JPS60200065A - Method of recovering waste heat energy - Google Patents
Method of recovering waste heat energyInfo
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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
り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 of recovering low-temperature waste heat (approximately 100° C. or less) and utilizing it as higher-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
が進んでおり、その結果、工場・設備などから低温の排
熱が大意に排出されているが、その温度が低いと−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几めに、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
す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 advances in energy-saving technology, the use of high-temperature waste heat is progressing, and as a result, low-temperature waste heat is being discharged from factories and equipment.
Because the amount and temperature fluctuate irregularly and the exhaust heat source is dispersed in various places, it is considered to be low-level thermal energy with little industrial value and is simply discarded. has been done. If even such low-level waste heat could be recovered and used as high-temperature thermal energy, 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各１ｆＩする
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。Each method of recovering and storing waste heat energy has 1fI, but the method of storing heat energy as chemical energy using a chemical reaction has the following characteristics, so it is not possible to use low-level waste heat as described above. Suitable for recovery and use.
（１） 他の方法に比べて蓄熱賃度が高い。(1) The heat storage rate is higher than other methods.
（２） エネルギーが貯蔵中に放散しないので、常温で
長時間の蓄熱が可能である。(2) Since energy does not dissipate during storage, heat can be stored for a long time at room temperature.
゛（３）利用に際し、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 it, 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
、■反応熱が大きいこと、■反応は可逆性であること、
■反応速度は両方向とも速いこと、■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、■装゛置内
での取扱いが容易であ′ること（貯蔵性、輸送性、腐食
性・竺発性など）・など９゛各種０佑！約力゛あるため
、実用されているものとしては臭化リテとムと水との反
応全利用する系が仰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
さず、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 the recovery and use of thermal energy require that the heat of reaction is large, and that the reaction is reversible.
■The reaction rate is fast in both directions; ■The reaction is easy to control; ■The materials handled are inexpensive; ■The materials are non-toxic or have low toxicity; It must be easy to handle (storability, transportability, corrosivity, oxidation, etc.), etc. Because of this, the only system that has been put into practical use is one that makes full use of the reaction between lithium bromide and water. 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全
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）塩化第２鉄會浴賀とし、溶媒（作動媒体會かねる
ンとしてアルコールを配した比較的低濃度のアルコール
浴ｇを、低圧において排熱源（温度ＴＭ）と接触させ、
浴液の濃縮及びアルコールの蒸発に必要なエネルギーと
して熱エネルギー？吸収し、（１）式にエフ作動媒体の
アルコールを分離させる。The present invention provides a method for recovering and utilizing low-level waste heat that fluctuates irregularly and is discharged using a total chemical heat storage material. A relatively low concentration alcohol bath g containing alcohol as a liquid is brought into contact with a waste heat source (temperature TM) at low pressure,
Thermal energy as the energy needed to concentrate the bath liquid and evaporate the alcohol? The alcohol of the F working medium is separated according to the formula (1).
こ＼で、ｎ及びｍ：正の整数、ｎ ） ｍＲ−ＯＨ’：
アルコール
（２） 塩化第２鉄・アルコールの濃厚浴液及びアルコ
ール會分離貯蔵することにより蓄熱する。Here, n and m: positive integers, n) mR-OH':
Alcohol (2) Heat is stored by separating and storing a concentrated ferric chloride/alcohol bath solution and alcohol solution.
（３）塩化第２鉄・アルコールの濃厚溶液とアルコール
と會、常圧または高圧にて、温度ＴＭにおいて混合し、
低濃度浴液を再生し、発生する稀釈熱により、高温の熱
媒体を１作り、熱エネルギーを回収利用することから成
る排熱エネルギーの回収方法である。(3) Mixing a concentrated solution of ferric chloride/alcohol with alcohol at normal pressure or high pressure at a temperature TM,
This method of recovering waste heat energy consists of regenerating a low-concentration bath liquid, creating a high-temperature heat medium using the dilution heat generated, and recovering and utilizing the thermal energy.
本発明で使用される塩化第２鉄（無水物）はアルコール
によく溶解して溶液となり、アルコールを含めて取扱う
物質はすべて流体であるので輸送、熱交換、混合などの
取扱いに便利である。アルコールとしてはメタノール、
エタノール、フロパノールなどのアルキルアルコールを
用いることができる。Ferric chloride (anhydrous) used in the present invention dissolves well in alcohol to form a solution, and all substances handled, including alcohol, are fluids, making them convenient for transportation, heat exchange, mixing, and other handling. Methanol is alcohol,
Alkyl alcohols such as ethanol and furopanol can be used.
