现场综合生产厂制造技术

本发明专利技术涉及现场综合生产厂，其使用由海上的风力或潮流等获得的电力，将海水电解，以制备真水、钠、镁、钙、钾、烧碱、氯、盐酸、硫酸、氢、氧等；同时使陆运来的麦芽或锯屑等发酵以酿造乙醇；由此产生的二氧化碳用于光合作用以栽培蔬菜；由此产生的氧供给到鱼塘或渔礁以养殖鱼；并且将该氧返回到氧浓度下降的海水中以抑制赤潮的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及现场综合生产厂，特别涉及这样的现场综合生产厂， 其具备利用自然能量的发电设备、并且在限定的一个区域内综合具备 电解厂、乙醇厂、蔬菜厂、鱼贝类的养殖厂。
技术介绍
在世界各国中，都在加紧诸如能源、烧碱、轻金属等能够影响国力的那些工业的复兴。2006年，在圣彼得堡召开的俄罗斯峰会上， 各国元首发言的重点都放在抑制原油消费的对策上，作为尽早采用的 无石油化措施，可以列举原子能、天然气、太阳能等。这样不使用化 石燃料而是要依靠自然能源的趋势显著提高。自然能源的发电可以依 靠风力、水力(潮力)、波力、太阳光、太阳热、地热等，其中，关 于风力发电，由于可以与地面垂直地设置风车，因此其与其它自然能 源的发电相比，设置面积较小，而且不分昼夜都可以利用。在下述专 利文献l、 2中公开了将该风力发电用于压力泵的电力上，该压力泵 是为了采用反渗透装置来处理未处理的水或海水。此外，在下述专利 文献3中公开了将风力发电用于以淡化海水为目的的抽取海水的泵 的电力上。另外，在下述专利文献4中公开了将风力发电用于通过电 解淡水而生产氢气的电力上，其中所述淡水是通过海水淡化装置而获 得的。潮流发电的能效更高。可以根据公式W=ApV3/2 (此处，A为 受流体面积，p为流体密度，V为流速)来计算从风力或潮力等流体 获得的能量(W)。空气的密度为1.2 kg/m3，与此相比，水的密度 为1025 kg/m3。因此，如果将风流转换成水流，则可以获得854倍的 能量。例如，在日本周边有黑潮(日本海流)和对马海流，其中，黑 潮为合适的潮流发电源，黑潮流经卜力，海峡、足摺岬、室户岬、潮5岬、三宅岛、御藏岛，其宽度为250 km、水深为1000 m、流速为0.3 2m/秒。如上所述，水轮机的输出与水流的立方成正比，因此潮流 发电具有吸引力。人们倾向于认为上述的风力、流水力等流体能量对地球环境友 好，并且认为它们是不会发生资源枯竭的合适的能源，但是它们都被 自然条件和地理条件所限制，因此根据气象条件或地点，难以获得所 希望的发电电力。于是，有人提出了在丰富存在有风力能源或者潮流 和海流等流体能源的海洋上利用它们的多种方案。在下述专利文献5 中公开了为了将海洋深层水抽取到浮游设置在海上的槽里而使用由 风力发电所获得的电力。在下述专利文献6中公开了将风力发电用于 通过电解的海水淡化过程中。在下述专利文献7中公开了在设置在海 上的大型浮体结构物中利用风力发电、波力发电、海洋温差发电等自 然能源的发电设备。在下述专利文献8、 9中公开了在可以移动的海 上浮体上将通过电力而淡化的水进行电解从而产生氢气和氧气，其中 所述电力是由利用太阳热的蒸汽轮机发电或波力发电、风力发电等而 获得的。设置在海上的浮游体上或者浮体船的甲板上的风车最好具有 对风向没有关系的无方向性。本专利技术人在下述专利文献10、 11中公 开了通过风力和潮力这两种能源来获得电力的垂直轴风水车。根据下述非专利文献l，在瑞典，维持逐步废除原子能发电这样 的无原子能发电政策，并且对风力发电的引入设定了高的目标。据说， 在1970年，在能源需求中，对石油的依赖程度占到70%，但是其后 以石油危机为契机，推进无石油政策，现在对石油的依赖程度降低至 30%的水平。特别是，由于民政部门的暖气和供给热水用的热能推进 了地域热供给的普及以及向生物质燃料的转换，现在对石油的依赖程 度己经降低至10%。