JPS60263060A - 反応熱回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は臭化カルシウムの水和反応熱を利用する化学
蓄熱システムあるいは化学ヒートポンプシステムに関し
、さらに詳し・くはその反応熱回収方法に関するもので
ある。

従来技術 一般に化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプなどのシステ
ムにおいては、回収される熱の温度レベルが高いほど、
熱エネネルギーとしての利用価値は高い。このため上記
システムにおいて回収される熱の温度が可及的に高いこ
とが要望される。

しかしながらこのような要望に十分こたえることのでき
る技術は従来まったく存在しなかった。

発明の目的 この発明は、上記のような実情から、一般に利用ｌｉ［
ｉＶｌの高い高温度レベルの熱エネルギーを容易に得る
ことのできる反応熱回収方法を提供づることを目的とす
る。

発明の椛成 この発明による反応熱回収方法（Ｊ、臭化カルシウムの
無水物１１１０１に水蒸気２＋１１０１を反応させ、発
生した水和熱を利用する化学蓄熱あるいは化学ヒートポ
ンプシステムにおいて、複数の反応器のうちの一部の反
応器で臭化カルシウムの一水塩から二水塩への水和反応
により発生した水和熱を用いて蒸発器内の水を胃温しし
め、発生した水蒸気を上記複数の反応器のうちの残りの
反応器に上記水和反応用の水蒸気どして供給することに
より、臭化カルシウムの無水物から一水塩への水和反応
によって発生ずる水和熱とほぼ同温度レベルの熱を得る
ことを特徴とするものである。

実施例と作用 始めにｃａｓｒ２　・２Ｈ２０を用いた化学蓄熱あるい
は化学ヒートポンプの基本原理について説明する。

第１図は本発明者らが測定したＣ　ａ　Ｂ　ｒ’　２　
・２Ｈ２０およびＣａＢｒ２　・ト１２０上の各飽和水
蒸気圧、ならびに液状の水の飽和水蒸気圧を示した水蒸
気曲線グラフである。

まず高温熱源によってＣａＢｒ２　・２Ｈ２０を２００
℃に加熱すると、これは次式の反応に従って脱水反応を
生じる。

ＣａＢｒ２・２１］２０（固）＋０１ →　ＣａＢｒ　２　Ｈ＋−１２０（固　）　十　Ｆ＋　
２　０−（Ｉ　）（ここで熱Ｑ１は１５　、　Ｑｋｃａ
ｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌ　Ｔある。） こうしてＣａＢｒ２　・２Ｈ７Ｏは水蒸気を放出し、Ｃ
ａＢｒ２　・Ｈ２０１ｍｏｌ　と水蒸気１１ＩＯ１が生
成する。この水蒸気は、第１図中のａ点に示すように、
４２０　ＩＩ＋ｍＨｇの水蒸気圧を示す。

この水蒸気圧は、同図の１点に示すように、８６℃にお
りる水の飽和水蒸気圧に等しい。この水蒸気を２０℃ま
ぐ冷却すると、同図のｂ点に示すように２０℃での水の
水蒸気圧は１６＋ｎｍＨＱであるから、上記水蒸気は潜
熱Ｑ３を凝縮熱として放出して次式の反応に従って凝縮
した２０℃の水となる。

日ｔ　Ｏ（気）→Ｈ２０（液）＋０３・・・（Ｉ［）（
ここでＱ３は１０　、５　ｋｃａｌ／ＩＩ　２０ｍｏＩ
ｒある。

） （Ｉ）式の脱水反応が完了した後もざらに上記の操作を
続１ノると、ＣａＢ　ｒ２　・１−（２０ｆの水蒸気圧
は第１図の０点に示すように１３０１１ＩＩＩ１１１ｇ
であり、２０℃での水の水蒸気圧１６１ａｌＩＩＨｇよ
りも高いから、次式に従ってＣａＢｒ２　・ト（２０の
脱水反応が生じる。

ＣａＢｒ２　・Ｈ２Ｏ（固）十０２ −＋　Ｃａ　３　ｒ　２（固）＋Ｈ２０（気）−１１［
１）（ここで０２は１７　、０　Ｋｃａｌ　／ＣａＢｒ
２ｍｏｌ　テある。） こうして熱Ｑ２が１７　、０　Ｋｃａｌ　／ＣａＢｒ２
１１１゜１加えられた時点で、脱水反応が完結する。

