JPH0330408B2 - - Google Patents
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- JPH0330408B2 JPH0330408B2 JP58038686A JP3868683A JPH0330408B2 JP H0330408 B2 JPH0330408 B2 JP H0330408B2 JP 58038686 A JP58038686 A JP 58038686A JP 3868683 A JP3868683 A JP 3868683A JP H0330408 B2 JPH0330408 B2 JP H0330408B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は吸着装置の排熱回収方法に関するもの
であり、その目的とするところは、脱着時に発生
する排熱を回収し再利用することにより省エネル
ギーを図るものである。すなわち、本発明は吸着
と脱着を交互に繰返す水蒸気脱着式吸着装置にお
いて、脱着時に発生する水蒸気排熱を、異なる種
類の水素吸蔵用合金を各々別個に充填する熱交換
器を具備するヒートポンプを用いて熱回収し、水
蒸気を発生させて脱着に使用するものである。
であり、その目的とするところは、脱着時に発生
する排熱を回収し再利用することにより省エネル
ギーを図るものである。すなわち、本発明は吸着
と脱着を交互に繰返す水蒸気脱着式吸着装置にお
いて、脱着時に発生する水蒸気排熱を、異なる種
類の水素吸蔵用合金を各々別個に充填する熱交換
器を具備するヒートポンプを用いて熱回収し、水
蒸気を発生させて脱着に使用するものである。
従来、水蒸気脱着式吸着装置においては、吸着
が終ると吸着材に水蒸気を通し、吸着物質を脱着
し、脱着後の排蒸気を凝縮している。第１図はそ
の工程を示すものである。第１図において、吸着
材は吸着槽４に充填されており、吸着物質を含む
ガスが配管７を通じて吸着槽４に供給され、吸着
がおこなわれ、配管８により槽外に排出される。
吸着が破過状態に近ずくと供給ガスを停止し、配
管１よりスチームを供給し、吸着物質を脱着す
る。配管２より排出される水蒸気は凝縮器５によ
り凝縮し、受器６にためられる。この凝縮水の中
には吸着物質が含まれているので必要に応じて分
離し、吸着物質を回収することができる。
が終ると吸着材に水蒸気を通し、吸着物質を脱着
し、脱着後の排蒸気を凝縮している。第１図はそ
の工程を示すものである。第１図において、吸着
材は吸着槽４に充填されており、吸着物質を含む
ガスが配管７を通じて吸着槽４に供給され、吸着
がおこなわれ、配管８により槽外に排出される。
吸着が破過状態に近ずくと供給ガスを停止し、配
管１よりスチームを供給し、吸着物質を脱着す
る。配管２より排出される水蒸気は凝縮器５によ
り凝縮し、受器６にためられる。この凝縮水の中
には吸着物質が含まれているので必要に応じて分
離し、吸着物質を回収することができる。
この工程では主として水蒸気の顕熱が使われ、
スチームの持つているエネルギーの大半を占める
潜熱は捨てられており、供給されたエネルギーの
うち脱着に利用されているのは５〜15％にすぎな
い。
スチームの持つているエネルギーの大半を占める
潜熱は捨てられており、供給されたエネルギーの
うち脱着に利用されているのは５〜15％にすぎな
い。
この為、脱着後の水蒸気潜熱を利用して減圧下
で水蒸気を発生させ、圧縮して高圧水蒸気を得る
蒸気圧縮法が起案されている（特開昭57−78921
号公報）、第２図は蒸気圧縮式工程を示す。第２
図において、脱着時に排出される蒸気をボイラー
５に供給し、蒸気を発生させこれを圧縮機３にて
圧縮上昇し、脱着用蒸気として使用する。
で水蒸気を発生させ、圧縮して高圧水蒸気を得る
蒸気圧縮法が起案されている（特開昭57−78921
号公報）、第２図は蒸気圧縮式工程を示す。第２
