JPS61285284A - Chemical heat accumulation and apparatus therefor - Google Patents
Chemical heat accumulation and apparatus thereforInfo
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- JPS61285284A JPS61285284A JP60126819A JP12681985A JPS61285284A JP S61285284 A JPS61285284 A JP S61285284A JP 60126819 A JP60126819 A JP 60126819A JP 12681985 A JP12681985 A JP 12681985A JP S61285284 A JPS61285284 A JP S61285284A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、化学蓄熱法及びその装置に関するもので、さ
らに詳しくいえば深夜電力、工場排熱、発電所排熱、ご
み焼却場排熱等の安価な熱源を利用し、その熱源を蓄熱
装置に蓄熱し必要な時に放熱させて回収しスチームの製
造、温水の製造、暖房等に利用するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a chemical heat storage method and its device, and more specifically, it is applicable to late-night electricity, factory waste heat, power plant waste heat, garbage incinerator waste heat, etc. This method utilizes an inexpensive heat source, stores the heat in a heat storage device, radiates the heat when necessary, and recovers it for use in steam production, hot water production, space heating, etc.
近年、エネルギー問題への関心が高まっており、その有
効利用の方法は各種発明されているが、その中でも蓄熱
技術が注目をあびている。In recent years, interest in energy issues has increased, and various methods for effectively utilizing energy have been invented, among which heat storage technology is attracting attention.
この蓄熱方法には、顕熱蓄熱、潜熱蓄熱及び化学蓄熱が
ある。化学反応を利用する化学蓄熱法は、蓄熱密度が高
いことや、反応物質を分離しておけば長期蓄熱も可能で
あることから期待がもてる方法といえる。This heat storage method includes sensible heat storage, latent heat storage, and chemical heat storage. The chemical heat storage method, which uses chemical reactions, can be said to be a promising method because it has a high heat storage density and long-term heat storage is possible if the reactants are separated.
従来より様々な化学蓄熱システムが検討され提案されて
いる。即ち、1000℃以上の高温気相反応を利用スル
ものとして、CaC01、Mg5O,、HBr の解離
反応があるか、正逆反応には触媒を必要とする。500
〜1000℃のかなり高温の反応を利用するものとして
、Ca (OH)1、NH,、NH4H3O3、SO3
のメタンリフォーム反応があるが、Ca (OH)、
の脱水反応を除いてはいずれも触媒を必要とする反応
で、ケミカルヒートパイプとして原子力発電等への応用
が検討されている。Various chemical heat storage systems have been studied and proposed. That is, if a high-temperature gas phase reaction of 1000° C. or higher is used, there is a dissociation reaction of CaC01, Mg5O, and HBr, or a catalyst is required for the forward and reverse reactions. 500
Ca (OH)1, NH,, NH4H3O3, SO3
There is a methane reformation reaction, but Ca(OH),
With the exception of the dehydration reaction, all reactions require catalysts, and their application as chemical heat pipes in nuclear power generation and other applications is being considered.
200〜500℃の比較的高温の反応を利用するものと
して、硫酸の水吸収反応、Mg (OHh ベンゼン
−シクロヘキサンのH2添加反応がある。さらに、20
0℃以下の手頃な排熱か利用できそうな反応として、水
素吸蔵合金、シリカゲルやゼオライトの吸着反応、塩化
ニッケルアンモニア塩の反応、塩化カルシウムの水やメ
タノール吸着反応、NaI のアンモニア吸収反応、
ホウ砂の脱水反応、硫化ソーダー水和塩の脱水反応等が
代表的な反応である。その他の化学蓄熱反応としては、
ノルボルナジェン等を利用する光化学反応蓄熱などがあ
る。Examples of reactions that utilize relatively high temperatures of 200 to 500°C include the water absorption reaction of sulfuric acid and the H2 addition reaction of Mg (OHh benzene-cyclohexane).
Reactions that can use affordable waste heat below 0℃ include hydrogen storage alloys, silica gel and zeolite adsorption reactions, nickel chloride ammonium salt reactions, calcium chloride water and methanol adsorption reactions, NaI ammonia absorption reactions,
Typical reactions include the dehydration reaction of borax and the dehydration reaction of hydrated sodium sulfide. Other chemical heat storage reactions include:
Examples include photochemical reaction heat storage using norbornagene, etc.