上記の関係を第４図に概略的に図示する。

上記の例では、高温熱源側を２００℃、低温熱源側を２
０℃としたが、高温熱源側の温度は２００℃である必要
はなく、Ｃａ　３　ｒ２　・Ｈ２ＯおよびＣａＢｒ２　
・２Ｈ２０の各水蒸気圧曲線において、低温熱源側の凝
縮水の水蒸気圧（この例では１６１１ＩｌｌＨｇ）に相
当りる温度、すなわちＣａＢｒ２　・２ｔ−ｈ　Ｏから
ｃａ１３ｒ２　・Ｈｚ０までは第１図のｅ点に示すよう
に１２２℃以上、臭化カルシウムの無水物までは第１図
のｄ点に示すように１５６℃以上であれば、反応式（Ｉ
）　＜ＩＩＩ）に従ってそれぞれ脱水反応が生じる。ま
た低温熱源側も２０℃である必要はなく、高温熱源側温
度（この例では２００℃）で示すＣａＢｒ２　・２Ｈ２
０およσＣａＢｒ２　＋Ｈ２０の飽和水蒸気圧に等しい
水の飽和水然気の相当する温度、すなわち第１図のｆ点
および９点に示すように、それぞれ８６℃および６０℃
以下の温度であれば、（Ｉ）（ＩＩ）式の反応式に従っ
て脱水反応が生じる。

以上がＣａＢｒ２　・２Ｈ２０の脱水反応を利用して化
学蓄熱あるいシよ化学ヒートポンプを構成する揚台の臭
化カルシウム無水物の再生１程の説明である。

熱回収工程は、上記反応式（Ｉ）（ｍ）の逆反応、すな
わち後述づる反応式（Ｖｌ）（Ｖ）に従って臭化カルシ
ウムの無水物を水和させる工程である。

まず次式の反応式に従って、 Ｈｚ０（液）＋Ｑ３→Ｈ２０（気）・・・（ＩＶ）２０
℃の水に蒸発熱Ｑ３（＝１０　、５　ｋｃａｌ／　ＩＩ
２０１１０１）を与え、第１図のｂ点に示すように、１
６１１１１８（＋の低圧水蒸気を発生させる。

得られた水蒸気をＣａＢｒ２上に通し、次式の反応式に
従って水和反応を生じさせる。

ＣａＢｒ２　（固）　＋Ｈ２０（気） −＋ｃａｓ　ｒ２＊　Ｈ２０（固）＋Ｑ２・　（Ｖ）こ
の水和反応の結果、水和熱Ｑ２＝１７．０ｋｃａｌ／Ｃ
ａＢｒ２ｎ＋ｏｌを発生する。このとぎに得られる最高
温度は第１図のｂ点に示づように１５６℃である。

上記（Ｖ）式に従う水和反応完了後、さらにＣａＢｒ２
　・Ｈｚ　Ｏ上に圧力１６ＩＩＩＩＩＨｇノ水蒸気を通
すと、次式に従って水和反応が生じ、Ｑ１＝　１５　、
０ｋｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌの水和熱を発生する。

ＣａＢｒ２・１」２０　（固）　＋Ｈ２０（気）→Ｃａ
Ｂｒ２１２Ｈ２０（固）＋０ｌ−（Ｖｌ）このとぎに術
られる最高温度は第１図のｅ点に示Ｊように１２２℃で
ある。

この熱回収工程を第５図に概略的に図示する。

以上の再生工程および熱回収工程において、環境温度を
２０℃とし、環境への熱の出入りがないものと想定する
と、熱収支はつぎのとおりである。

投入熱：１５６℃の熱Ｑ　２＝１７．０にｃａｌ／Ｃａ
Ｂｒ２ｍｏ１１２２℃の熱Ｑ　１−１５．０Ｋｃａｌ／
　ＣａＢｒ、１１０１回収熱：１５６℃の熱Ｑ２°＝　
１７．０にｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏ１１２２℃の熱Ｑ　
１’−１５，０Ｋｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌＨ１ａＸ 回収高温熱 投入高温熱 ２ ２ ＝１ 第２図はこの発明の反応熱回収方法により高温の回収熱
を得る装置の一例を示すものである。

臭化カルシウムの水和・脱水反応用の複数の反応器（Ｒ
１）〜（Ｒ７）は各水蒸気ライン（１）〜（７）を介し
て蒸発器（［１）〜（Ｅｌ）と連通し、蒸λ器（Ｅｌ）
〜（Ｒ７）の内部には低温熱源媒体ライン（９）の伝熱
部が通されている。水蒸気ライン（４）（５）（６）（
７）にはそれぞれ開閉弁（１０）が設けられ、これらの
弁の下流側において水蒸気ライン（４）＜５）＜６）＜
７）にそれぞれ蒸発器（Ｒ８）〜（Ｅ　１１）からの水
蒸気ライン（１１）（１２）（１３０１４）が接続され
ている。これらの水蒸気ライン（１１１（１２）（１３
）（１１１）にもそれぞれ開閉弁（１５）が設（づられ
、また加熱用熱媒体ライン（８）の複数の伝熱部がそれ
ぞれ反応器（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）の内部および蒸発
器（Ｒ８）（Ｒ９）（Ｅｌｏ）（Ｅ　１１）の内部に通
されている。またこのライン（８）の両端には熱媒体循
環用のポンプ（Ｐ）が設けられている。

