JPS6247405B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 少なくとも複数成分の供給材料を気相の上部
生成物と液相の下部生成物に分留する分留空間を
画成する第一の手段と、前記液相の下部生成物の
一部を再沸して熱を回収する第二の手段と及び前
記気相の上部生成物の一部を凝縮、還流して液相
の上部生成物を生成する第三の手段とを有する分
留装置に前記複数成分の混合物を供給し、該第二
の手段に第一の温度で熱を供給するとともに、前
記第三の手段から該第一の温度よりも低い第二の
温度で熱を廃出し、前記分留装置から少なくとも
気相生成物及び液相生成物を取り出す熱活性分離
プロセスにおいて、 (a) 前記第二の手段と間接的に熱交換接触してい
る吸収性溶液に、第一の圧力で気体状の作用流
体を吸収させ、該吸収性溶液から該第二の手段
へ第一の温度で少なくとも該熱の一部を伝達す
る工程と、 (b) 該第一の圧力の70％以下の第二の圧力
に、圧力を低下させ、 該吸収性溶液に熱を供給して、該吸収性溶
液から該第二の圧力で気体状作用流体を排出
させ、 該吸収性溶液の圧力を、該第一の圧力付近
に増加させて、 前記工程(a)に再循環するため該吸収性溶液を
再生する工程と、 (c) 第二の圧力で前記気体状作用流体を凝縮
させ、 凝縮した作用流体の圧力を第一の圧力付近
まで上昇させ、 作用流体を第一の圧力付近で沸騰させるた
め熱を加えて、 前記気体状作用流体を前記工程(a)に再循環す
るため第一の圧力で供給する工程と、 (d) 第二の温度の前記廃出熱を間接熱交換器を会
して、前記工程(b)の及び前記工程(c)ので必
要な熱の少なくとも一部の熱源として供給する
工程とを 含むことを特徴とする熱活性分離プロセス。

２ 吸収性溶液排出工程と凝縮沸騰工程の両方に
凝縮熱を与えるように、蒸気状気相の上部生成物
を供給することを特徴とする請求の範囲第１項に
記載した熱活性分離プロセス。

３ 凝縮物沸騰工程にのみ凝縮熱を与えるように
蒸気状気相の上部生成物を供給し、太陽熱のよう
に低温度熱源を教習性溶液排出工程に供給するこ
とを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記
載した熱活性分離プロセス。

４ 凝縮熱の吸収性溶液排出工程にのみ与えるよ
うに蒸気状気相の上部生成物を供給することを特
徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
に記載した熱活性分離プロセス。

５ 作用流体はH₂Oであり、吸収性溶液は２乃至
15重量％の間の濃度範囲の電解質溶液であること
を特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいず
れかに記載した熱活性分離プロセス。

６ 再生熱交換は前記第二の圧力濃度気体状作用
流体と、凝縮した作用流体間、及び前記第一の圧
力の気体状作用流体と弱吸収性溶液も一部の間で
行われることを特徴とする請求の範囲第１項乃至
第５項のいずれかに記載した熱活性分離プロセ
ス。

７ 少なくとも一つの熱受容手段に第一の温度の
熱を供給するとともに、前記第一の温度よりも低
温の第二の温度の熱を熱廃出手段より廃出するよ
うにして熱流により複数成分の混合物を少なくと
も二つの相互に成分の異なる生成物に分離する熱
活性分離プロセスにおいて、 (a) 気相の作用流体を第一の圧力で吸収して吸収
性溶液を形成し、該吸収性溶液により間接的に
熱交換を行つて、熱活性分離処理を行う少なく
とも一つの熱受容手段の要求する前記第一の温
度の熱量の大半を供給し、 (b) 前記第一の温度における所要熱量の残りの熱
量を外部加熱された熱受容手段より供給し、 (c) 圧力を前記第一の圧力の70％よりも低い
第二の圧力に減圧し、 前記吸収性溶液に熱を供給して第２の圧力
の気相の作用流体を排出し、 前記吸収性溶液の圧力をほぼ前記第一の圧
力まで昇圧して 前記の工程(a)に循環する吸収性溶液を再生し、 (d) 前記気相の作用流体を第二の圧力で凝縮
し、 凝縮された作用流体の圧力をほぼ前記第一
の圧力まで昇圧し、 該昇圧された作用流体を略第一の圧力下で
加熱、沸騰して 前記の工程(a)に循環する第一の圧力の気相の
作用流体を形成し、 (e) 前記熱活性分離処理における熱廃出手段によ
り前記第二の温度で廃出される熱を前記工程(c)
の又は(d)ののいずれか一方にに供給し、及
び (f) 前記工程(c)の又は(d)のの他方の工程に前
記第一の温度低い温度の熱を熱源より供給する ようにしたことを特徴とする熱活性分離プロセ
ス。