（１）の操作は常圧下でも良いが、低温でも効率よく排
熱全回収しアルコールの蒸発分離を行はせるには、低圧
で行うことが好ましい。（２）の操作は分離したアルコ
ール及び濃厚塩化第２鉄・アルコール液を貯蔵すること
で行はれ、長期間の安定した蓄熱が可能である。（３）
の操作はポンプ７介し”Ｃ行はれ、高圧にすることに工
９（好ましくは約１０気圧以下）高温におけるアルコー
ルなどの気化全防ぎ、液状で安定な高温の熱媒体とする
ことができる。Although the operation (1) may be carried out under normal pressure, it is preferably carried out at low pressure in order to efficiently recover all of the exhaust heat and evaporate and separate the alcohol even at low temperatures. Operation (2) is carried out by storing the separated alcohol and concentrated ferric chloride/alcohol solution, allowing stable heat storage for a long period of time. (3)
The operation is carried out through the pump 7 to create a high pressure (preferably about 10 atmospheres or less), which completely prevents vaporization of alcohol and the like at high temperatures, making it possible to use a liquid and stable high-temperature heat medium.
塩化第２鉄・メタノール系は一１００℃程度まで液状で
あり、メタノールの代りにエタノール、プロパツールを
用いても夫々−１２０℃、−１００℃程度まで液状を保
つので、零下の低温の利用も可能である。一方、高温の
方は塩化第２鉄の分解などの不可逆反応の生じることか
ら、約２５０℃以下に限定される。The ferric chloride/methanol system is liquid up to about -100℃, and even when ethanol and propatool are used instead of methanol, it remains liquid up to about -120℃ and -100℃, respectively, so it can also be used at sub-zero temperatures. It is possible. On the other hand, since irreversible reactions such as decomposition of ferric chloride occur, the temperature is limited to about 250° C. or lower.
アルコール中の塩化第２鉄の濃度はその溶解度から、そ
の固形物が析出しない範囲で使用することが好ましいが
、少々はスラリー浴液となっても使用可能であり、稀釈
熱會大きくするためには、できるだけ高濃度の溶液及び
低濃度の浴液を組合せたサイクルで用いることが必要で
ある。しかし、その操作性、ポンプ動力などの関係から
、その適用濃度範囲には上限及び下限があり、大体１ｓ
ａｏｙ７ｔ〜５０ ｆ／ｌ の範囲で使用される。以下
実施例にて説明する。Due to its solubility, it is preferable to use the concentration of ferric chloride in alcohol within a range in which the solid substance does not precipitate.However, it is also possible to use a small amount of ferric chloride in the form of a slurry bath liquid, and in order to increase the dilution heat exchange rate. It is necessary to use a cycle that combines a solution with a high concentration and a bath liquid with a low concentration as much as possible. However, due to its operability, pump power, etc., there are upper and lower limits to its applicable concentration range, and it is approximately 1 s.
It is used in the range of aoy 7t to 50 f/l. This will be explained below using examples.
実施例１
塩化第２鉄全メタノール、エタノール、フロパノール等
のアルコール中に投入し、その発熱量全測定したところ
、表１の如き結果を得た。Example 1 Ferric chloride was added to alcohol such as methanol, ethanol, and furopanol, and the total calorific value was measured, and the results shown in Table 1 were obtained.
表１ 塩化第２鉄・アルコール系の溶解熱これらの混合
物のうち混合比■の組成のもの全混合比■の組成まで蒸
溜したところ、はｙ純粋なアルコールを分離できた。母
液の方には若干の塩化鉄固形物が析出したが、アルコー
ル全添加することにエフ再び溶解した。これらの結果か
ら、例えば第１図に示すようなサイクル全形成し、低温
の排熱を昇温して利用することが可能である。Table 1 Heat of dissolution of ferric chloride/alcohol system When these mixtures were distilled to a composition with a mixing ratio (■) to a total mixture ratio (■), pure alcohol could be separated. Some solid iron chloride was precipitated in the mother liquor, but it dissolved again when all the alcohol was added. From these results, it is possible to form a complete cycle as shown in FIG. 1, for example, and utilize low-temperature waste heat by heating it up.
