JP2642868B2 - Heat transfer method - Google Patents

Heat transfer method

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JP2642868B2
JP2642868B2 JP9373694A JP9373694A JP2642868B2 JP 2642868 B2 JP2642868 B2 JP 2642868B2 JP 9373694 A JP9373694 A JP 9373694A JP 9373694 A JP9373694 A JP 9373694A JP 2642868 B2 JP2642868 B2 JP 2642868B2
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energy
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正毅 春田
佳子 中原
安行 松村
宏昭 櫻井
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    • Y02P20/10Process efficiency

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルコールの合成・分
解反応又は分解・燃焼反応を利用する熱の輸送方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for transporting heat utilizing a synthesis / decomposition reaction or a decomposition / combustion reaction of alcohol.

【0002】[0002]

【従来技術とその課題】低温の産業廃熱、例えば200
℃以下の低品質の熱エネルギーは豊富である。ところ
が、これを遠隔地に効率良く輸送することは極めて困難
であるため、その利用場所は熱の発生源の近隣に限られ
ている。例えば、200℃の熱源からスチームを得て
も、せいぜい同じ工場敷地内にある施設又は隣接の施設
でしかそれを利用することができない。
2. Description of the Related Art Low-temperature industrial waste heat, for example, 200
Low quality thermal energy below ℃ is abundant. However, since it is extremely difficult to efficiently transport this to a remote place, its use is limited to the vicinity of a heat source. For example, even if steam is obtained from a heat source of 200 ° C., it can be used only at a facility located at the same factory site or an adjacent facility at most.

【0003】これに関し、アルコールの合成・分解反応
を利用して熱を輸送する方法が知られている。アルコー
ルの分解反応としては、例えばメタノールの一酸化炭素
と水素への分解、エタノールのアセトアルデヒドと水素
への分解、イソプロパノールのアセトンと水素への分解
等がある。
[0003] In this regard, there is known a method of transporting heat using an alcohol synthesis / decomposition reaction. Examples of the decomposition reaction of alcohol include decomposition of methanol into carbon monoxide and hydrogen, decomposition of ethanol into acetaldehyde and hydrogen, and decomposition of isopropanol into acetone and hydrogen.

【0004】ちなみに、メタノールの一酸化炭素と水素
への分解は、例えば白金などの貴金属触媒又はニッケル
を含有する触媒によって促進されることが知られてい
る。エタノールの分解では、銅を含有する触媒が有効で
あることが知られている。また、イソプロパノールの分
解では、微粒子状のニッケルが有効であり100℃以下
の反応温度で触媒作用を示すことが知られている。これ
ら分解反応は、吸熱反応であるため、反応器を加熱する
ことにより熱が化学的に吸収されてアルコールが分解す
る結果、水素を含む分解生成物が得られる。
[0004] Incidentally, it is known that the decomposition of methanol into carbon monoxide and hydrogen is promoted by a noble metal catalyst such as platinum or a catalyst containing nickel. It is known that a catalyst containing copper is effective in decomposing ethanol. In the decomposition of isopropanol, it is known that nickel in the form of fine particles is effective and has a catalytic action at a reaction temperature of 100 ° C. or lower. Since these decomposition reactions are endothermic reactions, heat is chemically absorbed by heating the reactor to decompose the alcohol, resulting in a decomposition product containing hydrogen.

【0005】このようにして得られた分解生成物の保有
エネルギーは、一般に出発物質のそれよりも高い。例え
ばメタノールの場合は1mol当たり約130kJ、エ
タノールの場合は1mol当たり約110kJ、イソプ
ロパノールの場合は1mol当たり約70kJそれぞれ
分解生成物の保有エネルギーが高い。
[0005] The energy retention of the decomposition products obtained in this way is generally higher than that of the starting materials. For example, methanol has a high energy of about 130 kJ / mol, ethanol has a high energy of about 110 kJ / mol, and isopropanol has a high energy of about 70 kJ / mol.

