JPH05504612A - 固体蒸気化合物反応器の連続定圧ステージング - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 固体蒸気化合物反応器の 連続定圧ステージング 発明の背景 固体吸着剤上で気体分子の吸着によって形成される固体蒸気組成物を含む化合物 の熱ポンプ作用材料としての用途は既知である。かかる材料を使用する熱ポンプ システムは住宅用および商業用空間調節、工業用熱ポンピングならびに冷凍のた めの他の熱ポンプに比べて多数の利点を有する。

かかる利点は、他の吸着媒質と比べて、固体蒸気媒質によって作出されるより高 い温度上昇を含み、それによって冷却塔または吸上げステージング（ｓｔａｇｉ ｎｇ）の必要性を排除する。さらに、固体蒸気化合物熱ポンプのために使用され るこの装置はたとえあるとしても少ない移動部分を必要とし、単純でかつ信頼性 のあるハードウェアを結果としてもたらす。加えて、かかるシステムは反対を引 起こすＣＦＣを使用しない。

熱ポンプに適切な固体蒸気化合物は、気体反応物が固体吸着剤、一般に固体金属 無機塩との電子置換を経て配位する気体形状の配位結合の分子を吸着する材料で ある錯化合物を含む。吸着／脱着プロセスは吸着の間かなりの熱を放出し、脱着 位相の間エネルギを吸着する。大半の他の吸着プロセスと違って、吸着または脱 着反応の全体は一定温度で発生し得るので、熱いおよび冷たい吸着体末端の問題 を排除する。有用な気体反応物は水、アンモニア、メタノール、メタン、エタン などを含む。多数のかかる材料は米国特許第４．８２２．３９１号および第４． ８４８．９９４号で説明される。

前述の特許で説明されるかかる化合物およびその用途はこの引用により援用され る。

熱によって駆動される熱ポンプは高圧冷凍蒸気を発生する熱エンジンサブシステ ム、本質的には熱圧縮器、および冷却または加熱ポンピングを生じさせるために 高圧冷凍剤を使用する熱ポンプサブシステムからなる。熱によって駆動される熱 ポンプにおける熱圧縮器、熱ポンプおよびその組合せは固体−気体反応を有利に 利用する有用な熱力学的システムを含む。この発明の目的はかかる反応をより有 利にかつ効率的に使用することである。さらに、熱エネルギおよび冷却貯蔵シス テムはまた充填および放出温度とともにエネルギ密度に関してこの発明のステー ジング技術を使用することによって改良され得る。

発明の概要 この発明は固体蒸気吸着／脱着技術を非常に有利に利用するために設計される装 置および方法を利用するシステムを含む。反応において、固体反応物は気体反応 物と反応して気体が代替的に吸着されるおよび脱着される化合物を形成する。こ の発明のプロセスにおいて、複数個のまたは一系列の異なった化合物が気体反応 物の蒸気圧力に基づいて選択される。各々が複数個の２つ以上の異なる固体反応 物を充填される複数個の反応器を利用して、材料は圧力を気体の平衡蒸気圧力よ り下またはそれより上に調整することによって、所与の定圧で気体反応物を吸着 するまたは脱着するようにされる。反応器で使用される複数個のまたは１組の化 合物のうちの化合物の各々は、反応器の気体反応物の濃度から実質的に独立した 異なる気体反応物蒸気圧力を有する。装置の異なる反応器を充填するために使用 される化合物の組の適当な固体を選択することによって、かつ脱着反応に適当な 圧力を選択しかつ典型的に吸着反応に異なった圧力を選択することによって、こ のシステムは異なった化合物の連続吸着および脱着を十分に利用して熱圧縮、機 械的または熱による駆動を通しての熱ポンピングおよび熱エネルギ貯蔵を達成す る機能を果たすようにされ得る。