８ 前記の熱活性分離プロセスは、分留、酸性ガ
ス洗浄、ガス脱水、蒸留のいづれかにて行うこと
を特徴とする請求の範囲第７項に記載した熱活性
分離プロセス。

９ 前記熱活性分離プロセスは分留にて行われ、
前記熱受容手段は再沸器にて構成するとともに、
前記熱廃出手段は還流凝縮器にて構成することを
特徴とする請求の範囲第１項に記載した熱活性分
離プロセス。

１０ 前記熱源より供給される熱の温度は前記熱
廃出手段より廃出される熱の温度以下である請求
の範囲第９項に記載した熱活性分離プロセス。

１１ 前記熱源より供給される熱の温度は、少な
くともその一部が前記熱廃出手段より廃出される
熱の温度よりも高い温度である以下である請求の
範囲第９項に記載した熱活性分離プロセス。

１２ 再生熱交換は前記第二の圧力濃度気体状作
用流体と、凝縮した作用流体間、及び前記第一の
圧力の気体状作用流体と弱吸収性溶液も一部の間
で行われることを特徴とする請求の範囲第７項に
記載した熱活性分離プロセス。

１３ 前記第一の温度よりも低い温度の廃熱又は
太陽熱を熱源として用いることを特徴とする請求
の範囲第７項に記載した熱活性分離プロセス。

１４ 前記作用流体は水であり、前記吸収性溶液
はアルカリ性の水酸化物であることを特徴とする
請求の範囲第７項に記載した熱活性分離プロセ
ス。

１５ 前記作用流体は水であり、前記吸収性溶液
はアルカリ性の硝酸塩であることを特徴とする請
求の範囲第７項に記載した熱活性分離プロセス。

１６ 前記作用流体は水であり、前記吸収性溶液
はLiBrであることを特徴とする請求の範囲第７
項に記載した熱活性分離プロセス。

１７ 少なくとも複数成分の供給材料を気相の上
部生成物と液相の下部生成物に分留する分留空間
を画成する第一の手段と、前記液相の下部生成物
の一部を再沸して熱を回収する第二の手段と及び
前記気相の上部生成物の一部を凝縮、還流して液
相の上部生成物を生成する第三の手段とを有し、
供給される前記複数成分の供給材料を該第二の手
段に第一の温度で熱を供給するとともに、前記第
三の手段から該第一の温度よりも低い第二の温度
で熱を廃出し、少なくとも気相の上部生成物及び
液相の下部生成物を取り出す分留装置において、
該分留装置は (a) 吸収性溶液を気化させて作用流体を形成
する発生器と、 前記吸収性溶液を前記発生器より吸収器に
前記発生器の圧力よりも高い圧力で送給すポ
ンプ手段と、 前記発生器にて気化された作用流体を凝縮
する凝縮手段と、 前記吸収器とほぼ同圧に設定されたエバポ
レータ手段にに前記凝縮手段にて凝縮された
作用流体を送給する作動ポンプ手段と を有し、低温度の熱を高温度の熱に加熱する逆
吸収ヒートポンプと、 (b) 前記吸収器より前記第二の手段に前記第一の
温度で熱交換にて伝達する第四の手段と、 (c) 熱源にて発生される前記第一の温度の熱を前
第二の手段に供給する第五の手段と、 (d) 前記第三の手段の潜熱を熱交換により前記エ
バポレータ手段又は前記発生器の一方に伝達す
る第六の手段と、及び (e) 熱源にて発生する第一の温度の熱を前記第六
の手段によつて熱供給を受けない前記エバポレ
ータ手段又は前記発生器に供給する第七の手段
とを 設けたことを特徴とする分留装置。