第１図で、塩化第２鉄・メタノール溶液（混合比１：１
０モル）を低圧で温度Ｔ、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ｆ Ｔ１．）で冷却し凝縮する。このメタノ
ールはポンプヶ介して常圧または高圧の貯槽へ送シ貯蔵
する。In Figure 1, ferric chloride/methanol solution (mixing ratio 1:1)
0 mol) is brought into contact with a waste heat source at a temperature T at low pressure, the heat is absorbed and methanol is evaporated and separated, and this methanol is cooled and condensed in the atmosphere (temperature f T1.). This methanol is sent via a pump to a storage tank at normal pressure or high pressure and stored therein.
濃縮した塩化第２鉄・メタノール浴液（混合比２：５モ
ルンも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鉄濃厚浴液は需袈に応じ反応器へ送
り、そこで混合し、その際発生する９、 ３ ｋｃａｌ
ＡルーＦθｃｔ、の稀釈熱によって昇温し、高温の熱媒
体として放熱器へ送り、こ＼で熱を回収利用する。放熱
後の塩化第２鉄・メタノール溶液（混合比１：１ｏモル
）は減圧バルブをへて蒸発器へ送り、再び排熱の吸収に
用いろ。昇温中（ＴＨ−ＴＭ）は循環速度、放熱速度、
配管の長さなどに関係するが、メタノールの蒸発を抑え
れば１ ’００ ｕ以上にすることが可能である。The concentrated ferric chloride/methanol bath liquid (mixing ratio 2:5 mol) is also sent to another storage tank via a pump and stored. The methanol and iron chloride concentrated bath liquid in the storage tank is sent to the reactor according to demand, where it is 9.3 kcal generated during mixing
The temperature is raised by the dilution heat of A-Fθct, and it is sent as a high-temperature heat medium to a radiator, where the heat is recovered and used. After releasing the heat, the ferric chloride/methanol solution (mixing ratio 1:1 mol) is sent to the evaporator through the pressure reducing valve and used again to absorb the waste heat. During temperature rise (TH-TM), circulation rate, heat release rate,
Although it depends on the length of the piping, etc., it is possible to increase it to 1'00 u or more if methanol evaporation is suppressed.
なお本実施例は昇温サイクルによるものであるが、蓄熱
サイクル、増熱サイクル、冷却サイクルにも利用できる
ことは、勿論である。Although this embodiment uses a temperature increasing cycle, it goes without saying that it can also be used in a heat storage cycle, a heat increasing cycle, or a cooling cycle.
前述のように、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、昇温して利用できるので、
工業的に非常に有用である。As mentioned above, according to the present invention, thermal energy that is irregularly discharged at low temperatures can be recovered and used by raising the temperature.
Very useful industrially.
第１図は、本発明による排熱エネルギー全利用する昇温
サイクルの原理図全示す。
復代理人 内 １） 明
後代理人 萩 原 亮 −
第１図
ＴＨ＞ＴＭ＞ＴＬFIG. 1 shows a complete diagram of the principle of a temperature raising cycle that makes full use of waste heat energy according to the present invention. Sub-agents 1) After-the-day agent Ryo Hagiwara - Figure 1 TH>TM>TL
Claims (1)
エネルギーを回収利用するに際し〆（１１低温排熱源全
低濃度の塩化第２鉄・アルコール溶液と接触させ、溶液
の濃縮及びアルコールの蒸発に要する気として熱エネル
ギー全吸収し、アルコール會気化分離させる。 （２） 濃厚塩化第２鉄・アルコール溶液及びアルコー
ルを分離貯蔵することにより蓄熱する。 （３） 濃厚塩化第２鉄・アルコール溶液とアルコール
と全混合し、その稀釈熱にニジ高温の熱媒体として利用
し、放熱後は低＃度の塩化第２鉄・アルコール溶液とし
て再び工程（１）へ戻す。 ことを％徴とする排熱エネルギーの回収方法。[Claims] When recovering and utilizing thermal energy from an exhaust heat source containing low-temperature heat as a high-temperature heat medium, (2) Concentrated ferric chloride/alcohol solution and alcohol are stored separately to store heat. (3) Concentrated ferric chloride/alcohol solution and alcohol are stored separately. The ferric chloride/alcohol solution and alcohol are completely mixed, and the dilution heat is used as a high-temperature heat medium, and after the heat is released, it is returned to step (1) as a low-grade ferric chloride/alcohol solution. A method of recovering waste heat energy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056185A JPS60200065A (en) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | Method of recovering waste heat energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056185A JPS60200065A (en) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | Method of recovering waste heat energy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200065A true JPS60200065A (en) | 1985-10-09 |
Family
ID=13020046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59056185A Pending JPS60200065A (en) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | Method of recovering waste heat energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200065A (en) |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59056185A patent/JPS60200065A/en active Pending
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