JPS58175751A - 化学蓄熱による乾燥法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、硫化ナトリウムの水和・脱水反応を利用し
た化学蓄熱で物質の脱水ないし乾燥を行なう化学蓄熱に
よる乾燥法に関する。

硫化ナトリウムによる化学蓄熱システムは、つぎのよう
な水和・脱水の可逆反応番利用したものである。　　゛ Ｎ＆２Ｓ（固）＋５Ｈ２０（気） ←Ｎａ２Ｓ＊５Ｈ２０（固）＋Ｑ　　・・・（Ｉ）（式
中Ｑは水和反応熱を意味し、無水ＮＩＬ２ＳＩ　Ｋｇ当
り約８６０　Ｋｃａｌである。） Ｎａ２Ｓ・５Ｈ２０およびＨ２Ｏの飽和水蒸気圧曲線を
それぞれ第１図に示す。これらが同一圧力を示す温度を
比較すると、前者の温度は後者の温度より約５５℃高い
。

硫化ナトリウムによる化学蓄熱システムを利用した従来
の乾燥法は、第２図に示すものであるＯ この化学蓄熱システムの基本構成は、密閉状の蓄熱槽（
１）と、密閉状の凝縮番蒸発器（２）と、熱源部（３）
と、開口状の乾燥槽（４）とよりなる。蓄熱槽（１）内
には硫化ナトリウム５水塩が充填されている。蓄熱槽（
１）と凝縮・蒸発器（２）の間の導管（５）に設けられ
たバルブ（６）は開かれ、真空ポンプ（７）によって蓄
熱槽（１）と凝縮・蒸発器（２）は減圧せられ、系内が
真空状態となったら導管（５）と真空ポンプ（７）の間
の導管（８）に設けられたバルブ（９）が閉じられる。

まず、蓄熱工程について説明する。凝縮・蒸発器（２）
内を通る導管σ旧こは地下水や河川水、海水などの冷却
水が流されている。冷却水の温度は２０℃とする。熱源
部（３）における熱源としては太陽熱、産業廃熱などが
用いられる。夏場の太陽熱を利用すると、熱源部（３）
の温度は７７℃になる。蓄熱槽（１）と熱源部（３）の
各内部を通るループ状の導管（２）には熱媒体が入れら
れ、ポンプαりおよびバルブα養の制御によって循環さ
れている。そしてこの熱媒体によって熱が熱源部（３）
から蓄熱槽（１）に送られる。蓄熱槽（１）においては
、硫化ナトリウム５水塩が熱源部（３）からの熱によっ
て加熱される。開環と熱媒体の温度差が１°Ｃになるよ
うに、蓄熱槽（１）の熱交換面積を充分大きくとると、
槽内温度は７６℃まで上昇し得る。

の′反応が起こり、水蒸気が発生する。この時の水蒸気
圧は、７６−５５℃すなわち２１℃の飽和水蒸気圧に等
しい。導管ａｔ＋には冷却水が流れているので、発生し
た水蒸気は凝縮・蒸発器（２）において凝縮されて水と
なる。こうして蓄熱槽（１）内の硫化す）　＋Ｊウム５
水塩は完全に脱水せられて無水物となる。この状態でバ
ルブ（６）が閉じられて、蓄熱操作が完了する。

つぎに秋に収穫した穀物を冬場に乾燥する例の乾燥工程
について説明する。

蓄熱槽（１）と乾燥槽（４）の各内部を通るループ状導
管α９には熱媒体が入れられ、ポンプαｅおよびバルブ
０ηの制御によって循環せられている。乾燥槽（４）に
は乾燥すべき穀物が入れられ、導管０１１にはやはり２
０℃の冷却水が流されている０バルブ（６）が開かれる
と、凝縮・蒸発器（２）内の水は、蓄熱槽（１）の構内
温度が７５℃より低い場合に蒸発する。そして生じた水
蒸気か導管（５）を通って蓄熱槽（１）内に移動し、こ
こで無水硫化す）　ＩＪウムと反応して、反応式（Ｉ）
における左辺から右辺への水和反応により、水和反応熱
を生じる。凝縮・蒸発器（２）内の水はそれ自体の蒸発
潜熱によって冷却されるが１この水と冷却水との温度差
が１％℃になるように、器内の熱交換面積を充分に大き
くとると、水は１９℃で定常的に蒸発し、蓄熱槽（１）
の構内温度は最高で１９＋５５℃すなわち７４℃まで上
昇し得る。この時発生する熱は、循環する熱媒体によっ
て蓄熱槽（１）から乾燥槽（４）に送られ、穀物を加熱
し乾燥す乞〇上述した従来の乾燥法では、水和に要する
水分として凝縮水が用いられているため、乾燥温度の調
節が不可能であり、そのため高温で分解するおそれのあ
る物質を乾燥するには、この方法は適用できない。また
硫化ナトリウムは単に温度だけを与える物質として作用
するだけであるので、乾燥速度も劣るうらみがある。

この発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、乾
燥温度の調節が可能で、かつ乾燥速度を増すことのでき
る化学蓄熱による乾燥法を提供することを目的とする。

この発明による乾燥法は、硫化ナトリウムの水和反応を
利用した化学蓄熱で物質の脱水ないし乾燥を行なう乾燥
法において、水和に要する水分の少なくとも一部に該物
質中の含有水分を当てることを特徴とする。

