(57)【要約】  本出願は、熱回収装置及び方法に関し、本出願の熱回収装置及び方法によれば、産業現場または多様な化学工程、例えば石油化学製品の製造工程から排出される７０℃以上の顕熱状態の低級熱源の廃熱を利用して１２０℃以上のスチームを１台の熱交換器のみを使用して生産することができ、生成したスチームを多様な工程に使用できるので、反応器または蒸留塔に使用するための外部熱源である高温スチームの使用量を節減することができ、エネルギー節減効率を極大化することができる。
2016522388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が流れる配管を介して流体連結される第１熱交換器、圧縮機、第２熱交換器及び圧力降下装置を含み、
前記第１熱交換器に流入する冷媒流れが前記第１熱交換器に流入する７０℃以上の流体流れと熱交換し、
前記第１熱交換器から流出する冷媒流れは前記圧縮機に流入し、
前記圧縮機から流出する冷媒流れは、前記第２熱交換器に流入して前記第２熱交換器に流入する流体流れと熱交換し、
前記第２熱交換器から流出する冷媒流れは前記圧力降下装置に流入し、
前記圧力降下装置から流出する冷媒流れは前記第１熱交換器に再流入し、
前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの圧力と前記圧縮機から流出する冷媒流れの圧力との比が下記一般式１を満たす熱回収装置。
［一般式１］
２≦ＰＣ／ＰＨ≦５
前記一般式１において、ＰＣは、前記圧縮機から流出する冷媒流れの圧力を示し、ＰＨは、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの圧力を示す。
【請求項２】
第１熱交換器に流入する流体流れは、廃熱流れまたは凝縮器を通過した凝縮水の流れである、請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項３】
第１熱交換器から流出する冷媒流れの温度と前記第１熱交換器に流入する流体流れの温度が下記一般式２を満たす、請求項１に記載の熱回収装置。
［一般式２］
１℃≦ＴＦ−ＴＲ≦２０℃
前記一般式２において、ＴＦは、前記第１熱交換器に流入する流体流れの温度を示し、ＴＲは、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの温度を示す。
【請求項４】
冷媒流れが６０℃〜１０５℃の温度で第１熱交換器に流入する、請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項５】
第１熱交換器から流出する冷媒流れの圧力が３．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇである、請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項６】
圧縮機から流出する冷媒流れの圧力が９．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜６２．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇである、請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項７】
第２熱交換器に流入する流体は水であり、前記第２熱交換器から熱交換された水がスチームとして排出される、請求項１に記載の熱回収装置。
【請求項８】
第２熱交換器に流入する水の温度が７０℃〜１０５℃である、請求項７に記載の熱回収装置。
【請求項９】
スチームの温度が１２０℃以上である、請求項７に記載の熱回収装置。
【請求項１０】
スチームの圧力が０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇである、請求項７に記載の熱回収装置。
【請求項１１】
スチームを圧縮する１つ以上のスチーム圧縮機をさらに含む、請求項７に記載の熱回収装置。
【請求項１２】
スチームを凝縮する１つ以上のスチーム凝縮器をさらに含む、請求項７に記載の熱回収装置。
【請求項１３】
冷媒流れを第１熱交換器に流入し、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れを圧縮機に流入し、前記圧縮機から流出する冷媒流れを第２熱交換器に流入し、前記第２熱交換器から流出する冷媒流れを圧力降下装置に流入し、前記圧力降下装置から流出する冷媒流れを前記第１熱交換器に流入する冷媒循環段階と、
前記第１熱交換器に流入する冷媒流れを前記第１熱交換器に流入する７０℃以上の流体流れと熱交換する第１熱交換段階と、
前記圧縮機から流出する冷媒流れを前記第２熱交換器に流入する流体流れと熱交換する第２熱交換段階と、
前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの圧力と前記圧縮機から流出する冷媒流れの圧力との比が、下記一般式１を満たすように調節する圧力調節段階と、を含む、熱回収方法。
［一般式１］
２≦ＰＣ／ＰＨ≦５
前記一般式１において、ＰＣは、前記圧縮機から流出する冷媒流れの圧力を示し、ＰＨは、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの圧力を示す。
【請求項１４】
第１熱交換器に流入する流体流れが、廃熱流れまたは凝縮器を通過した凝縮水の流れである、請求項１３に記載の熱回収方法。
【請求項１５】
第１熱交換器から流出する冷媒流れの温度と前記第１熱交換器に流入する流体流れの温度が、下記一般式２を満たすように調節することをさらに含む、請求項１３に記載の熱回収方法。
［一般式２］
１℃≦ＴＦ−ＴＲ≦２０℃
前記一般式２において、ＴＦは、前記第１熱交換器に流入する流体流れの温度を示し、ＴＲは、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れの温度を示す。
【請求項１６】
第２熱交換器に流入する流体は水であり、前記第２熱交換器から熱交換された水をスチームとして排出する、請求項１３に記載の熱回収方法。
【請求項１７】
スチームの温度が１２０℃以上である、請求項１６に記載の熱回収方法。
【請求項１８】
スチームの圧力が０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇである、請求項１６に記載の熱回収方法。
【請求項１９】
スチームを圧縮する段階をさらに含む、請求項１６に記載の熱回収方法。
【請求項２０】
スチームを凝縮する段階をさらに含む、請求項１６に記載の熱回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、熱回収装置（ＨＥＡＴ  ＲＥＣＯＶＥＲＹ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ）及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な化学工程では、反応器または蒸留塔を通る多様なルートで熱交換が行われ、このような熱交換後に発生する廃熱は再利用されるか、または廃棄される。例えば、図１に示すように、前記廃熱が７０℃以上、例えば、７０℃〜９０℃程度の顕熱状態の低級熱源の場合には、温度が低すぎて実質的に再利用が不可能であり、したがって凝縮水により凝縮した後に廃棄されることになる。
【０００３】
