JPH11317247A

JPH11317247A - 発電方法および装置

Info

Publication number: JPH11317247A
Application number: JP13611798A
Authority: JP
Inventors: Makio Tamura; 真紀夫田村
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の機械的発電方法における熱効率の低さ
や発電量の柔軟な対応についての問題を補うに有効な発
電方法および装置を提供する。【解決手段】膜蒸留により調製した濃厚液と希薄液を
濃淡電池に通液して発電することを特徴とする発電方
法、および発電装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学的作用による
発電、特に溶液の濃度差による起電力を応用した発電技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発電方法として、機械的な発
電法と化学的な発電法、半導体による発電法等が知られ
ている。機械的な発電方法は、蒸気タービン（火力、原
子力）や水力、風力、波力等何らかの形でタービンを回
転させ、発電機を回転させて発電する方法である。化学
的な発電方法としては、燃料電池や濃淡電池が知られて
いる。燃料電池は、たとえば水素ガスと酸素ガスを反応
させ、水を生成させると同時に電力を取り出す方法であ
り、濃淡電池は、溶液の濃度差により生じる起電力を利
用する方法である。半導体による発電方法としては太陽
電池や熱電素子が挙げられる。これらのうち、実用に供
されているのは機械的な発電方法と太陽電池が主であ
り、他の方法は研究開発段階である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の発電方法のう
ち、特に機械的発電法は最も実用的に利用されているも
のであるが、いくつかの問題点も明らかになっている。
第１の問題点は熱効率の低さである。これは、熱力学の
カルノーサイクルの限界から入力した熱エネルギーの高
々５０％程度しか機械エネルギーに変換できず、最終的
に電力まで変換できる割合は高々３５％前後である。残
りのエネルギーは利用されることなく、６０℃以下の低
品位の熱として環境に廃棄されている。このことは別の
観点からみると、電気エネルギーとして利用できる量以
上の化石燃料等を燃焼させ、その結果大量の熱とともに
大量の炭酸ガス等を廃棄していることになる。第２の問
題点は電力の使用量の変動に対し柔軟に発電量を変動さ
せることができない点である。これは発電システムが巨
大で柔軟に運転変更できないことと、電力が貯蔵できな
いことに起因する問題点である。

【０００４】本発明の課題は、とくに上記のような機械
的発電方法における熱効率の低さや発電量の柔軟な対応
についての問題を補うに有効な、しかも単独で用いても
十分に実用に供することのできる電力を得ることが可能
な、新規な発電方法および発電装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る発電方法は、膜蒸留により調製した濃
厚液と希薄液を濃淡電池に通液して発電することを特徴
とする方法からなる。

【０００６】この発電方法においては、膜蒸留により調
製した濃厚液と希薄液を、それぞれ一旦貯留した後に、
濃淡電池に通液できるようにしておくことが好ましい。
このようにすることで、必要に応じて濃淡電池により発
電することが可能になり、発電量や発電のタイミングを
自由にコントロールすることが可能になる。

【０００７】また、希薄液をより低濃度化したり、その
濃度調整を容易化するために、さらに別の膜蒸留系を設
け、その別の系に係る膜蒸留で調製した蒸留水または超
希薄液を用いて上記希薄液の濃度を調整することも可能
である。

【０００８】膜蒸留は、基本的には蒸気透過膜の両側に
おける溶液の蒸気圧差に基づいて蒸留する方法である
が、蒸気圧差をもたせる最も代表的な方法として、溶液
間に温度差をもたせる方法を使用できる。つまり、上記
膜蒸留を、蒸気透過膜の各面側に温度差をもたせた原液
をそれぞれ通液することにより行う。

【０００９】この場合、通液する高温側の原液を加熱す
ることが好ましい。加熱は、１００℃以下の加熱で十分
である。

【００１０】このような高温側の原液の加熱には専用の
加熱源を用いることもできるが、発電所の復水器の復水
の廃熱を有効利用することもできる。復水の廃熱を利
用、回収することにより、発電所における全体としての
熱効率が高められる。

