JPS5953479B2 - 熱エネルギ搬送方法 - Google Patents

熱エネルギ搬送方法

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JPS5953479B2
JPS5953479B2 JP50095091A JP9509175A JPS5953479B2 JP S5953479 B2 JPS5953479 B2 JP S5953479B2 JP 50095091 A JP50095091 A JP 50095091A JP 9509175 A JP9509175 A JP 9509175A JP S5953479 B2 JPS5953479 B2 JP S5953479B2
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methane
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water vapor
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JP50095091A
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JPS5142846A (ja
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ヒルベラ−ト フリ−ドリツヒ
テ−ゲルス ヨハネス
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RAINITSUSHE BURAUNKOORENBERUKE AG
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RAINITSUSHE BURAUNKOORENBERUKE AG
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D9/00—Arrangements to provide heat for purposes other than conversion into power, e.g. for heating buildings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Description

【発明の詳細な説明】 熱エネルギの搬送にとって、高温および還送に適しかつ
経済的に使用することのできる伝熱媒体は公知ではない
。
したがって一般に熱エネルギは電気エネルギへ変換され
、次いでこの電気エネルギが消費場所へ搬送される。
しかしこれを行うためには著しいエネルギ損失を伴なう
。
したがって生成の現場で１由にできるエネルギを利用し
て適当な化学的化合物を吸熱反応により分解し、エネル
ギ消費場所まで反応生成物を搬送し、エネルギ消費場所
で発熱反応させ、その際発生する熱エネルギの使用のも
とに上記化合物を元に戻し、それから上記分解反応で元
に戻した化合物を消費位置へ循環させて戻すことが提案
されている。
この種の反応物として、例えば金属水素化物が提案され
ている。
この化合物は熱作用を受けて水素および例えば液体金属
へ分解される。
金属溶融物であるがために余りに遠い距離を送ることは
経済的に不可能であるが、いずれにせよこの生成物の搬
送によれば、金属水素化合物の再結合のもとに熱が得ら
れかつ所望のように使用できる（米国特許第３、０７５
．３６１号参照）。
吸熱反応および発熱反応から成る組合せ方法による搬送
を大きく改良する目的で一酸化炭素、二酸化炭素および
水素から成る混合物へのメタンの分解ならびに発熱反応
でこれらの成分から成るメタンを再形成することが提案
されている（ドイツ連邦特許第１．２９８．２３３号）
。
この場合ガスのみが搬送されるので熱発生場所と熱消費
場所間が極めて大きい距離があっても経済的に媒体を通
すことができる。
ところが、メタンの接触分解の際の熱エネルギを利用し
て、メタン化装置への冷却された分解ガスの搬送、メタ
ンへの分解ガスの接触転化、その際発生する熱の利用お
よび分解装置への再形成されたメタンへの戻しを、分解
ガスから蒸気または水をほとんど除去し、分解ガスに存
在する炭酸ガスを部分的にあるいは完全に分離し、これ
に続くメタンへの接触媒転化を高圧下で部分的に約４０
０ないし６５０℃の間の温度で行うようにして行った場
合、上記方法が一層改良されまた驚くべき程高い効果で
行なわれることが判明した。