上記禍成の＠置において、反応器（Ｒ１）〜（Ｒ７）内
に【ま１ｍｏｌの臭化カルシウムの無水物が充填され、
魚介器（Ｅｌ）〜（［３）には２ｍ０１のプロレス水が
、また蒸発器（Ｒ４）〜（Ｅｌ）および（Ｒ８）〜（Ｅ
　ｉｌ）にはｉｍｏｌのプロセス水がそれぞれ充填され
ている。いま開閉弁（１０）は１；ｕかれており、開閉
弁（１５）は閉じられている。ライン（９）に２０℃の
低温熱源媒体を、プロしス水１１０１分だけの蒸発潜熱
を与えるように流すと、同媒体はプロビス水を加熱して
水蒸気な発」せしめる。生じた水蒸気を反応器（Ｒ１）
〜（Ｒ７）内に導くと、（Ｖ）式に従う水和反応によっ
て水和熱が発生する。

各反応器（Ｒ１）〜（’Ｒ７）に熱回収ライン（１６）
に媒体を供給すると、Ｒ６１５６℃の熱が回収される・
。１７られた総熱■Ｑ１はつぎのどおりである。

Ｑ、　＝１７．０Ｘ７＝　１１９　（ｋｃａｌｌこの時
点で蒸発器（Ｒ４）〜（Ｅｌ）内のプロセス水は全て蒸
発し、蒸発器（Ｅｌ）〜（Ｒ３）のプロヒス水は半ｍに
減少している。また反応器（Ｒ１）〜（Ｒ７）内の臭化
カルシウムの無水物も全て水蒸気どの水和反応にＪ：す
、ＣａＢｒ２１」２０に変化している。ＣａＢｒ２・Ｒ
２０の水和熱１５６℃にお【プる飽和水蒸気圧は、第３
図のｈ点に示すように８０　ｍｍＨｇであり、４８℃で
のプロレス水の蒸気圧に等しい。

したがってｃａｓ　Ｒ２・Ｒ２０に４８℃以上の水を蒸
発さけた水蒸気を供給づ−れば、ＣａＢｒ２　・Ｒ２０
からＣａＢｒ２　・２Ｈ２０への水和反応により、１５
６℃の温度の水和熱が回収されることになる。

蒸発器（Ｅｌ）〜（Ｒ３）内には１　ｌｏｔのプロヒス
水が残っているので、引きつづき低温熱源媒体ライン（
９）に２０℃の水を供給すると、（ｖｌ）式に従って水
和反応が起こり、この反応により最高１２２°Ｃの熱が
発生し、総熱ｆｆ１Ｑ。

−−１５，０Ｘ３＝４５．０　（ｋｃａｌ）が術られる
ことになる。

一方、開閉弁（１０）を閉じ、開閉弁（１５）を開さ、
ポンプ（Ｐ）を作動させると、ライン（８）に供給され
た加熱用熱媒体が反応器（Ｒ１）〜（Ｒ３）内の伝熱部
を通り、ついで蒸発器（Ｒ８）〜（Ｅ　１１）の伝熱部
を通ることによって、反応器（Ｒ１）〜（Ｒ３）で水和
熱０１′を吸熱し、蒸発器（Ｒ８）〜（Ｅ　１１）内で
プロセス水を加熱せしめる。

今プロヒス水を２０℃から５０℃まで加熱し、その顕然
と蒸発熱を供給づると考えると、必要な熱ｍＱ、”はつ
ぎのとおりである。

ＱＴ　”　＝４ｘ　（（５０２０）ｘＱ、０１５）−１
０、５）＝４４．　２ｋｃａｌ （ただし水の比熱−０，０１８ｋｃａｌ／ｍｏｌ　’Ｃ
とする。）こうして得られたＱ■″が先に得られた　Ｑ
■′にほぼ等しいことから、蒸発器（Ｒ４）〜（Ｅｌ）
内のプロセス水を４８℃以上で蒸発させる熱量が供給さ
れることになり、反応器（Ｒ４）〜（Ｒ７）内において
（Ｖｌ　）式に従って水和反応が引き続き起こり、第３
図の矢印１→Ｊ→に→ｄに示す経過をたどっ−Ｃ最高１
５６℃の水和熱カ反応器コトニ１５　、０ｋｃａｌ／Ｃ
ａＢｒ２・２Ｒ２０ｍｏ１発生することになる。

