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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024106581
(43)【公開日】2024-08-08
(54)【発明の名称】アンモニア分解装置
(51)【国際特許分類】
C01B 3/04 20060101AFI20240801BHJP
【ＦＩ】
C01B3/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023010920
(22)【出願日】2023-01-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】磯谷 康平
(72)【発明者】
【氏名】寺谷 悟
(72)【発明者】
【氏名】桜井 幹也
(72)【発明者】
【氏名】速水 翔平
(57)【要約】
【課題】アンモニアの分解が行われる反応器にアンモニアを供給するための配管の窒化を抑制できるアンモニア分解装置を提供する。
【解決手段】アンモニア分解装置は、原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、触媒よりも上流側で反応器内に設けられたバーナであって、水素を燃焼させるためのバーナと、触媒よりも上流側で反応器内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ラインとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】アンモニア分解装置は、原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、触媒よりも上流側で反応器内に設けられたバーナであって、水素を燃焼させるためのバーナと、触媒よりも上流側で反応器内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ラインとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、
前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、水素を燃焼させるためのバーナと、
前記触媒よりも上流側で前記反応器内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ラインと
を備えるアンモニア分解装置。
前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、水素を燃焼させるためのバーナと、
前記触媒よりも上流側で前記反応器内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ラインと
を備えるアンモニア分解装置。
【請求項2】
水素を含む水素含有ガスを前記バーナに供給するための水素供給ラインと、
前記反応器においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器から流出した後に流通する流出ガスラインと
を備え、
前記水素供給ラインは前記流出ガスラインから分岐する、請求項１に記載のアンモニア分解装置。
前記反応器においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器から流出した後に流通する流出ガスラインと
を備え、
前記水素供給ラインは前記流出ガスラインから分岐する、請求項１に記載のアンモニア分解装置。
【請求項3】
前記流出ガスラインを流通する前記流出ガスと前記水素供給ラインを流通する前記水素含有ガスとが熱交換する第１熱交換器と、
前記第１熱交換器において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通するアンモニアを含むアンモニア含有ガスとが熱交換する第２熱交換器と
を備える、請求項２に記載のアンモニア分解装置。
前記第１熱交換器において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通するアンモニアを含むアンモニア含有ガスとが熱交換する第２熱交換器と
を備える、請求項２に記載のアンモニア分解装置。
【請求項4】
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナに供給するための酸素供給ラインと、
前記酸素供給ラインを流通する前記酸素含有ガスと前記第１熱交換器において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスとが熱交換する第３熱交換器と
を備え、
前記第３熱交換器において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第２熱交換器において熱交換するように構成されている、請求項３に記載のアンモニア分解装置。
前記酸素供給ラインを流通する前記酸素含有ガスと前記第１熱交換器において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスとが熱交換する第３熱交換器と
を備え、
前記第３熱交換器において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第２熱交換器において熱交換するように構成されている、請求項３に記載のアンモニア分解装置。
【請求項5】
前記流出ガスラインに設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置を備え、
前記水素供給ラインは、前記アンモニア回収装置よりも下流側で前記流出ガスラインから分岐する、請求項２～４のいずれか一項に記載のアンモニア分解装置。
前記水素供給ラインは、前記アンモニア回収装置よりも下流側で前記流出ガスラインから分岐する、請求項２～４のいずれか一項に記載のアンモニア分解装置。
【請求項6】
前記流出ガスラインに設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置を備え、
前記水素供給ラインは、前記アンモニア回収装置よりも上流側で前記流出ガスラインから分岐する、請求項２～４のいずれか一項に記載のアンモニア分解装置。
前記水素供給ラインは、前記アンモニア回収装置よりも上流側で前記流出ガスラインから分岐する、請求項２～４のいずれか一項に記載のアンモニア分解装置。
【請求項7】
前記水素供給ラインに設けられ、該水素供給ラインを流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置を備える、請求項２～４のいずれか一項に記載のアンモニア分解装置。
【請求項8】
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、
前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、前記原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナと、
前記原料であるアンモニアを含むアンモニア含有ガスを前記バーナに供給するためのアンモニア供給ラインと、
前記反応器においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器から流出した後に流通する流出ガスラインと、
前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器であって、前記アンモニア含有ガスと前記流出ガスラインを流通する前記流出ガスとが熱交換する第１加熱器と、
前記第１加熱器よりも上流側で、前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ラインと
を備えるアンモニア分解装置。
前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、前記原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナと、
前記原料であるアンモニアを含むアンモニア含有ガスを前記バーナに供給するためのアンモニア供給ラインと、
前記反応器においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器から流出した後に流通する流出ガスラインと、
前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器であって、前記アンモニア含有ガスと前記流出ガスラインを流通する前記流出ガスとが熱交換する第１加熱器と、
前記第１加熱器よりも上流側で、前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ラインと
を備えるアンモニア分解装置。
【請求項9】
前記水素供給ラインは、前記第１加熱器よりも下流側で前記流出ガスラインから分岐する、請求項８に記載のアンモニア分解装置。
【請求項10】
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナに供給するための酸素供給ラインと、
前記酸素供給ラインから分岐し、前記酸素含有ガスの一部を前記触媒内に供給するための酸素分岐ラインと
を備える、請求項８または９に記載のアンモニア分解装置。
前記酸素供給ラインから分岐し、前記酸素含有ガスの一部を前記触媒内に供給するための酸素分岐ラインと
を備える、請求項８または９に記載のアンモニア分解装置。
【請求項11】
前記触媒は、前記バーナから前記流出ガスラインに向かう方向に少なくとも２段に分割されて配置され、
前記酸素分岐ラインは、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間に連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
前記酸素分岐ラインは、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間に連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
【請求項12】
前記触媒内に設けられた少なくとも１つの配管部材を備え、
前記少なくとも１つの配管部材にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔が形成され、