【0006】従って、分解生成物からアルコールを合成
すれば、その保有エネルギー差の熱エネルギーを得るこ
とができる。上記アルコールの合成・分解反応を利用し
た方法によれば、熱の回収と遠隔地での熱利用が一つの
閉鎖系で行うことができ、二酸化炭素を排出することな
く熱が得られるので、環境にやさしい理想的なエネルギ
ー輸送システムの構築が可能となる。
[0006] Therefore, if an alcohol is synthesized from a decomposition product, it is possible to obtain heat energy having a difference in the retained energy. According to the method using the above-mentioned alcohol synthesis / decomposition reaction, heat can be recovered and used in a remote place in a single closed system, and heat can be obtained without emitting carbon dioxide. It is possible to construct an ideal energy transportation system that is easy on the environment.

【0007】他方、燃焼による発熱プロセスにおいて
も、出発物質をそのまま燃焼させるよりも、その分解生
成物を燃焼させるほうが多くの熱エネルギーを得ること
ができる。例えば、メタノールの分解生成物を燃焼させ
れば、メタノールを直接燃焼させるよりも1mol当た
り約130kJ多い燃焼熱を得ることが可能となる。
On the other hand, in the exothermic process by combustion, more heat energy can be obtained by burning the decomposition product than burning the starting material as it is. For example, burning the decomposition product of methanol makes it possible to obtain about 130 kJ more heat of combustion per mol than burning methanol directly.

【0008】このアルコールの合成・分解反応等を利用
する熱エネルギーの吸収・放出のプロセスは理論面では
確立している。例えば、斉藤らは、イソプロパノールの
脱水素反応によるアセトンの生成反応及びアセトンの水
素化を利用したケミカルヒートポンプを用いた熱の高品
位化(高温化)を提案している(触媒31巻,第285
頁,1989年)。
The process of absorbing and releasing thermal energy utilizing the alcohol synthesis / decomposition reaction has been established in theory. For example, Saito et al. Have proposed high-grade heat (high temperature) using a chemical heat pump utilizing acetone hydrogenation reaction by isopropanol dehydrogenation and acetone hydrogenation (Catalyst 31, Vol. 285).
1989).

【0009】しかしながら、この方法も、冒頭で述べた
技術と同様に同じ施設内で熱をリサイクルするだけのも
のにすぎず、遠隔地への効率的な熱の輸送には実際上適
用できない。このため、熱エネルギーの有効利用を図る
ためには実用面においては未だ改善の余地がある
However, this method, like the technique described at the outset, merely recycles heat in the same facility, and is not practically applicable to efficient transfer of heat to a remote place. Therefore, there is still room for improvement in practical use in order to effectively use heat energy.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、効
率的に熱エネルギーを輸送する方法を提供することを主
な目的とする。
Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a method for efficiently transporting thermal energy.

【0011】上記のように、熱エネルギーの吸収・放出
のプロセスにおける最大の問題点は、熱エネルギーの吸
収プロセスによって得られた水素を含む反応生成物の輸
送にある。遠隔地に化学物質を輸送する方法としては、
パイプラインを用いるのが最も効率的であるが、それを
利用するにあたっては輸送のための動力を必要とする。
これは、電動モーターによって輸送の起点側を加圧する
か或いは着点側を減圧して化学物質を移動させるのが通
常行われる方法である。
As described above, the biggest problem in the process of absorbing and releasing thermal energy lies in the transport of reaction products containing hydrogen obtained by the thermal energy absorbing process. Methods for transporting chemicals to remote locations include:
Using a pipeline is the most efficient, but using it requires transportation power.
In this method, the chemical substance is usually moved by pressurizing the starting point of transportation or reducing the pressure at the point of arrival by an electric motor.

【0012】しかし、通常の電動の昇圧機を用いると、
化学反応により吸収した熱エネルギーを上回るエネルギ
ーを消費する恐れがある。また、仮に消費エネルギーが
吸収熱エネルギーを上回らなくとも、かなりのエネルギ
ーが輸送プロセスによって消費されることとなり、熱輸
送の効率が著しく低下してしまう。
However, if a normal electric booster is used,
There is a risk of consuming more energy than the heat energy absorbed by the chemical reaction. Even if the consumed energy does not exceed the absorbed heat energy, a considerable amount of energy will be consumed by the transportation process, and the efficiency of heat transportation will be significantly reduced.

