JPS60200064A - Method of utilizing waste heat energy - Google Patents

Method of utilizing waste heat energy

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JPS60200064A
JPS60200064A JP59056184A JP5618484A JPS60200064A JP S60200064 A JPS60200064 A JP S60200064A JP 59056184 A JP59056184 A JP 59056184A JP 5618484 A JP5618484 A JP 5618484A JP S60200064 A JPS60200064 A JP S60200064A
Authority
JP
Japan
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methanol
heat
magnesium chloride
temperature
waste heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP59056184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山崎 恒博
紀久士 常吉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS60200064A publication Critical patent/JPS60200064A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温の排熱(約100℃以下)を回収し、よ
シ高温の熱エネルギーとして利用する方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for recovering low-temperature waste heat (approximately 100° C. or less) and utilizing it as high-temperature thermal energy.

省エネルギー技術の進歩に伴い、まず高温の排熱の利用
が進んでお)、その結果、工場・設備などから低温の排
熱が大量に排出されているが、その温度が低いこと、量
及び温度が不定期に変動すること、排熱源が方々に分散
していることなどのために、工業的には利用価値の低い
、低レベルの熱エネルギーと見做され、そのま\排棄さ
れている。このような低レベルの排熱でも、集中してよ
シ高温の熱エネルギーとして回収し利用できれば、省エ
ネルギー面で非常に有益であり、生産プロセスの経済性
を高めることになる。
With the progress of energy saving technology, the utilization of high temperature waste heat has progressed), and as a result, a large amount of low temperature waste heat is being emitted from factories and equipment. Because the amount of heat fluctuates irregularly and the exhaust heat source is dispersed in various places, it is regarded as low-level thermal energy with little industrial value and is simply discarded. . If even such low-level waste heat could be recovered and used as high-temperature thermal energy in a concentrated manner, it would be extremely beneficial in terms of energy conservation and improve the economic efficiency of the production process.

排熱エネルギーを回収し、蓄熱する方法には種々あるが
、熱エネルギーを化学反応を利用して、化学エネルギー
として貯蔵する方法は、次のような特徴をもつため、前
記の如き低レベルの排熱の回収利用に適している。
There are various methods of recovering waste heat energy and storing it, but the method of storing heat energy as chemical energy by using chemical reactions has the following characteristics, so it is not suitable for low-level emissions as mentioned above. Suitable for heat recovery and use.

(1)他の方法に比べて蓄熱密度が高い。(1) Higher heat storage density than other methods.

(2) エネルギーが貯蔵中に放散しないので、常温で
長期間の蓄熱が可能である。
(2) Since energy does not dissipate during storage, long-term heat storage is possible at room temperature.

(3) 利用に際[2、供給する熱エネルギーの質及び
量の制御が容易である。
(3) When using [2. It is easy to control the quality and quantity of supplied thermal energy.

しかし、熱エネルギーの回収利用に適する化学反応には
0反応熱が大きいこと、■反応は可逆性であるとと、■
反応速度は両方向ともに速いこと、■反応の制御が容易
であること、■取扱う物質は安価であること、■毒性を
もたない、または毒性の低い物質であること、の装置的
での取扱いが容易であること(貯蔵性、輸送性、腐食性
、爆発性など)等の各種の制約があるため、実用されて
いるものとしては、臭化リチウムと水との反応を利用す
る系が知られているのみである。さらに、この臭化リチ
ウムは高価であるため、大規模な使用には適せず、小形
冷凍機、小形暖房機などの利用に限定されている。
However, chemical reactions suitable for recovering and utilizing thermal energy have a large zero reaction heat, and ■ the reaction is reversible.
The reaction rate is fast in both directions, ■ the reaction is easy to control, ■ the materials handled are inexpensive, and ■ the materials are non-toxic or have low toxicity. Due to various limitations such as ease of use (storability, transportability, corrosiveness, explosiveness, etc.), systems that utilize the reaction between lithium bromide and water are known to be in practical use. There are only Furthermore, since lithium bromide is expensive, it is not suitable for large-scale use, and its use is limited to small refrigerators, small heaters, and the like.

本発明は、不定期に変動し排出される低レベルの排熱を
化学蓄熱材により回収利用する方法を提供するもので、 (1)塩化マグネシウムを反応体とし、作動媒体として
メタノールを配したスラリ液を、低圧または常圧におい
て排熱源(温度Tm)と接触させ、メタノールの蒸発に
必要なエネルギーとして、熱エネルギーを吸収し、(1
)式により作動媒体のメタノールを分離させる。
The present invention provides a method for recovering and utilizing low-level waste heat that fluctuates irregularly and is emitted using a chemical heat storage material. (1) A slurry containing magnesium chloride as a reactant and methanol as a working medium. The liquid is brought into contact with a waste heat source (temperature Tm) at low pressure or normal pressure, and thermal energy is absorbed as the energy necessary for evaporation of methanol.
) to separate the working medium methanol.

