JPS6332970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な熱回収の方法を用いる熱機関−
熱機関の排気ガスの熱回収を、支燃剤ガス、作動
媒体ガス等として用いる昇圧された空気もしくは
空気を主体とするガスに、または燃料として気体
燃料を使用する場合には該ガスおよび必要に応じ
て昇圧された該気体燃料に、液相水を添加もしく
は接触させて得られる混合物を用いてまたは液相
水を添加もしくは接触させつつ熱回収を行う方法
（特開昭57−5520号ほか、以下、単に「水注入サ
イクル」という）−の改良に関する発明であり、
詳しくは上記において、液相水の添加もしくは接
触を直列に配した２段以上の加圧接触塔で行い、
前段加圧接触塔に不揮発性の溶存物質を含む水を
用い、後段加圧接触塔に以後の操作に支障のない
水を用いることを特徴とする水の添加方法であ
る。

〔従来の技術およびその問題点〕

水注入サイクルは、水の液体→気体への相変化
を空気もしくは空気を主体とするガスの存在下ま
たは燃料として気体燃料を使用する場合には該ガ
スおよび必要に応じて昇圧された該気体燃料の存
在下に行いつつ又は行うことにより得た混合物を
用いることによつて熱回収率の大幅向上、所望昇
圧ガスの使用量の減少及び動力発生サイクルの高
温化を図ることによつて大幅に熱効率又は比出力
の向上をはかり、かつ、その他種々の利点を生む
ものである。

ところで、水注入サイクルは通常、水が燃料の
数倍乃至十数倍（例えば10万KW／Ｈ級出力で２
〜３千トン／日）必要なものであり、かつ、この
水は必ず水蒸気となるので不揮発性溶存物質を含
むと熱回収器、燃焼器、膨張機等の以後の機器、
管路等の障害の因となるので純水、ボイラー用水
等の良質な水であることが望ましい。この水を製
造するには大規模の純水設備を必要とする不利益
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記点について種々検討した結
果、不揮発性の溶存物質を含んだ水を用いる方法
を見出し、本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、熱機関の排気ガスの熱回
収を、支燃剤ガス、作動媒体ガス等として用いる
昇圧された空気もしくは空気を主体とするガス
に、または燃料として気体燃料を使用する場合に
は該ガスおよび必要に応じて昇圧された該気体燃
料に、液相水を添加もしくは接触させて得られる
混合物を用いてまたは液相水を添加もしくは接触
させつつ熱回収を行う方法において、該液相水の
添加もしくは接触を直列に配した２段以上の加圧
接触塔で行い、前段加圧接触塔に不揮発性の溶存
物質を含む水を用い、後段加圧接触塔に以後の操
作に支障のない水を用いることを特徴とする水の
添加方法であり、好ましい実施状態においては、
昇圧を多段のガス圧縮機で行い、添加もしくは接
触に用いる液相水で、中間昇圧ガスまたは中間昇
圧気体燃料を熱交換器を介して冷却すること、添
加もしくは接触に用いる液相水を熱回収媒体とし
て用い、予備加熱することを行うものである。

以下、本発明の構成について説明する。

本発明の不揮発性の溶存物質を含んだ水の例
は、工業用水、河川水、海水などである。又、以
後の操作に支障のない水の例は蒸留水、ボイラー
用水などである。

昇圧された空気もしくは空気を主体とするガス
または昇圧気体燃料に上記の水を接触さす方法は
前記の如く直列に配した２段以上の加圧接触塔
で、前段（乃至中段）加圧接触塔に不揮発性の溶
存物質を含んだ水を用い、後段加圧接触塔に以後
の操作に支障のない水を用いることによつて達成
される。

〔実施例〕

この一例を添付の第１図によつて説明する。

第１図−ａ，ｂは、加圧接触塔（EXT）を使
用してなる水の添加方法の例であり、ａは本発明
の方法を示し、ｂは従来法を示す。

第１図−ａにおいて、前段加圧接触塔に不揮発
性の溶存物質を含んだ水が管２１より導入され、
熱回収器Ｒで管３１よりの廃気ガス等と熱交換さ
れて加熱され、管２２より加圧接触塔EXT１の
塔上部より導入される。加圧接触塔EXT１内に
おいて、EXT１の下部よりの加圧ガス１１と直
接接触されて、加圧ガスは水蒸気で飽和されると
共に必然的に接触に使用した水中に含まれる不揮
発性の溶存物質を微量含み塔頂より排出され、管
１３によつて後段加圧接触塔EXT２に下部より
導入される。該ガスはEXT２内で、管２６によ
り塔頂部から導入された以後の操作に支障のない
水と直接接触して、不揮発性の溶存物質は除去さ
れて、管１２を経て、後の操作、例えば熱回収器
Ｒよりもより高温の熱回収器、燃焼器等に導入使
用される。同時に、EXT２の塔底からは、不揮
発性の溶存物質を含む水が管２５により排出さ
れ、管２１よりの水と合流して熱回収に使用さ
れ、又、EXT１の底部よりの水の一部は管２４
により系外に廃水され、残りの一部は管２３より
管２１よりの水と合流して熱回収に使用される。