【００１１】また、低温側の原液を冷却し、高温側の原
液との温度差を拡大することは、膜蒸留の効率を高める
上で有効である。低温側の原液の冷却には、たとえば海
水を用いることができる。また、海水を、濃厚液と希薄
液の調製用原液として用いることもできる。

【００１２】本発明に係る発電装置は、膜蒸留手段と、
膜蒸留手段により調製した濃厚液と希薄液を通液する濃
淡電池とを有することを特徴とするものからなる。

【００１３】この発電装置においては、膜蒸留手段と濃
淡電池の間に、調製した濃厚液と希薄液をそれぞれ一旦
貯留する手段を有することが好ましい。これによって、
貯留手段から必要に応じて濃淡電池に濃厚液と希薄液を
供給でき、発電量や発電のタイミングをコントロールで
きる。

【００１４】また、膜蒸留手段に供給する濃厚液用原液
を加熱する手段、希薄液用原液を冷却する手段を設けて
おけば、両原液間の温度差を拡大できるとともに所望の
温度に制御でき、膜蒸留の効率を向上できる。また、膜
蒸留手段として複数の膜蒸留モジュールを設けておくこ
とも、濃厚液と希薄液間の濃度差拡大に有効である。

【００１５】このような本発明に係る発電方法および装
置においては、基本的に２プロセス、つまり、膜蒸留に
よる濃厚液と希薄液の調製プロセスと、その濃厚液と希
薄液を通液した濃淡電池による発電プロセスとを有す
る。膜蒸留による濃厚液と希薄液の調製は、比較的低温
の熱源をエネルギー源として行うことが可能であるか
ら、廃熱等を有効利用して容易に調製できる。濃淡電池
における発電は、濃厚液と希薄液との濃度差による起電
力を利用したものであるから、この発電過程においては
基本的に熱源を必要としない。したがって、全体とし
て、低温の熱エネルギーを利用して効率よく発電できる
ことになり、そのようなエネルギー源を有するあらゆる
場所での発電が可能になる。とくに、発電所の廃熱を熱
源とする場合は、環境に対する熱負荷や炭酸ガス負荷の
増大も無く、発電所における総合熱効率を２〜３％ほど
改善することが可能になる。

【００１６】また、発電に利用する溶液は濃度調整後簡
単に貯蔵でき、保存による変質も少ないので、熱源があ
るときに濃厚液および希薄液を製造貯蔵し、電力が必要
なときに濃淡電池を作動させればよいことになる。さら
に、本発明方法では溶液の濃度差が駆動力なので、通常
のスチームタービン発電等に比較して非常に立ち上がり
がよい。この面からも、必要なときに必要な量だけ迅速
にかつ容易に発電できることになる。

【００１７】このように、本発明方法は、従来の発電シ
ステムを補完する新規な発電法として極めて有効な優れ
た方法であることがわかる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望まし
い実施の形態とともに詳細に説明する。本発明における
発電は、基本的に、膜蒸留による濃厚液と希薄液の調製
と、この濃厚液と希薄液を用いて発電する濃淡電池との
２つのプロセスを有する。

【００１９】膜蒸留は、気体や蒸気は透過するが液体は
透過しない多孔質膜を用い、膜両側間の蒸気圧差を駆動
力とする分離技術であり、蒸留水の生成等が検討されて
いる。蒸気圧差は、代表的には膜両側に通液される液体
間に温度差をもたせることにより発生される。

【００２０】この膜蒸留は、たとえばポリ四フッ化エチ
レン（ＰＴＦＥ）やポリフロロエチレン（ＰＦＥ）、ポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂やポ
リプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の撥水
性の高い樹脂を薄膜状に加工し、両面に貫通する微孔を
形成した、疎水性多孔質膜を用いて行う蒸発法である。
膜の多孔は、たとえば膜の延伸を利用して形成される。