一方、スチームは産業分野で多様な用途として用いられ、特に化学工程では、高温のスチームが主に用いられる。前記高温のスチームは、一般に常圧及び常温の水を気化点まで加熱し、水蒸気となった水に高圧の圧力を加えて内部エネルギーを増加させることで、高温のスチームを生産するが、その場合に液体状態の水を気化させるためには多量のエネルギーを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本出願は、熱回収装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願は、熱回収装置に関する。本出願の熱回収装置によれば、産業現場または多様な化学工程、例えば、石油化学製品の製造工程から排出される７０℃以上の顕熱状態の低級熱源の廃熱を利用して、１２０℃以上の高温のスチームを１台の熱交換器のみを使用して生産することができ、生成したスチームが多様な工程に用いられるため、反応器または蒸留塔に使用するための外部熱源である高温スチームの使用量を節減することができ、エネルギー節減効率を極大化することができる。
【０００６】
以下、添付図面を参照しながら本出願の多様な実施形態を説明するが、添付した図面は例示的なものであり、本出願による熱回収装置の権利範囲を制限するものではない。
【０００７】
図２は、本出願の例示的な熱回収装置１０を模式的に示す図である。
【０００８】
図２に示すように、本出願の熱回収装置１０は、第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４を含む。前記第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４は、配管を介して連結することができ、好ましくは、前記配管を介して冷媒または流体が流れるように流体連結（ｆｌｕｉｄｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）され得る。特に、前記冷媒が流れる配管は、前記第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４を順に循環するように、連結された循環ループまたは循環システムとすることができる。
【０００９】
前記配管を介して循環する冷媒流れの流量は、５，０００ｋｇ／ｈｒ〜２３１，０００ｋｇ／ｈｒ、例えば、１０，０００ｋｇ／ｈｒ〜１５０，０００ｋｇ／ｈｒまたは３０，０００ｋｇ／ｈｒ〜２００，０００ｋｇ／ｈｒであってもよく、好ましくは、２５，０００ｋｇ／ｈｒ〜１００，０００ｋｇ／ｈｒであってもよいが、これに制限されない。
【００１０】
前記第１熱交換器１０１は、冷媒流れと外部から流入する流体流れを熱交換させるために本出願の熱回収装置１０に含まれ、前記熱交換を介して冷媒は気化した後、前記第１熱交換器に流入する冷媒流れよりも相対的に高温である気相流れで前記第１熱交換器１０１から流出される。上記において、「気相」は冷媒流れ全成分中の気体成分流れが濃厚（ｒｉｃｈ）な状態を意味し、例えば、前記冷媒流れ全成分中の気体成分流れのモル分率が０．９〜１．０の状態を意味する。
【００１１】
前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１は、例えば、廃熱流れまたは凝縮器を通過した凝縮水の流れであってもよく、前記廃熱流れは、例えば、発熱反応器の冷却水であってもよいが、これに制限されない。本出願では、特に、７０℃以上、例えば、７０℃以上１００℃未満または７０℃〜９０℃程度の顕熱状態の低級熱源の廃熱流れを好ましく使用することができる。
【００１２】
例えば、前記第１熱交換器１０１では、流体連結された配管を介して冷媒流れＦ４−２及び流体流れＷ１、例えば、廃熱流れを流入することができ、流入した前記冷媒流れＦ４−２及び流体流れＷ１は、前記第１熱交換器１０１で相互熱交換された後に、前記流体連結された配管を介して前記第１熱交換器１０１からそれぞれ流出することができる。
【００１３】
前記第１熱交換器１０１に流入する冷媒流れＦ４−２の温度は、前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度よりも低い温度、例えば、６０℃〜９５℃、７０℃〜８０℃、７５℃〜８５℃または７３℃〜７７℃であってもよいが、これに制限されない。
【００１４】
前記第１熱交換器１０１に流入し、流出する冷媒流れＦ４−２、Ｆ１の圧力は、冷媒の種類及び運転条件に応じて異なってもよく、特に制限されない。例えば、前記第１熱交換器１０１に流入し、流出する冷媒流れＦ４−２、Ｆ１の圧力は、３．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇまたは５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜７．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであってもよいが、これに制限されない。前記冷媒流れの圧力を３．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇに調節することで、圧縮機の圧縮比を容易に調節することができる。一般に、圧縮機の流出圧力は温度によって決定されるが、流入圧力が高くなれば圧縮比を低く維持することができる。前記圧縮比が高くなるほど、低温の熱源から高温のスチームを生成することができるが、この場合、成績係数が減少することになって、圧縮比が低くなるほど成績係数は増加するが、低温の熱源から高温のスチームを生成しにくくなる問題が発生する。
【００１５】
前記第１熱交換器１０１に流入し、流出する流体流れＷ１、Ｗ２の圧力は特に制限されず、例えば、０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、０．７ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇまたは０．８ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであってもよい。
【００１６】
また、前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の流量は、５０，０００ｋｇ／ｈｒ以上、例えば、１００，０００ｋｇ／ｈｒ以上、または１，０００，０００ｋｇ／ｈｒ以上であってもよく、好ましくは、５００，０００ｋｇ／ｈｒ以上であってもよいが、これに制限されない。前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の流量が増加するほど、同じ熱量を冷媒に伝達しても熱伝達後に流出する流体流れＷ２の流出温度が高く維持され、第１熱交換器から流出する冷媒流れＦ１の流出温度も高く維持することができる。よって、前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の流量の上限は特に制限されず、前記装置の効率性及び経済性を考慮して、例えば、２，３００，０００ｋｇ／ｈｒ以下、または１，０００，０００ｋｇ／ｈｒ以下であってもよいが、これに制限されない。
【００１７】
前記第１熱交換器１０１は、流れる流体間の熱交換を行う装置または機械を意味し、一実施形態において、前記第１熱交換器１０１は液相の冷媒流れを気相の冷媒流れに蒸発させる蒸発器（ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ）とすることができる。
【００１８】
前記圧縮機１０２は、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１を圧縮させて温度及び圧力を上昇させるために本出願の熱回収装置１０に含まれ、前記圧縮機１０２を通過して圧縮され、前記第１熱交換器から流出する冷媒流れに比べて相対的に高温及び高圧の気相の冷媒流れＦ２が、後述する第２熱交換器１０３に流入される。