据说，在这几年中，向汽油中混合乙醇(5%) 得到推动，并且以含有85%的乙醇的E85、或使生物质发酵而获得的沼气等作为原料的汽车的普及化也得到推进。还清晰地记得这样的事 件在2007年1月，美国的布什总统提出了使玉米发酵以制造生物 乙醇、并且到2017年将替代20%的汽油的方针，从而使玉米的谷物 价格暴涨。日本政府也提出了到2030年，将生物乙醇的生产量提高到600万千升的方针。在下述非专利文献2中公开了 RITE和本田技研制备生物乙醇的方法，该方法为对棒状杆菌的基因进行重组，将纤维素等植物纤维替换成糖，由不能作为食物的木屑或杂草、稻杆和麦杆等来制备生物乙醇。在下述非专利文献3中公开了使细菌为以 往的IOO倍的方法，其中所述细菌使从甘蔗渣或木屑提取的糖和淀粉 发酵以提取乙醇。在下述专利文献12中公开了一种制备乙醇的方法， 其特征在于，在能生成乙醇的细菌体内的酶反应条件下，从外部向反 应培养基中添加NADH (还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)，在上述 化合物的存在下与能生成乙醇的细菌发生反应，从而在反应培养基中 产生乙醇，并收集所生成的乙醇。在下述非专利文献4中报道了采用反渗透膜等来淡化海水的曰 本技术己进入世界。现在世界上有11亿人不能够充分地利用水，在 中国和中东，工业用水的不足成为经济增长障碍的主要原因。因此在 那些地域中紧急建设海水淡化工厂。但是，这些淡化海水的目的是获 取真水，因此，目前将海水中的大约3%为盐分的灌水作为废液而被 排放入大海。目前在日本，淡化海水的设施或生产诸如镁等溶存于海水中的 金属的设施等都被限制在沿岸地区的火力发电站周围，这些溶存于海 水中的金属被称为是具有与铝相同的电力的化石。关于铝的生产，如 下述非专利文献5所示，在日本，新型金属的99%依赖于进口，精 炼新型金属的工厂只有具备自家发电站的日本轻金属的蒲原工厂(静 冈县)。金属钠也一样，日本国内的生产厂只有日本曹达的二本木工 厂(新泻县) 一处。日本的原型快增殖堆6 & ^ W使用了约1700 吨的金属钠，但是全部是进口的。另一方面，以盐作为原料的烧碱工 业，与硫酸工业一起，都是化学工业的基础工业，化学工业以这两种 工业作为起点。根据2005年的统计，日本的烧碱生产量顺利上升到 455万吨。但是，原料盐的100%依赖于进口盐，因此其进口价格的 一半以上为运费。而且，由该盐来生产烧碱时，电解需要大的电力， 因此烧碱事业部门在平成11年度的收益情况为5亿日元的经营亏损， 如果这样的状态持续下去，则会失去日本的烧碱、氯素工业的国际竞争力。如下述非专利文献6所示，每生产1吨制品所使用的电力多达约2500 kWh。作为对策，促进电力向深夜用电的转移、新设或增设 自家发电设备、或者运输船舶的大型化等成为紧急课题。在日本，一 直到昭和30年代，水银法为食盐电解法的主流，但是到昭和61年6 月止，已全面转换为隔膜法或离子交换膜法。然而，如下述非专利文 献7所示，制法简易、且可以制备高纯度烧碱的水银法难以被舍弃， 并且如下述非专利文献5所示，世界上的局势至今仍是水银法占主 流。关于海洋深层水，根据非专利文献8，海洋深层水是指具有与分 布在水深为200米以上的深海中的表层水不同的物理和化学性质的 海水，其分布在大洋的深层，是指在地球上的两处(北大西洋的格陵 兰岛海域和南极海)所形成的深层水(北大西洋亚深层水和南极底层 水)。这些深层水通过热盐循环、经过约2000年使世界的海洋移动， 并且与以千年为单位的地球的气候有着重要的关系。其物理性质是低 温、高盐分、高密度，并且由于几乎不受大气影响，因此与表层水相 比，其变化很少。就化学性质而言，由于太阳光不能够充分到达，所 以浮游植物不能成长，而且由于也难以与表层水发生混合从而缺乏溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