【００２１】このような疎水性多孔質膜の両側に、温度
差による蒸気圧差をもつ原液を通液することにより、高
温側の原液からの水蒸気が低温側の原液に膜透過によっ
て移行し、高温側の原液がより高濃度の濃厚液に調製さ
れ、低温側の原液がより低濃度の希薄液に調製される。
さらに高濃度の濃厚液と低濃度の希薄液にしたい場合に
は、この膜蒸留プロセスをくり返せばよく、それによっ
て濃厚液と希薄液との間に大きな濃度差をもたせること
ができる。

【００２２】調製された濃厚液と希薄液は、そのまま、
あるいは一旦貯留された後必要に応じて、濃淡電池に通
液される。

【００２３】濃淡電池は濃度の異なる溶液間に発生する
電位差を利用して発電する電池である。たとえばアニオ
ンを透過させるアニオン交換膜とカチオンを透過させる
カチオン交換膜からなるセルペアを有し、各イオンが各
イオン交換膜を透過することにより生じる起電力を利用
するものである。通常、一組のセルペアでは電位差が不
十分なので、数十から数百組のセルペアを重ねて使用す
る。もちろん、交流の商用電源に使用する場合は直流を
交流に変換して接続すればよい。

【００２４】この濃淡電池に、所定濃度に調整された濃
厚液と希薄液を通液することにより発電が行われる。通
液される濃厚液と希薄液の溶媒としては、電解質を溶解
し膜蒸留法で蒸留できれば何でもよいが、通常、水が利
用しやすい。一方、溶質もイオン化が十分に行われ、膜
蒸留で分解されかつ十分な濃度の溶液ができる電解質で
あれば何でもよいが、通常、ナトリウムやリチウムのハ
ロゲン化塩が用いられる。利用する濃度としては、濃厚
液と希薄液の濃度差が大きいほど起電力は高いが、希薄
液の電気抵抗が電源の内部抵抗として作用するので、希
薄液の濃度には下限がある。通常希薄液の濃度は０．５
〜５％程度とし、濃厚液の濃度は希薄液の５〜２０倍程
度とするのが好ましい。

【００２５】図１に、本発明の第１実施態様に係る発電
装置の構成を示す。図１において、１は発電装置全体を
示しており、２は、原液３（たとえば、溶媒が水、溶質
がＮａＣｌの原液）を収容した原液タンクを示してい
る。原液タンク２からの原液３は、途中で分流され、そ
の一方は加熱器４で加熱された後、他方は冷却器５で冷
却された後、それぞれ、膜蒸留手段としての膜蒸留モジ
ュール６に供給される。加熱器４による加熱は、１００
℃以下の加熱、つまり、沸騰を伴わない加熱で十分であ
る。

【００２６】膜蒸留モジュール６は、内部を蒸気透過膜
７によって隔成したもの（たとえば平板型やスパイラル
型）からなり、一方の室８ａに加熱された原液が、他方
の室８ｂに冷却された原液が、つまり温度差を有する各
原液がそれぞれの室８ａ、８ｂに導入される。膜蒸留モ
ジュール６内では、蒸気透過膜７を介して加熱側原液か
ら冷却側原液へ蒸気圧差に基づき水蒸気のみが移動する
結果、加熱側原液は濃縮されて濃厚液に調製され、冷却
側原液は希釈されて希薄液に調製される。図１では、１
個の膜蒸留モジュール６を模式的に示してあるが、通常
１回の膜蒸留操作では十分な濃縮率が得られないことが
多いので、必要に応じて、複数の膜蒸留モジュールを直
列に設置するか、循環経路に形成することにより複数回
操作できるようにし、目標とする濃度になるまで濃縮を
くり返すことが好ましい。膜蒸留モジュール６で希釈さ
れる溶液についても、同様に操作することにより、たと
えば、加熱側原液、冷却側原液のＮａＣｌの濃度が３０
ｇ／１０００ｇである場合、膜蒸留モジュール６におい
て蒸気透過膜７を介して加熱側原液から冷却側原液に８
００ｇのＨ₂Ｏを移動させると、調製される濃厚液のＮ
ａＣｌの濃度は３０ｇ／２００ｇとなり、希薄液の濃度
は３０ｇ／１８００ｇとなる。なお、かかる複数モジュ
ールの直列設置、あるいは循環経路に形成する構成につ
いては、後述の実施態様においても同様に採用すること
ができる。