得られた総熱１１１１Ｑｓはつぎのとおりである。

Ｑｓ＝　１５．０Ｘ４＝６０ｋｃａｌ 上記実施例による熱回収方法において、環境温度を２０
℃とし、環境への熱の出入りがないものと想定するど、
熱収支はっぎのとおりである。

投入熱；１５６℃の熱Ｑ２×７基分＝　１１９ｋｃａ１
１２２℃の熱ＱＩＸ７Ｗ分−１０５ｋｃａ　１回収熱；
１５６℃の熱Ｑ　、　＋　Ｑ　ｓ　＝　１１９＋６０＝
１７９ｋｃａｌＨＨＡＸ 回収高温熱　１７９ｋｃａ　ｌ 投入高温熱　１１９ｋｃａｌ ＝１．５０ すなわち、従来の反応熱回収方法ではＣａＢｒ２　・Ｒ
２０の水和反応によって１２２℃の水和熱１５　、０　
ｋｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌが得られたノニ対し、この
発明の反応熱回収方法によれば、臭化カルシウムの無水
物から一水塩への水和反応で１ｑられる水和熱に相当す
る高温度レベル１５６℃の熱が８．５ｋｃａｌ／ＣａＢ
ｒ、、　ｎ＋ｏｌだけ得られ　、る。したがって高温度
レベルの熱回収効率は従来の方法の場合に比べて約１．
５倍向上する。