１８ 前記熱源よりの熱は前記エバポレータ手段
に供給されることを特徴とする請求の範囲第１７
項に記載した分留装置。

１９ 前記熱源よりの熱は前記発生器に供給され
ることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載し
た分留装置。

技術分野 本発明の技術分野は、分留のような分離プロセ
スであり、第一の温度下でそのプロセスに熱を加
え、第一の温度より低い第二の温度下で熱を廃出
し、その廃出熱の一部を回収して再循環供給し、
よつてプロセスに加える外部熱の総量を減じる技
術に関する。

背景技術 分留のプロセスにおいて、異つた揮発性を有す
る複数の成分の液体流を気液接触の複数の向流工
程にて処理する。その気体は再沸装置の接触部の
底で凝縮した低揮発性成分の一部を沸騰させるこ
とによつて作られ、また還流液体は還流冷却器の
接触部（又は分留塔）の頂上部の濃縮高揮発性成
分の一部を凝縮することによつて得られる。よつ
て、少ない方の揮発性成分の沸騰温度でプロセス
に実質量の熱を加えなくてはならず、また同量
（若干減少）の熱を、多くの揮発性成分の低凝縮
温度でプロセスから除かなくてはならない。これ
は熱活性分離プロセスの大部分の一般的特性であ
る。つまり、周囲より高い所定温度で熱を供給
し、続いてやはり周囲より高いが上記所定温度よ
りいくぶん低い温度で熱を除去しなくてはならな
い。たとえば、酸性気体除去プロセス、気体乾燥
プロセス、そして他の気体精製プロセス等がこの
要件を有する。

これらのプロセスで必要とする大量の低温度熱
は供給と除去の両面において問題がある。廃熱の
かなりの部分を入力として再循環させるシステム
は、明らかに両刃の剣的な利点を提供することに
なる。この廃熱の一部分を回収し、再循環させる
方法について長い間関心が払われてきており、そ
れは米国特許分類203―20＋や他の部署等の特許
で証明される。最近の三種の出版物に、このエネ
ルギーの回収と再循環の流体面からの概論を集約
したものがある。それは、化学工学第86巻No.10、
1979年５月７日発行のJ.H.ポジノフスキー、D.L.
ハンクス著「低エネルギー分離プロセス」であ
り、化学工学の進展第76巻No.７、1980年７月発行
のF.E.ラツシユ著「蒸留にとつてのエネルギー
節約」、そして、化学工学の進展第76巻No.８、
1980年８月発行のR.M.ステフアンソン，T.F.ア
ンダーソン著「蒸留のエネルギー保存」等であ
る。記載のエネルギーの回収と再循環の技術は、
熱ポンプで駆動される凝縮器、蒸気再圧縮（即
ち、「開放型循環」熱ポンプ）、多重効果又は分割
塔配置、加熱と冷却の中間工程、供給流／生成流
の熱交換、そして上記の組み合わせ等に分類化す
ることができる。

流体を用いた蒸留エネルギー回収技術の問題点
は以下に示すとおりである。中間工程や熱交換技
術は必要とするエネルギーを実際に減らすことは
なく、単に必要とする温度の一部を下げるだけで
ある。複数の効果がある技術は温度変化を完成さ
せるため圧力変化と組み合わせたり、少なくとも
一個の完全な塔の追加や、圧力変化を行い維持す
るための付帯装置といつた実質的な追加装置を要
する。熱ポンプによつて駆動する凝縮器は、ΔＴ
（及び圧力比）が完全に低くない場合、過剰の機
械的又は電気的駆動力を必要とする。人手や保守
にも多額な費用を要し、低価格の遠心機の場合で
も能力を縮小するのには限界がある。

吸収熱ポンプについては、米国特許分類62―
476＋に示されるように公知であり長年使用され
てきている。熱を抽出するための手段、すなわち
冷却やエアコン等の機械に広く用いられており、
近年では同様に熱を供給するための手段として応
用されるケースが増加している。機能上、吸収熱
ポンプは高温で熱の入力供給によつて動かされ、
これが低温で熱を抽出（又は吸収）したり、中間
温度で熱を廃出（又は供給）する原因である。

