JPS6059518B2 - 熱エネルギ−の回収方法 - Google Patents

熱エネルギ−の回収方法

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JPS6059518B2
JPS6059518B2 JP53036721A JP3672178A JPS6059518B2 JP S6059518 B2 JPS6059518 B2 JP S6059518B2 JP 53036721 A JP53036721 A JP 53036721A JP 3672178 A JP3672178 A JP 3672178A JP S6059518 B2 JPS6059518 B2 JP S6059518B2
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JP
Japan
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adsorbent
steam
thermal energy
heat
temperature
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Expired
Application number
JP53036721A
Other languages
English (en)
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JPS54129549A (en
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輝之男 三輪
武久 井上
一夫 角井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的圧力の低いスチームあるいはスチームを
含む混合ガス(以下単に低圧スチームと称す)からより
高温の熱エネルギーを回収する方法に関するものである
詳しくは該低圧スチームを吸着剤に吸着させ吸着熱を発
生させることにより、熱エネルギーレベルを高めて回収
しようとするものである。低圧スチームは、重化学工場
、石油化学工場あるいは他の工場からの廃熱の1つとし
て多量に放出されており、その熱量は莫大な量となつて
いるにもかかわらずその温度が低い故に、一般には工業
的に利用価値の少ない熱エネルギーとみなされている。
この様な低圧スチームの熱量の一部でもより高温の熱エ
ネルギーとして回収し再利用することができれば省エネ
ルギー面で非常に有益となり、ひいては生産プロセスの
経済性を高めることになる。本発明者らは、この利用価
値の少ない低圧スチームから、より高温の熱媒体として
熱エネルギーを回収する方法を鋭意研究した結果、本発
明に到達した。
すなわち、本発明は低圧スチームからより高温の熱媒体
として熱エネルギーを回収る方法において、(2)該低
圧スチームを吸着水分の少なくとも一部を脱着再生した
吸着剤と接触させ吸着熱により吸着剤の温度を高め(B
)次いで水、スチームあるいは他の液状、ガス状の熱媒
体を該吸着剤と熱交換させることにより、該低圧スチー
ムの温度より高温の熱媒体を回収し、C該熱媒体の回収
期間の少なくとも一時期、該スチームで吸着剤を加圧し
続けることを特徴とする熱エネルギーの回収方法である
本発明でいう低圧スチームとは、スチームすなわち水蒸
気あるいは水蒸気を含む混合ガスなら何てもよく、また
それらの圧力および温度を限定するものではないが、好
ましくは大気圧以上、100℃以上である。
特に本発明方法は、工業的に利用価値がほとんどなく、
廃棄されているスチーム類に対し、特に有効なものであ
り、従つて10k9/Clt一G程度までのものが特に
有効に用いられる。本発明で使用される吸着剤は、水分
を吸着することのできる吸着剤から選定される。微分吸
着熱が10Kca1/MOl以上、特に好ましくは12
Kca1/MOl以上のものが通常選択される。
例示するならば、活性炭、モレキユラシーピングカーボ
ン、天然ゼオライト、(天然モルデナイト、クリノブチ
ロライト、シヤバサイト等)、合成ゼオライト(A型、
X型、Y型、合成モルデナイト等)活性アルミナ、シリ
カゲル系吸着剤等である。かかる吸着剤のうち100℃
以上、好ましくは150℃以上ての水分吸着容量の大き
い吸着剤が好ましい。すなわち、本発明の方法は比較的
低い温度の低圧スチームを吸着剤上に吸着させ、発生し
た吸着熱により吸着剤の温度を高め、より高温の熱媒体
として熱エネルギーを回収しようとするものである。従
つて高い温度領域での吸着容量が大きい吸着剤程発生す
る吸着熱量も大きくなり、温度上昇はより高くなる。吸
着剤の温度が高いほど高温の熱エネルギーが回収できる
ことになり、該熱エネルギーは利用価値の高いものとな
る。さらに、吸着剤に保持される熱エネルギーも増大し
熱回収量が増大することになるから経済的な熱エネルギ
ー回収方法となる。本発明者らは、この点に鑑み上記多
種吸着剤の.高温領域での水分吸着容量を測定した結果
、特に天然ゼオライトおよび合成ゼオライトを含むゼオ
ライト系吸着剤が好ましい性質を示した。
この測定は、次のようにして行つた。
500℃て3時間焼成した各種吸着剤約1yを秤量し、
金網製のかごに入れてU字管内につるし、U字および吸
着剤を恒温槽で200′Cに保ちつつ、U字管に常圧の
スチームを流し吸着剤と接触させた後二再吸着剤を秤量
することにより、200℃での水分平衡吸着量を測定し
た。
代表的な実験結果を表1に示す。本発明の実験方法を詳
しく述べるならば基本的に次の3操作に分割できる。
(1)吸着熱発生操作:低圧スチームを再生された吸着
剤に吸着させ、発生した吸着熱により吸着剤の温度を高
める。
(2)熱エネルギー回収操作:熱媒体を吸着剤と熱交換
させることにより熱エネルギーを回収する。
(3) 再生操作:吸着剤に吸着した水分の少なくとも
一部を脱着再生する。
(1)の吸着熱発生操作は、直接該低圧スチームを吸着
剤上に導入するか、同伴ガスでスチームを導入し吸着さ
せる。
このとき、該スチームは吸着剤上を流通させてもよいし