図において、脱着時に排出される蒸気をボイラー
５に供給し、蒸気を発生させこれを圧縮機３にて
圧縮上昇し、脱着用蒸気として使用する。
本来、吸着装置は、吸着と脱着を交互に繰り返
すために脱着時に排出される水蒸気が経済的に変
化し、かつ間欠的に発生する。一方蒸気圧縮機は
連続運転に適したものであるのでこれを吸着装置
に適用して排熱回収をする場合、圧縮機に供給さ
れる蒸気量が変化し、負荷変動が生じてエネルギ
ー変換効率の低下や耐久性低下等の不都合が生じ
る。従来使用されているフロン圧縮式ヒートポン
プ、吸収式ヒートポンプも同様に間欠運転には不
適当である。また、蓄熱機構がないので水蒸気の
必要時期と排熱発生時期のタイミングが合わない
等の欠点があつた。
すために脱着時に排出される水蒸気が経済的に変
化し、かつ間欠的に発生する。一方蒸気圧縮機は
連続運転に適したものであるのでこれを吸着装置
に適用して排熱回収をする場合、圧縮機に供給さ
れる蒸気量が変化し、負荷変動が生じてエネルギ
ー変換効率の低下や耐久性低下等の不都合が生じ
る。従来使用されているフロン圧縮式ヒートポン
プ、吸収式ヒートポンプも同様に間欠運転には不
適当である。また、蓄熱機構がないので水蒸気の
必要時期と排熱発生時期のタイミングが合わない
等の欠点があつた。
本発明者らはかかる現状を鑑み、上記の欠点を
克服すべく鋭意検討した結果本発明を完成するに
致つた。
克服すべく鋭意検討した結果本発明を完成するに
致つた。
すなわち、本発明では鋭意時に発生する水蒸気
排熱を金属水素化物を用いるヒートポンプを用い
て熱回収し、さらに水蒸気を発生させ該水蒸気を
脱着に供する方法であつて、以下に詳しく説明す
る。
排熱を金属水素化物を用いるヒートポンプを用い
て熱回収し、さらに水蒸気を発生させ該水蒸気を
脱着に供する方法であつて、以下に詳しく説明す
る。
金属水素化物を用いるヒートポンプは、解離圧
の異なる少なくとも２種類の合金（以下（MH1、
MH2と記す）を充填した熱交換器（各々Ｘ、Ｙ
とする）を具備するものであり、これらの作動原
理を第３図、及び第４図に示す。第３図は脱着後
の排蒸気を用いて、より高い温度の熱源を得るも
のである（以下第２種ヒートポンプと云う）。す
なわち、第１工程としてＸに脱着後の排蒸気（温
度Ts）を流すと、MH1より水素が解離する（図
のＡ点）。この水素をＹのMH2に吸蔵させると
（図のＢ点）、より高い温度の熱源（温度TR）が
得られるので熱交換部に熱水を熱回収する。
MH1に吸蔵されていた水素のＸ→Ｙへの移動が
終ると、第２工程として、Ｘを冷却水にて冷却し
（図のＤ点、温度TL）、Ｙに脱着後の排スチーム
を流す（図のＣ点）。MH2に吸蔵されていた水素
はＹ→Ｘに移動し、もとの状態にもどるので、こ
の２つの工程を繰り返すことにより脱着後の排ス
チームの熱量をより高い温度TRで回収すること
ができる。一方第４図は脱着後の排スチームの他
に他の熱源を用いる方法である（以下第１種ヒー
トポンプを云う）。すなわち、第１工程としてＹ
に高温源（温度TH）を供給するとMH2に吸蔵さ
れていた水素が解離する（図のＡ点）。この水素
をＸのMH1に吸蔵させるとTsより高い温度の熱
源TRが得られるので熱交換部に熱水を流し、熱
回収する。MH2に吸蔵されていた水素のＹ→Ｘ
への移動が終ると、第２工程としてＸに脱着後の
排蒸気を流し、MH1に吸蔵していた水素をＸ→
Ｙ移動させる。このときＹではTRが得られるの
で同様に熱回収する。これでもとの状態によりも
どるので、この２つの工程を繰返すことにより、
脱着後の排蒸気の熱量を、より高い温度TRで回
収ることができる。
の異なる少なくとも２種類の合金（以下（MH1、
MH2と記す）を充填した熱交換器（各々Ｘ、Ｙ
とする）を具備するものであり、これらの作動原
理を第３図、及び第４図に示す。第３図は脱着後
の排蒸気を用いて、より高い温度の熱源を得るも
のである（以下第２種ヒートポンプと云う）。す