【００２７】このように調製された濃厚液９と希薄液１
０は、本実施態様では、一旦貯留タンク１１、１２に貯
蔵される。この貯留タンク１１、１２から、必要に応じ
て、要求される量、要求されるタイミングで、濃淡電池
１３に濃厚液９と希薄液１０が通液される。

【００２８】濃淡電池１３は、その内部にアニオンを透
過するアニオン交換膜１４と、カチオンを透過するカチ
オン交換膜１５が配置されており、これらイオン交換膜
で隔成される一方の室に濃厚液９が、他方の室に希薄液
１０が通液される。両溶液に濃度差があるために、アニ
オン（本実施態様ではＣｌ^-）はアニオン交換膜１４を
透過し、カチオン（本実施態様ではＮａ⁺）はカチオン
交換膜１５を透過して、それぞれ濃厚液９から希薄液１
０へと移動する。このとき、電位差が発生し、それに基
づく起電力が発生する。この起電力により、プラス極１
６とマイナス極１７との間で、ある電圧と電流を有する
電力が取り出され、発電が行われることになる。

【００２９】上記電圧（電位差）は、両溶液の濃度比の
関数となり、たとえば一対のセル（セルペア）で１０倍
の濃度比の場合、約０．１２Ｖとなる。したがって、た
とえば１０００対のセルを重ねることにより、約１２０
Ｖの起電力を発生させることができる。このセルを重ね
る構成は、たとえば図２に模式的に示すように、濃淡電
池１３ａ内にアニオン交換膜１４ａとカチオン交換膜１
５ａを複数交互に配設し、それらイオン交換膜によって
隔成される一方の室に濃厚液９を、他方の室に希薄液１
０を通液できるようにすることによって達成される。

【００３０】なお、濃淡電池１３通液後の濃厚液９、希
薄液１０の濃度が均衡している場合、あるいは濃厚液
９、希薄液１０が混合される場合には、それら溶液は再
度本プロセスの原液として利用することが可能である。

【００３１】なお、図１においては、説明の簡素化のた
めに送液ポンプは図示されていないが、これらポンプは
適当な箇所に配置すればよい。

【００３２】このような発電装置１においては、膜蒸留
プロセスによって調製された濃厚液９と希薄液１０を濃
淡電池１３に通液することにより、目標とする発電が行
われる。また、膜蒸留プロセスと濃淡電池１３のプロセ
スとの間に濃厚液９と希薄液１０の貯留タンク１１、１
２を設けてあるので必要に応じて発電を行うことができ
る。

【００３３】また、本実施態様では、たとえば次のよう
な付加要素を追加することも可能である。濃厚液９と希
薄液１０とに、より濃度差をもたせたい場合、たとえば
図１に２点鎖線で示すように、別の膜蒸留モジュール２
０を設け、原液タンク２１からの原液２２を膜蒸留して
蒸留水２３、または超希薄液を生成し、その蒸留水２３
を希薄液１０の濃度調整用に用いることが可能である。

【００３４】図３は、本発明の第２実施態様に係る発電
装置３１を示しており、発電所の復水廃熱を熱源に利用
した場合を示している。本実施態様においては、発電所
の蒸気タービン等からの蒸気を、復水器３２で冷却する
際に、たとえば冷却水として海水を用い、復水器３２で
加熱された海水３３を膜蒸留モジュール３４における濃
厚液調製用原液（高温側原液）として供給する。また、
膜蒸留モジュール３４の低温側原液としても海水が用い
られる。膜蒸留モジュール３４では、蒸気透過膜３５を
介してＨ₂Ｏが加熱海水３３から低温側海水に移動し、
加熱海水３３が濃縮されて濃厚液として調製される。