MgO12・n 0HaOH(El) −+MgO/2
 (n−m)OH80H(S) 十(稀スラリー液) 
(濃厚スラリー液)me馬OH(g) (1) こ\でn及びm:正の整数、n > mm0% OH(
g)−+ mOH,l0H(1) (2)(環境空気中
に熱を放出) (2)塩化マグネシウム−メタノールの濃厚スラリー液
及びメタノールを分離貯蔵することにより蓄熱する。
MgO12・n 0HaOH(El) −+MgO/2
(n-m) OH80H (S) 10 (dilute slurry liquid)
(Concentrated slurry liquid) me OH (g) (1) where n and m: positive integer, n > mm0% OH (
g) -+ mOH, 10H (1) (2) (releases heat into the ambient air) (2) Heat is stored by separating and storing the concentrated magnesium chloride-methanol slurry and methanol.

(3)塩化マグネシウム−メタノールの濃厚スラリー液
とメタノールとを常圧または高圧にて、温度TMにて混
合し、低濃度スラリー液を再生し、発生する稀釈熱によ
り高温の熱媒体を作り、熱エネルギーを回収利用する。
(3) Mix a concentrated slurry of magnesium chloride-methanol and methanol at normal pressure or high pressure at a temperature of TM to regenerate the low concentration slurry, and use the heat of dilution generated to create a high-temperature heat medium. Recover and use energy.

ことから成る排熱エネルギーの利用方法である。This is a method of utilizing waste heat energy consisting of:

(1)の操作は常圧下でもよいが、低温でも効率よく排
熱を回収し、メタノールの蒸発分離を行わせるには低圧
で行うことが好ましい。(2)の操作は、分離したメタ
ノール及び濃厚スラリー液を貯蔵することで行われ、長
期間の安定した蓄熱が可能である。(3)の操作はポン
プを介して行われ、高圧(好ましくは約10気圧以下)
にすることによシ、高圧におけるメタノールの気化を防
ぎ、液状で安定な高温の熱媒にすることができる。メタ
ノールは一100℃程度まで液状であシ、零下の低温の
利用も可能である。一方高温の方はメタノールの蒸気圧
などから約200℃以下の使用に適している。
Although the operation (1) may be carried out under normal pressure, it is preferably carried out at low pressure in order to efficiently recover waste heat and perform evaporative separation of methanol even at low temperatures. The operation (2) is performed by storing the separated methanol and concentrated slurry liquid, and allows stable heat storage for a long period of time. Operation (3) is carried out via a pump at high pressure (preferably about 10 atmospheres or less).
By doing so, it is possible to prevent methanol from vaporizing at high pressure and make it a stable liquid heat medium at high temperatures. Methanol remains liquid up to about -100°C, and can also be used at temperatures below zero. On the other hand, it is suitable for use at temperatures below about 200°C due to the vapor pressure of methanol.

塩化マグネシウムとメタノールとの混合比はメタノール
が固体塩化マグネシウムのキャリヤーを兼ねることから
常にモル比で約1:2.5以上あることが好ましく、一
方上限はポンプ動力や、稀釈熱の飽和値々どの関係から
モル比で1:20以下にすることが望ましい。
The mixing ratio of magnesium chloride and methanol is preferably about 1:2.5 or more in molar ratio because methanol also serves as a carrier for solid magnesium chloride, but the upper limit depends on pump power, saturation value of heat of dilution, etc. From this perspective, it is desirable that the molar ratio is 1:20 or less.

以下実施例で説明する。This will be explained below using examples.

実施例 塩化マグネシウムをメタノール中に投入し、その発熱量
を測定したところ表1の如き結果を得た。
Example Magnesium chloride was poured into methanol and its calorific value was measured, and the results shown in Table 1 were obtained.

表1 塩化マグネシウム−メタノール系の反応熱これら
の混合物のうち、混合比1:20のものを混合比1:2
.5になるまで蒸溜したところ、メタノールの沸点よシ
若干高い温度まで上げることによシ純粋のメタノールを
分離できた。これらの結果から例えば、第1図に示すよ
うなザイクルを形成し、低温の排熱を昇温して利用する
ことができる。
Table 1 Reaction heat of magnesium chloride-methanol system Among these mixtures, those with a mixing ratio of 1:20 and those with a mixing ratio of 1:2
.. When distilled to a concentration of 5, it was possible to separate pure methanol by raising the temperature to a temperature slightly higher than the boiling point of methanol. From these results, for example, a cycle as shown in FIG. 1 can be formed, and low-temperature waste heat can be heated and utilized.