なわち、第１工程としてＸに脱着後の排蒸気（温
度Ts）を流すと、MH1より水素が解離する（図
のＡ点）。この水素をＹのMH2に吸蔵させると
（図のＢ点）、より高い温度の熱源（温度TR）が
得られるので熱交換部に熱水を熱回収する。
MH1に吸蔵されていた水素のＸ→Ｙへの移動が
終ると、第２工程として、Ｘを冷却水にて冷却し
（図のＤ点、温度TL）、Ｙに脱着後の排スチーム
を流す（図のＣ点）。MH2に吸蔵されていた水素
はＹ→Ｘに移動し、もとの状態にもどるので、こ
の２つの工程を繰り返すことにより脱着後の排ス
チームの熱量をより高い温度TRで回収すること
ができる。一方第４図は脱着後の排スチームの他
に他の熱源を用いる方法である（以下第１種ヒー
トポンプを云う）。すなわち、第１工程としてＹ
に高温源（温度TH）を供給するとMH2に吸蔵さ
れていた水素が解離する（図のＡ点）。この水素
をＸのMH1に吸蔵させるとTsより高い温度の熱
源TRが得られるので熱交換部に熱水を流し、熱
回収する。MH2に吸蔵されていた水素のＹ→Ｘ
への移動が終ると、第２工程としてＸに脱着後の
排蒸気を流し、MH1に吸蔵していた水素をＸ→
Ｙ移動させる。このときＹではTRが得られるの
で同様に熱回収する。これでもとの状態によりも
どるので、この２つの工程を繰返すことにより、
脱着後の排蒸気の熱量を、より高い温度TRで回
収ることができる。
ここでヒートポンプに用いる合金は、脱着水蒸
気の温度から見て、温度80℃〜130℃において解
離圧１〜30Kg／cmＧを示すものが好ましくたとえ
ばLaNi5の合金（合金の一部を他の金属で置換し
たもの、又は合金に他の金属の添加したものを含
む、以下同じ、）TiFeNi系の合金、MmNi系の
合金TiCo系の合金等が挙げられる。例えば
LaNi5系の合金としてLaNi4.7Al0.3、LaNi4.9
Al0.1、LaNi4.5Al0.5；TiFe0.8Ni0.2系の合金として
TiFe0.8Ni0.15V0.05、TiFe0.8Ni0.2、TiFe0.8Ni0.2
Nb0.05；MmNi系の合金としてMmNi4.5Al0.5、
MmNiCo2.5、MmNi4.5Al0 .5、MmNi4.5、
Mn0.5；TiCo系の合金としてTiCo0.5Fe0.5、
TiCo0.5Mn0.5、TiCo0.5Fe0.5Zr0.05等であり、
MH1、MH2はこれらの中から適宜選択使用でき
る。例えば熱回収温度（TR）を110℃にする様な
組合せとしてはMH1としてLaNi5、MH2として
はLaNi4.7Al0.3が、他の例としてはMH1として
LaNi4.9Al0.1、MH2としてLaNi4.6Al0.4が挙げら
れる。
気の温度から見て、温度80℃〜130℃において解
離圧１〜30Kg／cmＧを示すものが好ましくたとえ
ばLaNi5の合金（合金の一部を他の金属で置換し
たもの、又は合金に他の金属の添加したものを含
む、以下同じ、）TiFeNi系の合金、MmNi系の
合金TiCo系の合金等が挙げられる。例えば
LaNi5系の合金としてLaNi4.7Al0.3、LaNi4.9
Al0.1、LaNi4.5Al0.5；TiFe0.8Ni0.2系の合金として
TiFe0.8Ni0.15V0.05、TiFe0.8Ni0.2、TiFe0.8Ni0.2
Nb0.05；MmNi系の合金としてMmNi4.5Al0.5、
MmNiCo2.5、MmNi4.5Al0 .5、MmNi4.5、
Mn0.5；TiCo系の合金としてTiCo0.5Fe0.5、
TiCo0.5Mn0.5、TiCo0.5Fe0.5Zr0.05等であり、
MH1、MH2はこれらの中から適宜選択使用でき
る。例えば熱回収温度（TR）を110℃にする様な
組合せとしてはMH1としてLaNi5、MH2として
はLaNi4.7Al0.3が、他の例としてはMH1として
LaNi4.9Al0.1、MH2としてLaNi4.6Al0.4が挙げら
れる。