化学蓄熱(化学反応蓄熱)を実用化する際には、排熱等
の熱源温度と利用できる温度範囲とから自ずと反応例は
制約され、反応熱の大きい反応の選択、反応速度の大き
さ、熱媒としてのガス及び液体の分離・輸送・貯蔵の扱
いやすさ、反応・薬品としての安全性、薬剤コストの安
いこと等の観点より反応を選択する必要性がある。When putting chemical heat storage (chemical reaction heat storage) into practical use, reaction examples are naturally constrained by the temperature of the heat source such as exhaust heat and the usable temperature range. It is necessary to select a reaction from the viewpoints of ease of separation, transportation, and storage of gases and liquids as media, safety as a reaction and drug, and low drug cost.
そこで、低位なレベルの廃熱を念頭において熱源温度を
200℃以下とする化学反応蓄熱法として、金属塩化物
とアンモニアの反応がある。化学反応蓄熱は高温側の反
応と低温側の反応とから成り立つもので、金属塩化物の
高温側塩として塩化ニッケル・6アンモニア塩(Nf
CLm・6NHs)が蓄熱密度(反応熱量/重量又は容
積)の点から望ましい材料であるとされる。それに対し
、低温側の塩として塩化カルシウム・4アンモニア塩(
CaCA2・4NHs)か考えられる。上記各々の反応
は下記の(1)、(2)式に示される。Therefore, as a chemical reaction heat storage method that keeps the heat source temperature at 200° C. or lower with a low level of waste heat in mind, there is a reaction between metal chlorides and ammonia. Chemical reaction heat storage consists of a reaction on the high temperature side and a reaction on the low temperature side, and nickel chloride hexaammonium salt (Nf
CLm·6NHs) is said to be a desirable material from the viewpoint of heat storage density (reaction heat amount/weight or volume). On the other hand, calcium chloride/tetraammonium salt (
Possibly CaCA2/4NHs). Each of the above reactions is shown in the following formulas (1) and (2).
N’xCLz・6NHz(固):N1Ct雪・2NHs
(固)+4NH,(ガス)(1)
CaCAz @ 4NH3(固) + 48Hs (ガ
ス);CaC22・8NH3(固)(2)
蓄熱過程の反応式(1)、(2)の右向き反応速度は比
較的ゆっ(りでも良いが、放熱過程の反応式(1)、(
2)の左向き反応速度は比較的速やかなことが望まれる
。しかるに反応式(2)の左向き反応は0〜30℃の常
温では非常に遅いので実用的でないという欠点がある。N'xCLz・6NHz (solid): N1Ct snow・2NHs
(solid) +4NH, (gas) (1) CaCAz @ 4NH3 (solid) + 48Hs (gas); CaC22.8NH3 (solid) (2) Compare the rightward reaction rates of reaction equations (1) and (2) in the heat storage process It may be a bit vague, but the reaction equation (1) for the heat dissipation process, (
It is desired that the leftward reaction speed of 2) is relatively fast. However, the leftward reaction of Reaction Formula (2) has the disadvantage that it is very slow at room temperature of 0 to 30°C and is therefore impractical.
また、上記反応式(2)の反応の代りにアンモニア液化
・気化反応を利用することも可能である。Moreover, it is also possible to use an ammonia liquefaction/vaporization reaction instead of the reaction of the above reaction formula (2).
アンモニアの気化反応は減圧にすれば極めて迅速に行わ
れるが、液化の時に圧縮機の動力を必要とする欠点があ
る。しかしアンモニアの気化反応は常温(20℃)で約
8階−の加圧を必要とする大型プラントなどには有効で
あるが、なるべく動力を必要としない低温アンモニア貯
蔵法が望まれる。Although the vaporization reaction of ammonia can be carried out extremely quickly under reduced pressure, it has the disadvantage that the power of a compressor is required during liquefaction. However, although the ammonia vaporization reaction is effective in large plants that require pressurization of about 8 degrees at room temperature (20° C.), a low-temperature ammonia storage method that requires as little power as possible is desired.