発明の効果 この発明による反応熱回収方法は、複数の反応器のうち
の一部の反応器で臭化カルシウムの一水塩から二水塩へ
の水和反応により発生した水和熱を用いて蒸発器内の水
を譬？ｉｉ！ぜし′め、発生した水蒸気を上記複数の反
応器のうちの残りの反応器に上配水相反応用の水蒸気ど
して供給するものであるので、臭化カルシウムの無水物
から一水塩への水和反応によって発生する水和熱とほぼ
同温度レベルのａ潟の熱を得ることができる。こうして
この発明によれば、利用価値の高い高温度レベルの熱を
得ることができ、高回収率で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は水蒸気圧曲線グラフ、第２図は反
応熱回収装置を示す系統図、第４図および第５図は熱収
支を示す概略図である。 （Ｒ１）〜（Ｒ７）・・・反応器、（Ｅｌ）〜（Ｅ　１
１）・・・蒸発器、（１）〜（７）・・・蒸気ライン、
（８）・・・加熱用熱媒体ライン、（９）・・・低温熱
源媒体ライン、（１０）・・・開閉弁、（１１）〜（１
４）・・・蒸気ライン、（１５）・・・開閉弁、（１６
）・・・熱回収ライン。 以　上 外４名 第１図 一温船’Ｃ） 第３図 一〕晃度　（℃） 手続補正書 昭和６０年５月ｌＺ日 特許庁長官　志　賀　学　殿 ２、発明の名称　反応熱回収方法 ３、補正をする者 事件との関係　特１４出願人 住　所　大阪市西区江戸堀１丁目６番１４号氏名・名称
　（５１１）日立造船株式会社５、補正命令の日付　昭
和　年　月　［１６、補正により増ツメ１する発明の数 ７、ｍ正（ＤｔＪ象　明細書全文おＪび′Ｌ７１１ｆＤ
の第３図８、補正の内容 明　細　硼　（補正） １、発明の名称 反応熱回収方法 ２、特許請求の範囲 臭化カルシウムの無水物１ｍｏｌに水蒸気２１０１を反
応させ、発生した水和熱を利用する化学蓄熱あるいは化
学ヒートポンプシステムにおいて、複数の反応器のうち
の第１反応器で臭化カルシウムの一水塩から三水塩への
水和反応により発生した水和熱を用いて蒸発器内の水を
Ｍｌして高温度レベルで水蒸気を発生せしめ、得られた
水蒸気を上記複数の反応器のうちの残りの第２反応器に
上記−水塩がら三水塩への水和反応用の水蒸気として供
給することにより、臭化カルシウムの無水物から一水塩
への水和反応によって発生する水和熱とほぼ同温度レベ
ルの高温の熱を畳ることを特徴と覆る反応熱回収方法。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は臭化カルシウムの水和反応熱を利用する化学
蓄熱システムあるいは化学ヒートボンブシステムに関し
、さらに訂しくはその反応熱回収方法に関づるものであ
る。 従来の技術 始めに、従来から行なわれている、ＣａＢｒ、・２Ｈ２
０を用いた化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプの基本原
理について説明づる。 第１図は本発明者らが測定したＣ　ａ　Ｂ　ｒ　２　・
２Ｈ２０およびＣａＢｒ２　Ｈ１−１２０の各飽和水蒸
気圧、ならびに液状の水の飽和水蒸気圧を示した水蒸気
曲線グラフである。 まず高温熱源によってＣａ（３ｒ２　・２Ｈ２０を２０
０℃に加熱すると、これは次式の反応に従って脱水反応
を生じる。 ＣａＢｒ２・２Ｈ２０（固）十０１ −＋ＣａＢ　ｒ、　Ｈ８２０（固）＋Ｈ２０−（Ｉ＞（
ここで熱Ｑ１は１５　、０　ｋｃａｌ／　ＣａＢｒ、ｓ
ｏｌである。） こうしてＣａＢｒ、・２Ｈ２０は水蒸気を放出し、Ｃａ
Ｂｒ２　・Ｈ２ｏ１ｍＯ１と水蒸気ト■！が生成づる。 この水蒸気は、第１図中のａ点に示すように、４２０　
ｍｉＨｇの水蒸気圧を示す。 この水蒸気圧は、同図のｆ点に示づように、８６°Ｃに
おける水の飽和水蒸気Ｈに等しい。この水蒸気を２０℃
まで冷却すると、同図のｂ点に示すように２０℃での水
の水蒸気圧は１６１１１１１８＋１であるから、上記水
蒸気は潜熱Ｑ３を凝縮熱として放出して次式の反応に従
っＣ凝縮した２０℃の水となる。 １１ｚ　Ｏ（気）→Ｈ２０（液’）＋０３・・・　（Ｉ
［）（ここで０３は１０　、５　ｋｃａｌ／＋１２０ｎ
Ｏ＋テある。 ）　（■）式の脱水反応が完了した後もさらに上記の操
作を続けると、ＣａＢｒ２　・ト１．Ｏの水蒸気 圧は第１図の０点に示すように１３０　ｍｍ１ｉｏであ
り、２０℃での水の水蒸気圧１６１１１１１８（ｌより
も高いから、次式に従っでＣａＢｒ２　・ｌ−１２０の