【0013】例えば、メタノール1molの分解生成物
を25℃で1気圧から10気圧に電力によって昇圧する
ためには、理論上約20kJのエネルギーが必要とされ
る。実際は、さらに、昇圧機のエネルギー損失及び熱エ
ネルギーから電気エネルギーに変換するための損失が生
じるので、メタノール1molによって吸収される熱量
のかなりの部分が昇圧機により消費されることとなる。
仮にポンプの圧縮効率を0.8、発電効率を0.4とす
ると、約60kJのエネルギーがより消費されるが、メ
タノールを合成するためにはメタノール分解生成物の着
点(合成部)でも昇圧する必要があるため、例えば着点
の圧力が5気圧となり150気圧にこれを昇圧した場合
この昇圧にも約60kJのエネルギーが必要となる。そ
の結果、起点側の昇圧と着点側の昇圧において消費され
る熱量と回収される熱量がほぼ等しくなり、これでは熱
輸送システムとして成立しなくなる。
For example, in order to boost the decomposition product of 1 mol of methanol from 1 atm to 10 atm by electric power at 25 ° C., about 20 kJ of energy is theoretically required. In practice, furthermore, a considerable part of the heat absorbed by 1 mol of methanol will be consumed by the booster, as a further energy loss of the booster and a loss for converting heat energy into electrical energy will occur.
Assuming that the compression efficiency of the pump is 0.8 and the power generation efficiency is 0.4, about 60 kJ of energy is consumed more. However, in order to synthesize methanol, the pressure is increased even at the landing point of the methanol decomposition product (synthesis unit). For example, if the pressure at the landing point becomes 5 atm and the pressure is increased to 150 atm, about 60 kJ of energy is also required for this increase. As a result, the amount of heat consumed and the amount of heat recovered in the pressure increase on the starting point side and the pressure increase on the contact point side become substantially equal, and thus the heat transport system cannot be established.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、アルコールの分
解生成物の昇圧を水素吸蔵合金を用いて行う場合には、
効率的にエネルギー輸送が行えることを見出し、本発明
を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventor has found that when the pressure of alcohol decomposition products is increased by using a hydrogen storage alloy,
The inventors have found that energy can be transported efficiently, and have completed the present invention.

【0015】即ち、本発明は、以下の熱の輸送方法に係
るものである。 (1)アルコールの合成・分解反応により熱エネルギー
の放出・吸収が行われる系において、熱エネルギーによ
りアルコールを分解し、水素吸蔵合金の水素吸蔵機能を
利用した昇圧機構によって分解生成物を輸送した後、当
該分解生成物から再びアルコールを合成することによっ
て熱エネルギーを放出させることを特徴とする熱の輸送
方法。 (2)アルコールの分解・燃焼反応により熱エネルギー
の吸収・放出が行われる系において、熱エネルギーによ
りアルコールを分解し、水素吸蔵合金の水素吸蔵機能を
利用した昇圧機構によって分解生成物を輸送した後、当
該分解生成物を燃焼させることによって熱エネルギーを
放出させることを特徴とする熱の輸送方法。
That is, the present invention relates to the following heat transport method. (1) In a system in which thermal energy is released and absorbed by alcohol synthesis and decomposition reactions, after decomposing the alcohol by thermal energy and transporting the decomposition products by the pressurizing mechanism using the hydrogen storage function of the hydrogen storage alloy A method of transporting heat, wherein thermal energy is released by synthesizing alcohol again from the decomposition product. (2) In a system in which thermal energy is absorbed and released by the decomposition and combustion reaction of alcohol, after the alcohol is decomposed by thermal energy and the decomposition products are transported by the pressurizing mechanism using the hydrogen storage function of the hydrogen storage alloy, A method of transporting heat, characterized in that thermal energy is released by burning the decomposition product.

【0016】以下、本発明について、本発明の一例を模
式的に示す図1(アルコールの合成・分解反応による
例)を用いながら詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 (an example of an alcohol synthesis / decomposition reaction) schematically showing an example of the present invention.

