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ケミカルヒートポンプを用いる低温エクセルギーの高効率変換

利用化学热泵高效转换低温火用

基本信息

批准号：
06246101
负责人：
斉藤泰和
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

2-プロパノール/アセトン/水素系ケミカルヒートポンプは、1)化学反応のエンタルピー変化が作動温度に依存しない。2)低品位熱と地球環境の温度差が駆動力を賦与する。3)非平衡定常過程からなるためにエネルギーの散逸が少ない、という優れた特質をもち、80℃の排熱を30℃で除熱しつつ200℃で回収する。低温エクセルギーの改質システムを構築する。本システムのエクセルギー変換効率向上の鍵は低温吸熱脱水素触媒が握っており、なかでも新たに提案された固体触媒液膜状態での沸騰加熱は、1)触媒温度が液相沸点より高い、2)気泡発生で生成物の脱離が促進される。3)液相生成物による反応の阻害が抑制される、という好結果を生み、同じ触媒、同じ加熱条件で2-プロパノール脱水素反応速度を懸濁状態での50倍に向上させることが示された。2-プロパノールを連続的に供給する反応方式では、液膜状態は懸濁状態より蒸発速度を約1/3に抑えることができた。熱駆動型ヒートポンプの最大熱効率は、供給熱温度T_L(80℃)、回収熱温度T_H(200℃)、除熱温度T_C(30℃)のとき7max=(1-T_C/T_L)/(1-T_C/T_H)=0.39と求められる。蒸発速度を充分よく抑えつつ高い反応転化率を達成するような液膜型脱水素触媒反応方式を確立することが、ケミカルヒートポンプを用いる低温エクセルギーの高効率変換にとり最も重要な検討課題であるとわかった。この方式は、シクロヘキサン脱水素芳香族化反応にも有効であった。

2) Chemical reactions are dependent on the operating temperature. 2)Low-grade heat is caused by temperature differences in the earth's environment. 3)Nonequilibrium steady state processes include heat rejection at 80℃, heat rejection at 30 ℃, heat rejection at 200 ℃, and heat recovery at 200℃. Low temperature and high temperature The key to the conversion efficiency of this system is to increase the temperature of endothermic dehydration catalyst, increase the boiling temperature of solid catalyst liquid film, increase the temperature of catalyst liquid boiling point, and promote the separation of products. 3)The reaction rate of liquid phase products is 50 times higher than that of solid phase products. The reaction rate of liquid phase products is 50 times higher than that of solid phase products. 2. The liquid film state is suspended, the evaporation speed is about 1/3, and the reaction mode is continuous. The maximum heat efficiency of the thermal dynamic model is obtained by: T_L(80℃), T_H(200℃), T_C(30℃) and T_max=(1-T_C/T_L)/(1-T_C/T_H)=0.39. The evaporation speed is sufficient to reduce the high reaction rate. The liquid film type dehydro catalyst reaction mode is established. The low temperature reaction rate is the most important problem. The way to do this is to get rid of the aromaticity of the anhydrol.