低温アンモニア貯蔵法として、液体アンモニア化物に吸
収させて蓄える方法がある。これは液化法の利点である
アンモニア放出速度が早いこと、アンモニアガスの液化
の際に外部から機械エネルギーを必要としない特徴を有
するもので、液体アンモニア化物としてこれまでに研究
された例としてヨウ化ナトリウムNaI がある。ヨウ
化ナトリウムNaIの液相領域は比較的広いので好まし
い物質ではあるが、25℃以下、アンそニア圧3気圧以
下では固相を析出することもあるので望ましくはないと
いう欠点がある。As a low-temperature ammonia storage method, there is a method of absorbing and storing ammonia in liquid ammonium. This is an advantage of the liquefaction method, in that it has a fast ammonia release rate and does not require external mechanical energy when liquefying ammonia gas. There is sodium NaI. Sodium iodide (NaI) has a relatively wide liquid phase region, making it a preferable substance, but it has the disadvantage that it is not desirable because a solid phase may precipitate at temperatures below 25°C and anthonia pressures below 3 atmospheres.
本発明は、上記欠点に鑑みてなされたものであり、放熱
過程において低温側の反応を早く進行させ短い時間で熱
を回収することのできる化学蓄熱法及びその装置を提供
することを目的としたものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to provide a chemical heat storage method and an apparatus thereof that can quickly advance the reaction on the low temperature side in the heat dissipation process and recover heat in a short time. It is something.
上記目的を達成するための手段を実施例に対応する第1
図〜第3図を用いて説明する。The first means for achieving the above object corresponds to the embodiment.
This will be explained using FIGS.
第1の発明の化学蓄熱法は、粉体の塩化ニッケル・アン
ミン錯体を充填した高温反応器を100〜200℃に加
熱し発生したアンモニアガスを液状の硝酸アンモニウム
・アンミン錯体を封入した低温反応器に導いて吸収させ
る過程と、低温反応器を0〜30Cの常温で加熱して硝
酸アンモニウム・アンミン錯体よりアンモニアガスを発
生させ発生したアンモニアガスを高温反応器に導いて塩
化ニッケル・アンミン錯体に吸収させ発生する反応熱を
回収させる放熱過程とからなるものである。In the chemical heat storage method of the first invention, a high-temperature reactor filled with a powdered nickel chloride/ammine complex is heated to 100 to 200°C, and the generated ammonia gas is transferred to a low-temperature reactor filled with a liquid ammonium nitrate/ammine complex. Ammonia gas is generated from the ammonium nitrate/ammine complex by heating the low temperature reactor at room temperature of 0 to 30C, and the generated ammonia gas is guided to the high temperature reactor and absorbed by the nickel chloride/ammine complex. It consists of a heat dissipation process in which the reaction heat is recovered.
第2の化学蓄熱装置は、加熱用と回収用の熱交換器(5
)、(6)を備えた熱媒檜(4)内に粉体の塩化ニッケ
ル・アンミン錯体(9)を充填した高温反応器(1)を
浸漬し、高温反応器(1)と液状の硝酸アンモニウム・
アンミン錯体(15)を充填した低温反応器(2)とを
結ぶガス管(12)にガス制御弁(3)を設けるととも
に低温反応器(2)内の上方に上部空間(18)及び下
方に散気管(13)を設け上部空間(18)と散気管(
13)とをプロワ−(14)を設けたガス循環管(16
)で接続させたものである。The second chemical heat storage device includes a heat exchanger (5
), (6) A high temperature reactor (1) filled with powdered nickel chloride ammine complex (9) is immersed in a heat transfer cylinder (4) equipped with・
A gas control valve (3) is provided in the gas pipe (12) connecting the low temperature reactor (2) filled with the ammine complex (15), and the upper space (18) and the lower part of the low temperature reactor (2) are connected to each other. A diffuser pipe (13) is provided to connect the upper space (18) and the diffuser pipe (
13) and a gas circulation pipe (16) equipped with a blower (14).
).
第1図に塩化ニッケルアンモニア塩と硝酸アンモニア塩
との組合せによる化学蓄熱サイクルを示す。その反応式
をまとめると下記の式(1)、(3)となる。FIG. 1 shows a chemical heat storage cycle using a combination of nickel ammonium chloride and ammonium nitrate. The reaction formulas are summarized as the following formulas (1) and (3).