【0017】本発明方法で用いることができるアルコー
ルとしては、その合成・分解反応において副反応が起こ
りにくく、生成物・分解生成物が一定しているものであ
れば特に制限されず、例えばメタノール、エタノール、
イソプロパノール等が挙げられる。
The alcohol that can be used in the method of the present invention is not particularly limited as long as side reactions do not easily occur in the synthesis / decomposition reaction and the product / decomposition product is constant. ethanol,
Isopropanol and the like.

【0018】まず、例えば上記アルコールとしてメタノ
ールを用いる場合、メタノールを含む分解生成物()
を、必要であれば冷却・凝縮()した後、気液分離
()により一酸化炭素・水素とメタノールとに分離す
る。分離されたメタノールは、加熱工程・蒸発工程
()等を経て、回収された熱によって分解させる
()。一方、一酸化炭素と水素は、必要に応じて加熱
・蒸発工程()等を経た後、分解生成物とともに再び
アルコール合成に供される。
First, for example, when methanol is used as the alcohol, a decomposition product () containing methanol is used.
Is cooled and condensed () if necessary, and then separated into carbon monoxide and hydrogen and methanol by gas-liquid separation (). The separated methanol undergoes a heating step, an evaporation step (), and the like, and is decomposed by the recovered heat (). On the other hand, carbon monoxide and hydrogen are subjected to a heating / evaporation step () if necessary, and then supplied again to alcohol synthesis together with decomposition products.

【0019】アルコール分解()では、メタノールの
一部乃至全部が水素と一酸化炭素に分解される。分解反
応の条件は、用いるアルコールの種類、触媒の種類等に
よって異なるが、通常150〜300℃程度、0.5〜
3atm程度とすれば良い。また、使用する触媒として
は、通常のアルコール分解で用いられる触媒をそのまま
用いることができる。例えばメタノールを分解する場
合、ニッケル、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウ
ム、ルテニウム、金等が有効である。なお、これらの触
媒は単独又は二種以上を併用することもできる。
In alcohol decomposition (), part or all of methanol is decomposed into hydrogen and carbon monoxide. Decomposition reaction conditions vary depending on the type of alcohol used, the type of catalyst, and the like, but are usually about 150 to 300 ° C.,
It may be about 3 atm. As the catalyst to be used, a catalyst used in ordinary alcoholysis can be used as it is. For example, when decomposing methanol, nickel, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, gold and the like are effective. In addition, these catalysts can be used alone or in combination of two or more.

【0020】次いで、メタノール、水素及び一酸化炭素
からなる分解生成物は、必要に応じて冷却・凝縮工程
()を経由して冷却され、昇圧装置()に送られ
る。
Next, the decomposition product consisting of methanol, hydrogen and carbon monoxide is cooled, if necessary, via a cooling / condensing step () and sent to a pressure increasing device ().

【0021】昇圧装置()は、水素吸蔵合金の水素吸
蔵作用を利用して昇圧を行うものであり、輸送の起点側
に設置される。ここで、本発明で使用できる水素吸蔵合
金としては、特にその種類は制限されないが、室温付近
で水素を吸収し、100℃程度の温度で吸収した水素を
数気圧の平衡圧で放出するものが好ましい、このような
水素吸蔵合金としては、例えば、ZrMn2 、LaNi
5 、Mg2 Ni、TiMn1.5 、TiFe及びV0.8
0.2 等を主な組成とする多元化合金が挙げられる。
The pressurizing device () performs pressurization by utilizing the hydrogen storage effect of the hydrogen storage alloy, and is installed at the starting point of transportation. Here, the type of hydrogen storage alloy that can be used in the present invention is not particularly limited, but one that absorbs hydrogen near room temperature and releases hydrogen absorbed at a temperature of about 100 ° C. at an equilibrium pressure of several atmospheres. Preferred such hydrogen storage alloys include, for example, ZrMn 2 , LaNi
5 , Mg 2 Ni, TiMn 1.5 , TiFe and V 0.8 T
A multi-component alloy having a main composition of i 0.2 or the like can be given.