【００３５】膜蒸留モジュール３４で濃厚液として濃縮
された海水３６は、濃淡電池３７に通液される。濃淡電
池３７には、前記第１実施態様同様アニオン交換膜３８
とカチオン交換膜３９が配置され、これらイオン交換膜
によって隔成された一方の室に濃縮海水３６が、他方の
室に通常の海水が通液されて、第１実施態様と同じ原理
によって発電される。濃淡電池３７で使用後の濃縮海水
３６は海へ排出される。なお、濃淡電池３７の上記他方
の室には、上記のように海水をそのまま通液させてもよ
いし、図３の２点鎖線で示したライン４０で示すよう
に、膜蒸留モジュール３４で生成された希薄液を導入し
てもよい。

【００３６】濃淡電池３７で使用済の希薄液側の海水４
１は、本実施態様では、さらに復水器３２の下流側に接
続された熱交換器４２に通され、復水器３２からの復水
の冷却に供される。この熱交換器４２による冷却プロセ
スは、とくに設けなくてもよいが、このようにすること
によって、さらにその下流側に接続された復水脱塩装置
４３への通液温度を好適な温度にまで容易に降温させる
ことができるようになる。すなわち、復水脱塩装置４３
には、通常、６０℃程度の作動上限温度が存在するの
で、この上限温度以下に確実に降温させることができる
ようになる。

【００３７】なお、図３においても、説明の簡略化のた
めに送液ポンプの図示を省略しているが、これらポンプ
は適当な箇所に配置すればよい。

【００３８】このように構成された第２実施態様に係る
発電装置３１においては、膜蒸留に際して、復水の冷却
を利用して海水を加熱するので、従来無駄に捨てられて
いた復水の廃熱を熱源として有効に活用することがで
き、回収された熱エネルギーを最終的に濃淡電池３７で
の発電に利用することができる。その結果、発電所全体
としての熱効率が高められる。発電装置３１の仕様にも
よるが、総合熱効率として２〜３％高めることが可能に
なる。

【００３９】図４は、本発明の第３実施態様に係る発電
装置５１を示しており、装置内の回路を閉回路に構成し
た場合を示している。図４において、５２は膜蒸留モジ
ュール、５３は濃淡電池、５４は加熱器、５５は冷却器
を示しており、それぞれ模式的に示してある。また、送
液ポンプは、説明の簡略化のために図示を省略してあ
る。

【００４０】全体として閉回路に構成されているので、
図４のＡ点を起点に説明する。Ａ点においては、濃淡電
池５３で塩類濃度が上昇した濃厚液用原液となってお
り、この原液を加熱器５４で加熱して膜蒸留モジュール
５２に供給する。膜蒸留モジュール５２内では、蒸気移
動が透過膜５６を介して行われ、必要な濃度にまで濃縮
されて濃厚液に調製され、該濃厚液が濃淡電池５３に供
給される。濃淡電池５３内においては、イオン交換膜５
７を介して塩類（イオン）は濃厚液から希薄液に移動
し、そのときに起電力が発生して発電される。濃度が低
下した溶液は、冷却器５５で冷却された後、膜蒸留モジ
ュール５２に供給され、高温側の溶液からの蒸気（Ｈ₂
Ｏ）を吸収して希薄液となる。この希薄液が濃淡電池５
３の希薄液側に供給され、濃厚液側から移動してくる塩
類を吸収してＡ点における濃厚液用原液となる。

【００４１】このような閉回路構成とすることにより、
外部に対して溶質、溶媒の出入りが無く、熱を回収しな
がら発電することが可能になる。

【００４２】なお、上述の実施態様では、膜蒸留モジュ
ールとして、透過膜を介して加熱された原液と冷却され
た原液とを直接接触させる、いわゆる直接接触方式の膜
蒸留モジュールを用いた例について説明したが、本発明
に用いる膜蒸留モジュールとしてはこれに限定されず、
たとえば図６に示すような間接接触方式（ガスギャップ
方式）の膜蒸留モジュールを用いることもできる。

【００４３】図６はガスギャップ方式の膜蒸留モジュー
ルの原理を説明するための概略構成図であり、図１に示
した直接接触方式の膜蒸留モジュール６と異なる点は、
膜蒸留モジュール７０内に、蒸気透過膜７１との間に中
空のギャップ７２を持たせて冷却板７３を設けた点にあ
る。