高温側反応NiC4・6NH3(固) 2NI C4・
2NHs (固)+4NHs(ガス)(1)低温側反
応NH,NO3・nNH3(液)+mNH3(ガX):
NH4NO3−(n+m)NH3(液)(3)硝酸アン
モニウム・アンミン錯体は、常温で且つ低圧でも液体ア
ンモニア化合物を形成することができるので低温側反応
に利用でき、高温側反応に塩化ニッケルアンモニア塩(
塩化ニッケル・アンミン錯体)を用いて両者組合せれば
化学蓄熱サイクルを形成させることができる。High temperature side reaction NiC4・6NH3 (solid) 2NI C4・
2NHs (solid) + 4NHs (gas) (1) Low temperature side reaction NH,NO3・nNH3 (liquid) + mNH3 (gas):
NH4NO3-(n+m)NH3 (liquid) (3) Ammonium nitrate/ammine complex can form a liquid ammonia compound even at room temperature and low pressure, so it can be used for low-temperature side reactions, and nickel chloride ammonium salt (nickel chloride ammonium salt) can be used for high-temperature side reactions.
A chemical heat storage cycle can be formed by combining the two using nickel chloride/ammine complex).
第1図によって化学蓄熱サイクルの作用を説明する。蓄
熱過程では、排熱等の150〜200℃レヘルの熱aを
受けて塩化ニッケル・6アンモニア塩を熱分解させ、発
生したアンモニアガスは硝酸アンモニア液化物に吸収さ
せて貯蔵し、放熱過程では、外気温等の低レベルの熱を
受けて硝酸アンモニア・アンミン錯体液化物からアンモ
ニアガスを発生させ、圧力差によってアンモニアガスは
移動して塩化ニッケル・2アンモニア塩と化学反応し反
応熱を放出する。又、蓄熱過程では高温側反応が59.
l K4モルの熱を吸収してアンモニアを解離し、低
温側反応はそれを吸収して6.2 Kd 1モルの熱を
放出し、放熱過程ではその逆の熱の出入れを行う。従っ
て、蓄熱過程で蓄えられる熱量は△H=59.1+4
(−6,2) =34゜3に一1モルである。反応式(
3)において吸収されるアンモニアのモル数(m)は、
圧力が一定であれば温度か低い程、また温度が一定であ
れば圧力か高い程mの値は大きくなる。0℃、1気圧の
平衡組成は下記の反応式(4)となり、n=0.9モル
、m=1.75モル、(n+m)−2,65モルであり
、0゜4気圧では(n+m)zo、9モルである。The action of the chemical heat storage cycle will be explained with reference to FIG. In the heat storage process, nickel chloride hexaammonium salt is thermally decomposed by receiving heat a of 150 to 200 degrees Celsius such as exhaust heat, and the generated ammonia gas is absorbed and stored in liquefied ammonium nitrate.In the heat release process, Ammonia gas is generated from the liquefied ammonium nitrate/ammine complex in response to low-level heat such as outside temperature, and the ammonia gas moves due to the pressure difference and chemically reacts with nickel chloride/diammonium salt, releasing reaction heat. In addition, in the heat storage process, the reaction on the high temperature side is 59.
It absorbs 4 moles of heat and dissociates ammonia, and the low-temperature side reaction absorbs it and releases 1 mole of 6.2 Kd of heat, and in the heat dissipation process, heat is transferred in and out in the opposite manner. Therefore, the amount of heat stored in the heat storage process is △H=59.1+4
(-6,2) = 1 mole per 34°3. Reaction formula (
The number of moles (m) of ammonia absorbed in 3) is
If the pressure is constant, the lower the temperature, and if the temperature is constant, the higher the pressure, the greater the value of m. The equilibrium composition at 0°C and 1 atm is the following reaction formula (4), where n = 0.9 mol, m = 1.75 mol, (n+m)-2.65 mol, and at 0° and 4 atm, (n+m ) zo, 9 moles.
NH4No、・0.9NHs(液) + 1.75NH
s (ガX)−”NH4NOx ・2.65NHs
C液)(4)従って、反応式(1)で発生するアンモ
ニアガス4モルを吸収するには2.3モルのNH4No
、が必要である。NH4No, 0.9NHs (liquid) + 1.75NH
s (GaX)-”NH4NOx ・2.65NHs
Solution C) (4) Therefore, to absorb 4 moles of ammonia gas generated in reaction formula (1), 2.3 moles of NH4No
,is necessary.