第1図で、塩化マグネシウム−メタノール混合物(混合
比1:10モル)を低圧または常圧で、温度TMの排熱
源に接触させ、その熱を吸収して、メタノールを蒸発分
離し、このメタノールは大気(温度TJで冷却し凝縮す
る。このメタノールは、ポンプを介して常圧または高圧
の貯槽へ送シ貯蔵する。濃縮した塩化マグネシウム−メ
タノール混合物(混合比1:2.5)はポンプを介して
別の貯槽へ送り貯蔵する。貯槽のメタノール及び塩化マ
グネシウムスラリー液は需要に応じ反応器へ送シ、そこ
で混合稀釈し発生する。10 Kcal/−eyし・M
gCl2の熱によって昇温し、高温の熱媒体として放熱
器へ送シ、と\で熱を回収利用する。放熱後の塩化マグ
ネシウム−メタノール混合物(混合比1:10)は減圧
パルプを経て蒸発器へ送シ、再び排熱の吸収に用いる。
In Fig. 1, a magnesium chloride-methanol mixture (mixing ratio 1:10 mol) is brought into contact with an exhaust heat source at a temperature TM at low pressure or normal pressure, the heat is absorbed, and methanol is evaporated and separated. The methanol is cooled and condensed at the atmosphere (temperature TJ). This methanol is sent via a pump to a storage tank at normal pressure or high pressure and stored. The concentrated magnesium chloride-methanol mixture (mixing ratio 1:2.5) is The methanol and magnesium chloride slurry liquid in the storage tank is sent to a reactor according to demand, where it is mixed and diluted and generated.10 Kcal/-ey・M
The temperature is raised by the heat of gCl2, and the heat is recovered and used by sending it to the radiator as a high-temperature heat medium. After releasing the heat, the magnesium chloride-methanol mixture (mixing ratio 1:10) is sent to the evaporator via vacuum pulp and used again to absorb waste heat.

昇温rJj(TH−TM )は循環速度、放熱速度など
によシ異るが、稀釈熱がメタノールの気化に消費されな
いような条件を設定すれば、100℃以上にすることが
できる。
Although the temperature increase rJj (TH-TM) varies depending on the circulation rate, heat radiation rate, etc., it can be increased to 100° C. or higher if conditions are set so that the heat of dilution is not consumed in vaporization of methanol.

なお、本実施例は昇温サイクルによるものであるが、こ
の反応は増熱サイクル、冷却サイクル、蓄熱サイクルに
も利用できることは勿論である。
Although this example uses a temperature increase cycle, it goes without saying that this reaction can also be used in a heat increase cycle, a cooling cycle, and a heat storage cycle.

前述のように1本発明によれば、低温で不定期に排出さ
れる熱エネルギーを回収し、昇温し利用できるので工業
上非常に有用である。
As described above, the present invention is industrially very useful because thermal energy that is irregularly discharged at low temperatures can be recovered, heated, and utilized.

4、図面の説明 第1図は本発明による排熱エネルギーを利用する昇温サ
イクルの原理図を示す。
4. Explanation of the Drawings FIG. 1 shows a principle diagram of a temperature raising cycle using waste heat energy according to the present invention.

復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 −Among the sub-agents: 1) Akira Sub-agent Ryo Hagi Hara -

Claims (1)

【特許請求の範囲】 低温の熱を含む排熱源から、よシ高温の熱媒体として熱
エネルギーを回収利用するに際し、(1)低温排熱源を
低濃度の塩化マグネシウム−メタノール混合液と接触さ
せ、メタノールの気化分離に要する熱として、熱エネル
ギーを吸収する。 (2)濃厚塩化マグネシウム−メタノール混合液及びメ
タノールを分離貯蔵することによシ蓄熱する。 (3) 濃厚塩化マグネシウム−メタノール混合液とメ
タノールとを混合し、塩化マグネシウムを稀釈すること
によシ生じる稀釈熱を利用して、高温度の熱媒体として
低議度の塩化マグネシウム−メタノール混合液を再生す
る。 ことを特徴とする排熱エネルギーの利用方法。
[Claims] When recovering thermal energy from a waste heat source containing low-temperature heat as a high-temperature heat medium, (1) bringing the low-temperature waste heat source into contact with a low-concentration magnesium chloride-methanol mixture; It absorbs thermal energy as the heat required to vaporize and separate methanol. (2) Heat is stored by separately storing the concentrated magnesium chloride-methanol mixture and methanol. (3) A low-strength magnesium chloride-methanol mixture is used as a high-temperature heat medium by mixing a concentrated magnesium chloride-methanol mixture with methanol and using the heat of dilution generated by diluting the magnesium chloride. Play. A method of utilizing waste heat energy characterized by the following.
JP59056184A 1984-03-26 1984-03-26 Method of utilizing waste heat energy Pending JPS60200064A (en)

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