逆吸収熱ポンプ（以下RAHPと略す）において
は、上記関係は逆である。熱は中間温度でRAHP
に入力し、熱の一部は低温度で抽出され、高温度
で廃出（又は外部負荷に供給）される残りの熱を
作り出す。RAHPの機能特性は、アメリカ化学会
出版の第14回社会間のエネルギー交換工学会議の
1979年会報に記載のG.ゴーエン，J.サンバント，
A.ロジエイ等による「廃熱改良のための新しい
吸収―循環プロセス」に記述されている。また、
米国特許第4167101号、第4094355号、第4102388
号等にもRAHP装置の種々詳細な実施例が記載さ
れている。

本発明の第一の発明によれば、少なくとも複数
成分の供給材料を気相の上部生成物と液相の下部
生成物に分留する分留空間を画成する第一の手段
と、前記液相の下部生成物の一部を再沸して熱を
回収する第二の手段と及び前記気相の上部生成物
の一部を凝縮、還流して液相の上部生成物を生成
する第三の手段とを有する分留装置に前記複数成
分の混合物を供給し、該第二の手段に第一の温度
で熱を供給するとともに、前記第三の手段から該
第一の温度よりも低い第二の温度で熱を廃出し、
前記分留装置から少なくとも気相生成物及び液相
生成物を取り出す熱活性分離プロセスにおいて、 (a) 前記第二の手段と間接的に熱交換接触してい
る吸収性溶液に、第一の圧力で気体状の作用流
体を吸収させ、該吸収性溶液から該第二の手段
へ第一の温度で少なくとも該熱の一部を伝達す
る工程と、 (b) 該第一の圧力の70％以下の第二の圧力
に、圧力を低下させ、 該吸収性溶液に熱を供給して、該吸収性溶
液から該第二の圧力で気体状作用流体を排出
させ、 該吸収性溶液の圧力を、該第一の圧力付近
に増加させて、 前記工程(a)に再循環するため該吸収性溶液を
再生する工程と、 (c) 第二の圧力で前記気体状作用流体を凝縮
させ、 凝縮した作用流体の圧力を第一の圧力付近
まで上昇させ、 作用流体を第一の圧力付近で沸騰させるた
めの熱を加えて、 前記気体状作用流体を前記工程(a)に再循環す
るため第一の圧力で供給する工程と、 (d) 第二の温度の前記廃出熱を間接熱交換器を会
して、前記工程(b)の及び前記工程(c)ので必
要な熱の少なくとも一部の熱源として供給する
工程とを 含むことを特徴とする熱活性分離プロセスが提供
される。

なお、吸収性溶液排出工程と凝縮沸騰工程の両
方に凝縮熱を与えるように、蒸気状気相の上部生
成物を供給する。また、凝縮物沸騰工程にのみ凝
縮熱を与えるように蒸気状気相の上部生成物を供
給し、太陽熱のように低温度熱源を吸収性溶液排
出工程に供給する。また、凝縮熱の吸収性溶液排
出工程にのみ与えるように蒸気状気相の上部生成
物を供給する。

上記に用いる作用流体は好ましくはH₂Oであ
り、吸収性溶液は２乃至15重量％の間の濃度範囲
の電解質溶液である。また、再生熱交換は前記第
二の圧力濃度気体状作用流体と、凝縮した作用流
体間、及び前記第一の圧力の気体状作用流体と弱
吸収性溶液も一部の間で行われる。