脱水反応が生じる。 ＣａＢｒ２・＋２０（固）＋Ｑ２ →ＣａＢｒ２　（固）　＋　１−１２０　（気）　−（
ＩＩ）（ここでＱ２は１７　、０　Ｋｃａｌ　／ＣａＢ
ｒ２ｍｏｌである。） こうして熱Ｑ２が１７　、０　Ｋｃａｌ　／ＣａＢｒ、
　ｗ。 １加えられた時点で、＋１５２水反応が完結する。 上記の関係を総括して第４図に概略的に図示する。 上記の方法では、高温熱源側の温度を２００℃、低温熱
源側の温度を２０℃としたが、高温熱源側の温度は２０
０℃である必要はなく、ＣａＢｒ２　’１１２０および
ＣａＢｒ２　Ｈ２Ｈ２０の各水蒸気圧曲線において、低
温熱源側の凝縮水の水蒸気圧（この例では１６１１１１
１１１ｇ）に相当する温度以上、すなわちＣａＢｒ２　
・２Ｈ２０からＣａＢｒ２　・＋２０までは第１図の０
１スに示すように１２２℃以」−１臭化カルシウムの無
水物までは第１図のｄ点に示すように１５６℃以上であ
れば、反応式（Ｉ）　（ＩＩＩ）に従ってそれぞれ脱水
反応が生じる。また低温熱源側の温度も２０℃である必
要はなく、高温熱源側の温度（この例では２００℃）で
示ずＣａＢｒ２　・２Ｈ２０およびＣａＢｒｚ　・＋２
０の飽和水蒸気圧に等しい水の飽和水蒸気の相当する温
度、づ−なわら第１図のｆ点およびＱ魚に示すように、
それぞれ８６℃および６０℃以下の温度であれば、（Ｉ
＞　（Ｉｌｌ）式の反応式に従って脱水反応が生じる。 以上がＣａＢｒ２　・２＋１２０の脱水反応を利用して
化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプを構成する場合の臭
化カルシウム無水物の再生工程の説明である。 熱回収工程は、上記反応式（Ｉ＞（Ｉ［ｌ）の逆反応、
すなわち後述する反応式（Ｖｌ＞（Ｖ）に従って臭化カ
ルシウムの無水物を水和する工程である。　まず次式の
反応式に従って、１−１２０（液）　十０３−１１２０
　（気）−（ＩＶ　）２０℃の水に蒸発熱Ｑ３　（＝＝
　１０．５ｋｃａｌ／Ｉｔ２０ｎ＋ｏｌ）をちえ、第１
図のｂ点に示づように、１６＋＋ｕａｌ１ｇの低圧水蒸
気を発生させる。 得られた水蒸気をＣａＢｒ２上に通し、次式の反応式に
従って水和反応を生じさせる。 ＣａＢｒ２　（固）＋ｈｈＯ（気） →ＣａＢｒ２１Ｈ２０（固）−＋−０２−（Ｖｌこの水
和反応の結果、水和熱Ｑ２＝１７．０ｋｃａｌ／　Ｃａ
Ｂｒ２ｍｏｌを発生する。このときに栂られる最鳥温度
【ま第１図のｄ点に示すように１５６℃である。 上記（Ｖ）式に従う水和反応完了後、さらにＣａＢｒ２
　・＋２０上ニＩＩ力１６１１ｍｔｌ（１）水魚’ｍを
通づと、次式に従って水和反応が生じ、Ｑｌ−１５、Ｑ
ｋｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌの水和熱を発生する。 ＣａＢｒ２　・Ｈ２０（固）＋１１２０（気〉→ＣａＢ
ｒ２１２Ｈ２０（固）　＋　Ｑ　１−（Ｖｌ　）このと
きに得られる最＾温度は第１図のｅ点に承りように１２
２℃である。 この熱回収工程を総括して第５図に概略的に図示づる。 以上の再生工程および熱回収工程において、環境温度を
２０℃とし、環境への熱の出入りがないものと想定する
と、熱収支はつぎのとおりである。 供給熱量；　１！１６℃の熱Ｑ　２＝１７．０にｃａｌ
／ＣａＢｒ２ｎｏｆ１２２℃の熱Ｑ　１＝１５．０Ｋｃ
ａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏ１回収熱ｆｆｉ；１５６℃の熱Ｑ
２°−１７，０にｃａｌ／ＣａＢｒ２１１Ｉｏ１１２２
℃の熱Ｑ　１’＝１５．０にｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌ
ＱＨｍａｘ＝ 供給高温熱量　Ｑ。 １ 発明が解決しようとする問題点 一般に化学蓄熱あるいは化学ピー１−ポンプなとのシス
テムにおいては、回収される熱の温度レベルが高いほど
、熱エネルギーとしての利用価値は高い。このため上記
システムにおいて回収される熱の温度が可及的に高いこ
とが要望される。しかし従来このような要望に十分こた
えることのできる技術は全く存在しなかった。 この発明は、上記の要望にこたえるべくなされたもので
、一般に利用価値の高い高温度レベルの熱エネルギーを
容易に得ることのできる反応熱回収方法を提供すること
を目的とづる。 問題点の解決手段 この発明による反応熱回収方法は、臭化カルシウムの無
水物１ｍｏｌに水蒸気２ｍ０１を反応させ、発生した水