本発明の実施例を第1図乃至第3図に基づき以下説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
4は、断熱材7で一帯に覆われ内部に熱媒8を略満杯に
注入した熱媒桶であり、該槽4の熱媒8内には粉体の塩
化ニッケルアンモニア塩9を充填した高温反応器1が設
けられている。10は、高温反応器1内の塩化ニッケル
アンモニア塩9の加熱を促進するためのフィンであり、
11は、高温反応器1内の塩化ニッケルアンモニア塩9
の粉体をカットし液塩9のガスのみを集める細いメツシ
ュ管である。5は、排熱や安い熱源を利用して熱媒8を
加熱する加熱用熱交換器であり、6は熱媒8から熱を回
収して使用に供するための回収用熱交換器である。2は
、内部に液状の硝酸アンモニア・アンミン錯体15を一
定量封入し上方に上部空間18と下方に散気管13とを
設け、該空間!8と散気管13とをプロワ−14を設け
たガス循環管16によって接続させた低温反応器である
。Reference numeral 4 denotes a heat medium tank that is completely covered with a heat insulating material 7 and into which a heat medium 8 is injected almost completely. A reactor 1 is provided. 10 is a fin for promoting heating of the nickel chloride ammonia salt 9 in the high temperature reactor 1;
11 is nickel chloride ammonia salt 9 in the high temperature reactor 1
It is a thin mesh tube that cuts the powder and collects only the gas of the liquid salt 9. 5 is a heating heat exchanger that heats the heat medium 8 using waste heat or a cheap heat source, and 6 is a recovery heat exchanger that recovers heat from the heat medium 8 for use. 2 has a certain amount of liquid ammonium nitrate/ammine complex 15 sealed inside, and an upper space 18 and an aeration pipe 13 below. 8 and a diffuser pipe 13 are connected through a gas circulation pipe 16 equipped with a blower 14.
12は高温反応器1と低温反応器2とを接続し途中に制
御弁3を設けたガス管である。12 is a gas pipe that connects the high temperature reactor 1 and the low temperature reactor 2 and has a control valve 3 in the middle.
尚、熱媒8は出来る限り少量にして熱応答性を良くし槽
容積を小さく設計できるようにする。又、熱媒8の材質
は採用される化学反応によって決定されるが、この場合
蓄熱過程で200℃迄加熱する可能性があるので、耐熱
的に優れた熱媒を選択する必要がある。Note that the heat medium 8 is made as small as possible to improve thermal response and to allow the tank volume to be designed to be small. Further, the material of the heating medium 8 is determined by the chemical reaction employed, but in this case, there is a possibility of heating up to 200° C. during the heat storage process, so it is necessary to select a heating medium with excellent heat resistance.
第2図において、排熱や安く利用できる熱源を加熱用熱
交換器を通じて熱媒8を加熱し、その結果高温反応器1
内の塩化ニッケルアンモニア塩9か加熱されアンモニア
ガスが発生する。発生したアンモニアガスは、液塩9の
粉体をカットするメツシュ管11から集められ高温反応
器1からガス管12を通して生じたアンモニア圧力差に
よって低温反応器2へ輸送される。そして、アンモニア
ガスは低温反応器2上部空間18に送られ、ガス循環管
16からプロワ−14で吸引されるとともに低温反応t
i2の底部に設けた散気管13を通して硝酸アンモニア
・アンミン錯体15の液中に散気される。この過程でガ
ス状のアンモニアは硝酸アンモニア・アンミン錯体15
に吸収されてアンモニア化物を形成する。In FIG. 2, waste heat or a cheaply available heat source is used to heat a heat medium 8 through a heating heat exchanger, and as a result, a high temperature reactor 1 is heated.
The nickel chloride ammonia salt 9 inside is heated and ammonia gas is generated. The generated ammonia gas is collected from the mesh pipe 11 that cuts the powder of the liquid salt 9, and is transported from the high temperature reactor 1 to the low temperature reactor 2 by the ammonia pressure difference generated through the gas pipe 12. The ammonia gas is then sent to the upper space 18 of the low-temperature reactor 2, and is sucked from the gas circulation pipe 16 by the blower 14, and the low-temperature reaction t
Air is diffused into the liquid of the ammonia nitrate/ammine complex 15 through the air diffuser pipe 13 provided at the bottom of the i2. In this process, gaseous ammonia is converted into ammonia nitrate/ammine complex 15
is absorbed to form ammonides.
尚、前記粉体の塩化ニッケルアンモニア塩9の熱伝導率
は低いため、高温反応器1の容器にフィン10を設ける
だけでは、所定の時間内にアンモニア脱離反応が終了し
ないことが心配される。従うて、反応式(1)の右向き
反応の速度は左向き反応に比べると比較的ゆるやかで時
間がかかる。In addition, since the thermal conductivity of the powdered nickel chloride ammonium salt 9 is low, there is a concern that the ammonia elimination reaction will not be completed within a predetermined time if only the fins 10 are provided in the container of the high temperature reactor 1. . Therefore, the speed of the rightward reaction in reaction formula (1) is relatively slow and takes time compared to the leftward reaction.