【００１９】
例えば、第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１は、流体連結された配管を介して前記圧縮機１０２に流入し、流入した前記冷媒流れＦ１は前記圧縮機１０２で圧縮された後、前記流体連結された配管を介して流出される。
【００２０】
一例として、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比が下記一般式１を満たすことができる。
【００２１】
［一般式１］
２≦ＰＣ／ＰＨ≦５
【００２２】
前記一般式１において、ＰＣは、圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力を示し、ＰＨは、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力を示す。
【００２３】
すなわち、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比ＰＣ／ＰＨは、２〜５、例えば、２〜４、好ましくは３〜４の範囲に調節される。
【００２４】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比が前記一般式１を満たすことで、前記第１熱交換器１０１で気化した冷媒は、後述する第２熱交換器を通過する流体流れと熱交換されるのに十分な熱量を有するように高温及び高圧状態に圧縮される。特に、本出願の熱回収装置では、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比を前記範囲に調節することで、別途の追加のスチーム発生装置や追加の熱供給なしに、１台の熱交換器のみを用いた熱交換過程を介して、１２０℃以上の高温のスチームを生産することができ、効率的に高温のスチームを生産することができる。さらに、追加のスチーム発生装置や熱を供給するための装置が別途に必要でないため、装備の初期設備コストを低減することができる。
【００２５】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力は、前記一般式１を満たす限り特に制限されず、適用しようとする工程の種類や各工程の条件に応じて多様に調節することができる。一例として、前記第１熱交換器１０１において、流出する冷媒流れＦ１の圧力は、３．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇまたは５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１２．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであってもよいが、これに制限されない。また、前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力は、９．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜６２．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、１５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜４５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、１８ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、または２０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであってもよいが、これに制限されない。
【００２６】
また、前記圧縮機１０２で圧縮された後に流出する前記冷媒流れＦ２の温度は、１２５℃〜１８５℃、例えば、１３０℃〜１７５℃、または１３５℃〜１６５℃であってもよいが、これに制限されない。
【００２７】
前記圧縮機１０２では、気相の流れを圧縮することができる圧縮装置であれば、技術分野で周知の多様な圧縮装置を制限なく用いることができ、一例として、前記圧縮機はコンプレッサであってもよいが、これに制限されない。
【００２８】
一例として、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度は、下記一般式２を満たすことができる。
【００２９】
［一般式２］
１℃≦ＴＦ−ＴＲ≦２０℃
【００３０】
前記一般式２において、ＴＦは、第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度を示し、ＴＲは、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度を示す。
【００３１】
すなわち、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度との差ＴＦ−ＴＲは、１℃〜２０℃、例えば、１℃〜１５℃、２℃〜２０℃、１℃〜１０℃または２℃〜１０℃の範囲に調節される。
【００３２】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度が前記一般式２を満たすことで、低温の廃熱、特に、７０℃以上、例えば、７０℃〜１００℃程度の顕熱状態の低級熱源の廃熱を用いて、１２０℃以上の高温のスチームを生産することができる。
【００３３】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度は、前記一般式２を満たす限り特に制限されず、適用しようとする工程の種類及び各工程の条件に応じて多様に調節することができる。一例として、前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度は、７０℃〜１００℃、例えば、８０℃〜１００℃、７０℃〜９０℃、７５℃〜８５℃または８５℃〜９５℃であってもよいが、特にこれに制限されない。また、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度は、６５℃〜１０５℃、例えば、６５℃〜９５℃、７０℃〜９０℃、７０℃〜９５℃、または７０℃〜８５℃であってもよいが、特にこれに制限されない。
【００３４】
この場合、前記第１熱交換器１０１で前記冷媒流れと熱交換した後に流出される前記流体流れＷ２の温度は、６８℃〜１０２℃、例えば、６８℃〜９８℃、７３℃〜８８℃、７３℃〜９８℃、または７３℃〜８２℃であってもよいが、特にこれに制限されない。
【００３５】
前記第２熱交換器１０３は、前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２と外部から流入する流体流れＷ３を熱交換させるために、本出願の熱回収装置１０に含まれ、前記熱交換を介して、冷媒は凝縮した後に前記圧縮機から流出する冷媒流れに比べて相対的に低温の液相流れで流出することができ、前記流体流れＷ３は前記冷媒が凝縮時に発生する潜熱を吸収することができる。上記において「液相」は、冷媒流れ全成分中の液体成分流れが濃厚な状態を意味し、例えば、前記冷媒流れ全成分中の液体成分流れのモル分率が０．９〜１．０の状態を意味する。
【００３６】
一例として、前記第２熱交換器１０３に流入する流体は、水（ｍａｋｅ−ｕｐ  ｗａｔｅｒ）であってもよく、この場合、前記第２熱交換器１０３で熱交換された水は、前記冷媒が凝縮時に発生する潜熱を吸収して気化し、スチーム形態で排出される。