【0022】水素吸蔵合金の水素吸蔵機能の利用した昇
圧機構は、例えば、以下のようなものが挙げられる。す
なわち、気密な容器中に水素吸蔵合金と水素を設置する
と、室温付近では水素が合金に吸収されるため容器内の
圧力が下がり、加熱すると水素の放出のために圧力が上
がるが、この気密容器に容器内の圧力に応じて往復運動
をするピストン等の部材を取り付ければ、気密容器の加
熱・冷却に伴い当該部材が往復運動をすることとなる。
そして、この往復運動によって分解生成物に圧力が加え
られ、目的地まで輸送することが可能となる。なお、上
記加熱も、熱効率の点から産業廃熱を用いるのが好まし
い。
Examples of the pressure raising mechanism utilizing the hydrogen storage function of the hydrogen storage alloy include the following. In other words, when a hydrogen storage alloy and hydrogen are placed in an airtight container, the pressure in the container decreases because hydrogen is absorbed by the alloy near room temperature, and the pressure increases due to the release of hydrogen when heated. If a member such as a piston that reciprocates according to the pressure in the container is attached to the container, the member reciprocates with the heating and cooling of the airtight container.
Then, pressure is applied to the decomposition product by the reciprocating motion, and the decomposition product can be transported to the destination. In addition, it is preferable to use the industrial waste heat also from the viewpoint of thermal efficiency.

【0023】上記昇圧機構により、分解生成物は、目的
地まで輸送された後、必要に応じて冷却工程・凝縮工程
()を経て、アルコール合成()に供される。この
アルコール合成によって、熱エネルギーを取出し、これ
を各種のエネルギー源として利用することができる。
After the decomposition product is transported to the destination by the above-mentioned pressure raising mechanism, it is subjected to a cooling step / condensing step (), if necessary, and then subjected to alcohol synthesis (). By this alcohol synthesis, heat energy can be extracted and used as various energy sources.

【0024】アルコールの合成条件は、用いるアルコー
ルの種類、触媒の種類等によって異なるが、通常250
℃程度、10〜50atm程度とすれば良い。また、使
用する触媒としては、通常のアルコール合成で用いられ
る触媒をそのまま用いることができる。例えばメタノー
ルを合成する場合、銅、酸化亜鉛を含有する触媒が有効
である。また、イソプロパノールのアセトンと水素から
の合成ではアルミナ担持の微粒子ニッケル触媒が有効で
ある。
The conditions for the synthesis of alcohol vary depending on the type of alcohol used, the type of catalyst, and the like.
C. and about 10 to 50 atm. Further, as a catalyst to be used, a catalyst used in ordinary alcohol synthesis can be used as it is. For example, when synthesizing methanol, a catalyst containing copper and zinc oxide is effective. In the synthesis of isopropanol from acetone and hydrogen, an alumina-supported fine particle nickel catalyst is effective.

【0025】また、アルコール合成は発熱反応であるの
で、化学平衡論的には低温で有利な反応であるが、本発
明では反応を効率的に進行させる上で比較的高い反応温
度とすることが好ましい。このため、アルコールの収率
を高める点より反応系を加圧することが望ましい。ま
た、系を適度に加圧することにより、その圧力を利用し
て反応生成物であるアルコールを吸熱側に輸送すること
も出来る。反応系の加圧のための駆動力としては、上記
と同様の水素吸蔵合金による昇圧装置を使用しても良い
し、或いは全系のエネルギー収支に支障のない範囲内で
電力その他のエネルギー源を用いた昇圧装置を使用する
ことが出来る。
In addition, since alcohol synthesis is an exothermic reaction, it is an advantageous reaction at a low temperature in terms of chemical equilibrium. However, in the present invention, a relatively high reaction temperature is required for efficient reaction. preferable. Therefore, it is desirable to pressurize the reaction system from the viewpoint of increasing the yield of alcohol. Also, by appropriately pressurizing the system, it is possible to use the pressure to transport the alcohol as a reaction product to the endothermic side. As the driving force for pressurizing the reaction system, a booster device using the same hydrogen storage alloy as described above may be used, or power or other energy sources may be used within a range that does not affect the energy balance of the entire system. The booster used can be used.

【0026】また、本発明を実施する上で用いる輸送管
としては、通常の化学物質輸送用のパイプライン、例え
ば耐腐食性の面からステンレス鋼管などを用いるのが好
ましい。なお、輸送管は、特に保温する必要はない。
Further, as a transport pipe used for carrying out the present invention, it is preferable to use an ordinary pipeline for transporting a chemical substance, for example, a stainless steel pipe from the viewpoint of corrosion resistance. The transport pipe does not need to be kept warm.