この作業条件を維持した場合驚くべきことに、装置にか
かる費用が多額になりはするが、この方法全体をかなり
経済的に実施することが可能となり、通常のように水蒸
気を添加してメタン化する作業に較べて熱の利用率が一
般に１０％より以上も改良された。
メタンの分解は、公知のように約４００〜９００℃の際
水蒸気を添加して、場合によっては、例えば１００気圧
以下の高圧下一般にニッケル含有触媒下で行なわれる。
この分解方法は、文献においてスチーム・リホーミング
・プロセスと称されている。
メタンを分解するための装置内で熱エネルギを利用して
得られかつ水素、一酸化炭素、二酸化炭素および水蒸気
、場合によってはメタンから成る分解ガスは、公知のよ
うに水蒸気および水から、例えば所望の水分含量に応じ
て１０〜２０℃へ、有利には、周囲温度以下数度の温度
への冷却によって著しく遊離され、また完全に凝縮され
る。
このガス中になお存在する残留湿分を補足的に、例えば
分子ふるいを用いて少なくとも部分的に除去することが
できる。
水と共に除去された炭酸ガス以外に、必要に応じて、上
記分解ガスから、例えば高圧下で実施される水洗浄成る
いは別の溶剤、例えばＮ−メチルピロリドン、プロピレ
ンカルボナートのような溶剤での洗浄により成るいは０
℃以下の低温の際メタノールでの洗浄のような公知の洗
浄によって２次的に二酸化炭素を除去することができる
。
その際、僅かな割合いの例えば５％以下の二酸化炭素が
分解ガス中に残留しないと云うことは有利なことである
。
分解ガスから分解される二酸化炭素を所望の平衡が達せ
られるまで、循環により分解装置へ全部あるいは部分的
に戻すことができる。
この手段により他の利点としてパイプラインを経て行わ
れる乾燥ガスの搬送の際に生じる腐食問題が減少される
。
一酸化炭素と水素からのメタンの生成は、はぼ４００〜
６５０℃の間の温度では少なくとも部分的にしか行なわ
れない。
はぼ４５０〜６５０℃、および特に５００〜６００℃の
範囲の温度が有利であることが判明した。
上述の高温の際の本発明による乾燥メタン化には、当然
これを行うのに適している触媒の使用が前提である。
この乾燥メタン化は、特に９５％以上へ上記ガス内のメ
タン成分を高めるための補助的段階として、はぼ２００
〜３００℃にあっては容易に多数の公知触媒を使用して
行うことができるが上述の高温の際の乾燥メタン化では
、例えば活化およびこれに伴う触媒活性の時期尚早な弱
化の点で、大きい困難が生じるのを回避するために、使
用する触媒を公知のものから慎重に選択しなければなら
ない。
例えば、適当な条件のもとにつくられたニッケル触媒が
使用でき、この際一般に低ニツケル含量、例えば、１５
％以下の含有量が好ましい。
自明のようにこの乾燥メタン化は、適当な触媒を自由に
使用できる場合さらに高い温度、例えば約８５０℃以下
の温度でも行なうことができる。
比較的低い温度水準、例えば２００〜３００℃の際にそ
の高温度メタン化に引き続いてメタンへの酸化炭素の転
化を完成するため公知のように後期メタン化を行なうこ
とも可能である。
この場合転化は段階状でも行なわれ、その熱は異なる温
度水準の際１こ導出される。
このメタン化は、高圧、即ちほぼ１０〜１００気圧、特
に２０〜５０気圧下にあって有利に行なわれる。
場合によってメタン含有のガスの部分を循環によりメタ
ン化のために戻し、これにより所望の転化温度を保証す
るようにするのが有利である。
同様に分解ガス中に存在する二酸化炭素を部分的あるい
は全部除去するのが有利である。
このようにして得られたメタンは、パイプラインを介し
て高圧下に再び分解装置に供給される。
もちろん、他の、例えば天然ガスの形のメタンも全部あ
るいは部分的に分解装置へ装入することができる。
この場合このメタン化から生ずるメタンを他の任意の目
的で、例えば燃焼に、また他の熱エネルギの使用目的で
あるいは化学的に転化する目的で利用することができる
。
使用される装置および導管は通常の様式のものでかつ通
常の条件の下に操業することができる。
以下に図示した実施例につき本発明を詳説する。
添付図面は本発明による熱エネルギ搬送の方法に関する
一例が概容的に示されている。
高温原子炉から約４０気圧の圧力で到来する、はぼ９０
０℃の高温の冷媒、例えばヘリウムは、分解装置２へ供
給され、この装置内で冷媒の熱が水蒸気およびＣＯ２の
存在下でのメタンの分解のために完全に使用される。
この冷媒は、はぼ５５０℃で分解装置２を去り、熱交換
装置３において水の蒸発のため使用され、次いで圧縮機
４内において圧縮された後に再び原子炉へ戻される。