【００３７】
例えば、前記第２熱交換器１０３では、流体連結された配管を介して圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２及び前記冷媒流れＦ２を熱交換させるための流体流れＷ３が流入され、流入された前記冷媒流れＦ２及び流体流れＷ３は、前記第２熱交換器１０３で相互熱交換された後に、前記流体連結された配管を介して前記第２熱交換器１０３からそれぞれ流出される。
【００３８】
前記第２熱交換器１０３に流入する流体流れＷ３の温度及び圧力は、特に制限されず、多様な温度及び圧力の流体流れを前記第２熱交換器１０３に流入させることができる。例えば、７０℃〜１０５℃、例えば、８０℃〜１０５℃、または９０℃〜１００℃の温度及び０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、１．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜８．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの圧力で流体流れＷ３を前記第２熱交換器１０３に流入することができる。
【００３９】
また、前記第２熱交換器１０３に流入する流体流れＷ３の流量は、特に制限されず、５００ｋｇ／ｈｒ〜１０，０００ｋｇ／ｈｒ、例えば、１，０００ｋｇ／ｈｒ〜９，０００ｋｇ／ｈｒ、１，５００ｋｇ／ｈｒ〜７，５００ｋｇ／ｈｒ、または、３，０００ｋｇ／ｈｒ〜５，０００ｋｇ／ｈｒとすることができる。
【００４０】
一例として、前記圧縮機１０２から流出した高温高圧の冷媒Ｆ２と前記第２熱交換器１０３で熱交換された水Ｗ４は、１２０℃以上、例えば、１２０℃以上、１４５℃以上または１６５℃以上のスチームで前記第２熱交換器１０３から流出することができ、前記スチームの温度の上限は、前記スチームが用いられる用途に応じて異なるので、特に制限されないが、４００℃以下、例えば、３００℃以下、２００℃以下、または１８５℃以下とすることができる。また、前記圧縮機１０２から流出した高温高圧の冷媒Ｆ２と前記第２熱交換器１０３で熱交換された水Ｗ４は、０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、１．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜８．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの圧力を有するスチームで前記第２熱交換器１０３から流出することができる。
【００４１】
また、前記第２熱交換器１０３で前記流体流れＷ３と熱交換した冷媒流れＦ３は、１２５℃〜１９０℃、例えば、１２５℃〜１７０℃または１２０℃〜１６０℃、好ましくは１１８℃〜１４０℃の温度で前記第２熱交換器１０３から流出することができるが、これに制限されない。前記第２熱交換器１０３で前記流体流れＷ３と熱交換した冷媒流れＦ３の圧力は、冷媒の種類及び運転条件に応じて多様に変化可能であり、例えば、９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜６２．５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、１５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜４５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、１８ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、または２０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２５ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの圧力で前記第２熱交換器１０３から流出することができるが、これに制限されない。
【００４２】
前記第２熱交換器１０３は、流れる流体間の熱交換を行う装置または機械を意味し、一実施形態において、前記第２熱交換器１０３は気相の冷媒流れを液相の冷媒流れに凝縮させる凝縮器（ｃｏｎｄｅｎｓｏｒ）とすることができる。
【００４３】
例示的な本出願の熱回収装置１０は、貯蔵タンク１０５をさらに含むことができる。図２に示すように、前記貯蔵タンク１０５は、第２熱交換器１０３と配管を介して流体連結された状態で備えることができる。前記貯蔵タンク１０５は、第２熱交換器１０３に流入する流体流れを供給するための装置であって、前記貯蔵タンク１０５には、第２熱交換器１０３に流入する流体、例えば、水が貯蔵され得る。
【００４４】
前記貯蔵タンク１０５から流出した流体流れＷ３は、配管を介して第２熱交換器１０３に流入し、前記第２熱交換器１０３に流入した冷媒流れＦ２と熱交換される。この場合、前記熱交換された流体流れＷ４、例えば、高温高圧の水は前記貯蔵タンク１０５に再流入した後に減圧され、スチーム形態で排出される。
【００４５】
また、図示しないが、本出願の熱回収装置１０は、前記スチームを圧縮する１つ以上のスチーム圧縮機をさらに含むことができる。例えば、前記熱回収装置１０は、前記第２熱交換器から流出する流体流れが流れる配管に連結された１つ以上のスチーム圧縮機、例えば、第１スチーム圧縮機、第２スチーム圧縮機及び／または第３スチーム圧縮機をさらに含むことができる。前記スチームは、その温度及び圧力に応じて多等級に分けられ、各等級に分けられたスチームは温度及び圧力に応じて異なった工程に適用することができる。例えば、前記スチームは、その圧力に応じて、温度が２８０℃以上であり、圧力が３０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ超過の高圧スチーム（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｔｅａｍ）、温度が１６０℃〜１８０℃であり、圧力が５．３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜９．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの中圧スチーム（Ｍｉｄｄｌｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｔｅａｍ）、温度が１２０℃〜１４０℃であり、圧力が０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２．６ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの低圧スチーム（Ｌａｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｔｅａｍ）及び温度が１２０℃未満であり、圧力が０．９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ未満の低低圧スチーム（Ｌａｗ  Ｌａｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｔｅａｍ）に区分することができ、要求される各等級のスチームの製造のために、本出願の第２圧縮機で熱交換後に流出するスチームは追加のスチーム圧縮機を介して圧縮した後に排出することができる。
【００４６】