、封入してもよい。しかし乍ら、流通させる場合スチー
ムは吸着剤から熱量を奪づC放出されるのて封入する方
が好ましい。(2)の熱エネルギー回収操作は、水ある
いはスチームあるいはその他のガス状、液状等の熱媒体
と吸着剤とを熱交換する。
熱媒体が水の場合、吸着剤から熱エネルギーを回収する
ことにより、吸着剤に吸着された低圧スチームよりも高
温度高圧力のスチームが回収できる。該回収操作での熱
エネルギー回収量は本発明の経済性を左右する。すなわ
ち、単位吸着剤からの熱エネルギー回収量が大きい程、
単位熱量を回収するに必要な吸着剤量は少なくなりより
経済的となる。本発明の回収方法は、吸着剤の保持して
いる熱量を間接的もしくは直接的に該熱媒体で熱交換し
、該低圧スチームの温度より高温の熱媒体を回収し、該
回収期間の少なくとも一時期該低圧スチームで吸着剤を
加圧しつづけることであつて、こうすることにより単位
吸着剤当りの熱エネルギー回収量が増大する。すなわち
、保持された熱エネルギーが熱媒体により回収され始め
ると吸着剤の温度は低下する。吸着剤の温度が低下すれ
は吸着剤の水分吸着容量は増加し、吸着剤雰囲気中のス
チームが新たに吸着し始めた該雰囲気圧力は低下する。
そこで、該低圧スチームで吸着剤を加圧することによつ
て、さらに新たな吸着現象が生ずる。新たに吸着した低
圧スチームの吸着熱に相当する分は熱エネルギー回収量
を増大させることになり、より経済的な熱エネルギー回
収方法となる。低圧スチームて吸着剤を加圧する期間は
、該熱エネルギー回収操作期間のいつでもよく、また、
断続的でもよい。
好ましくは吸着熱発生操作に引き続き熱エネルギー回収
操作期間中加圧し続けることである。(3)の再生操作
における吸着剤再生方法は、公知の吸着剤再生方法であ
る加熱による再生、減圧による再生、水分、パージガス
による再生のいずれてもよいし又それらの組合せも可能
である。
特に好ましい再生方法は、低圧スチームの一部を熱源と
し、低圧スチームの熱量で吸着剤を再生する方法である
。この場合、吸着剤を低圧スチームで加熱しつつパージ
ガス例えば空気で水分を脱着させることもできる。又、
他の熱源と併用してもよいし、空気中の水分を予め除去
した乾操空気を用いてもよい。再生操作熱源として低圧
スチームを用いるならは、利用価値の少ない該低圧スチ
ームの熱エネルギーの一部は吸着剤再生用熱源としても
利用される。上記操作で使用される低圧スチームはすべ
て同一の圧力、温度を持つたものに限定されるものでは
ない。
例えば、吸着熱発生操作で使用されるスチームと再生操
作で使用されるスチームの圧力、温度が異なつていても
よい。また、上記操作を吸着剤が充填されている熱交換
機能を持つた複数個の吸着塔を用いて循環して連続に行
なえば低圧スチームからより高温の熱媒体を連続に回収
することも出来る。以下、実施例をあげて本発明を具体
的に説明するが、本発明がこれに限定されないのは言う
までもない。
実施例1 直径約60C!RLl高さ約100cmの多管式熱交換
器の管内にX型(商標13X)吸着剤を約150k9充
填した。
該熱交換器は大気への熱損失を防ぐために断熱材で保温
した。該吸着剤を150℃で加熱乾操後2.5k9/C
lt−G(ゲージ圧)のスチームを管内に封入し吸着剤
を接触させた。
引続き吸着剤層を該スチームで加圧しつつ、胴側に予め
83℃に加熱された水を送り込んだところ10k9/C
lt−Gのスチームを約16k9回収することができた
。実施例2 実施例1の吸着剤と熱交換器において、該熱交換器の胴
側に2.5k9/Ai−Gのスチームを流し管内の吸着
剤層をほぼ該スチームの温度に保ちつつ、該吸着剤層を
約1000ppmの水分を含んだ空気で再生した。
次いで胴側へのスチームの流入を止め、該スチームを管
内の吸着剤層へ封入し吸着剤を接触させた。引続き吸着
剤層を該スチームで加圧しつつ、胴側に予め80℃に加
熱した水を送り込んだところ10kg/d−Gスチーム
を約24k9回収することができた。実施例3 実施例2の熱交換器の管内に、天然モルデナイト約20
5k9充填した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 比較的圧力の低いスチームもしくはスチームを含む
    混合ガスから、より高温の熱媒体として熱エネルギーを
    回収するに際して、(A)該スチームもしくはスチーム
    を含む混合ガスを吸着水分の少なくとも一部を脱着再生
    した水吸着性吸着剤と接触させ、吸着熱により吸着剤の
    温度を高め、(B)次いで該吸着剤と水、スチームまた
    は他の液状もしくはガス状の熱媒体を熱交換させること
    により、該スチームもしくはスチームを含む混合ガスの
    温よりも高温の熱媒体を回収し、(C)該熱媒体の回収
    期間の少なくとも一時期、該スチームもしくはスチーム
    を含む混合ガスで吸着剤を加圧し続けることを特徴とす
    る熱エネルギーの回収方法。 2 特許請求の範囲1において、天然ゼオライトまたは
    合成ゼオライトを含む吸着剤を用いることを特徴とする
    熱エネルギーの回収方法。 3 特許請求の範囲1において、吸着剤に吸着した水分
    の少なくとも一部を脱着再生する際に該スチームもしく
    はスチームを含む混合ガスの一部を用いて加熱再生する
    ことを特徴とする熱エネルギーの回収方法。
JP53036721A 1978-03-31 1978-03-31 熱エネルギ−の回収方法 Expired JPS6059518B2 (ja)

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JP2927604B2 (ja) * 1992-04-10 1999-07-28 シャープ株式会社 粒子流動熱交換装置
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JPS49133274A (ja) * 1972-08-23 1974-12-20

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