【0027】他方、アルコールの分解・燃焼反応による
場合は、上記の方法によって輸送された分解生成物を、
導入された酸素又は空気により燃焼させ、その燃焼熱を
回収・利用する。図2にアルコールの分解・燃焼反応に
よる場合の一例を示す。
On the other hand, in the case of the decomposition and combustion reaction of alcohol, the decomposition product transported by the above method is
Combustion is performed by the introduced oxygen or air, and the combustion heat is recovered and used. FIG. 2 shows an example of the case of alcohol decomposition / combustion reaction.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の熱輸送方法によれば、特に水素
吸蔵合金の水素吸蔵作用を利用してアルコールの分解生
成物の昇圧による輸送を行うので、遠隔地にまで効率的
に熱エネルギーの輸送が可能となる。例えば、用いるア
ルコールの種類、装置の形式、廃熱の回収量、パイプラ
インの圧損失等にもよるが、通常50km程度の距離ま
での熱輸送が可能である。
According to the heat transporting method of the present invention, in particular, since the decomposition product of alcohol is transported by increasing the pressure by utilizing the hydrogen storage effect of the hydrogen storage alloy, the thermal energy can be efficiently transferred to a remote place. Transport becomes possible. For example, although it depends on the type of alcohol to be used, the type of the apparatus, the amount of waste heat recovered, the pressure loss in the pipeline, and the like, the heat can be normally transported up to a distance of about 50 km.

【0029】また、特にアルコールの合成・分解反応を
利用した閉鎖系の熱輸送システムとする場合には、二酸
化炭素を排出せず、環境を汚染することがない。
In particular, in the case of a closed heat transport system utilizing the synthesis / decomposition reaction of alcohol, no carbon dioxide is emitted and the environment is not polluted.

【0030】このように熱輸送・利用効率に優れた本発
明輸送方法は、高温廃熱はもとより、約300℃以下の
低温の産業廃熱の輸送・利用にも非常に有効である。
The transportation method of the present invention, which is excellent in heat transportation and utilization efficiency, is very effective not only for transportation and utilization of high-temperature waste heat but also low-temperature industrial waste heat of about 300 ° C. or less.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより明確にする。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples.

【0032】実施例1 アルコールとしてメタノールCH3 OHを用い、図1に
示すようなアルコールの合成・分解システムで熱輸送が
実現可能であることを確認した。
Example 1 Using methanol CH 3 OH as an alcohol, it was confirmed that heat transport was feasible with an alcohol synthesis / decomposition system as shown in FIG.

【0033】まず、合成メタノール及び水素と一酸化炭
素を含む混合物(モル比1.12:2.0:1.0)を
250℃・50atmで気液分離装置()に導入し、
メタノールを取り出す一方、水素と一酸化炭素を含む混
合物を取り出す。次いで、メタノールを加熱・蒸発させ
た後、回収された熱を用いて触媒の存在下170℃・1
atmで分解反応を行う。分解生成物は、未反応メタノ
ール及び水素と一酸化炭素(モル比0.11:2.0:
1.0)である。
First, a mixture containing synthetic methanol and hydrogen and carbon monoxide (molar ratio: 1.12: 2.0: 1.0) is introduced into a gas-liquid separator () at 250 ° C. and 50 atm.
While removing methanol, a mixture containing hydrogen and carbon monoxide is removed. Then, after heating and evaporating the methanol, the recovered heat is used at 170 ° C./1 in the presence of a catalyst.
A decomposition reaction is performed at atm. The decomposition products were unreacted methanol and hydrogen and carbon monoxide (molar ratio 0.11: 2.0:
1.0).

【0034】上記分解生成物を25℃・1atmにまで
冷却・凝縮させた後()、水素と水素吸蔵合金を気密
容器中に充填したピストンを取り付けた昇圧装置()
に送り込む。次に、当該装置を加熱して昇圧させて25
℃・10atmとしてアルコール合成部まで上記分解生
成物を輸送する。
After cooling and condensing the above decomposition product to 25 ° C. and 1 atm (), a pressurizing device equipped with a piston filled with hydrogen and a hydrogen storage alloy in an airtight container ()
Send to Next, the apparatus is heated and pressurized to 25
The decomposition product is transported to the alcohol synthesis unit at 10 ° C. and 10 atm.