つぎにこの発明の実施例について第３図により説明する
。

この発明による乾燥法の場合も、化学蓄熱システムの基
本構成は、密閉状の蓄熱槽（５１１と、密閉状の凝縮・
蒸発器ωと、熱源部［株］と、密閉状の乾燥槽（財）と
よりなる♂蓄熱槽ＧＤ内には硫化ナトリウム５水塩が充
填されている。蓄熱槽６Ｄと凝縮・蒸発器■の間の導管
（至）に設けられたバルブ（支）は開かれ、真空ポンプ
購によって蓄熱槽（５１）と凝縮・蒸発器めは減圧せら
れ、系内が真空状態となったら導管（至）と真空ポンプ
啼の間の導管■に設けられたバルブ（５９）が閉じられ
る。

まず、蓄熱工程においては、凝縮・蒸発器ω内を通る導
管（６１）には、温度２０℃の冷却水が流されている。

熱源部（至）における熱源として夏場の太陽熱を利用す
ると、熱源部［株］の温度は′７７℃になる。蓄熱槽Ｔ
５１＋と熱源部■の各内部を通るループ状の導管（６２
）には熱媒体が入（う） れられ、ポンプ製およびバルブ（６４）の制御によって
循環されている。そしてこの熱媒体によって熱が熱源部
■から蓄熱槽６１）に送られる。

蓄熱槽Ｉ５１＋においては、硫化ナトリウム５水塩が熱
源部■からの熱によって加熱される。開環と熱媒体の温
度差が１℃になるように、蓄熱槽（５１１の熱交換面積
を充分大きくとると、構内温度は気が発生する。この時
の水蒸気圧は、７６−５５℃すなわち２１℃の飽和水蒸
気圧に等しい。導管（６１）には冷却水が流れているの
で、発生した水蒸気は凝縮・蒸発器■において凝縮され
て水となる。こうして蓄熱槽（５＋）内の硫化ナトリウ
ム５水塩は完全に脱水せられて無水物となる。

この状態でバルブ（５６）が閉じられて、蓄熱操作が完
了する。ついですべてのバルブが閉められ、必要であれ
ばバルブ（６８）が開かれて凝縮・蒸発器（５ｚの内圧
が大気圧と等圧にされた後、バルブ（６９）が開かれて
導管（７０）から凝縮水が抜取られる。

つぎに乾燥工程について説明する。蓄熱槽Ｔ５１＋と乾
燥槽（財）の各内部を通るループ状導管（６５）には熱
媒体が入れられ、ポンプ（６６）およびバルブ（６７）
の制御によって循環せられている。乾燥槽（財）には真
空ポンプ婦から導管（７１）が配されている。この導管
（７１）は導管団と連通し、バルブ（７２）を有する。

また導管ωは導管（７１）との連通部より凝縮・蒸発器
側にバルブ（７３）を有する。乾燥槽（財）には乾燥す
べき穀物が入れられている。バルブ＠＠（７２）が開か
れ、蓄熱槽ｌ５１）および乾燥槽（財）を含む全系が減
圧される。この系の減圧度が穀物の初期温度における水
蒸気圧に達したら、バルブ（５９）が閉を通って蓄熱槽
（５１）内に移動し、ここで無水硫化ナトリウムと反応
して、反応式（Ｉ）における左辺から右辺への水和反応
により、水和反応熱を生じる。この水和反応熱は、循環
する熱媒体によって蓄熱槽５１＋から乾燥槽（財）に送
られ、穀物を加熱し、穀物の含有水分の水蒸気圧を高め
て蓄熱槽（５］ｌへの水蒸気の移動を促進する。こうし
て穀物が脱水・乾燥せられる。乾燥工程が完了したら、
穀物が取出されて、再び蓄熱工程が実施される。

この発明による乾燥法においては、水和に要する水分の
少なくとも一部として処理物質中の含有水分が用いられ
るので、減圧により被処理物から生じた水蒸気が蓄熱槽
において硫化ナトリウムと反応し、発生した水和反応熱
が、熱媒体によって蓄熱槽から乾燥槽に送られ、穀物を
加熱し、穀物の含有水分の水蒸気圧を高めて蓄熱槽（５
ｔ＋への水蒸気の移動を促進する。このようにこの発明
の乾燥法では硫化ナトリウムは、−処理物の脱水の役目
も果すので、被処理物の脱水ないし乾燥速度を増すこと
ができる。またこの発明においては、蓄熱槽および乾燥
槽における循環熱媒１体導管の熱交換面積および熱媒体
量を調節することにより、乾燥温度を調節することがで
き″る。し〆がってこの発明による乾燥法は、高熱で分
解するおそれのある物質にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水蒸気圧曲線を示すグラフ、第２図は従来の乾
燥法を示す系統図、第３図はこの発明の実施例による乾
燥法を示す系統図である０（１１ｆ５１）・・・蓄熱槽
、＋２）　５Ｚ・・・凝縮・蒸発器、（３）■・・・熱
源部、（４）５４）・・・乾燥槽、（７）（５η・・・
真空ゲンブ。 以　　上 特許出願人　　日立造船株式会社 外４名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 硫化ナトリウムの水和・脱水反応を利用した化学蓄熱で
   物質の脱水ないし乾燥を行なう乾燥法において、水和に
   要する水分の少なくとも一部に該物質中の含有水分を当
   てることを特徴とする化学蓄熱による乾燥法。