【００４４】この膜蒸留モジュール７０においては、加
熱器７４で加熱された原液が蒸気透過膜７１と膜蒸留モ
ジュール７０本体の側壁との間に形成された室７６ａ
に、また、冷却器７５で冷却された原液が冷却板７３と
膜蒸留モジュール７０本体の側壁との間に形成された室
７６ｂにそれぞれ導入される。

【００４５】膜蒸留モジュール７０内では、蒸気透過膜
７１を介して加熱側原液からギャップ７２側に水蒸気の
みが移動し、移動した水蒸気は室７６ｂ内を流れる冷却
側原液により、冷却板７３を介して間接的に冷却されて
凝縮水（蒸留水）となり、ギャップ７２から流出する。
流出した凝縮水は、室７６ｂから流出した冷却側原液と
混合されて希薄液に調製され、一方、室７６ａから流出
した加熱側原液は水蒸気が移動した結果、濃縮されて濃
厚液に調製される。

【００４６】

【実施例】本発明による作用、効果を確認するために、
ベンチスケールで以下のような実験を行った。まず、図
５に示す装置を用いて膜蒸留に関する実験を実施した。
図５において、６１は膜蒸留モジュール、６２、６３は
溶液タンク、６４、６５は循環ポンプ６６は加熱器、６
７は冷却器をそれぞれ示している。膜蒸留モジュール６
１として、ヘキスト社（現セパレーションプロダクト
社）製の“リキセル”２．５インチタイプ（ポリプロピ
レン膜、１．４ｍ²）を用い、溶液タンク６２、６３に
収容する溶液の溶媒に水、溶質にＮａＣｌを用いた。各
部の温度、流量を図５に示すようにコントロールし、処
理スタート時の溶液の濃度に対し、所定時間処理を行っ
た後の濃厚液、希薄液側の濃度がどのように変化するか
を調べた。結果を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１に示すように、実験開始時に同一濃度
の溶液が、膜蒸留により、濃厚液と希薄液に分離できる
ことが明らかになった。これは、膜蒸留により、水温の
高い液から水蒸気が発生し水温の低い液に吸収された結
果である。

【００４９】次に、小型の濃淡電池を用いて発電実験を
行った。濃淡電池には、１０ｃｍ×２０ｃｍ（＝２００
ｃｍ²）のアニオン交換膜およびカチオン交換膜からな
るセルペアを４０組組み込んだものを用い、膜間距離を
規制するガスケットには０．７５ｍｍ厚のものを、電極
には白金メッシュ（１ｍｍ間隔のメッシュ）を用いた。
溶質がＮａＣｌ、溶媒が水からなる濃厚液と希薄液を流
量２０ｌ／ｈで通液したときに得られる電圧（Ｖ）と電
流（Ａ）を測定した。結果を表２に示す。なお、表２に
おける実験Ｎｏ．５では、前記表１における実験Ｎｏ．
１で得られた溶液を、実験Ｎｏ．６では、表１における
実験Ｎｏ．２で得られた溶液を、それぞれ用いた。

【００５０】

【表２】

【００５１】表２からわかるように、同一濃度の濃厚液
を用いる場合、希薄液は希薄な方が起電力が高くなるが
電流値は低くなる傾向が観察された。これは希薄液の電
気抵抗が内部抵抗になっているためと思われる。そのた
め、濃厚液の濃度を高めた実験を行った結果（実験Ｎ
ｏ．６）、起電圧および電流値ともに高い値を記録し
た。これは濃度比を保ちつつ、希薄液の濃度を高くし
て、希薄液による内部抵抗を低く抑えることができたた
めと推定される。

【００５２】また、表１、表２に示した実験結果より、
本発明に係る基本技術思想にて、確実に所望の発電を行
うことができることが確認された。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の発電方法
および装置によれば、膜蒸留プロセスと濃淡電池とを組
み合わせた構成により、容易に所望の発電を行うことが
でき、かつ、その発電を必要に応じて行うことが可能に
なる。