本発明の第二の発明によれば、少なくとも一つ
の熱受容手段に第一の温度の熱を供給するととも
に、前記第一の温度よりも低温の第二の温度の熱
を熱廃出手段より廃出するようにして熱流により
複数成分の混合物を少なくとも二つの相互に成分
の異なる生成物に分離する熱活性分離プロセスに
おいて、 (a) 気相の作用流体を第一の圧力で吸収して吸収
性溶液を形成し、該吸収性溶液により間接的に
熱交換を行つて、熱活性分離処理を行う少なく
とも一つの熱受容手段の要求する前記第一の温
度の熱量の大半を供給し、 (b) 前記第一の温度における所要熱量の残りの熱
量を外部加熱された熱受容手段より供給し、 (c) 圧力を前記第一の圧力の70％よりも低い
第二の圧力に減圧し、 前記吸収性溶液に熱を供給して第２の圧力
の気相の作用流体を排出し、 前記吸収性溶液の圧力をほぼ前記第一の圧
力まで昇圧して 前記の工程(a)に循環する吸収性溶液を再生し、 (d) 前記気相の作用流体を第二の圧力で凝縮
し、 凝縮された作用流体の圧力をほぼ前記第一
の圧力まで昇圧し、 該昇圧された作用流体を略第一の圧力下で
加熱、沸騰して 前記の工程(a)に循環する第一の圧力の気相の
作用流体を形成し、 (e) 前記熱活性分離処理における熱廃出手段によ
り前記第二の温度で廃出される熱を前記工程(c)
の又は(d)ののいずれか一方にに供給し、及
び(f)前記工程(c)の又は(d)のの他方の工程に
前記第一の温度低い温度の熱を熱源より供給す
る ようにしたことを特徴とする熱活性分離プロセス
が提供される。

なお、前記の熱活性分離プロセスは、分留、酸
性ガス洗浄、ガス脱水、蒸留のいづれかにて行う
ことができ、好ましくは分留にて行われ、前記熱
受容手段は再沸器にて構成するとともに、前記熱
廃出手段は還流凝縮器にて構成する。前記熱源よ
り供給される熱の温度は前記熱廃出手段より廃出
される熱の温度以下である。また、要すれば、前
記熱源より供給される熱の温度は、少なくともそ
の一部が前記熱廃出手段より廃出される熱の温度
よりも高い温度とすることもできる。

再生熱交換は前記第二の圧力濃度気体状作用流
体と、凝縮した作用流体間、及び前記第一の圧力
の気体状作用流体と弱吸収性溶液も一部の間で行
われる。前記第一の温度よりも低い温度の廃熱又
は太陽熱を熱源として用いる。また、前記作用流
体は水であり、前記吸収性溶液はアルカリ性の水
酸化物、アルカリ性の硝酸塩又はLiBrである。

また、本発明の第三の発明によれば、少なくと
も複数成分の供給材料を気相の上部生成物と液相
の下部生成物に分留する分留空間を画成する第一
の手段と、前記液相の下部生成物の一部を再沸し
て熱を回収する第二の手段と及び前記気相の上部
生成物の一部を凝縮、還流して液相の上部生成物
を生成する第三の手段とを有し、供給される前記
複数成分の供給材料を該第二の手段に第一の温度
で熱を供給するとともに、前記第三の手段から該
第一の温度よりも低い第二の温度で熱を廃出し、
少なくとも気相の上部生成物及び液相の下部生成
物を取り出す分留装置において、該分留装置は (a) 吸収性溶液を気化させて作用流体を形成
する発生器と、 前記吸収性溶液を前記発生器より吸収器に
前記発生器の圧力よりも高い圧力で送給すポ
ンプ手段と、 前記発生器にて気化された作用流体を凝縮
する凝縮手段と、 前記吸収器とほぼ同圧に設定されたエバポ
レータ手段にに前記凝縮手段にて凝縮された
作用流体を送給する作動ポンプ手段と とを有し、低温度の熱を高温度の熱に加熱する
逆吸収ヒートポンプと、(b)前記吸収器より前記
第二の手段に前記第一の温度で熱交換にて伝達
する第四の手段と、 (c) 熱源にて発生される前記第一の温度の熱を前
第二の手段に供給する第五の手段と、 (d) 前記第三の手段の潜熱を熱交換により前記エ
バポレータ手段又は前記発生器の一方に伝達す
る第六の手段と、及び (e) 熱源にて発生する第一の温度の熱を前記第六
の手段によつて熱供給を受けない前記エバポレ
ータ手段又は前記発生器に供給する第七の手段 とを設けたことを特徴とする分留装置が提供され
る。

