[发明专利]化学蓄热造粒体及其制造方法

说明书

本发明提供在100～350℃的低温区域引起脱水吸热反应、并且高强度的化学蓄热造粒体。一种化学蓄热造粒体，其特征在于，其是以选自镁的氧化物、镁的氢氧化物、镁的复合氧化物及镁的复合氢氧化物中的至少1种化合物、选自锂化合物、钾化合物及钠化合物中的至少1种化合物、以及碳化合物为主成分而构成的化学蓄热造粒体，化学蓄热造粒体中的碳含量为12～35质量％的情况下，相对于前述化学蓄热造粒体中的Mg在0.1～50mol％的范围包含Li、K、和/或Na，进而前述镁的复合氧化物及镁的复合氢氧化物相对于Mg在1～40mol％的范围包含选自Ni、Co、Cu及Al中的至少1种元素，在100～350℃的低温区域中表现出脱水吸热反应优异的耐久性。

技术领域

本发明涉及在100～350℃的低温区域引起脱水吸热反应、并且循环耐性优异的化学蓄热造粒体。

背景技术

近年来，由于二氧化碳排出控制，要求削减化石燃料的使用，需要在各工艺的节能化的基础上进行排热的利用。作为排热的利用方法，已知有利用水的100℃以下的温水蓄热。但是，温水蓄热具有如下问题等：(1)由于有散热损失，因此不能长时间蓄热；(2)由于显热量小，因此需要大量的水，蓄热设备的小型化困难；(3)输出温度根据利用量而不恒定，会逐渐下降。因此，为了进行这样的排热的民生利用，需要开发效率更高的蓄热技术。

作为效率高的蓄热技术，可列举出化学蓄热法。由于化学蓄热法会伴随物质的吸附、水合等化学变化，因此与基于材料自身(水、熔融盐等)的潜热、显热的蓄热法相比，每单位质量的蓄热量变高。作为化学蓄热法，提出了基于大气中的水蒸汽的吸附/解吸的水蒸汽吸附/解吸法、氨在金属盐中的吸收(氨络合物生成反应)、基于醇等有机物的吸附/解吸的反应等。若考虑对环境的负担、装置的简便性，则水蒸汽吸附/解吸法是最有利的。作为水蒸汽吸附/解吸法中所用的化学蓄热材料，已知有氧化镁。

氧化镁在100～300℃的低温区域作为实用的蓄热材料不会起作用。这是因为，镁的氢氧化物在上述低温区域不会引起有效的脱水反应。为了解决这些问题，提出了使Mg和选自由Ni、Co、Cu及Al组成的组中的至少1种金属成分复合化，在100～300℃左右可蓄热的化学蓄热材料(专利文献1)。另外提出了，通过向氢氧化镁中添加由氯化锂形成的吸湿性金属盐，每单位质量或单位体积的蓄热量高、在100～350℃左右可蓄热的化学蓄热材料(专利文献2)。进而公开了，在基于氢氧化钙的化学蓄热材料中，通过形成基于海泡石等的骨架结构体，能够抑制脱水反应时的化学蓄热材料层的聚集，在脱水反应后向水合反应过渡时，能够进行水合反应，保持了脱水反应与水合反应的可逆性(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-309561号公报

专利文献2：日本特开2009-186119号公报

专利文献3：日本特开2009-256517号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，对于专利文献1及2中记载的技术，直接以粉体用作化学蓄热材料时，由于工作中的水合反应及脱水反应的反复，在微粉化后会聚集，反应面积会减少，从而有作为蓄热系统的反应性降低的问题。另外，专利文献3中记载的化学蓄热材料通过形成基于海泡石等的骨架结构体，抑制了脱水反应时的化学蓄热材料层的聚集，但骨架结构体的强度弱、化学蓄热材料层的聚集抑制不充分。

因此，本发明的目的在于提供在100～350℃的低温区域引起脱水吸热反应、并且循环耐性优异的化学蓄热体。

用于解决问题的方案