【００５４】この本発明に係る発電方法および装置は、
単独に用いる方法および装置としてももちろん有効なも
のであるが、とくに、発電所における熱効率の低さを補
い、総合熱効率を高めるのに極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る発電装置の概略構
成図である。

【図２】図１の濃淡電池の構成例を示す概略構成図であ
る。

【図３】本発明の第２実施態様に係る発電装置の概略構
成図である。

【図４】本発明の第３実施態様に係る発電装置の概略構
成図である。

【図５】実施例の膜蒸留実験に用いた装置の概略構成図
である。

【図６】ガスギャップ方式の膜蒸留モジュールの一例を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１、３１、５１発電装置２原液タンク３原液４、５４、６６、７４加熱器５、５５、６７、７５冷却器６、３４、５２、６１、７０膜蒸留モジュール７、３５、５６、７１蒸気透過膜９濃厚液１０希薄液１１、１２貯留タンク１３、１３ａ、３７、５３濃淡電池１４、１４ａアニオン交換膜１５、１５ａカチオン交換膜１６、１７電極２０別の膜蒸留モジュール２１原液タンク２２原液２３蒸留水３２復水器３３、４１海水３６濃縮海水４２熱交換器４３復水脱塩装置５７イオン交換膜６２、６３溶液タンク６４、６５循環ポンプ７２ギャップ７３冷却板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜蒸留により調製した濃厚液と希薄液を
濃淡電池に通液して発電することを特徴とする発電方
法。
【請求項２】調製した濃厚液と希薄液をそれぞれ一旦
貯留した後濃淡電池に通液する、請求項１の発電方法。
【請求項３】前記希薄液の濃度を、別の系に係る膜蒸
留により調製した蒸留水または希薄液を用いて調整す
る、請求項１または２の発電方法。
【請求項４】前記膜蒸留を、蒸気透過膜の各面側に温
度差をもたせた原液をそれぞれ通液することにより行
う、請求項１ないし３のいずれかに記載の発電方法。
【請求項５】通液する高温側の原液を１００℃以下に
加熱する、請求項４の発電方法。
【請求項６】高温側の原液の加熱に発電所の復水器の
復水の廃熱を用いる、請求項４または５の発電方法。
【請求項７】低温側の原液の冷却に海水を用いる、請
求項４ないし６のいずれかに記載の発電方法。
【請求項８】廃熱が回収された復水をさらに海水で冷
却する、請求項６または７の発電方法。
【請求項９】海水で冷却された復水を復水脱塩装置に
供給する、請求項８の発電方法。
【請求項１０】前記濃厚液と希薄液の調製用原液に海
水を用いる、請求項１ないし９のいずれかに記載の発電
方法。
【請求項１１】濃淡電池通液後の濃厚液を膜蒸留の冷
却側に還流して希薄液となし、濃淡電池通液後の希薄液
を膜蒸留の加熱側に還流して濃厚液となし、溶媒および
溶質に関し全体として閉回路の流路に構成して発電す
る、請求項１、２、４ないし１０のいずれかに記載の発
電方法。
【請求項１２】膜蒸留手段と、膜蒸留手段により調製
した濃厚液と希薄液を通液する濃淡電池とを有すること
を特徴とする発電装置。
【請求項１３】膜蒸留手段と濃淡電池の間に、調製し
た濃厚液と希薄液をそれぞれ一旦貯留する手段を有す
る、請求項１２の発電装置。
【請求項１４】膜蒸留手段に供給する濃厚液用原液を
加熱する手段を有する、請求項１２または１３の発電装
置。
【請求項１５】膜蒸留手段に供給する希薄液用原液を
冷却する手段を有する、請求項１２ないし１４のいずれ
かに記載の発電装置。
【請求項１６】膜蒸留手段が複数の膜蒸留モジュール
を備えている、請求項１２ないし１５のいずれかに記載
の発電装置。
【請求項１７】濃淡電池が、アニオン交換膜とカチオ
ン交換膜からなるセルペアを複数組備えている、請求項
１２ないし１６のいずれかに記載の発電装置。