【0035】続いて、上記の分解生成物を電動昇圧機に
より302℃・50atmとした後、冷却・凝縮()
し、上記気液分離により回収された水素、一酸化炭素及
びメタノールとともにアルコール合成部()に導入す
る。アルコール合成は、触媒の存在下250℃・1at
mで行う。この合成により、生成熱として96.6kJ
の熱エネルギーを回収することができる。
Subsequently, the above decomposition product is heated to 302 ° C. and 50 atm by an electric booster, and then cooled and condensed ().
Then, the hydrogen, carbon monoxide and methanol recovered by the gas-liquid separation are introduced into the alcohol synthesis section (). Alcohol synthesis is performed at 250 ° C.
m. As a result of this synthesis, the heat of formation was 96.6 kJ.
Heat energy can be recovered.

【0036】以上のプロセスにおいて、熱輸送・利用効
率を求めた。すなわち、排熱回収分Qr=96.9+4
1.4+3.8+130.0−13.0=258.8、
熱供給分Qs=96.6+4.6+11.7+56.0
−(56.4+7.1+10.5)=94.9より、熱
輸送・利用効率Qs/Qr=94.9/258.8=3
7(%)である。
In the above process, the heat transfer / use efficiency was determined. That is, the exhaust heat recovery amount Qr = 96.9 + 4
1.4 + 3.8 + 130.0-13.0 = 258.8,
Heat supply Qs = 96.6 + 4.6 + 11.7 + 56.0
From-(56.4 + 7.1 + 10.5) = 94.9, the heat transport / use efficiency Qs / Qr = 94.9 / 258.8 = 3.
7 (%).

【0037】実施例2 アルコールとしてメタノールCH3 OHを用い、図2に
示すようなアルコールの分解・燃焼システムで熱輸送が
実現可能であることを確認した。
Example 2 Using methanol CH 3 OH as an alcohol, it was confirmed that heat transport was feasible with an alcohol decomposition / combustion system as shown in FIG.

【0038】まず、回収された熱を用いて触媒の存在下
170℃・1atmで合成メタノールを分解した
()。分解生成物は、未反応メタノール及び水素と一
酸化炭素(モル比0.1:1.8:0.9)である。
First, synthetic methanol was decomposed at 170 ° C. and 1 atm using the recovered heat in the presence of a catalyst (). The decomposition products are unreacted methanol and hydrogen and carbon monoxide (molar ratio 0.1: 1.8: 0.9).

【0039】上記分解生成物を25℃・1atmにまで
冷却・凝縮させた後()、水素と水素吸蔵合金を気密
容器中に充填したピストンを取り付けた昇圧装置()
に導入する。次に、当該装置を加熱して昇圧させて25
℃・10atmとしてアルコール燃焼部まで上記分解生
成物を輸送し、続いて、上記の分解生成物を導入された
空気とともに燃焼させる()。
After the above decomposition product is cooled and condensed to 25 ° C. and 1 atm (), a pressure booster equipped with a piston filled with hydrogen and a hydrogen storage alloy in an airtight container ()
To be introduced. Next, the apparatus is heated and pressurized to 25
The decomposition product is transported to the alcohol combustion section at a temperature of 10 ° C. and subsequently, the decomposition product is burned together with the introduced air ().

【0040】以上のプロセスにおいて、熱輸送・利用効
率を求めた。すなわち、メタノールを直接燃焼させた場
合の燃焼熱が726.1kJであることから、排熱回収
分Qr=87.3+117.1−11.7=192.
7、熱供給分Qs=841.7−726.1=115.
6より、熱輸送・利用効率Qs/Qr=115.6/1
92.7=60(%)である。
In the above process, heat transfer / use efficiency was determined. That is, since the heat of combustion when methanol is directly combusted is 726.1 kJ, the exhaust heat recovery Qr = 87.3 + 117.1-11.7 = 192.
7, heat supply Qs = 841.7-726.1 = 115.
6, heat transfer / use efficiency Qs / Qr = 1115.6 / 1
92.7 = 60 (%).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のアルコール合成・分解プロセスの一例
を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the alcohol synthesis / decomposition process of the present invention.