この発明は固体蒸気化合物反応をステージングする方法を含み、この方法は固体 反応物吸着剤およびその上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ以上の異 なる化合物を選択するステップを含み、前記化合物の各々は気体反応物の濃度か ら実質的に独立した異なる気体反応物蒸気圧力を有し、この方法は第１の反応器 に前記異なる化合物の第１の組を置きかつ第２の反応器に前記異なる化合物の第 ２の組を置くステップと、前記第１の組の化合物と熱連通状態の前記第１の反応 器に沿って第１の温度で熱伝達流体を供給して結果として第１の圧力をもたらす ステップとを含み、それによって前記化合物は吸熱反応で前記気体反応物を脱着 し、この方法はさらに化合物の前記第２の組と熱連通状態の前記第２の反応器に 沿って、前記第１の温度より低い、第２の温度で熱伝達流体を供給するステップ を含み、前記第２の反応器は第２の圧力で動作され、それによってその中の前記 化合物は発熱反応で前記気体反応物を吸着する。この発明の他の実施例において 、高圧冷凍剤（気体反応物）蒸気は機械的なまたは熱による圧縮器によって反応 器に与えられる。

この発明はまた冷凍剤のための蒸発器および凝縮器を組込む熱によって駆動され る熱ポンプ実施例、および圧縮器を使って反応器に高圧冷凍剤蒸気を与える機械 的にまたは圧力によって駆動される熱ポンプ実施例を含むこの発明のプロセスを 実行するための装置を含む。

図面の簡単な説明 図１はこの発明のシステムで使用される装置の一例を例示する概略図である。

図２は図１に例示された装置で実行されるこの発明のプロセスの好ましい実施例 を例示する位相図である。

図３はこの発明のシステムで使用され得る機械的に駆動される熱ポンプ装置を例 示する。

詳細な説明 熱によって駆動される熱ポンプ ここで使用されるように、「化合物」という言葉はこの発明の範囲内の固体反応 物上の気体反応物の吸着および脱着によって形成される任意の反応生成物を意味 することが意図される。この発明に従って定圧エンジンサイクルの連続ステージ ングを実施する際に、複数個の２つ以上の異なる固体反応物が選択され、かつ複 数個のまたは１組の異なる固体反応物が熱ポンプ装置の各反応器に導入される。

かかる組またはグループの化合物の各々は、各々異なった蒸気圧力曲線を示し、 つまり各々は異なった蒸気圧力一温度関係を有し、かつそれは気体反応物の濃度 から独立している。このように、反応器の組の化合物の各々は反応器の反応圧力 での異なる温度で同一の気体反応物を吸着しかつ脱着する。化合物は気体蒸気圧 力の上昇オーダのシーケンスで選択されかつ反応器に配列される。好ましくはそ の系列の化合物は同一の反応器の化合物のいずれもが断続的な動作中サイクル性 能を低減させるであろう停止状態または温度平衡の間、他の化合物からより多く の反応物気体を吸着し得るより低い平衡温度で付加的な配位ステップを有しない ように選択される。さらに、各化合物の質量は各化合物を脱着するために必要と される熱の量がその化合物と次のより高い温度化合物との間の温度差に比例する ように調整される。

化合物は化合物気体蒸気圧力に基づくシーケンスで反応器に配列され、かつ好ま しくは気体蒸気圧力の上昇オーダで連続的に配列される。反応器には熱伝達流体 を化合物と熱連通するように指向するための手段が設けられる。プロセス動作の 間、熱伝達流体は連続化合物が連続的により低い温度で気体反応物を脱着する脱 着反応器を通過するときに徐々に冷却される。吸着反応器において、流体はシー ケンスの次の連続化合物がより高い温度で吸着する吸着化合物の連続に熱によっ て連続的にさらされるので徐々に加熱されるであろう。

この発明で有用な化合物を形成するために使用される特定の反応物は、金属酸化 物、水素化物、ハロゲン化物、炭酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、硫化物 および硫酸塩を含む。無機塩のための好ましい金属はアルカリおよびアルカリ土 類金属、遷移金属、アルミニウム、亜鉛、カドミウムならびにスズから選択され る。好ましい遷移金属はマンガン、鉄、ニッケルおよびコバルトである。金属が アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウム、マンガン、鉄、ニッケルおよ びコバルトから選択される二金属塩化物塩もまた有用である。以下これらの反応 物をときとして固体、塩または固体反応物と呼ぶことがある。

この発明のプロセスで特に有用な化合物を形成するために固体上で吸着される気 体反応物はアンモニア、水、メチルアミンおよびメタノールであり、アンモニア は特に適切である、なぜならそれは安定しかつ高エネルギ錯体を形成するからで ある。しかしながら、水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、他の低級アルカノール、 低級アルカン、特にメタンおよびエタン、ピリジン、アルキルアミン、ポリアミ ンならびにホスフィンもまた使用され得る。これらの気体反応物もまたここで冷 凍剤と呼ぶことがある。