一例として、前記第２熱交換器から流出するスチームは低圧スチームであってもよく、追加的な第１スチーム圧縮機及び第２スチーム圧縮機を通過しながら中圧スチーム及び／または高圧スチームにそれぞれ分離排出される。
【００４７】
また、一例として、本出願の熱回収装置は、前記各等級のスチームを凝縮するための１つ以上のスチーム凝縮器、例えば、第１スチーム凝縮器、第２スチーム凝縮器及び／または第３スチーム凝縮器をさらに含むことができる。
【００４８】
例えば、本出願の熱回収装置が第１スチーム凝縮器、第２スチーム凝縮器及び第３凝縮器を含む場合、前記第１スチーム凝縮器を介して高圧スチームを凝縮して中圧スチームとして排出することができ、前記第２スチーム凝縮器を介して前記中圧スチームを凝縮して低圧スチームとして排出することができ、前記第３スチーム凝縮器を介して前記低圧スチームを凝縮して低低圧スチームとして排出することができる。好ましくは、前記第１スチーム凝縮器、第２スチーム凝縮器及び第３凝縮器は互いに連結され、前記第１スチーム凝縮器から排出される中圧スチームが前記第２スチーム凝縮器に流入し、前記第２スチーム凝縮器から排出される低圧スチームが前記第３スチーム凝縮器に流入されるように、それぞれ連結され得る。また、一例として、前記第３スチーム凝縮器から流出する低低圧スチームは、前記第２熱交換器に流入する流体流れであってもよく、これにより、製造されたスチームをリサイクルすることができてスチームの製造コストを低減することができる。
【００４９】
前記圧力降下装置１０４は、前記第２熱交換器１０３から流出する液相の冷媒流れＦ３を膨張させて温度及び圧力を低下させるために本出願の熱回収装置１０に含まれ、前記圧力降下装置１０４を通過した冷媒流れＦ４−１が膨張した後、前記第２熱交換器から流出する冷媒流れに比べて相対的に低温及び低圧状態となって前述の第１熱交換器１０１に再流入することができる。
【００５０】
例えば、第２熱交換器１０３から流出する液相の冷媒流れＦ３は、流体連結された配管を介して前記圧力降下装置１０４に流入することができ、流入した前記冷媒流れＦ３が前記圧力降下装置１０４で膨張した後、前記第２熱交換器から流出する冷媒流れに比べて相対的に低温及び低圧状態となって前記流体連結された配管を介して流出することができる。一例として、前記圧力降下装置１０４から流出する冷媒流れＦ４−１は、６５℃〜１０５℃、例えば、６５℃〜１００℃または７０℃〜９３℃、好ましくは７５℃〜９０℃の温度で前記圧力降下装置１０４から流出することができるが、これに制限されない。また、前記圧力降下装置１０４から流出する冷媒流れＦ４−１の圧力は、冷媒の種類及び運転条件に応じて多様に変化可能であり、例えば、３．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜２０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、例えば、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇまたは５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１２．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇであってもよく、好ましくは６．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ〜１０．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇの圧力で前記圧力降下装置１０４から流出することができるが、これに制限されない。
【００５１】
前記圧力降下装置１０４は、例えば前記第２熱交換器１０３から流出した冷媒流れが流れる配管に設けられたコントロールバルブまたはタービンとすることができる。
【００５２】
前記圧力降下装置１０４がタービンの場合、前記タービンは発電装置であってもよく、例えば、配管を介して流れる冷媒、すなわち流体の力学的エネルギーを電気エネルギーに変換させることができる水車（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｔｕｒｂｉｎｅ）であってもよく、前記水車を利用する場合、圧縮機で消耗される電力を熱回収装置１０自体で生産することができるので、前記回収装置の成績係数を増加させることができる。
【００５３】
本出願の熱回収装置１０では、前記配管を介して、第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４を通過する冷媒流れがそれぞれ異なる温度及び圧力特性を有し、気相及び／または液相の流れで前記第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４に流入または流出することで、前記冷媒流れの温度、圧力及び状態変化による潜熱をスチーム生成のための熱源として用いることができる。また、本出願の熱回収装置１０では、７０℃以上の低温の廃熱を用いて別途のスチーム製造設備または装置なしに、単に１台の熱交換器のみで１２０℃以上のスチームを生成するための最適の温度及び圧力条件を設定することで、優れた効率でスチームを生成することができる。
【００５４】
一例として、前記第１熱交換器１０１に流入する冷媒流れＦ４−２が液相の流れであってもよく、前記冷媒流れ内の液相流れの体積分率が、０．４〜１．０、例えば、０．９〜１．０、好ましくは０．９９〜１．０であってもよい。
【００５５】
また、前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２が気相の流れであってもよく、前記冷媒流れ内の気相流れの体積分率が、０．７〜０．９、例えば、０．７５〜０．８５、好ましくは０．８〜０．８５であってもよい。
【００５６】
前記第２熱交換器１０３から流出する冷媒流れＦ３が液相の流れであってもよく、前記冷媒流れ内の液相流れの体積分率が、０．８〜１．０、例えば、０．９〜１．０、好ましくは０．９９〜１．０であってもよい。
【００５７】
また、前記圧力降下装置１０４から流出する冷媒流れが液相の流れであってもよく、前記冷媒流れ内の気相流れの分率が、０〜０．６、例えば、０〜０．３、好ましくは０〜０．１であってもよい。
【００５８】
上記において、体積分率（ｖｏｌｕｍｅ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）は、前記配管を介して流れる全冷媒流れの体積流量（ｖｏｌｕｍｅ  ｆｌｏｗｒａｔｅ）に対する液相流れまたは気相流れの体積流量の比率を意味し、前記体積流量は単位時間当たり流れる流体の体積を示し、下記一般式３で求めることができる。
【００５９】
［一般式３］
体積流量＝Ａｖ（ｍ３／ｓ）
【００６０】
前記一般式３において、Ａは、配管の断面積（ｍ２）を示し、ｖは、冷媒流れの流速（ｍ／ｓ）を示す。
【００６１】
一例として、本出願の熱回収装置の成績係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ、ＣＯＰ）は、３以上とすることができる。前記成績係数値が大きいほど効率的かつ経済的な工程であることを示し、前記成績係数が３未満の場合にはスチームの製造コストが高くなりすぎる問題が発生する。
【００６２】
前記成績係数は、前記圧縮機１０２に投入したエネルギーに対する熱交換媒体が吸収した熱量を示し、すなわち、エネルギー投入量に対する回収エネルギーの比率を意味する。例えば、成績係数が３であることは、投入する電気の３倍の熱量を得ることができることを意味する。
【００６３】