和熱を利用する化学蓄熱あるいは化学ヒートポンプシス
テムにおいて、複数の反応器のうらの第１反応器で臭化
カルシウムの一水塩から二水塩への水和反応により発生
しｌζ水和熱を用いて蒸発器内の水を昇温して高温度レ
ベルで水蒸気を発生けしめ、得られた水蒸気を上記複数
の反応器のうちの残りの第２反応器に上記−水塩から二
水塩への水和反応用の水蒸気として供給することにより
、臭化力ルシウ１１の無水物から一水塩への水和反応に
よ−）で発生する水和熱とほぼ同温度レベルの高温の熱
を得ることを特徴とする。 実　施　例 第２図はこの発明の反応熱回収方法の一例を示づもので
ある。 臭化カルシウムの水和・脱水反応用の第１反応器（Ｒ１
）〜（Ｒ３）および第２反応器（Ｒ４）〜（Ｒ７）は水
蒸気ライン（１）〜（７）を介してそれぞれ第１蒸発器
（Ｅｌ）〜（Ｒ３）および第２蒸発器（Ｒ４）−（［７
）と連通し、第１および第２蒸発器（Ｅｌ）〜（Ｅｌ）
の内部には低温熱源媒体ライン（９〉の複数の伝熱部が
それぞれ配されている。水蒸気ライン（１）〜（７）の
うちの第２反応器（Ｒ４）〜（Ｒ７）に通じるライン（
４）（５）（６）（７）にはそれぞれ開閉弁（１０）が
設置プられ、これらの弁（１０）と第２反応器（Ｒ４）
〜（Ｒ７）の間には水蒸気ライン（４）（５）（６）（
７）にそれぞれ第３蒸発器〈「８）〜（Ｅ　１１１から
の水蒸気ライン（１１０１２）（１３）（１４１が接続
されている。これらの水蒸気ライン（１１０１２０１３
）　ｆ１４）にもそれぞれ開閉弁（１５）が設けられて
いる。また加熱用熱媒体う４ン（８〉の複数の伝熱部が
それぞれ第１反応器（Ｒ１）（Ｒ２）（Ｒ３）の内部お
よび第３蒸発器（Ｒ８）（Ｒ９）（ＥＩＯ）（Ｅｌｌ）
の内部に配され、このライン（８）の主流部には熱媒体
循環用のポンプ（Ｐ）が設＋−Ｊられている。第１およ
び第２反応器（Ｒ１）〜（Ｒ７）には熱回収ライン（１
６）の複数の伝熱部がそれぞれ配されている。 上記構成の装置において、第１および第２及応器（Ｒ１
）〜（Ｒ７）内には’１ｍ０１の脱水再生された臭化カ
ルシウムの無水物（再生工程は前述した従来法のそれと
同じであるので、説明を省略Ｊる。）がそれぞれ充填さ
れ、第１蒸発器（［１）〜（Ｒ３）には２＋１０１のプ
ロセス水が、また第２蒸発器（Ｒ４）〜（Ｅｌ）および
第３蒸発器（Ｒ８）〜（Ｅ　１１）には１１１１０１の
プロセス水がそれぞれ充填されている。 イｔＦＨｊｊｌ弁（１０）　ハ開ｈ’　ｔ’Ｌ　Ｔ　Ａ
３す、１Ｆｌｌｌｆｆｌ弁（１５）は閉じられている。 ライン（９）に２０℃の低温熱源媒体を、プロセス水Ｉ
ｍｏ１分だけの蒸発潜熱を与えるように流（−と、同媒
体ｔまプロセス水を加熱して水蒸気を発生せしめる。生
じた水蒸気を第１および第２艮応器（Ｒ１）〜（Ｒ７）
内に導くと、前記（Ｖ）式に従う水和反応によって水和
熱が発生し、熱回収ライン（１６）に流された媒体に最
高温度１５６℃の熱が回収される。 得られた総熱（ｍ　Ｑ　１はつぎのとおりである。 Ｑ、　＝　１７．　Ｑｘ　７＝　１１９　（ｋｃａｌ）
この時点で第２蒸発器（Ｒ４）〜（Ｅｌ）内のプロセス
水は全て蒸発し、第１蒸発器（Ｅｌ）〜（Ｒ３）のプロ
セス水は半量に減少している。 また第１および第２反応器（Ｒ１）〜（Ｒ７）内の臭化
カルシウムの熱水物も全（水蒸気との水和反応により、
ＣａＢｒ２　・ト１２０に変化している。 ＣａＢｒ２１２Ｈ２０（７）１度１５６℃に：　＃３　
Ｌノる飽和水蒸気圧は、第３図のｈ点に示すように８０
　ｕ＋Ｉ１ｇであり、４８℃でのプロセス水の蒸気圧に
等しい。したが−〕てｃａｓ　Ｒ２・Ｒ２０に４８℃以
−１の水を蒸発させた水蒸気を［１１１，ｆｆ１ｉｌれ
ば、ＣａＢｒ２　・Ｒ２０がらＣ３Ｂｒ２　・２Ｈ２０
への水和反応により、温度１５６℃の水和熱が回収され
るはずである。 第１蒸発器（Ｅｌ）〜（Ｒ３）内には１ｍｏｌのプロセ
ス水が残っているので、引きつづきラインく９）に２０
℃の低温熱源媒体を供給すると、前記（Ｖｌ）式に従っ
て水和反応が起こり、この反応によりＲ高温度１２２℃
の熱が発生し、総熱ｆｆ１Ｑ　−＝１５．０Ｘ３＝４５
．０（ｋｃａｌ）■ が得られる。 つぎに、開閉弁（１ｏ）を閉じ、開閉弁（１５）を開き
、ポンプ（Ｐ）を作動させると、ライン（８）に流され
た加熱用熱媒体が第１反応器（Ｒ１）〜（Ｒ３）内の伝
熱部を通り、ついで第３蒸発器（Ｒ８）〜（Ｆ　１１）
の伝熱部を通ることによって、同媒体は第１反応器（Ｒ