化合物の組または系列の具体的な例において、この発明に従うシステムを例示す るために、塩、ＭｇＢｒ２、Ｃ。

Ｃ１２、ＣａＢｒ２および５ｒＢｒ２が２つの別個の反応容器か、らなる熱ポン プで使用される。化合物は２ないし６のＮＨ３を含む錯体を形成するＭｇＢｒ２ 、ＣｏＢｒ２、ＣｏＣｌ２およびＣａＢｒ２塩ならびに２ないし８のＮＨ３を含 む錯体を形成する５ｒＢｒ２を含む前述の塩のアンモニア配位子錯化合物を含む 。図１はＭｇＢｒ２　・ＸＮＨ３で始まる上に与えられたオーダでそれぞれＡ− Ｅと示された化合物を使って連続定圧ステージングされた熱ポンプを実行するた めの装置実施例の一例を概略で例示する。塩は錯化合物配位子蒸気圧力の連続的 上昇オーダで、反応器１０および２０に充填される。このように、各反応器の塩 の組は示されるように連続的にＡ−Ｅに整列される。各反応器には、化合物と熱 によって接触するように熱伝導流体を供給するための導管または均等の手段が設 けられる。化合物は、伝達流体供給手段がパイプを含み、かつ熱を化合物と交換 するための適切な手段を有する状態で、示されるようなオーダで円柱状に存在し 得る。装置は導管２６．２８．３８および４２を有するバーナーまたは炉１５を 含み、それらは炉１５、反応器１０および２０、ならびに熱交換器２５の間で熱 伝達流体を指向する。バルブ２２およびポンプ１８は熱伝達流体をシステムを通 って指向するのを援助するための手段を与える。蒸発器３０および凝縮器３２も またアンモニア蒸気を反応器へおよび反応器から指向するためのパイプ３６およ び３７ならびにバルブ３４を経て反応器と接続される。

第１の反応位相または半サイクルにおいて、バルブ２２は熱くなった熱伝達流体 が導管２６を経て反応器１ｏに指向されるように位置決めされる。化合物が蒸気 圧力の上昇オーダに従って配列された状態で、熱伝達流体は反応器１０の長さに 沿って移動するとき組の化合物と連続的に熱によって連通ずるであろう。

この反応サイクルにおいて、反応器１ｏは脱着反応器である一方で、反応器２０ は吸着反応器である。反応器１゜は第１の圧力に加圧される一方で、反応器２０ は第１の圧力より低い第２の圧力に加圧される。反応器１０の脱着反応はパイプ ２６を経て反応器に導入される加熱された熱伝達流体によって駆動され、それに よってこれらの脱着反応を連続的に駆動し、それによって熱伝達流体はそれが熱 を脱着化合物に渡すにつれて徐々に冷却される。冷却された熱伝達流体はそれか ら導管２８を経て熱交換器２５を通って指向され、そこで導管３８を経て反応器 ２０に導入するために適切な温度までさらに冷却される。プロセスのこの位相ま たは半サイクルにおいて、反応器２０はその中の化合物の組が発熱反応で気体反 応物を吸着する吸着反応器である。この反応器において、熱伝達流体は反応器に 沿って指向され、かつ連続的により高い温度で発熱吸着反応に熱によって連続的 にさらされるにつれて徐々に加熱される。

このように熱伝達流体はパイプ４２を経て反応器２０を出るので、それがパイプ ３８を経て導入された温度に対して実質的に加熱される。熱伝達流体はそれから 炉１５に戻って指向され、そこで反応器１０の吸熱反応を駆動するために必要な 温度まで再び加熱される。

プロセスのこのサイクルの間、脱着反応器１０からの気体反応物は凝縮器３２に 指向され、かつ反応器２０の吸着反応のための気体反応物は蒸発器２４から得ら れる。蒸発器および凝縮器は、気体反応物にエネルギを伝達しかつ気体反応物か らエネルギを取戻すための図示されていない熱交換器と熱接触している。

