JP2020121909A - 水素化ナトリウム製造システム - Google Patents
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Abstract
Description
11a 第1還元反応炉(第1還元炉)
11b 第2還元反応炉(第2還元炉)
11c 第3還元反応炉(第3還元炉)
12 加熱手段
13 冷却プレート(冷却手段)
14a 流入管路
14b 第1接続管路
14c 第2接続管路
15 流出管路
16 底壁
17 周壁
18 還元スペース
19 頂部開口
20 ハッチ(開閉蓋)
21 下部加熱スペース
22 中間冷却スペース
23 上部スペース
24 水酸化ナトリウム(アルカリ金属の水酸化物)
25 粉状オーステナイト系ステンレス鋼触媒(還元触媒)
26 第1温度センサ
27 コントローラ
28 第2温度センサ
29 中心軸
30 貫通孔
31 窒素ガス貯蔵タンク
32 ガス給気ポンプ
33a〜33c 給気バルブ
34a〜34d ガス流量計
35 混合ガス貯蔵タンク
36a〜36c 排気バルブ
37 真空ポンプ
38 水素化ナトリウム
39a〜39h 分岐管路
40 ガス流入口
50 温泉バイナリー発電機構(バイナリー発電機構)
51 温泉源
52 浴用温泉
53 冷却機構
Claims (14)
- 水素化ナトリウムを製造する水素化ナトリウム製造機構と、前記水素化ナトリウム製造機構において使用する電力を該水素化ナトリウム製造機構に供給するバイナリー発電機構とから形成され、
前記水素化ナトリウム製造機構が、オーステナイト系ステンレス鋼から作られ、所定容積の還元スペースを有して上流側から下流側に向かって直列に並ぶ複数の第1〜第n還元炉と、前記第1〜第n還元炉を部分的に加熱する加熱手段と、前記第1〜第n還元炉の還元スペースに収容された冷却手段と、前記加熱手段によって加熱された還元スペースを所定の温度に冷却する冷却ガスを該還元スペースに流入させる流入管路と、前記第1還元炉から第n還元炉に向かって隣接する上流側の還元炉から下流側の還元炉に前記冷却ガス及び水素ガス(H2)を流入させる第1〜第n接続管路と、前記第n還元炉から前記水素ガス(H2)を流出させる流出管路とを備え、
前記第1〜第n還元炉の還元スペースが、所定量のアルカリ金属の水酸化物と前記オーステナイト系ステンレス鋼から作られた還元触媒とが収容されるとともに前記加熱手段によって加熱される所定容積の下部加熱スペースと、前記冷却手段が配置されるとともに前記流入管路のガス流入口及び前記第1〜第n接続管路のガス流入口が位置する所定容積の中間冷却スペースと、前記第1〜第n接続管路のガス流出口及び前記流出管路のガス流出口が位置する所定容積の上部スペースとから形成され、
前記第1〜第n還元炉では、前記流入管路及び前記第1〜第n接続管路から供給された前記冷却ガスの雰囲気において、前記バイナリー発電機構から電力の供給を受けた前記加熱手段によって前記下部加熱スペースが所定温度に加熱され、前記下部加熱スペースにおいて溶融した前記アルカリ金属の水酸化物の分解ベーパーが前記下部加熱スペースから前記中間冷却スペースへ上昇し、該分解ベーパーが前記冷却手段によって冷却されつつ前記還元触媒によって水素化ナトリウム(NaH)に還元され、前記還元された水素化ナトリウムが前記冷却手段に付着して堆積固化し、前記冷却ガスと前記還元スペースにおいて生成された水素ガスとが前記第1〜第n接続管路の流出口から流出し、前記冷却ガス及び前記水素ガスが前記第1〜第n接続管路の流入口から下流に位置する還元炉に流入することを特徴とする水素化ナトリウム製造システム。 - 前記第1〜第n還元炉の還元スペースに収容された前記冷却手段が、前記オーステナイト系ステンレス鋼から作られて前記中間冷却スペースに挿脱可能に配置された上下方向へ長い所定面積の冷却プレートであり、前記冷却プレートには、その厚み方向へ貫通する所定面積の貫通孔が穿孔されている請求項1に記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記冷却プレートには、複数の前記貫通孔が穿孔され、それら貫通孔が、前記冷却プレートの上下方向と横方向とのうちの少なくとも一方へ並んでいる請求項2に記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記流入管路及び前記第1〜第n接続管路のガス流入口が、前記冷却プレートの上下方向中央部と上下方向下部との間であって該冷却プレートに穿孔された前記貫通孔に対向して配置されている請求項2又は請求項3に記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記流入管路及び前記第1〜第n接続管路の前記冷却プレートに対向する対向部分には、上下方向へ並ぶ複数のガス流入口が形成され、前記流入管路及び前記第1〜第n接続管路のそれらガス流入口が、前記冷却プレートに向かって開口している請求項2又は請求項3に記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記第1〜第n還元炉では、複数枚の前記冷却プレートが前記中間冷却スペースの中心から径方向外方へ向かって放射状に並んでいる請求項2ないし請求項5いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記流入管路及び前記第1〜第n接続管路が、複数本の分岐管路に分岐し、それら分岐管路が、前記第1〜第n還元炉の還元スペースに進入し、それら分岐管路の各ガス流入口が、前記中間冷却スペースの周り方向へ並ぶ各冷却プレートの間に位置している請求項6に記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記還元触媒が、前記オーステナイト系ステンレス鋼を微粉砕した粒径が10〜500μmの粉状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を粒状に成形した粒状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を板状に成形した板状還元触媒、前記オーステナイト系ステンレス鋼を線状に成形した線状還元触媒のうちの少なくとも1つである請求項1ないし請求項7いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記第1〜第n還元炉では、前記加熱手段によって加熱された前記下部加熱スペースの温度が450〜600℃の範囲にあり、前記中間冷却スペースの温度が200〜250℃の範囲にある請求項1ないし請求項8いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記冷却ガスの前記第1還元炉への流入量と該冷却ガス及び前記水素ガスの前記第2〜第n還元炉への流入量とが、10〜500cc/minの範囲にある請求項1ないし請求項9いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記アルカリ金属の水酸化物が、水酸化ナトリウム(NaOH)と水酸化カリウム(KOH)とのうちの少なくとも一方である請求項1ないし請求項10いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記冷却ガスが、窒素ガス(N2)である請求項1ないし請求項11いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記オーステナイト系ステンレス鋼が、SUS304とSUS316Lとのうちの少なくとも一方である請求項1ないし請求項12いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
- 前記バイナリー発電機構が、噴出する温泉熱源を利用する温泉バイナリー発電機構である請求項1ないし請求項13いずれかに記載の水素化ナトリウム製造システム。
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