例えば、200℃で塩化ニッケル6アンモニア塩を加熱
すると、伝熱フィン等の装置的条件にもよるが、約8時
間かけて脱アンモニア化率は8096である。そこで反
応を促進させるため第3図に示す回転式高温反応器を用
いることによって解決できる。即ち、第3図の高温反応
器1は、熱媒8の中で横向きに設置され回転軸20を介
してモーター及び減速機19によって熱媒槽4内でゆる
やかに回転され、内部の粉体の塩化ニッケル・アンミン
錯体は混合され均一にフィン10及び容器壁と接触し、
アンモニア脱離反応は加速される。For example, when nickel chloride hexaammonium salt is heated at 200° C., the deammonification rate is 8096 over about 8 hours, depending on the equipment conditions such as heat transfer fins. This problem can be solved by using a rotary high temperature reactor shown in FIG. 3 to accelerate the reaction. That is, the high-temperature reactor 1 shown in FIG. 3 is installed horizontally in a heat medium 8 and is gently rotated in a heat medium tank 4 by a motor and a speed reducer 19 via a rotating shaft 20, thereby removing the powder inside. The nickel chloride ammine complex is mixed and uniformly contacts the fin 10 and the container wall,
The ammonia elimination reaction is accelerated.
第4図1cNi Ct、 −6NHs 系トNH4NO
s 系トの化学蓄熱操作線について示す。例えば、16
0〜170℃で塩化ニッケル・6アンモニア塩を加熱す
ると、アンモニア圧は1v−で平衡する。その圧力では
硝酸アンモニア・アンミン錯体の温度は20〜30℃で
吸収と脱アンモニアが平衡する。Figure 4 1cNi Ct, -6NHs system NH4NO
The chemical heat storage operating line of the s system is shown below. For example, 16
When heating nickel chloride hexaammonium salt at 0 to 170°C, the ammonia pressure equilibrates at 1 v-. At that pressure, the temperature of the ammonium nitrate/ammine complex is 20 to 30°C, at which absorption and removal of ammonia are in equilibrium.
従って、硝酸アンモニア・アンミン錯体の液温か低けれ
ばアンモニア吸収は進行し、平衡アンモニア圧は低下す
るので反応にとっては好ましい。そのため、第2図に示
すごとくガス循環管16を冷却又は加熱することができ
る熱交換器17を設けるとよい。Therefore, if the liquid temperature of the ammonia nitrate/ammine complex is low, ammonia absorption will proceed and the equilibrium ammonia pressure will decrease, which is favorable for the reaction. Therefore, it is preferable to provide a heat exchanger 17 capable of cooling or heating the gas circulation pipe 16 as shown in FIG.
蓄熱過程において、高温反応器1の加熱とともに反応式
(1)の右向き反応が進行しそれに伴ってアンモニア圧
力も低下してくるので、低温反応器2のアンモニア圧と
平衡したところで蓄熱反応は停止となるが、右向き反応
を可能な限り進めるには低温反応器2の温度を低く保つ
必要がある。During the heat storage process, as the high temperature reactor 1 is heated, the rightward reaction in reaction formula (1) progresses and the ammonia pressure also decreases, so the heat storage reaction stops when it reaches equilibrium with the ammonia pressure in the low temperature reactor 2. However, in order to proceed with the rightward reaction as much as possible, it is necessary to keep the temperature of the low-temperature reactor 2 low.
蓄熱反応の加熱が終了して高温熱媒檜4の温度が低下し
てくると逆にアンモニアか低温反応器2から高温反応器
1へ逆流して(るので、蓄熱反応の終了と同時にガス管
12に設けた制御弁3を制御しなければならない。When the heating of the heat storage reaction is completed and the temperature of the high-temperature heat transfer medium 4 decreases, ammonia flows back from the low-temperature reactor 2 to the high-temperature reactor 1. The control valve 3 provided at 12 must be controlled.