このプロセスの第２の半サイクルまたは位相において、反応器の圧力は反応器１ ０が吸着反応器である状態で反応器２０が脱着反応器になるように逆にされる。

バルブ２２は加熱された熱伝達流体が始めにパイプ２４を経て反応器２０に指向 され、反応はそれから第１の反応位相で前に説明されたように発生するが、反応 器は吸着および脱着に対して逆にされた状態になるように調整される。第２の半 サイクルの終りに、バルブは再び逆にされて、上に述べられたように第１の半サ イクルが繰返される。

例によって、反応器に充填された前に述べられた化合物は以下の表に示される温 度および圧力で吸着しかつ脱着する。これらのまたは類似の化合物を使用して行 なわれるプロセスの位相図が図２に例示される。たとえば、前に述べられたよう に第１の半サイクルにおいて、反応器１０の脱着反応は図に例示される点（１） および（３）の間で実質的に定圧で実行されるであろう。熱伝達流体の段階的な 温度の低下もまた示される。付加的な熱は図１で示される熱交換器２５を介して 、点（２）および（３）の間の熱伝達流体から排除されるまたは取除かれる。同 様に、反応器２０の吸着は状態点（３）および（４）の間のより低い圧力で実行 される。熱伝達流体はそれから点（４）および（５）の間に示された高い温度ま で加熱され、そのサイクルが継続される。このプロセスはそのサイクル位相の化 合物の吸着および脱着の程度によって所望されるときまたは必要とされるときに 逆にされる。

表■ 脱着　吸着 （７ＪＩ　Ｂａｒ）　（１，４３Ｂａｒ）ＮＨ３温度　０Ｋ Ｍ　ｇ　Ｂ　ｒ　２　・２　／　６　５６２　５０２ＣｏＢｒ２ｚ２／６　５１ ４　４５６ ＣｏＣ１２・２／６　４６１　４１６ ＣａＢｒ２　・２／６　４１６　３６８ＳｒＢｒ２　・２／８　４０５　３６０ 錯化合物の組または系列のこの例から、塩は化合物蒸気圧力の上昇オーダに対応 する、吸着および脱着温度の下降オーダで配列されることが示される。

所望されれば、図１に示される蒸発器および凝縮器は気体反応物、たとえば臭化 ナトリウムを吸着および脱着するであろう固体塩を含む反応器と取換えられ得る 。かかる反応器は、熱交換器と協働して、代替的に加熱および冷却を与える。各 半サイクルの間、一方の反応器が冷却を与える一方で他方の反応器は加熱を与え る。凝縮器／蒸発器装置に対向するように気体反応物を吸着／脱着するために臭 化ナトリウムまたは他の固体反応物を使用する利点は、（１）気体の蒸発および 凝縮と比べて吸着／脱着反応においてより高いエネルギ密度を含み、結果として より高い成績係数およびより少ないシステム質量をもたらし、かつ（２）冷凍剤 凝縮を使用して要求されるであろうより低いシステム圧力とともに高温で熱を排 除する能力を含む。

熱圧縮器 この発明のプロセスおよびシステムもまた熱によって駆動される熱ポンプのサブ システムである熱圧縮器として使用され得る。たとえば図１を参照して、凝縮器 ３２および蒸発器３０を取除くことによって、結果として生じるサブシステム装 置は導管３８を介して低圧蒸気を受取りかつ導管３９を介して高圧蒸気を与える 熱によって駆動される圧縮器として作用する。かかる熱圧縮器は加圧された気体 反応動を得るための電気的に駆動される圧縮器へのそれほど高価でない代替物と して使用され得る。たとえば、高圧脱着反応容器からの高圧気体はガスタービン または気体を使って機械的作業を行なうための手段を有する他の装置に指向され 得る。結果として生じるより低い圧力の気体（気体反応物）はそれから低圧反応 器に戻される。適切な化合物の定圧ステージングは水、アンモニア、二酸化炭素 、二酸化硫黄、メタノールおよび他の低級アルカノール、アルキルアミン、ポリ アミンならびにホスフィンのような任意の気体反応物の効率的な熱圧縮を与える ことが可能である。