现场综合生产厂，在一个限定的区域内具备下列工厂：电解厂，该电解厂具备利用自然能源的发电设备，并且以海水、盐湖水或岩盐为原料，生产真水、钠、镁、钙、钾、烧碱、氯、盐酸、硫酸、氢、氧等；乙醇厂，利用上述电解厂所生产的真水、硫酸和烧碱使纤维素材料或谷物发酵，从而制备草酸或草酸钠，同时还制备燃料用生物乙醇或酒精饮料；蔬菜厂，将上述乙醇厂所生产的草酸或草酸钠用作上述电解厂中的海水的脱钙剂，并且通过利用上述乙醇厂的发酵工序中所产生的二氧化碳、上述电解厂中制备的真水、以及太阳光或人工光进行光合作用，从而生产蔬菜；养殖厂，将上述光合作用过程中所产生的氧引入到海中，以补充海水的氧浓度并抑制赤潮的发生，并且向上述电解厂中所抽出的深层水中补充氧后、将得到的海水放流到表层水中，以作为养殖场或渔礁来养殖鱼贝类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-5-11 126324/2007;JP 2008-3-27 082335/20081.现场综合生产厂，在一个限定的区域内具备下列工厂电解厂，该电解厂具备利用自然能源的发电设备，并且以海水、盐湖水或岩盐为原料，生产真水、钠、镁、钙、钾、烧碱、氯、盐酸、硫酸、氢、氧等；乙醇厂，利用上述电解厂所生产的真水、硫酸和烧碱使纤维素材料或谷物发酵，从而制备草酸或草酸钠，同时还制备燃料用生物乙醇或酒精饮料；蔬菜厂，将上述乙醇厂所生产的草酸或草酸钠用作上述电解厂中的海水的脱钙剂，并且通过利用上述乙醇厂的发酵工序中所产生的二氧化碳、上述电解厂中制备的真水、以及太阳光或人工光进行光合作用，从而生产蔬菜；养殖厂，将上述光合作用过程中所产生的氧引入到海中，以补充海水的氧浓度并抑制赤潮的发生，并且向上述电解厂中所抽出的深层水中补充氧后、将得到的海水放流到表层水中，以作为养殖场或渔礁来养殖鱼贝类。2.权利要求1所述的现场综合生产厂，其中，所述发电设备设置有具有下述结构的温差发电装置使高温循环液体或者温水循环液体等与冷水分别流入到二重管或三重管结构的内管和外管中，并且在该内管和外管之间的中间管上排列有半导体热电子发电元件的结构，其中，所述高温循环液体是通过在太阳能热水器中循环的温水、或者在集热管中循环的作为载热体的石油制品、芳香族化合物、熔解盐、易熔金属、有机硅油、硫酸、油等而获得的，所述集热管设置在太阳光的焦线处，而所述太阳光是通过用透镜或反射镜等聚光设备而会聚的，所述温水循环液体为电解厂的热排水、作为温泉水的海底温泉或海岸温泉、或者火山性温泉的温泉水等，所述冷水来自抽出的深层水或海洋表层水、或者江河水；或者，所述发电设备设置有具有下述结构的温差发电装置会聚后的太阳光透过吸热层照射热电子发电元件的一面、而另一面流动着用于冷却的水，未供于温差发电的可见光被冷调滤光片或带通滤光片等分波后用作上述蔬菜厂的光合作用用的光，供于温差发电的深层水在用于上述蔬菜厂的寒冷地农场室的冷却之后，该深层水分成两个系统， 一个系统的深层水在电解厂中进行淡水化后作为乙醇厂的啤酒或日本酒的原料；另一个系统的深层水放流到用于寒流鱼贝类的鱼塘中、或者直接放流到海洋的表层水中，作为具有暖流鱼贝类或底栖鱼、或者虾或螃蟹等的具有栅栏的养殖场、或者在其周围形成群集在营养丰富的深层水中的洄游鱼的自然渔场或渔礁。3. 权利要求1所述的现场综合生产厂，其将一氧化碳用烧碱吸收而生成草酸或草酸钠，并将该草酸或草酸钠注入到海上电解厂的通过反渗透膜或离子交换膜而分离得到的灌...

【专利技术属性】
技术研发人员：村原正隆，
申请(专利权)人：株式会社慧武光能源开发研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]