熱交換器は上記合金が水素を吸蔵し、（又は解
離し）発生（又は吸収）する熱を回収（又は供
給）できる様に合金中に伝熱管を挿入したもの
で、又は合金を伝熱管内に充填し、その外部で熱
交換させる様にしたものが好ましい。
離し）発生（又は吸収）する熱を回収（又は供
給）できる様に合金中に伝熱管を挿入したもの
で、又は合金を伝熱管内に充填し、その外部で熱
交換させる様にしたものが好ましい。
第５図は第２種ビートポンプを組み込んだ本発
明の水蒸気脱着式吸着装置の一例を示す。図にお
いて、脱着後の排蒸気は吸着装置４より配管２を
通して排出される。９，１０はそれぞれMH1、
MH2を充填した熱交換器である。１１は気液分
離器であり、脱着用スチームの一部は１１を経由
し、配管１により４へ供給される。第１工程とし
て９の熱交換部に排蒸気が入ると、MH1に吸着
されていた水素はMH2に移動し、高温の熱を発
生するので、１１の熱水を１０の熱交換部に通
し、熱回収する。
明の水蒸気脱着式吸着装置の一例を示す。図にお
いて、脱着後の排蒸気は吸着装置４より配管２を
通して排出される。９，１０はそれぞれMH1、
MH2を充填した熱交換器である。１１は気液分
離器であり、脱着用スチームの一部は１１を経由
し、配管１により４へ供給される。第１工程とし
て９の熱交換部に排蒸気が入ると、MH1に吸着
されていた水素はMH2に移動し、高温の熱を発
生するので、１１の熱水を１０の熱交換部に通
し、熱回収する。
水素の移動が終ると、第２工程として１０の熱
交換部に脱着後の水蒸気を流し、水素をMH1に
戻す。この時MH1の温度が脱着後の水蒸気温度
より低い温度（TLになる様に冷却水で９を冷却
するこの２つの工程をくり返す事により、脱着後
の排スチームの熱をより高温にして１１に回収蓄
積することができるのでこれを脱着用スチームと
して使うことができる。又追加用のスチームは圧
力コントロールバルブにて、圧力が一定になる様
に１１に加えると良い、又１１に供給する水は熱
交換器９，１０の脱着スチームの凝縮水により、
予熱する事ができる。
交換部に脱着後の水蒸気を流し、水素をMH1に
戻す。この時MH1の温度が脱着後の水蒸気温度
より低い温度（TLになる様に冷却水で９を冷却
するこの２つの工程をくり返す事により、脱着後
の排スチームの熱をより高温にして１１に回収蓄
積することができるのでこれを脱着用スチームと
して使うことができる。又追加用のスチームは圧
力コントロールバルブにて、圧力が一定になる様
に１１に加えると良い、又１１に供給する水は熱
交換器９，１０の脱着スチームの凝縮水により、
予熱する事ができる。
第６図は第１種ヒートポンプを組み込んだ本発
明の水蒸気脱着式吸着装置の一例を示す。９，１
０はそれぞれMH1、MH2を充填した熱交換器で
あり、第一工程として１０の熱交換部に回収温度
（TR）より高い温度の熱源（図ではスチーム熱源
が示してある）を供給するとMH2に吸蔵されて
いた水素はMH1に移動し、高温の熱を発生する
ので１１の熱水を９の熱交換部に通し、熱回収す
る。水素の移動が終ると、第２工程として９の熱
交換部に脱着後の水蒸気を流し、水素をMH2に
戻す、この時１０に高温の熱を発生するので１１
の熱水を１０の熱交換に通し、熱回収する。
明の水蒸気脱着式吸着装置の一例を示す。９，１
０はそれぞれMH1、MH2を充填した熱交換器で
あり、第一工程として１０の熱交換部に回収温度
（TR）より高い温度の熱源（図ではスチーム熱源
が示してある）を供給するとMH2に吸蔵されて
いた水素はMH1に移動し、高温の熱を発生する
ので１１の熱水を９の熱交換部に通し、熱回収す
る。水素の移動が終ると、第２工程として９の熱
交換部に脱着後の水蒸気を流し、水素をMH2に
戻す、この時１０に高温の熱を発生するので１１
の熱水を１０の熱交換に通し、熱回収する。
上記の説明によつて明らかなごとく、熱交換器
はMH1を充填したものと、MH2を充填したもの