水素もまた錯化合物の代わりに反応器で水素化物を使用することによって圧縮さ れる一方で、二酸化炭素は金属酸化物／金属炭酸塩反応物とともに使用され、か つ水は金属酸化物／金属水素化物または錯化合物反応物とともに使用されること が可能である。この発明のプロセスを使用するかかる熱圧縮は従来の熱圧縮器よ り効率的である、なぜなら熱は数個のステージを介してカスケードされ、かつ高 圧蒸気は各ステージで発生されるからである。

機械的作業または圧力によって駆動される熱ポンプこの発明の定圧ステージング プロセスはまた高圧冷凍剤蒸気を受取り、低圧蒸気を放出しかつ冷却または加熱 を生じさせる熱ポンプで使用され得る。高圧冷凍剤蒸気は機械的圧縮器、熱圧縮 器、たとえば上述の定圧ステージングされた熱圧縮器、または他のソースによっ て与えられ得る。

定圧ステージされた熱ポンプは機械的圧縮器と結合されたとき最も有利である、 なぜなら機械的圧縮器の効率および信頼性は圧縮比が小さくなりかつステージン グが所与の温度上昇に対する圧縮比を下げるまたは所与の圧縮比に対する温度上 昇を上げるとき増大するからである。かかる装置は図３に例示され、それは蒸発 器、凝縮器および炉またはバーナーが削除されたことを除いては図１に示された 装置と非常に類似している。蒸発器および凝縮器の代わりに、圧縮器４０が気体 反応物を反応器へおよび反応器から指向するために反応器へのおよび反応器から の導管と協働して高圧冷凍剤蒸気を反応器に与えるために使用される。熱交換器 ２５および２７は反応器の間を連続的に流れる熱伝達流体へおよび熱伝達流体か ら熱またはエネルギを取除くまたは導入するために使用される。再び、化合物は 錯化合物蒸気圧力の上昇オーダで化合物の組に導入される。反応を駆動するため に図３の機械的圧縮型手段を使用する場合、図１で説明された容器の圧力は簡単 に逆にされる。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．固体蒸気化合物反応をステージングする方法であって、ａ．固体反応物吸着 およびその上で吸着された気体反応物を含む複数個の２つ以上の異なる化合物を 選択するステップを含み、前記化合物の各々は気体反応物の濃度から実質的に独 立した異なる気体反応物蒸気圧力を有し、ｂ．前記異なる化合物の第１の組を第 １の反応器に、かつ前記異なる化合物の第２の組を第２の反応器に置くステップ と、 ｃ．第１の圧力を結果としてもたらす、化合物の前記第１の組と熱連通状態にあ る前記第１の反応器に沿って第１の温度で熱伝達流体を供給するステップとを含 み、それによって前記化合物は吸熱反応で前記気体反応物を脱着し、さらに、 ｄ．前記第２の組の化合物と熱連通状態にある前記第２の反応器に沿って、前記 第１の温度より低い、第２の温度で熱伝達流体を供給するステップを含み、前記 第２の反応器は第２の圧力で動作され、それによってその中の前記化合物は発熱 反応で前記気体反応物を吸着する、方法。 ２．前記第１の組の前記化合物の各々および前記第２の組の前記化合物の各々は それぞれ前記組の各々の他の化合物とは異なる温度で、その反応圧力で同一の気 体反応物を吸着および脱着する、請求項１に記載の方法。 ３．前記第１および第２の組の各々の化合物は化合物蒸気圧力の連続的上昇オー ダで前記第１および第２の反応器におかれる、請求項１に記載の方法。 ４．前記第２の圧力は前記第１の圧力より低い、請求項１に記載の方法。 ５．前記第１および第２の組の各々の化合物は化合物蒸気圧力の連続的上昇オー ダで前記第１および第２の反応器におかれる、請求項２に記載の方法。 ６．前記第１および第２の組の各々の化合物はそれぞれ同一である、請求項１に 記載の方法。 ７．前記熱伝達流体は前記第１および第２の反応器の各々を介して化合物蒸気圧 力の連続オーダで前記化合物と連続的に熱によって連通するように指向される、 請求項３に記載の方法。 ８．前記熱伝達流体は前記第１の反応器に供給される前に前記第１の温度まで加 熱され、かつその中の前記化合物と連続的に熱連通状態にある前記第１の反応器 を介して指向されるとき徐々に冷却される、請求項７に記載の方法。 ９．前記熱伝達流体は前記第２の反応器に供給される前に前記第２の温度まで冷 却され、かつその中の前記化合物と連続的に熱連通状態にある前記第２の反応器 を介して指向されるとき徐々に加熱される、請求項８に記載の方法。 １０．第１の反応サイクルにおいて、前記第１の反応器は第１の圧力で動作され かつ前記第２の反応器は第２の圧力で動作され、かつ第２の反応サイクルにおい て、前記第１の反応器は前記第２の圧力で動作され、かつ前記第２の反応器は前 記第１の圧力で動作される、請求項１に記載の方法。１１．前記脱着中に前記化 合物から放出された気体反応物を凝縮するステップと、気体反応物凝縮から熱を 取戻すステップと、前記凝縮された気体反応物の少なくとも一部を蒸発させるス テップと、さらに前記蒸発から熱を吸収するステップとを含む、請求項１に記載 の方法。 １２．前記反応器は外部の吸着器／脱着器反応器から前記気体反応物を供給され る、請求項１に記載の方法。 １３．前記脱着反応からの気体反応物の少なくとも一部はその中に固体反応物吸 着剤を有する外部の吸着器／脱着器に指向され、吸着反応のための気体反応物の 少なくとも一部は外部の吸着器／脱着器反応器からそれに指向される、請求項１ ０に記載の方法。 １４．前記気体反応物はアンモニア、水、水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、低級 アルカノール、アルキルアミン、ポリアミンおよびホスフィンからなるグループ から選択される、請求項１に記載の方法。 １５．前記固体反応物は金属酸化物、水素化物、ハロゲン化物、炭酸塩、亜硝酸 塩、硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩または硫化物である、請求項１４に記載の方法 。 １６．前記固体反応物の金属はアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ア ルミニウム、亜鉛、カドミウム、およびスズからなるグループから選択される、 請求項１５に記載の方法。 １７．前記固体反応物は二金属塩化物を含み、前記金属はアルカリ金属、アルカ リ土類金属、アルミニウム、マンガン、鉄、ニッケルおよびコバルトからなるグ ループから選択される、請求項１４に記載の方法。 １８．前記気体反応物はアンモニアであり、かつ前記固体反応物は前記金属のハ ロゲン化物である、請求項１６に記載の方法。 １９．固体蒸気化合物反応をステージングする改良された方法であって、 ａ．固体反応物吸着剤およびその上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ 以上の異なる化合物を選択するステップを含み、前記化合物の各々は気体反応物 の濃度から実質的に独立した異なる気体反応物蒸気圧力を有し、ｂ．前記異なる 化合物の第１の組を第１の反応器に、かつ前記異なる化合物の第２の組を第２の 反応器に置くステップと、 ｃ．第１の反応サイクルにおいて、結果として第１の圧力をもたらす、前記第１ の組の化合物と熱連通状態にある前記第１の反応器に沿って第１の温度で熱伝達 流体を供給するステップとを含み、それによって前記化合物は吸熱反応で前記気 体反応物を脱着し、かつ結果として前記第１の圧力より低い第２の圧力をもたら す、前記第２の組の化合物と熱連通状態にある前記第２の反応器に沿って前記第 １の温度より低い前記第２の温度で熱伝達流体を供給するステップをさらに含み 、それによって前記化合物は発熱反応で前記気体反応物を吸着し、 ｄ．第２の反応サイクルにおいて、結果として前記第１の圧力をもたらす、前記 第２の組の化合物と熱連通状態にある前記第２の反応器に沿って第１の温度で熱 伝達流体を供給するステップを含み、それによって前記化合物は吸熱反応で前記 気体反応物を脱有し、かつ結果として前記第２の圧力をもたらす、前記第１の組 の化合物と熱連通状態にある前記第１の反応器に沿って第２の温度で熱伝達流体 を供給するステップを含み、それによって前記化合物は発熱反応で前記気体反応 物を吸着し、さらにｅ．前記発熱および吸熱反応で移されたエネルギの少なくと も一部を取戻すステップを含む、方法。 ２０．前記第１の組の化合物の各々と前記第２の組の化合物の各々はそれぞれ前 記組の各々の他の化合物とは異なる温度で、その反応圧力で同一の気体反応物を 吸着および脱着する、請求項１９に記載の方法。 ２１．