発明の開示 次のような分留プロセスを設ける。つまり、再
沸器で必要とする熱の少なくとも一部を、第１の
圧力で気体状の作用流体を吸収する吸収性溶液で
間接熱交換によつて得られ；第１の圧力の70％以
下の第２の圧力に下げ、第２の圧力で気体状の作
用流体を排出するため熱を加え、そして第１の圧
力近くに圧力をもどすことによつて追加の吸収に
再循環させるため吸収性溶液を再生させ；第２の
圧力で気体状作用流体を凝縮させ、第１の圧力付
近までその圧力をあげ、それを沸騰させるため熱
を供給することによつて第１の圧力の気体状作用
流体を得；作用流体を沸騰させ吸収性溶液を再生
させるに必要な熱の供給の少なくとも一部を、還
流冷却器で廃出される熱から間接的に熱交換する
ことによつて得ることができる。

このプロセスは、還流冷却器から再沸器へのエ
ネルギーの40〜100％の間で回収し再循環させる
能力を示す。必要とする装置は簡潔で、信頼があ
り、経済的であり、主に熱交換器とポンプから構
成されるのである。必要とされる追加の電気エネ
ルギーの量は、節約されるエネルギー量にくらべ
無視できる程度である。プロセスは、例えば70℃
以下というように低温度熱であつても、効率良く
回収と再循環を行うことができる。再沸器と還流
冷却器間の大きな温度差があるような状況でも、
容易に回収操作ができ、全負荷操作より部分負荷
操作の方が効率的に運転でき、開始及び停止が容
易である。サージや負荷超過や、不均衡や、熱ポ
ンプエネルギー再循環で駆動されるコンプレツサ
ーに影響を与える他の問題等を生じにくい。特筆
すべき付加的な熱交換器で、回収可能な理論的な
熱量の、少なくとも70％の回収の再循環が可能で
ある。太陽熱や地熱のような低温熱の入力用の設
備により、高温熱入力に対し必要とした物を完全
に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は逆吸収熱ポンププロセスで用いられる
典型的な作用流体と吸収性溶液の熱力学的状態点
と関係を示したものである。第２図はエネルギー
の回収と再循環を行うRAHPで増加した分留プロ
セスの簡略化したフローシートである。

本発明実施の最良の方法 逆吸収熱ポンプは２つの流体ループの相互作用
を介して機能する。一方のループでは、吸収性溶
液が高圧、低圧用の圧力封じ込み容器間を循環さ
せられる。低圧容器では、吸収剤に熱を加えその
中の揮発性成分、即ち作用流体の一部分を沸騰除
去し、これにより吸収性溶液を強化し、低圧気体
の作用流体を作る。高圧容器では、強吸収剤が高
圧気体の作用流体を吸収し、吸収剤を弱め（つま
り、気体状作用流体への親和力を低下させる）高
温の熱を作り出す。このループはまた、強弱吸収
剤とポンプ間の熱交換器を合体させる。第２のル
ープは低圧気体製造機からの低圧気体を供給さ
れ、それを凝縮し、高圧に加圧し、沸騰させ、高
圧吸収剤に必要な高圧気体を作ることになる。凝
縮器では、最低プロセス温度でプロセスから熱を
廃出させ、熱をボイラーへと供給させる。

第１図はある完全循環の間に逆吸収熱ポンプ内
の作用流体の状態点を示したものである。図は蒸
発化反応対温度のギブズの自由エネルギーの変化
をプロツトしたものである。一定圧の線を、 ΔＧ＝−RT_1opの関係式によりグラフに示し
た。このグラフは、エリンハムの図の変形であ
り、吸収サイクルを分析するのに有用である。一
定の組成の線はほとんど直線である（傾斜は液体
から気体への状態にある変化のエントロピー内の
変化：約21cal／トルートンの規則度）。グラフ
は、多くの組み合わせが適するが、従来の良く知
られた水成のL₁B_r―H₂Oの組み合わせの吸収作用
流体用に引かれている。グラフは溶液混合物の機
能として、気体―液体平衡の飽和温度と圧力を表
している。

