[发明专利]复合设备

说明书

技术领域

本发明涉及复合设备。

背景技术

近年的地球温室化正越来越发展成深刻的事态。其主要原因可以认为是进入20世纪，从作为能源大量使用的石油、天然气等的化石燃料释放出的大气中的二氧化碳(CO₂)等。

另一方面，由于能源需求的增大，曾经被认为取之不尽的化石燃料的枯竭正变得更加明确，价格以远超出预想的速度继续高涨。可以预想在不久的将来，人类已难以对化石燃料能源有所期待。

作为替代石油、天然气等的化石燃料能源的替代能源，现在正在研究煤能、生物能、核能和太阳能等自然能源。

作为替代能源，利用煤能的场合，可认为通过煤的燃烧而释放出大量的二氧化碳成为问题。对此，曾提出了在燃烧时回收二氧化碳，并储存在地中的方案，虽然进行了较多的研究，但关于长期的稳定的储存，尚有不切实性，并且适合于储存的场所也偏在。此外，可认为二氧化碳的回收、输送、向地中的投入耗费较多的成本也成为问题。另外，煤燃烧还有可能引起由硫氧化物(SO_x)、烟雾等的发生导致的环境问题，这也成为问题。

作为替代能源的生物能，尤其是以乙醇为主的生物燃料，近年来非常地显露头角。然而，来自植物的乙醇的生成和浓缩需要大量的能量，有时在能量效率上不利。此外，作为用于生物燃料的原料，利用玉米、大豆、甘蔗等的场合，由于它们当然地也有作为食品和饲料的用途，因此会使食品和饲料的价格高涨。所以，除巴西等特别的地区以外，不能够将生物能作为实质的能源考虑。

作为替代能源的核能的利用，对于来自原子能发电站的放射性废物的处理，不能说已找到充分的解决对策。而且，基于对核扩散的恐惧的反对意见也较多，因此不能期待世界性的大进展。可以预想由于在长期中伴随原子反应堆老朽化，废反应堆增多，作为替代能源的核能的份额会减少。

如上所述，煤能、生物能、核能中的任一种都不能说已解决了持续性和导致地球温室化的二氧化碳发生的问题。因此作为理想的能源有太阳能。

发明内容

虽然太阳能是非常有力的替代能源，但为了将其在社会活动中充分利用，成问题的是(1)太阳能的能量密度低；以及(2)太阳能的储存和输送较困难。然而，通过解决(2)的有关太阳能的储存和输送的课题，能够确保、能够利用沙漠等的广大的用地，由此能量密度低便不成为问题。

为了解决上述课题，必须将太阳能转换为储存和输送容易的化学能。虽然考虑了种种的物质，但考虑到操作性、安全性、既有的基本设施的利用、作为能源的应用性，可以认为氨最适合。该氨的制造方法包括：使用制氢设备取得太阳能，并且利用取得的太阳能的一部分由水制造氢；使用制氮设备由空气制造氮；使用储氢设备储存由制氢设备制造的氢；使用氨合成设备，由制造的氢和制造的氮连续地合成氨。

附图说明

以下参照附图对本发明进行说明

图1是表示制氨设备的一例的图。

图2是表示抛物面反射器(parabolic dish)型聚光装置的一例的图。

图3是表示太阳塔(solar tower)型聚光装置的一例的图。

图4是表示抛物面槽(parabolic trough)型聚光装置的一例的图。

图5是表示制氢设备的一例的图。

图6是表示储氢设备的一例的图。

图7是表示储氢设备的另一例的图。

图8是表示制氮设备的一例的图。

图9是表示通过深冷分离而制造氮的制氮设备的一例的图。

图10是表示氨合成设备的一例的图。

图11是表示氨合成设备的另一例的图。

图12是表示聚光量的一例的图。

图13是表示进行氨制造量的计算和氨制造量的控制的控制装置的一例的图。

图14是表示进行氨制造量的计算和氨制造量的控制的处理流程的图。

图15是表示用于表示氢设备的物质收支的工艺流程的一例的图。

图16是表示图15所示的工艺流程的物质收支的图。

图17表示向氨合成设备400供给合成气体的复合设备的一例。

具体实施方式

关于太阳能的储存和输送，作为能够由水、空气和太阳能制造、并且储存和输送容易的液体燃料，可考虑氨(NH₃)。

另外，现在世界的氨生产量每年约1.5亿吨，主要在肥料用途中大量使用。从这样地在市场上大量地使用的业绩来看，也可认为氨具有充分的社会接受性。