前記第１および第２の組の各々の化合物は化合物蒸気圧力の連続的上昇オ ーダで前記第１および第２の反応器におかれる、請求項２０に記載の方法。 ２２．前記第１および第２の組の各々の化合物はそれぞれ同一である、請求項１ ９に記載の方法。 ２３．前記熱伝達流体は前記第１および第２の反応器の各々を介して化合物蒸気 圧力の連続オーダで前記化合物と連続的に熱によって連通するように指向される 、請求項１９に記載の方法。 ２４．前記脱着反応からの気体反応物の少なくとも一部はその中に固体反応物吸 着剤を有する外部の吸着器／脱着器反応器に指向され、吸着反応のための気体反 応物の少なくとも一部は外部の吸着器／脱着器反応器からそれに指向される、請 求項１９に記載の方法。 ２５．気体反応物をより高い圧力反応器からガスタービンまたは機械的作業を行 なうための膨張手段に指向するステップを含む、請求項１９に記載の方法。 ２６．前記脱着反応からの気体反応物の少なくとも一部は前記気体反応物を凝縮 しかつ蒸発するための手段に指向される、請求項１９に記載の方法。 ２７．機械的にまたは圧力によって駆動される熱ポンプを動作する改良された方 法であって、 ａ．固体反応物吸着剤およびその上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ 以上の異なる化合物を選択するステップを含み、前記化合物の各々は気体反応物 の濃度から実質的に独立した異なる気体反応物蒸気圧力を有し、ｂ．前記異なる 化合物の第１の組を第１の反応器に、かつ前記異なる化合物の第２の組を第２の 反応器に置くステップと、 ｃ．第１の反応サイクルにおいて、前記気体反応物を使って前記第１の反応器を 第１の圧力で加圧し、かつ前記気体反応物を使って前記第１の圧力より高い第２ の圧力で前記第２の反応器を加圧するステップと、前記第１の組の化合物と熱連 通状態にある前記第１の反応器に沿って第１の温度で熱伝達流体を供給するステ ップとを含み、それによって前記化合物は吸熱反応で前記気体反応物を脱着し、 前記第２の組の化合物と熱連通状態にある前記第２の反応器に沿って前記第１の 温度より高い第２の温度で熱伝達流体を供給するステップを含み、それによって 前記化合物は発熱反応で前記気体反応物を吸着し、さらにｄ．第２の反応サイク ルにおいて、前記気体反応物を使って前記第２の反応器を前記第１の圧力で、か つ前記気体反応物を使って前記第１の反応器を前記第２の圧力で加圧するステッ プと、前記第２の組の化合物と熱連通状態にある前記第２の反応器に沿って第２ の温度で熱伝達流体を供給するステップとを含み、それによって前記化合物は吸 熱反応で前記気体反応物を脱着し、さらに前記第１の組の化合物と熱連通状態に ある前記第１の反応器に沿って第２の温度で熱伝達流体を供給するステップを含 み、それによって前記化合物は発熱反応で前記気体反応物を吸着し、さらに ｅ．脱着されかつ吸着された気体反応物はそれぞれ機械的にまたは圧力によって 駆動される圧縮器におよび圧縮器から指向される、方法。 ２８．前記第１の組の前記化合物の各々および前記第２の組の前記化合物の各々 はそれぞれ前記組の各々の他の化合物とは異なる温度で、その反応圧力で同一の 気体反応物を吸着および脱着する、請求項２７に記載の方法。 ２９．前記第１および第２の組の各々の化合物は化合物蒸気圧力の連続上昇オー ダで前記第１および第２の反応器におかれる、請求項２８に記載の方法。 ３０．前記第１および第２の組の各々の化合物はそれぞれ同一である、請求項２ ８に記載の方法。 ３１．前記熱伝達流体は前記第１および第２の反応器の各々を介して化合物蒸気 圧力の連続オーダで前記化合物と連続的に熱によって連通するように指向される 、請求項２９に記載の方法。 ３２．ａ．複数個の２つ以上の反応器を含み、各反応器は固体反応物吸着剤およ びその上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ以上の異なる化合物を含み 、前記化合物の各々はその中の気体反応物の濃度から実質的に独立した異なる気 体反応物蒸気圧力を有し、前記化合物は気体反応物蒸気圧力の上昇オーダで配列 され、 ｂ．前記反応器へおよび前記反応器から熱伝達液体を供給するための手段と、そ の中の前記化合物と熱連通状態にある前記反応器を介して熱伝達流体を指向する 手段と、ｃ．