が一組あれば作動するが、２組の熱交換器を用い
ることができる。この場合、第３図、又は第４図
において、Ａ点からＢ点への移動、及びＣ点から
Ｄ点への移動が同時におこなわれる。
はMH1を充填したものと、MH2を充填したもの
が一組あれば作動するが、２組の熱交換器を用い
ることができる。この場合、第３図、又は第４図
において、Ａ点からＢ点への移動、及びＣ点から
Ｄ点への移動が同時におこなわれる。
本発明のスチーム脱着式吸着装置は活性炭によ
る空気中の有機溶剤の回収に特に効果的である。
る空気中の有機溶剤の回収に特に効果的である。
なお、上記の本発明の水蒸気脱着式装置におい
て通常TRは100〜150℃、Tsは95〜100℃、TL20
〜50℃、TH120℃以上である。
て通常TRは100〜150℃、Tsは95〜100℃、TL20
〜50℃、TH120℃以上である。
実施例
プラスチツク処理工程において、トルエン濃度
1500ppmの空気50m3／minを25Kgの繊維状活性炭
マツトにより吸着分離した。吸着装置は２搭切換
式であり、10分間隔で吸着と脱着をおこなつた。
MH1としてLaNi5130Kg、MH2として LaNi4.7Al0.3130Kgを直径22.2長さ１ｍの銅チ
ユーブに入れ中心部に直径10mmのフイルターを入
れて伝熱管とした。さらにこれを束ねて外套に挿
入して熱交換器とした。熱交換器は２組構成し、
第２種ヒートポンプとして作動させた。脱着スチ
ーム温度（Ts）は95℃であつたのに対し、TR121
℃の高温脱着用スチームが取得された。運転に要
した水蒸気量は36Kg／hr、電力使用量は0.75Kw
であつた。
1500ppmの空気50m3／minを25Kgの繊維状活性炭
マツトにより吸着分離した。吸着装置は２搭切換
式であり、10分間隔で吸着と脱着をおこなつた。
MH1としてLaNi5130Kg、MH2として LaNi4.7Al0.3130Kgを直径22.2長さ１ｍの銅チ
ユーブに入れ中心部に直径10mmのフイルターを入
れて伝熱管とした。さらにこれを束ねて外套に挿
入して熱交換器とした。熱交換器は２組構成し、
第２種ヒートポンプとして作動させた。脱着スチ
ーム温度（Ts）は95℃であつたのに対し、TR121
℃の高温脱着用スチームが取得された。運転に要
した水蒸気量は36Kg／hr、電力使用量は0.75Kw
であつた。
比較例 １
実施例でのべた吸着装置において、金属水素化
物の替りに蒸気圧縮機を用い、図２に示す方法に
て熱回収を行つた。使用蒸気量は45Kg／hr電力使
用量は4.6Kwであつた。
物の替りに蒸気圧縮機を用い、図２に示す方法に
て熱回収を行つた。使用蒸気量は45Kg／hr電力使
用量は4.6Kwであつた。
比較例 ２
実施例１でのべた吸着装置において、熱回収装
置をつけずに運転を行なつたところ蒸気消費量は
60Kg／hrとなつた。
置をつけずに運転を行なつたところ蒸気消費量は
60Kg／hrとなつた。
第１図は熱回収をしない例、第２図は蒸気圧縮
法によつて熱回収する例、第３図及び第４図はそ
れぞれ金属水素化物の第２種ヒートポンプ及び第
１種ヒートポンプの作動原理を示す。第５図及び
第６図は金属水素化物を用いた第２種ヒートポン
プ及び第１種ヒートポンプにより熱回収する例を
示す。 １……配管、２……配管、３……蒸気圧縮機、
４……吸着槽、５……熱交換器、６……貯槽、７
……配管、８……配管、９……金属水素化物熱交
換器、１０……金属水素化物熱交換器、１１……
気流分離器、１２……コントロールバルブ。
法によつて熱回収する例、第３図及び第４図はそ
れぞれ金属水素化物の第２種ヒートポンプ及び第
１種ヒートポンプの作動原理を示す。第５図及び
第６図は金属水素化物を用いた第２種ヒートポン
プ及び第１種ヒートポンプにより熱回収する例を
示す。 １……配管、２……配管、３……蒸気圧縮機、
４……吸着槽、５……熱交換器、６……貯槽、７
……配管、８……配管、９……金属水素化物熱交