【図2】本発明のアルコール分解・燃焼プロセスの一例
を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the alcohol decomposition / combustion process of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F25B 17/12 F25B 17/12 Z // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 松村 安行 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業 技術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 櫻井 宏昭 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業 技術院大阪工業技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−19314(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location F25B 17/12 F25B 17/12 Z // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72) Invention Person Yasuyuki Matsumura 1-31, Midorioka, Ikeda-shi, Osaka Prefecture Inside the Osaka Institute of Technology (72) Inventor Hiroaki Sakurai 1-31, Midorioka, Midorioka, Ikeda-shi, Osaka Inside the Osaka Institute of Technology (56 ) References JP-A-57-19314 (JP, A)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルコールの合成・分解反応により熱エネ
ルギーの放出・吸収が行われる系において、熱エネルギ
ーによりアルコールを分解し、水素吸蔵合金の水素吸蔵
機能を利用した昇圧機構によって分解生成物を輸送した
後、当該分解生成物から再びアルコールを合成すること
によって熱エネルギーを放出させることを特徴とする熱
の輸送方法。
In a system in which thermal energy is released and absorbed by an alcohol synthesis / decomposition reaction, alcohol is decomposed by thermal energy, and a decomposition product is transported by a pressurizing mechanism utilizing a hydrogen storage function of a hydrogen storage alloy. After that, thermal energy is released by synthesizing alcohol again from the decomposition product.
【請求項2】アルコールの分解・燃焼反応により熱エネ
ルギーの吸収・放出が行われる系において、熱エネルギ
ーによりアルコールを分解し、水素吸蔵合金の水素吸蔵
機能を利用した昇圧機構によって分解生成物を輸送した
後、当該分解生成物を燃焼させることによって熱エネル
ギーを放出させることを特徴とする熱の輸送方法。
2. In a system in which heat energy is absorbed and released by the decomposition and combustion reaction of alcohol, alcohol is decomposed by heat energy, and the decomposition products are transported by a pressure increasing mechanism utilizing the hydrogen storage function of the hydrogen storage alloy. And then releasing thermal energy by burning the decomposition product.
【請求項3】熱エネルギーが、産業廃熱である請求項1
又は2に記載の熱の輸送方法。
3. The heat energy is industrial waste heat.
Or the method for transporting heat according to 2.
【請求項4】アルコールが、メタノールである請求項1
又は2に記載の熱の輸送方法。
4. The method according to claim 1, wherein the alcohol is methanol.
Or the method for transporting heat according to 2.
【請求項5】昇圧機構が、気密容器中に水素吸蔵合金及
び水素が密封されていて、かつ、容器中の圧力に応じて
往復運動をする部材が当該容器に設けられている装置に
おいて、上記水素吸蔵合金の加熱に伴う当該部材の往復
運動により昇圧が行われるものである請求項1又は2に
記載の熱の輸送方法。
5. The apparatus according to claim 5, wherein the pressure increasing mechanism includes a member in which the hydrogen storage alloy and hydrogen are sealed in the airtight container, and a member which reciprocates according to the pressure in the container is provided in the container. The heat transfer method according to claim 1 or 2, wherein the pressure is increased by reciprocating motion of the member accompanying heating of the hydrogen storage alloy.
【請求項6】水素吸蔵合金の加熱を、産業廃熱を用いて
行う請求項5記載の輸送方法。
6. The transportation method according to claim 5, wherein the heating of the hydrogen storage alloy is performed using industrial waste heat.
【請求項7】水素吸蔵合金が、ZrMn2 、LaN
5 、Mg2 Ni、TiMn1.5 、TiFeあるいはV
0.8 Ti0.2 を主な組成とする多元化合金である請求項
5記載の輸送方法。
7. A hydrogen storage alloy comprising ZrMn 2 , LaN
i 5 , Mg 2 Ni, TiMn 1.5 , TiFe or V
6. The transport method according to claim 5, wherein the alloy is a ternary alloy mainly containing 0.8 Ti 0.2 .
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