気体反応物を前記反応器へおよび前記反応器から指向するための手 段と、さらに ｄ．前記熱伝達液体を加熱および／または冷却するための、かつ選択的にそれか ら熱を取戻すおよび／または吸着するための熱交換手段とを含む、装置。 ３３．前記反応器から指向された気体反応物を処理するための受入手段を含む、 請求項３２に記載の装置。 ３４．前記受入手段は前記気体反応物を凝縮しかつ蒸発させるための手段を含む 、請求項３３に記載の装置３５．前記受入手段は前記気体反応物を吸着しかつ脱 着するための手段を含む、請求項３３に記載の装置。 ３６．前記吸着および脱着のための手段は固体吸着剤または液体吸着剤を含む反 応器を含む、請求項３に記載の装置。 ３７．前記受入手段は圧力によって駆動される熱ポンプを含む、請求項３３に記 載の装置。 ３８．前記受入手段は機械的圧縮器を含む、請求項３３に記載の装置。 ３９．前記受入手段は複数個の２つ以上の反応器を含み、各反応器は固体反応物 吸着剤およびその上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ以上の異なる化 合物をその中に含み、前記化合物の各々はその中の気体反応物の濃度から実質的 に独立した異なる気体反応物蒸気圧力を有し、前記化合物は気体反応物蒸気圧力 の上昇オーダで配列される、請求項３３に記載の装置。 ４０．前記気体反応物はアンモニア、水、水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、低級 アルカノール、アルキルアミン、ポリアミンおよびホスフィンからなるグループ から選択される、請求項３２に記載の装置。 ４１．前記固体反応物は金属酸化物、水素化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩 、亜硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩または硫化物であり、金属はアルカリ金属、ア ルカリ土類金属、遷移金属、アルミニウム、亜鉛、カドミウムおよびスズからな るグループから選択される、請求項３２に記載の装置。 ４２．前記固体反応物は二金属塩化物を含み、前記金属はアルカリ金属、アルカ リ土類金属、アルミニウム、マンガン、鉄、ニッケルおよびコバルトからなるグ ループから選択される、請求項４０に記載の装置。 ４３．機械的にまたは圧力によって駆動される熱ポンプであって、 ａ．複数個の２つ以上の反応器を含み、各反応器は固体反応物吸着剤およびその 上で吸着される気体反応物を含む複数個の２つ以上の異なる化合物をその中に含 み、前記化合物の各々はその中の気体反応物の濃度から実質的に独立した異なる 気体反応物蒸気圧力を有し、前記化合物は気体反応物蒸気圧力の上昇オーダで配 列され、ｂ．前記反応器へおよび前記反応器から熱伝達液体を供給するための手 段と、その中の前記化合物と熱連通状態にある前記反応器を介して熱伝達流体を 指向するための手段と、 ｃ．前記反応器へおよび前記反応器から気体反応物を指向するための手段と、さ らに ｄ．前記反応器に高圧および低圧気体反応物を与えるための圧縮器手段とを含む 、熱ポンプ。 ４４．前記熱伝達液体を加熱しかつ冷却するための、かつ選択的に熱をそれから 取戻すおよび／または吸収するための熱交換手段を含む、請求項４３に記載の装 置。 ４５．前記気体反応物はアンモニア、水、水素、二酸化炭素、二酸化硫黄、低級 アルカノール、アルキルアミン、ポリアミンおよびホスフィンからなるグループ から選択される、請求項４３に記載の装置。 ４６．前記固体反応物は金属酸化物、水素化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硝酸塩 、亜硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩または硫化物であり、かつ金属はアルカリ金属 、アルカリ土類金属、遷移金属、アルミニウム、亜鉛、カドミウムおよびスズか らなるグループから選択される、請求項４５に記載の装置。 ４７．前記固体反応物は二金属塩化物を含み、前記金属はアルカリ金属、アルカ リ土類金属、アルミニウム、マンガン、鉄、ニッケルおよびコバルトからなるグ ループから選択される、請求項４５に記載の装置。