放熱過程においては、制御弁3を開放して低温反応器2
を適温に加熱すればアンモニアガスが発生し高温反応器
lへ移動し、塩化ニッケル・アンモニア塩はアンモニア
と反応して発熱する。この熱を回収することで化学蓄熱
法のサイクルか完成する。In the heat dissipation process, the control valve 3 is opened and the low temperature reactor 2
When heated to an appropriate temperature, ammonia gas is generated and transferred to the high temperature reactor 1, and the nickel chloride ammonia salt reacts with ammonia and generates heat. Recovering this heat completes the chemical heat storage cycle.
尚、上記の実施例において液体アンモニア化物として硝
酸アンモニウム・アンミン錯体を取り上げたが、上記実
施例に限定されることな(同様な働きをするものであれ
ば例えば、塩化アンモニウム(NH4C1)、臭化アン
モニウム(NH4SCN )、硝酸リチウム(Li N
Os )等を用いても良い。そのうち、NH4Br、N
H4Ct の液体アンモニア化物の成虫線を第4図に示
す。アンモニア圧I Wdの常圧で、常温の範囲を0〜
30℃とすればNH4Ct、NH4Br、NH4NO3
は操作可能であるので有力候補の液体アンモニア化物で
ある。Although ammonium nitrate/ammine complex was used as the liquid ammonium compound in the above examples, it is not limited to the above examples (for example, ammonium chloride (NH4C1), ammonium bromide, (NH4SCN), lithium nitrate (LiN
Os) etc. may also be used. Among them, NH4Br, N
An imaginal line of liquid ammonia of H4Ct is shown in FIG. At normal pressure of ammonia pressure I Wd, the range of normal temperature is 0 to
At 30℃, NH4Ct, NH4Br, NH4NO3
is a good candidate liquid ammonide because it can be manipulated.
本発明によれば、放熱過程において低温反応器からの脱
アンモニア反応は0℃で略1時間で進行するので、従来
のCaCLz・f3 NH3の脱アンモニア反応が0℃
で略5時間かけて6096反応率に比べ短い時間で熱回
収が可能になる。又本発明によれば、硝酸アンそニア・
アンミン錯体液のアンモニア吸収反応に循環散気法を採
用しているので、約5時間以内にアンモニア吸収率が1
0096とになり、これは塩化ニッケル・6アンモニア
塩の脱アンモニア反応完了時間内に入るのでこの反応は
律速とはならない。According to the present invention, in the heat dissipation process, the deammonification reaction from the low-temperature reactor proceeds in approximately 1 hour at 0°C, so the conventional deammonification reaction of CaCLz・f3 NH3 is carried out at 0°C.
It takes approximately 5 hours to recover the heat in a shorter time compared to the 6096 reaction rate. Further, according to the present invention, anthonia nitrate
Since the circulating aeration method is adopted for the ammonia absorption reaction of the ammine complex liquid, the ammonia absorption rate can be reduced to 1 within about 5 hours.
0096, which falls within the time required to complete the deammonization reaction of the nickel chloride hexaammonium salt, so this reaction is not rate-limiting.
第1図は本発明の化学蓄熱法を説明するブロック図、第
2図は本発明の化学蓄熱装置を示す略断面図、第3図は
高温反応器の他の実施例を示す略断面図、第4図は化学
蓄熱操作線を示す説明図である。
符号の説明
1・・・高温反応器 2・・・低温反応器3・・
・制御弁 4・・・熱媒槽5・・・加熱用熱交
換器 6・・・回収用熱交換器7・・・断熱材
8・・・熱媒9・・・塩化ニッケル・アンミン錯体
粉体10・・・フィン 11・・・メツシュ管
12・・・ガス管 13・−・散気管14・・
・プロワ−
15・・・硝酸アンモニア・アンミン錯体16・・・ガ
ス循環管 17・・−熱交換器18・−・上部空間
19・・・モーター及び減速機3<1・穫
一4申1
・基熱段階
(高五側) (催ム側)第
1図
第2図
第3図
3Jl Jl (’C)
2.0 25 3.0 35
4.0103/T (K”’)
第4図FIG. 1 is a block diagram explaining the chemical heat storage method of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view showing the chemical heat storage device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the high temperature reactor. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the chemical heat storage operating line. Explanation of symbols 1...High temperature reactor 2...Low temperature reactor 3...
・Control valve 4...Heat medium tank 5...Heating heat exchanger 6...Recovery heat exchanger 7...Insulating material
8... Heating medium 9... Nickel chloride ammine complex powder 10... Fin 11... Mesh tube 12... Gas pipe 13... Diffusion pipe 14...