上記の第１図−ａに対して、第１図−ｂは従来
の方法で、加圧接触塔EXTを一つしか持たない
ものである。この場合に第１図−ａの加圧接触塔
EXT１に用いたと同様の水を使用した場合には、
管１２よりのガス中には不揮発性の溶存物質が微
量存在することとなるために、以後の操作、例え
ば熱回収器Ｒよりもより高温の熱回収器、燃焼器
等に導入使用した場合、該不揮発性の溶存物質が
害を与えることとなるものであるので、EXTに
導入される水は以後の操作に支障のない水とさ
れ、管２６より導入され、熱回収器Ｒにより廃気
ガス３１と熱交換されて加熱水となり管２７より
EXTの上部より導入され、塔底の水は管２８を
経て管２６と合流され、再び熱回収に使用され
る。なお、従来の操作ｂにおいても、昇圧ガス１
１に不揮発性の溶存物質が含まれている場合に
は、それがEXT塔底の水に濃縮される可能性が
あるものであり、当然に適宜系外に塔底水の一部
を廃水することにより濃縮度を押さえる操作は成
されるものである。

以上、本発明の具体例を説明したが本発明の方
法は図面に限定されるものではない。例えば、加
圧接触塔をより多段として使用し、最後に以後の
操作に支障のない水を使用し、この水を前段に循
環し、不揮発性の溶存物質を含む水と共に使用
し、更に不揮発性の溶存物質の濃縮度が高くなつ
たものをより前段に循環し、最後に濃縮された水
を系外に廃水すること；加圧接触塔に導入する水
を熱回収媒体として、排気ガス以外の熱源、例え
ば、昇圧を多段のガス圧縮機で行つて得られる中
間圧縮ガスやその他の系外の熱源を用いることな
どが挙げられる。

〔発明の作用および効果〕

上記の如き本発明は、不揮発性の溶存物質を含
む水を使用し、注入水の大部分を該水によりまか
なうものであることから水の供給問題を大幅に解
決するものである。又、該水を使用すると接触操
作により得られる昇圧ガス中には必然的に微量の
不揮発性の溶存物質が含まれる不利益があるが、
この不利益を小部分の純水による直接接触操作と
いう効率の高い操作により除去するものであるの
で、以後の操作には全く支障を生じないものとな
る。更に、昇圧ガスと熱回収により加熱された水
との直接接触による熱交換は、物質（水蒸気）を
伴う熱交換であることからその効率も極めて高い
ものであるという特徴を十分に生かすことが出来
るものである。

従つて、水注入サイクルにおける水の供給の問
題を大幅に解決するものであり、その工業的意義
は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図−ａは、本発明の操作を説明するための
フローを示し、第１図−ｂは従来法のフローを示
すものである。図中の符号はそれぞれ、 EXT，EXT１，EXT２；加圧接触塔、Ｒ；熱
回収器、１１；昇圧ガス管、１２；水蒸気飽和昇
圧ガス管、１３；不揮発性の溶存物質を含むガス
管、２１，２２，２３，２４，２５；不揮発性の
溶存物質を含む水管、２６，２７，２８；純水
管、３１，３２；排気ガス管を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱機関の排気ガスの熱回収を、支燃剤ガス、
   作動媒体ガス等として用いる昇圧された空気もし
   くは空気を主体とするガスに、または燃料として
   気体燃料を使用する場合には該ガスおよび必要に
   応じて昇圧された該気体燃料に、液相水を添加も
   しくは接触させて得られる混合物を用いてまたは
   液相水を添加もしくは接触させつつ熱回収を行う
   方法において、該液相水の添加もしくは接触を直
   列に配した２段以上の加圧接触塔で行い、前段加
   圧接触塔に不揮発性の溶存物質を含む水を用い、
   後段加圧接触塔に以後の操作に支障のない水を用
   いることを特徴とする水の添加方法。 ２ 昇圧を多段のガス圧縮機で行い、添加もしく
   は接触に用いる液相水で、中間昇圧ガスまたは中
   間昇圧気体燃料を熱交換器を介して冷却する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 添加もしくは接触に用いる液相水を熱回収媒
   体として用い、予備加熱する特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の方法。