図中、４個の白丸の点は、逆吸収熱ポンプの４
個の気―液接触容器からの退出条件に対応したも
のであり、Ｇ点は低圧気体製造器、Ｃ点は凝縮
器、Ｂ点はボイラー、Ａ点は高圧気体吸収器であ
る。図は、73℃でボイラーと低圧気体製造器へ熱
が加えられ、36℃で凝縮器から熱が廃出し、107
℃で高圧吸収器で熱が作られることを示してい
る。これらの条件は大気圧のエタノール蒸留プロ
セスに組み合わせたRAHPに適しており、その蒸
留プロセスはその再沸器を100℃以上にするため
の熱入力と、各熱交換器では７℃ΔＴと推定され
る80℃以下の還流冷却器からの廃熱が必要であ
る。これらの条件のH₂O―L₁B_rシステムの各高低
圧は大気の1/3及び1/16であることに留意すべき
である。また低圧気体製造器に残留する強吸収剤
は57重量パーセントであるが高圧気体製造器に残
る弱吸収剤は53重量パーセントのL₁B_rである点
にも留意すべきである。

第２図のフローシートで、複数成分の供給材料
混合物が分留塔１に注入される。分留塔ではその
材料を塔上生成物として揮発性の強い蒸気相と、
塔底生成物として揮発性の弱い液相とに分留す
る。塔上蒸気の一部については還流冷却器
（reflux condenser）２に送られ、そこで凝縮さ
れて還流及び液体塔上生成物を得る。塔底生成物
の一部は回収熱再沸器４の中で再沸され、必要に
応じて外部熱源によつて加熱される再沸器３で追
加の再沸が行われる。再沸器４に供給された熱
は、吸収器５の中で再沸器４と間接的に熱交換接
触を行い、吸収性溶液（たとえば水溶性L₁B_r）
に気体状作用流体（たとえば水蒸気）を吸収させ
ることによつて放出する。水蒸気を吸収した後、
弱吸収性溶液は熱交換器８及び９内で冷却されて
再生され、比例弁６及び７のような減圧手段によ
つて圧力が減じられ、低圧気体製造器１０に導か
れる。熱は熱伝導手段１１を介して間接的に製造
器１０に供給され、水蒸気を吸収性溶液から沸騰
させて追い出す。この水蒸気は吸収器５に供給し
た水蒸気より圧力が低く、たとえば70％程度であ
る。これにより吸収器の温度より低い温度で再生
を行わせる。強度の溶液は溶液ポンプ１２で加圧
され、熱交換器８及び９内で再生の加熱が行わ
れ、吸収器へ再循環される。製造器１０からの低
圧水蒸気は熱交換器１３内で冷却され、凝縮器１
４で凝縮され、フイードポンプ１６で吸収器で必
要な水蒸気圧力を作るため必要圧に加圧される。
凝縮器１４に対する冷却は熱交換器１５用の手段
を介して外気冷却された冷却水を供給する等の従
来手段によつて行われる。加圧供給水は再生熱交
換器１３内で予備加熱され、還流冷却器２からの
冷却熱によつて間接的に加熱沸騰が行われるボイ
ラー１７の中へ導かれる。このようにして作られ
た水蒸気は熱交換器８で過熱され、吸収器５に送
られ循環を完了する。熱交換器８及び１３はH₂O
―L₁B_rシステムのオプシヨンであるが、熱回収
能力を約10％向上させる。作用流体の他の選択に
対しては、たとえばNH₃、有機物又は他の無機物
の凝縮可能な気体等が重要であることは言うまで
もない。

ライン１８の塔上蒸気は熱交換器１１で凝縮す
ることによつて製造器１０の熱源とすることがで
きる。これは第１図に示した状態点のグラフとし
て表わされ、たとえばボイラーＢと製造器Ｇは同
じ熱源を供給されるのでほぼ同じ温度にある。こ
の条件で、RAHPはボイラーと製造器に各々1.8
ジユール供給するため吸収器に0.8ジユール送
り、冷却器で残つた１ジユールが廃出される。す
なわち、44％の有効な塔上熱が再沸器へ再循環さ
れる。この条件で、RAHPが熱回収を停止してい
る間は、それから必要とする熱の60％を外部燃焼
ボイラー３のみが供給する。