換器、１０……金属水素化物熱交換器、１１……
気流分離器、１２……コントロールバルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸着と脱着を交互に繰返す水蒸気脱着式吸着
装置において、脱着時に発生する水蒸気排熱を、
異なる種類の水素吸蔵用合金を各々別個に充填し
た熱交換器を具備するヒートポンプを用いて熱回
収する事を特徴とする吸着装置の排熱回収方法。 ２ 得られた回収熱で水蒸気を発生させ、該水蒸
気を脱着に使用する特許請求の範囲第１項記載の
排熱回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038686A JPS59162922A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 吸着装置の排熱回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58038686A JPS59162922A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 吸着装置の排熱回収方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162922A JPS59162922A (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0330408B2 true JPH0330408B2 (ja) | 1991-04-30 |
Family
ID=12532172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58038686A Granted JPS59162922A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 吸着装置の排熱回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162922A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10338410A1 (de) * | 2003-08-18 | 2005-04-14 | Donau Carbon Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Anlage zur Kaltwassererzeugung mittels Desorbatwärme |
| DE102005054411A1 (de) * | 2005-11-15 | 2007-05-16 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung von Vinylacetat unter Nutzung der dabei freiwerdenden Reaktionswärme |
| JP4848335B2 (ja) * | 2007-09-19 | 2011-12-28 | 月島環境エンジニアリング株式会社 | ガス処理方法 |
| CN110530059A (zh) * | 2019-09-04 | 2019-12-03 | 青岛华世洁环保科技有限公司 | 一种吸附回收余热综合利用系统及方法 |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP58038686A patent/JPS59162922A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59162922A (ja) | 1984-09-13 |
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