMから熱を除去することがで
きる。
せることができる。たとえば空気中でのメタンと酸素の
発熱酸化結合を約371℃（700゜F）に制御し、エチレン
の生成を増加させ、目的外の生成物、たとえば約371℃
（700゜F）を越える温度で生成する二酸化炭素の生成を
減少させることができる。この場合、空気は連続的に流
入し、メタンは断続的に流入する。あいは燃料オフ−サ
イクルで水蒸気を用いてTARMから熱を除去することがで
きる。
以上の説明において本発明をその特定の好ましい形態に
関して述べ、説明のために多数の詳細事項を述べたが、
本発明は他の形態も可能であり、ここに記載する詳細事
項は本発明の基本原理から逸脱することなく変更しうる
ことは当業者に明らかであろう。
関して述べ、説明のために多数の詳細事項を述べたが、
本発明は他の形態も可能であり、ここに記載する詳細事
項は本発明の基本原理から逸脱することなく変更しうる
ことは当業者に明らかであろう。
Claims (30)
- 【請求項１】発熱部分および吸熱部分を有する型の熱サ
イクルプロセスにおいて、熱サイクルプロセスを熱吸収
／放出材料のほぼ転移温度において実質的に恒温で操作
するのに十分な量の転移型−熱吸収／放出材料との熱交
換関係において熱サイクルプロセスを行い、その際熱サ
イクルプロセスの発熱部分および吸熱部分において転移
型−熱吸収／放出材料の潜熱を利用することを特徴とす
る熱サイクルプロセス。 - 【請求項２】転移が固／液相変化である、請求項第１項
に記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項３】転移が液／気相変化である、請求項第１項
に記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項４】転移が固／気相変化である、請求項第１項
に記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項５】転移が脱水／水和である、請求項第１項に
記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項６】熱吸収／放出材料が熱伝達特性を有するシ
ェルに内包される、請求項第１項に記載の熱サイクルプ
ロセス。 - 【請求項７】シェルの少なくとも一方の表面が熱伝達向
上のために増大した表面積を有する、請求項第６項に記
載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項８】熱吸収／放出材料が多孔質固体状支持体の
細孔に内包される、請求項第１項に記載の熱サイクルプ
ロセス。 - 【請求項９】細孔が液化または気化に際して熱吸収／放
出材料の損失を抑制するのに十分なほど小さい、請求項
第８項に記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項１０】固体状支持の体細孔が該支持体材料の融
解によってシールされる、請求項第８項に記載の熱サイ
クルプロセス。 - 【請求項１１】支持体が、熱サイクルプロセスに用いら
れる熱吸収／放出材料の転移温度より高い融解温度を有
する熱伝達材料のカバーによりシールされる、請求項第
８項に記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項１２】固体状吸着剤による発熱性吸着および吸
熱性脱着によるガスの貯蔵のための熱サイクルプロセス
において、熱サイクルプロセスを熱吸収／放出材料のほ
ぼ転移温度において実質的に恒温で操作するのに十分な
量の転移型−熱吸収／放出材料との熱交換関係において
熱サイクルプロセスを行い、その際熱サイクルプロセス
の発熱性吸着部分および吸熱性脱着部分において転移型
−熱吸収／放出材料の潜熱を利用することを特徴とする
熱サイクルプロセス。 - 【請求項１３】気体がメタンからなる、請求項第12項に
記載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項１４】転移が固／液相変化である、請求項第13
項に記載のメタンの貯蔵のための熱サイクルプロセス。 - 【請求項１５】固体状吸着剤がカーボンである、請求項
第13項に記載のメタンの貯蔵のための熱サイクルプロセ
ス。 - 【請求項１６】熱吸収／放出材料がリン酸水素二ナトリ
ウム・12水化物である、請求項第13項に記載のメタンの
貯蔵のための熱サイクルプロセス。 - 【請求項１７】発熱性フレームオン部分および吸熱性フ
レームオフ部分を有する熱サイクル式不連続燃焼プロセ
スにおいて、熱サイクル式不連続燃焼プロセスを熱吸収
／放出材料のほぼ転移温度において実質的に恒温で操作
するのに十分な量の転移型−熱吸収／放出材料との熱交
換関係において熱サイクル式不連続燃焼プロセスを行
い、その際熱サイクルプロセスの発熱性フレームオン部
分および吸熱性フレームオフ部分において転移型−熱吸
収／放出材料の潜熱を利用することを特徴とする熱サイ
クル式不連続燃焼プロセス。 - 【請求項１８】熱吸収／放出材料が銅からなり、転移が
固／液相変化である、請求項第17項に記載の熱サイクル
式不連続燃焼プロセス。 - 【請求項１９】熱吸収／放出材料が多孔質固体状支持体
に内包される、請求項第17項に記載の熱サイクル式不連
続燃焼プロセス。 - 【請求項２０】細孔が液化または気化に際して熱吸収／
放出材料の損失を抑制するのに十分なほど小さい、請求
項第19項に記載の熱サイクル式不連続燃焼プロセス。 - 【請求項２１】支持体が、熱サイクルプロセスに用いら
れる熱吸収／放出材料の転移温度より高い融解温度を有
する熱伝達材料のカバーによりシールされる、請求項第
19項に記載の熱サイクル式不連続燃焼プロセス。 - 【請求項２２】固体状支持体の細孔が該支持体材料の融
解によりシールされる、請求項第19項に記載の熱サイク
ル式不連続燃焼プロセス。 - 【請求項２３】ガス成分を分離または濃縮するための、
発熱部分および吸熱部分を有する熱サイクル式圧力スイ
ング吸着プロセスにおいて、熱サイクルプロセスを熱吸
収／放出材料のほぼ転移温度において実質的に恒温で操
作するのに十分な量の転移型−熱吸収／放出材料との熱
交換関係において熱サイクルプロセスを行い、その際熱
サイクルプロセスの発熱部分および吸熱部分において転
移型−熱吸収／放出材料の潜熱を利用することを特徴と
する熱サイクルプロセス。 - 【請求項２４】転移が相変化である、請求項第23項に記
載の熱サイクルプロセス。 - 【請求項２５】熱吸収／放出材料が熱伝達特性を有する
シェルに内包される、請求項第23項に記載の熱サイクル
プロセス。 - 【請求項２６】熱吸収／放出材料が多孔質固体状支持体
の細孔に内包される、請求項第23項に記載の熱サイクル
プロセス。 - 【請求項２７】発熱部分、ならびに液体溶剤の液体およ
び気体ストリッピングからなる吸熱部分を有する熱サイ
クル吸収式ガス浄化プロセスにおいて、熱サイクルプロ
セスを熱吸収／放出材料のほぼ転移温度において実質的
に恒温で操作するのに十分な量の転移型−熱吸収／放出
材料との熱交換関係において熱サイクルプロセスを行
い、その際熱サイクルプロセスの発熱部分および吸熱部
分において転移型−熱吸収／放出材料の潜熱を利用する
ことを特徴とする熱サイクルプロセス。 - 【請求項２８】転移が相変化である、請求項第27項に記
載の熱サイクル吸収式ガス浄化プロセス。 - 【請求項２９】熱吸収／放出材料が熱伝達特性を有する
シェルに内包される、請求項第27項に記載の熱サイクル
吸収式ガス浄化プロセス。 - 【請求項３０】熱吸収／放出材料が多孔質固体状支持体
の細孔に内包されている、請求項第27項に記載の熱サイ
クル吸収式ガス浄化プロセス。
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