JPS60200065A - 排熱エネルギ−の回収方法 - 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】 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。

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。

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。

（１）　他の方法に比べて蓄熱賃度が高い。

（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。

゛（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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＞ＴＬ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低温の熱を含む排熱源から、ニジ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。