少なくとも２種類の方法で、再沸器３に供給す
る熱量をさらに減らすことが可能である。その一
つは、吸収器に分離した低温の熱の外部熱源を与
え、塔上蒸気冷却熱の全てを還流冷却器やボイラ
ー（又はその逆）に供給する。これは再沸器３の
外部加熱に必要な10％以下の熱を減らすことにな
る。吸収器４ではそれ以上の熱量が必要である
が、その温度が低いのが利点であり、たとえばこ
のエタノール蒸留の例では107℃であるのに対し
68℃である。つまり、低価格の太陽熱コレクター
や貯水池、地熱や廃熱等による経済的な熱源を用
いることができる。第二番目の方法は、加圧工程
を持つ２つの製造器を組み合わせることによつて
溶液再生用に供給する熱量を減じることである。
熱は高圧製造器にのみ供給し、そこから沸騰除去
した水蒸気は低圧製造器にその凝縮熱を与えるよ
うに凝縮され、そこから低圧水蒸気を沸騰除去す
る。低圧水蒸気のみ大気への熱放出によつて凝縮
を行う。溶液再生のため供給され、大気へ放出す
るのは比較的少ない熱なので、比較的多くの熱が
吸収器に再循環し回収される。単一の製造器の例
では44％の回収率なのに対し、約56％の回収が可
能である。２段階の加圧工程の製造器は２個の供
給ポンプが必要であり、１個は低圧凝縮側の吸い
込みを行い、他は高圧凝縮側であるという点に留
意を要する。

本発明の範囲による他の２つの実施例は以下の
ごとくである。いくつかの場合、塔上蒸気と同様
な組成の作用流体物質を選択することができる。
水蒸気、メタノール、エタノール（又はその一つ
を優勢に含んだ混合物）等の３つの例がある。こ
れらの場合では、還流冷却器２とボイラー１７の
組み合わせを除去することが可能である。塔上蒸
気の最適な量は吸収器に直接送り気体状作用流体
になるような量であり、同様に凝縮した作用流体
の最適量は、液体の塔上生成物として回収され、
還流される量である。この実施例は、吸収剤の損
失を最小にするため吸収剤が低い揮発性を持つこ
とが必要である。

第２図は説明のため非常に単純な分留装置を表
してあるが、RAHP再生プロセスはより複雑な構
成にも等しく適用する。複数の塔、複数の再沸
器、及び／又は複数の還流冷却器等である。単一
のRAHPは複数の熱源として用いることができ、
分離した吸収器にボイラー又は製造器と、冷却器
と、各温度レベルに対するポンプ等を加え設ける
ことによつて単一の循環吸収性溶液と共に減る。
他の熱回収技術があり、たとえば熱ポンプによつ
て駆動する複数の効果がある蒸留や圧縮器と
RAHPを利点を生かしながら組み合わせて、さら
に回収を行う。再沸器及び／又は還流冷却器を内
部ボイラーや内部冷却器を有していても塔に組み
込むことができる。

ある温度で入力する熱と、周囲より高いが前記
温度よりも低い温度での廃出熱を必要とする分離
したプロセスは、廃出熱を回収し、供給熱として
再循環させるためRAHPを組み合わせることによ
つて利用価値の高いものになる。気体精製を有
し、熱が供給されまた廃出される場所を有する典
型的な熱活性した分離プロセスは、テキサス州ヒ
ユーストンのガルフ出版社1979年刊、A.コール
及びF.リーゼンフエルド著による第３編の「気
体精製」に示されるごとく、一般的な化学工学の
引例に記載されている。

水蒸気が望ましい作用流体であるいう望ましい
実施例において、他の電解質や電解質の混合物を
吸収性溶液としてのL₁B_rに加えるか、それと置
き換えることが可能である。特に硝酸塩類、
Ljcl、CaCl₂、水酸化アルカリ類等の全ては好ま
しい性質を有している。電解質の相変化能力を改
良するのに、アルコール類、グリコール類、アミ
ン類を含んだ有機添加物を用いることも公知であ
る。水蒸気電解質の組み合わせの一つの利点は、
向流接触部内の精留の必要がないことであり、精
留は避けようのない温度差を生じさせてしまうの
でこのことが利点となる。

作用循環を通して吸収剤の溶液濃度変化は２〜
15重量％の範囲に低下させるべきであり、溶液ポ
ンプの吐出率によつて制御される。