こは４００℃で分解装置へ装入されるメタン、水蒸気お
よびＣＯ２から成る混合物は、接触媒分解後にほぼ５６
０℃で装置を去る。
ｃｏ、 ｃｏ□、Ｈ２およびＣＨ４から成る分解ガスは
、適当に熱が利用されて冷却器５および６内においてほ
ぼ１２℃へ冷却され、その際凝縮して出た水が分離器７
において分離される。
このように乾燥された分解ガスは洗浄塔８へ到達し、こ
の塔内でＣＯ２はこのガスから著しく洗出される。
この洗浄溶液は塔９内において再生され、ポンプ１０に
よって循環されて洗浄塔８内へ戻される。
ＣＯ２は圧縮機１１内において所要圧力へ圧縮され、部
分的に分解装置２に供給され、部分的にこのプロセスか
ら除去される。
ＣＯ２を含まない分解ガスは分子ふるい１２内において
残留湿分を分離され、次いで圧縮機１３および冷却器１
４を介して周囲温度および６０気圧の初期圧力でパイプ
ラインを経て熱消費場所であるメタン化装置１５に案内
され、この装置内へ約４０気圧で入る。
この場合接触的メタン化は、その際発生する熱を完全な
利用の下に５００〜６００℃の温度で行なわれる。
メタン化装置を去るガスは冷却器１６内で冷却され、そ
の際分離される水は分離器１７で分離される。
次でガスはパイプラインを経て圧縮機１８に供給され、
圧縮機で装置２に供給されるＣＯ２と共に４５気圧に圧
縮される。
この圧力で熱交換器３で生成される水蒸気が添加された
後ガスは分解装置２内へ導入される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による方法を実施するのに適している実施
例を概容的にフローチャートで示した図。 １・・・・・・高温原子炉、２・・・・・・分解装置、
３・・・・・・洗浄塔、４・・・・・・圧縮機、５，６
・・・・・・冷却器、７・・・・・・分離器、８・・・
・・・洗浄塔、９・・・・・・塔、１０・・・・・・ポ
ンプ、１２・・・・・・分子ふるい、１３・・・・・・
圧縮機、１４・・・・・・冷却器、１５・・・・・・メ
タン化装置、１６・・・・・・冷却器、１７・・・・・
・分離器、１８・・・・・・圧縮機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ メタンの接触分解の際の熱エネルギを利用して、冷
    却された分解ガスをメタン化装置へ搬送し、メタンへ分
    解ガスを接触転化し、次いで再形成されたメタンを分解
    装置へ戻す、熱エネルギ搬送方法において、メタンを水
    蒸気を添加して高温かつ高圧下で接触的に分解し、分解
    ガスから水蒸気と水と二酸化炭素とを十分に除去し、こ
    のようにして得られた乾燥した分解ガスをメタン化装置
    に送り、そこでこの分解ガス中に含まれている酸化炭素
    並びに水素から水蒸気を添加することなく高圧でかつ約
    ４００〜６５０℃の温度でメタンを生成させ、この際得
    られる熱を所望の様式で利用することを特徴とする上記
    方法。
JP50095091A 1974-08-07 1975-08-06 熱エネルギ搬送方法 Expired JPS5953479B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE2437975A DE2437975A1 (de) 1974-08-07 1974-08-07 Verfahren zum transport von waermeenergie
DE2437975 1974-08-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5142846A JPS5142846A (ja) 1976-04-12
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CH (1) CH617260A5 (ja)
DD (1) DD119648A1 (ja)
DE (1) DE2437975A1 (ja)
DK (1) DK356675A (ja)
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GB (1) GB1480549A (ja)
IT (1) IT1057902B (ja)
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CA1050052A (en) 1979-03-06
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