前記成績係数は、下記一般式４で計算される。
【００６４】
［一般式４］
ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗ
【００６５】
前記一般式４において、Ｑは、第２熱交換器により凝縮された熱量を示し、Ｗは、圧縮機が行った仕事量を示す。
【００６６】
本出願のまた他の実施形態は熱回収方法を提供する。例示的な前記熱回収方法は、前述の熱回収装置１０を用いて行うことができ、これを介して、前述のように、産業現場または多様な化学工程、例えば石油化学製品の製造工程から排出される７０℃以上の低級熱源を廃棄せず利用して１２０℃以上のスチームを生成することができ、生成したスチームを多様な工程に使用できるので、反応器または蒸留塔に使用するための外部熱源である高温スチームの使用量を節減することができ、エネルギー低減効率を極大化することができる。
【００６７】
本出願の一実施形態に係る前記熱回収方法は、冷媒循環段階、第１熱交換段階、第２熱交換段階及び圧力調節段階を含む。
【００６８】
一例として、前記熱回収方法は、冷媒流れが第１熱交換器１０１、圧縮機１０２、第２熱交換器１０３及び圧力降下装置１０４を順に通過するように循環させる冷媒循環段階を含む。例えば、前記熱回収方法は、（ｉ）冷媒流れを第１熱交換器１０１に流入し、（ｉｉ）前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１を圧縮機１０２に流入し、（ｉｉｉ）前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２を第２熱交換器１０３に流入し、（ｉｖ）前記第２熱交換器１０３から流出する冷媒流れＦ３を圧力降下装置１０４に流入し、（ｖ）前記圧力降下装置１０４から流出する冷媒流れＦ４−１を前記第１熱交換器１０１に再流入する冷媒循環段階を含む。
【００６９】
前記熱回収方法は、前記第１熱交換器１０１に流入する冷媒流れＦ４−２を前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１と熱交換する時の第１熱交換段階と、前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２を前記第２熱交換器１０３に流入する流体流れＷ３と熱交換する第２熱交換段階と、を含む。
【００７０】
また、前記熱回収方法は、第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比が、下記一般式１を満たすように調節する圧力調節段階を含む。
【００７１】
［一般式１］
２≦ＰＣ／ＰＨ≦５
【００７２】
前記一般式１において、ＰＣは、圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力を示し、ＰＨは、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力を示す。
【００７３】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と前記圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力との比が前記一般式１を満たすことで、別途の追加のスチーム発生装置や追加の熱の供給なしに、１台の熱交換器のみを用いた熱交換過程を介して、１２０℃以上の高温のスチームを生産することができ、効率的に高温のスチームを生産することができる。さらに、追加のスチーム発生装置や熱を供給するための装置が必要ないので、装備の初期設備コストを低減することができる、
【００７４】
本出願の熱回収方法において、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の圧力と圧縮機１０２から流出する冷媒流れＦ２の圧力に関する詳細な説明は、前述の熱回収装置１０と同一であるため省略する。
【００７５】
また、本出願の熱回収方法において、具体的な温度、圧力及び流量条件に関する詳細な説明は、前述の熱回収装置１０と同一であるため省略する。
【００７６】
前記冷媒循環段階、第１熱交換段階、第２熱交換段階及び圧力調節段階は順に行うか、または順序に関係なく互いに独立的に行うことができ、または前記各段階を同時に行うこともできる。また、前記冷媒循環段階の（ｉ）〜（ｖ）の過程は循環過程であるので、上記のように、冷媒流れが循環さえすれば、どの過程を先に行ってもかまわない。
【００７７】
例示的な本出願の熱回収方法において、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度は下記一般式２を満たすことができる。
【００７８】
［一般式２］
１℃≦ＴＦ−ＴＲ≦２０℃
【００７９】
前記一般式２において、ＴＦは、第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度を示し、ＴＲは、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度を示す。
【００８０】
前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度が前記一般式２を満たすことで、低温の廃熱、特に、７０℃以上、例えば、７０℃〜９０℃程度の顕熱状態の低級熱源の廃熱を用いて、１２０℃以上のスチームを１台の熱交換器のみを使用して生産することができ、前記第１熱交換器１０１から流出する冷媒流れＦ１の温度と前記第１熱交換器１０１に流入する流体流れＷ１の温度の条件に関する詳細な説明は、前述の熱回収装置１０と同一であるため省略する。
【００８１】
さらに、本出願の熱回収方法において、具体的な温度、圧力及び流量条件に関する詳細な説明は、前述の熱回収装置１０と同一であるため省略する。
【００８２】
一例として、前記熱回収方法のまた他の実施形態において、前記第２熱交換器１０３に流入する流体Ｗ３は水であってもよく、また、例示的な本出願の熱回収方法は、前記第２熱交換器１０３に流入する冷媒流れＦ２と熱交換した水をスチームで排出させるスチーム生成段階をさらに含むことができる。上記において、スチームの温度及び圧力に関する詳細な説明は、前述の熱回収装置１０と同一であるため省略する。
【００８３】
また、一例として、前記熱回収方法は、スチームを圧縮する段階をさらに含むことができる。前記スチームを圧縮する段階は、前記熱回収装置で説明したスチーム圧縮機、例えば、第１スチーム圧縮機、第２スチーム圧縮機及び／または第３スチーム圧縮機を介して行うことができ、これに対する説明は前述と同一であるため省略する。
【００８４】
前記熱回収方法は、前記圧縮されたスチームを凝縮する段階をさらに含むことができる。前記スチームを凝縮する段階は、前記熱回収装置で説明したスチーム凝縮器、例えば、第１スチーム凝縮器、第２スチーム凝縮器及び／または第３スチーム凝縮器を介して行うことができ、これに対する説明は前述と同一であるため省略する。
【００８５】
前記スチームを圧縮する段階とスチームを凝縮する段階は、また、前述の冷媒循環段階、第１熱交換段階、第２熱交換段階及び圧力調節段階に続いて順に行うか、または順序に関係なく互いに独立的に行うことができる。また、前記段階は同時に行うこともできる。
【００８６】
図３は、本出願の廃熱回収装置及び方法の温度−エントロピー（Ｔ−Ｓ）線図であり、図３の点線は等圧線を示す。
【００８７】