１）〜（Ｒ３）で水和熱０１″を吸収し、冑られた熱で
第３蒸発器（Ｒ８）〜（Ｅ　１１）内のプロセス水を加
熱ｕしめる。 そして第３魚発器（Ｒ８）〜（Ｅｌｌ）内のプロセス水
の温度は２０’Ｃが６５０℃まで５１する。この臂瀉に
要する顕然と蒸梵熱。１″はっぎのとおりである。 Ｑｌ”　＝４Ｘ　（（５０−２０）Ｘｏ、０１８＋１０
．５）　＝４４．２ｋｃａｌ （ただし水の比熱＝　０．０１８にｃａｌ／ｍｏｌ　−
”Ｃとする） この熱ｆｆ１Ｑ１”　（＝４４．２ｋｃａｌ＞は先ニ１
ｑられたＱ、”　（＝４５．０にｃａｌ）にほぼ等しい
ので、上記の熱供給は第２蒸発器（Ｒ４）〜・（Ｅｌ）
内のプロセス水を４８℃以上で蒸発させるのに要する熱
ωを供給したことになり、第２反応器（Ｒ４）〜（Ｒ７
）内において前記（Ｖｌ　）式に従って水和反応が引き
つづき起こり、第３図の矢印１→ｊ　−＋　ｉ１→ｄに
示′？ｌ軽過をたどって最高温度１５６℃の水和熱が反
応器ごとに１５　、０　ｋｃａｌ、／ＣａＢｒ２・２Ｈ
２Ｏｍｏ１発生ずる。 得られた総熱工Ｑｓはつぎのどおりである。 ＝１．５０ すなわち、従来の反応熱回収方法ではＣａＢＱｓ＝１５
．０ｘ４＝６０ｋｃａｌ 上記実施例による熱回収方法において、環境温度を２０
℃とし、環境への熱の出入りがないものと想定すると、
熱収支はっぎのとおりである。 供給熱１：１５６℃の熱Ｑ２×７基分＝　１１９ｋｃａ
１１２２℃の熱ＱＩＸ７基分＝　１０５ｋｃａ１回収熱
量；１ｓｅ℃の熱Ｑ　、　＋　Ｑ　５＝１１９＋６０＝
１７９ＫｃａｌＱＨ）ＩＡＸ＝ 回収Ｂ温熱量１７９ｋｃａ　ｌ 供給高温熱Ｖ　１１９ｋＣａ　ｌ ＝１．５０ すなわち、前述した従来の反応熱回収方法ではＣａ３ｒ
２１−ｈ　Ｏの水和反応にＪ：　−）　−Ｃ１２２℃の
水和熱１５゜Ｑｋｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌが冑られだ
のに対し、この発明の反応熱回収方法によれば、臭化カ
ルシウムの無水物から一水塩への水和反応で得られる水
和熱に相当づる高温度レベル１５６℃の熱が８　、５Ｋ
ｃａｌ／ＣａＢｒ２ｍｏｌ　４９られる。したがって高
温度レベルの熱回収効率は従来の方法の場合に比べて約
１．５侶向上η゛る。 発明の効果 この発明による反応熱回収方法（ま、複数の反応器のう
らの第１反応器で臭化カルシウムの一水塩から工水塩へ
の水和反応により発生した水相熱を用いて蒸発器内の水
を昇温して高温度レベルで水蒸気を発生Ｖしめ、１行ら
れた水ＥＳ気を上記複数の反応器のうちの残りの第２反
応器に上記−水塩から工水塩への水和反応用の水酒気と
して供給するものであるので、臭化カルシウムの無水物
から一水塩への水和反応によって発生する水和熱とほぼ
同温度レベルの高温の熱を得ることができる。こうして
この発明によれば、利用価値の高い高温度レベルの熱を
得ることができ、高回収率を得ることがて゛さる。 ４、図面の簡単な説明 第１図おＪ、び第３図はいずれも水蒸気圧曲線を示づグ
ラフである。 第２図はこの発明による反応熱回収方法を示すフローシ
ートぐある。 第４図および第５図は熱収支を承り概略図である。 （Ｒ１）〜（Ｒ３）・・・第１反応器、（Ｒ４）〜（Ｒ
７）−・・・第２反応器、（Ｅｌ）〜（Ｒ３〉・・・第
１蒸発器、（Ｒ４）〜（Ｅｌ）・・・第２蒸発器、（Ｒ
８）〜（Ｅｌｌ）・・・第３萎発器、（１）〜（７）・
・・水蒸気ライ、ン、（８）・・・加熱用熱媒体ライン
、（９）・・・低温熱諒媒体ライン、（１０）・・・開
閉弁、（１１）　〜（１４）−・・水蒸気ライン、（１
５）・・・開ｒＩｌ弁、（１６）・・・熱回収ライン、
（Ｐ）・・・ｉｌ？ンブ。 以　Ｅ 外４名 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 臭化カルシウムの無水物１１１１０１に水蒸気２１１１
   ０１を反応させ、発生した水和熱を利用する化学蓄熱あ
   るいは化学ヒートポンプシステムにおいて、複数の反応
   器のうちの一部の反応器で臭化カルシウムの一水塩から
   工水塩への水和反応により発生した水和熱を用いて蒸発
   器内の水を胃ｉＬ！ｌ、め、発生した水蒸気を上記複数
   の反応器のうちの残りの反応器に上記水相反応用の水蒸
   気として供Ｉ８スることにより、臭化カルシウムの無水
   物から一水塩への水和反応によって発生づる水和熱とほ
   ぼ同温度レベルの熱を得ることを特徴とする反応熱回収
   方法。