・Prower 15...ammonia nitrate/ammine complex 16...gas circulation pipe 17...-heat exchanger 18--upper space 19...motor and speed reducer 3 < 1 ・Kiichi 4 Shin 1 ・Base heat stage (high 5 side) (temperature side) Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 3 Jl Jl ('C) 2.0 25 3.0 35
4.0103/T (K”') Fig. 4
Claims (1)
反応器を100〜200℃に加熱し発生したアンモニア
ガスを液状の硝酸アンモニウム・アンミン錯体を封入し
た低温反応器に導いて吸収させる過程と、低温反応器を
0〜30℃の常温で加熱して硝酸アンモニウム・アンミ
ン錯体よりアンモニアガスを発生させ発生したアンモニ
アガスを高温反応器に導いて塩化ニッケル・アンミン錯
体に吸収させ発生する反応熱を回収させる放熱過程とか
らなる化学蓄熱法。 2、低温反応器(2)に封入した液状のアンミン錯体が
、硝酸アンモニウムを含む塩化アンモニウム、チオシア
ン酸アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸リチウムの
各アンミン錯体か、またはその任意の混合物であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化学蓄熱法。 3、加熱用と回収用の熱交換器(5)、(6)を備えた
熱媒槽(4)内に粉体の塩化ニッケル・アンミン錯体(
9)を充填した高温反応器(1)を浸漬し、高温反応器
(1)と液状の硝酸アンモニウム・アンミン錯体(15
)を充填した低温反応器(2)とを結ぶガス管(12)
にガス制御弁(3)を設けるとともに低温反応器(2)
内の上方に上部空間(18)及び下方に散気管(13)
を設け上部空間(18)と散気管(13)とをブロワー
(14)を設けたガス循環管(16)で接続したことを
特徴とする化学蓄熱装置。[Claims] 1. A high-temperature reactor filled with a powdered nickel chloride/ammine complex is heated to 100 to 200°C, and the generated ammonia gas is introduced into a low-temperature reactor filled with a liquid ammonium nitrate/ammine complex. The absorption process and the heating of a low temperature reactor at room temperature of 0 to 30°C to generate ammonia gas from the ammonium nitrate/ammine complex, the generated ammonia gas is led to the high temperature reactor, where it is absorbed by the nickel chloride/ammine complex and generated. A chemical heat storage method that consists of a heat dissipation process that recovers the heat of reaction. 2. The liquid ammine complex sealed in the low temperature reactor (2) is an ammine complex of ammonium chloride, ammonium thiocyanate, ammonium bromide, or lithium nitrate containing ammonium nitrate, or any mixture thereof. A chemical heat storage method according to claim 1. 3. Powdered nickel chloride/ammine complex (
9) is immersed in the high temperature reactor (1) and the liquid ammonium nitrate/ammine complex (15
) A gas pipe (12) connecting the low temperature reactor (2) filled with
is equipped with a gas control valve (3) and a low temperature reactor (2).
Upper space (18) above and air diffuser pipe (13) below
A chemical heat storage device characterized in that an upper space (18) and a diffuser pipe (13) are connected by a gas circulation pipe (16) provided with a blower (14).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60126819A JPS61285284A (en) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | Chemical heat accumulation and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60126819A JPS61285284A (en) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | Chemical heat accumulation and apparatus therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61285284A true JPS61285284A (en) | 1986-12-16 |
Family
ID=14944730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60126819A Pending JPS61285284A (en) | 1985-06-11 | 1985-06-11 | Chemical heat accumulation and apparatus therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61285284A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02500384A (en) * | 1987-05-22 | 1990-02-08 | フェブリ アントレプリーズ | Low temperature generation method and device by solid-gas reaction |
JPH02230067A (en) * | 1989-01-11 | 1990-09-12 | Soc Natl Elf Aquitaine <Snea> | Cooling and/or heating device by utilizing reaction between solid and gas |
JP2010223575A (en) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Denso Corp | Heat storage device |
JP2014500425A (en) * | 2010-10-25 | 2014-01-09 | アークイス アンド アークイス エス アー | System for reducing NOx in automobile exhaust gas |
-
1985
- 1985-06-11 JP JP60126819A patent/JPS61285284A/en active Pending
Cited By (5)
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JP2016211580A (en) * | 2010-10-25 | 2016-12-15 | アークイス アンド アークイス エス アー | System for reducing quantity of nox in vehicle exhaust gas |
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