廃熱源から供給された低温の廃熱流れＷ１は、第１熱交換器１０１を介して液体状態の冷媒流れＦ４と熱交換し、図３の線図では、５→１の経路を介して熱交換を行う。前記熱交換された気体状態の冷媒流れＦ１は、前記圧縮機１０２で圧縮され、この場合、図３の線図では、１→２の経路を介して圧縮される。前記圧縮工程により圧縮された気体状態の高温及び高圧冷媒流れＦ２は、第２熱交換器１０３に流入し、図３の線図の２→４の経路を介して高温の熱需要先に熱を伝達し、これにより熱が奪われた液体状態の高圧冷媒流れＦ３は圧力降下装置１０４を介して膨張し、図３の線図では４→５の経路を介して膨張する。
【００８８】
本出願の熱回収装置１０及び方法は多様な石油化学工程に適用することができる。
【００８９】
例えば、ｎ−ブタノール製造時のオキソ反応工程の場合、工程で発生する廃熱の温度は約８５℃であって、この場合、約７．６Ｇｃａｌ／ｈｒの熱量が廃棄されるので、前記オキソ反応工程に適用することができる。また、アルキレーション反応を介するクメンの製造工程である場合、約６．８Ｇｃａｌ／ｈｒの熱量が廃棄され、前記クメンの製造工程にも適用することができる。また、アクリル酸の製造工程である場合、吸収器で発生する廃熱の温度は約７５℃であって、この場合、約１．６Ｇｃａｌ／ｈｒ〜３．４Ｇｃａｌ／ｈｒの熱量が廃棄され、前記アクリル酸の製造工程にも適用することができる。
【発明の効果】
【００９０】
本出願の熱回収装置及び方法によれば、産業現場または多様な化学工程、例えば石油化学製品の製造工程から排出される７０℃以上の顕熱状態の低級熱源の廃熱を利用して、１２０℃以上のスチームを１台の熱交換器のみを使用して生産することができ、生成したスチームを多様な工程に使用することができるので、反応器または蒸留塔に使用するための外部熱源である高温スチームの使用量を節減することができ、エネルギー節減効率を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】従来の廃熱処理装置を模式的に示す図である。
【図２】本出願の一実施形態の熱回収装置を模式的に示す図である。
【図３】本出願に係る廃熱回収装置及び方法の温度−エントロピーを例示的に示すグラフである。
【図４】本出願の実施形態による熱回収装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
以下、本出願に係る実施例及び本出願に係らない比較例を介して本出願をより詳細に説明するが、本出願の範囲は以下の実施例に制限されない。
【００９３】
［実施例１］
図４の熱回収装置を用いてスチームを生成した。
【００９４】
冷媒（１，１，１，３，３−ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐａｎｅ、Ｒ２４５ｆａ）が第１熱交換器、コンプレッサ、第２熱交換器及びコントロールバルブを順に通過するように、前記冷媒を３０，０００ｋｇ／ｈｒの流量で循環させた。具体的には、７５．４℃、６．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．１ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の冷媒流れを第１熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第１熱交換器に８５．０℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２．０ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の廃熱流れを３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入して熱交換させた。前記熱交換後の廃熱流れは、８３．３℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が０．０の状態で、３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流出させ、冷媒流れは、８０℃、６．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．１ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態で流出させた後、コンプレッサに流入した。また、前記コンプレッサで圧縮された冷媒流れは、１２７℃、２１．４ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２２．０ｂａｒ）、気体体積分率が０．８８の状態で前記コンプレッサから流出させた。この場合、前記コンプレッサで行った仕事量は２２０，４０４Ｗであった。前記コンプレッサから流出した冷媒流れを第２熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第２熱交換器に１００℃、０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（１．９８ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の水を２，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入させ、前記冷媒流れと熱交換させた。前記熱交換の後、水は１２０℃、０．９９ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が１．０の状態のスチームで排出され、冷媒流れは凝縮されて１２６℃、２１．４ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２２．０ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態で流出した後にコントロールバルブに流入した。また、前記コントロールバルブを通過した冷媒流れを７５．４℃、６．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．１ｂａｒ）、気体体積分率が０．６６の状態で前記コントロールバルブから流出した後、第１熱交換器に再流入した。
【００９５】
この場合、前記圧力降下装置では、流体流れの力学的エネルギーを用いて７２，８７４Ｗの電気エネルギーを生成した。また、熱回収装置の成績係数を下記一般式４で計算し、下記表１に示す。
【００９６】
［一般式４］
ＣＯＰ＝Ｑ／Ｗ
【００９７】
前記一般式４において、Ｑは、第２熱交換器で凝縮した熱量を示し、Ｗは、コンプレッサが行った仕事量を示す。
【００９８】
［実施例２］
７５．４℃、６．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．１ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の冷媒流れを第１熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第１熱交換器に９５℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が０．０の状態の廃熱流れを３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入して熱交換させ、前記第１熱交換器で熱交換した後、前記冷媒流れを９０℃、６．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．１ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態で前記コンプレッサに流入し、前記コンプレッサで圧縮された冷媒流れを１３３℃、２４．３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２４．８ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態でコンプレッサから流出した後、第２熱交換器に流入し、前記第２熱交換器に流入する１００℃の水と熱交換させ、前記第２熱交換器で熱交換させた冷媒流れを１３２℃、２４．３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２４．８ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態で流出した後、圧力降下装置に流入したことを除き、実施例１と同じ方法でスチームを生成し、この場合の熱回収装置の成績係数及びスチームの温度を下記表１に示す。
【００９９】
［実施例３］
６８．５℃、５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（５．９ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の冷媒流れを第１熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第１熱交換器に９５℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が０．０の状態の廃熱流れを３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入して熱交換させ、前記第１熱交換器で熱交換した後、前記冷媒流れを９０℃、５．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（５．９ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態で前記コンプレッサに流入し、前記コンプレッサで圧縮された冷媒流れを１３３℃、２４．３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２４．８ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態でコンプレッサから流出した後、第２熱交換器に流入して前記第２熱交換器に流入する１００℃の水と熱交換させ、前記第２熱交換器で熱交換された冷媒流れを１３２℃、２４．３ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２４．８ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態で流出した後、圧力降下装置に流入したことを除き、実施例１と同じ方法でスチームを生成し、この場合の熱回収装置の成績係数及びスチームの温度を下記表１に示す。
【０１００】
［比較例１］
７９．６℃、７．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．９ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の冷媒流れを第１熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第１熱交換器に９０℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が０．０の状態の廃熱流れを３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入して熱交換させ、前記第１熱交換器で熱交換した後、前記冷媒流れを８５℃、７．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（７．９ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態で前記コンプレッサに流入し、前記コンプレッサで圧縮された冷媒流れを１０８℃、１４．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（１５．０ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態でコンプレッサから流出した後、第２熱交換器に流入して前記第２熱交換器に流入する８０℃の水と熱交換させ、前記第２熱交換器で熱交換された冷媒流れを１０７℃、１４．２ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（１５．０ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態で流出した後、圧力降下装置に流入したことを除き、実施例１と同じ方法でスチームを生成し、この場合の熱回収装置の成績係数及びスチームの温度を下記表２に示す。
【０１０１】
［比較例２］
６１．９℃、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（４．９ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態の冷媒流れを第１熱交換器に流入させ、それと同時に、前記第１熱交換器に７０℃、１．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ、気体体積分率が０．０の状態の廃熱流れを３００，０００ｋｇ／ｈｒの流量で流入して熱交換させ、前記第１熱交換器で熱交換した後、前記冷媒流れを６５℃、４．０ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（４．９ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態で前記コンプレッサに流入し、前記コンプレッサで圧縮された冷媒流れを１３４℃、２４．６ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２５．２ｂａｒ）、気体体積分率が１．０の状態でコンプレッサから流出した後、第２熱交換器に流入して前記第２熱交換器に流入する１００℃の水と熱交換させ、前記第２熱交換器で熱交換された冷媒流れを１３３℃、２４．６ｋｇｆ／ｃｍ２ｇ（２５．２ｂａｒ）、気体体積分率が０．０の状態で流出した後、圧力降下装置に流入したことを除き、実施例１と同じ方法でスチームを生成し、この場合の熱回収装置の成績係数及びスチームの温度を下記表２に示す。
【０１０２】
【表１】
2016522388.tif 000003
【０１０３】
【表２】
2016522388.tif 000004
【符号の説明】
【０１０４】
１０  熱回収装置、１０１  第１熱交換器、１０２  圧縮機、１０３  第２熱交換器、１０４  圧力降下装置、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４−１，Ｆ４−２  冷媒、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３  流体流れ
【図１】
2016522388.tif 000005
【図２】
2016522388.tif 000006
【図３】
2016522388.tif 000007
【図４】
2016522388.tif 000008
【国際調査報告】
2016522388.tif 000009
2016522388.tif 000010
2016522388.tif 000011
2016522388.tif 000012