前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材に連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
前記少なくとも１つの配管部材にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔が形成され、
前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材に連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
【請求項13】
前記アンモニア供給ラインから分岐し、該アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスの一部を前記触媒内に供給するためのアンモニア分岐ラインを備える、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
【請求項14】
前記触媒は、前記バーナから前記流出ガスラインに向かう方向に少なくとも２段に分割されて配置され、
前記アンモニア分岐ラインは、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの空間のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている、請求項１３に記載のアンモニア分解装置。
前記アンモニア分岐ラインは、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの空間のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている、請求項１３に記載のアンモニア分解装置。
【請求項15】
前記触媒内に設けられた少なくとも１つの配管部材を備え、
前記少なくとも１つの配管部材にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔が形成され、
前記アンモニア分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
前記少なくとも１つの配管部材にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔が形成され、
前記アンモニア分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ラインは、前記少なくとも１つの配管部材のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている、請求項１０に記載のアンモニア分解装置。
【請求項16】
前記水素供給ラインに設けられ、該水素供給ラインを流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置を備える、請求項８または９に記載のアンモニア分解装置。
【請求項17】
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナに供給するための酸素供給ラインと、
前記酸素供給ラインを流通する前記酸素含有ガスと前記反応器から流出した前記流出ガスとが熱交換する第２加熱器を備え、
前記第２加熱器において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第１加熱器において熱交換するように構成されている、請求項８または９に記載のアンモニア分解装置。
前記酸素供給ラインを流通する前記酸素含有ガスと前記反応器から流出した前記流出ガスとが熱交換する第２加熱器を備え、
前記第２加熱器において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第１加熱器において熱交換するように構成されている、請求項８または９に記載のアンモニア分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アンモニア分解装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、アンモニアを水素と窒素とに分解するアンモニア分解装置が記載されている。このアンモニア分解装置には、アンモニアの分解反応の触媒が充填された反応器内において触媒よりも上流側に、アンモニアを燃焼させるバーナが設けられている。バーナによるアンモニアの燃焼熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０２０－５３１３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、バーナでアンモニアを安定燃焼させるためには、アンモニアがバーナに供給されるまでの間にアンモニアを昇温させる必要がある。そうすると、バーナにアンモニアを供給するための配管に高温のアンモニアが流通することになるので、アンモニアと配管の金属材料とが反応して金属材料が窒化し、機械的強度の低下、ひいては配管の破断につながるおそれがある。
【0005】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、アンモニアの分解が行われる反応器にアンモニアを供給するための配管の窒化を抑制できるアンモニア分解装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本開示に係るアンモニア分解装置は、原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、水素を燃焼させるためのバーナと、前記触媒よりも上流側で前記反応器内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ラインとを備える。
【0007】
また、本開示に係る別のアンモニア分解装置は、原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒が充填された反応器と、前記触媒よりも上流側で前記反応器内に設けられたバーナであって、前記原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナと、前記原料であるアンモニアを含むアンモニア含有ガスを前記バーナに供給するためのアンモニア供給ラインと、前記反応器においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器から流出した後に流通する流出ガスラインと、前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスを加熱するための加熱器であって、前記アンモニア含有ガスと前記流出ガスラインを流通する前記流出ガスとが熱交換する第１加熱器と、前記第１加熱器よりも上流側で、前記アンモニア供給ラインを流通する前記アンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ラインとを備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示のアンモニア分解装置によれば、バーナによる水素の燃焼熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することにより、アンモニア供給ラインを流通するアンモニアを昇温させる必要がなくなるか、又は、アンモニアの昇温の程度を抑制できるので、アンモニア供給ラインを流通する高温のアンモニアとアンモニア供給ラインの金属材料とが反応してアンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。
【0009】
本開示の別のアンモニア分解装置によれば、バーナにアンモニア含有ガスを供給するためのアンモニア供給ラインに設けられた第１加熱器においてアンモニア含有ガスが加熱されるので、第１加熱器よりも下流においてアンモニアとアンモニア供給ラインの金属材料とが反応してアンモニア供給ラインが窒化するおそれがあるが、第１加熱器よりも上流側でアンモニア含有ガスに水素含有ガスを供給することにより、アンモニア含有ガス中のアンモニアの濃度が低下するので、第１加熱器よりも下流においてアンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の構成模式図である。
【図2】本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の変形例の構成模式図である。
【図3】本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の別の変形例の構成模式図である。
【図4】本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置のさらに別の変形例の構成模式図である。
【図5】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の構成模式図である。
【図6】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の変形例の構成模式図である。
【図7】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の別の変形例の構成模式図である。
【図8】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置のさらに別の変形例の反応器の構成模式図である。
【図9】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置のさらに別の変形例の反応器の構成模式図である。
【図10】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置のさらに別の変形例の反応器の構成模式図である。
【図12】本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置のさらに別の変形例の反応器の構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施形態によるアンモニア分解装置について、図面に基づいて説明する。以下で説明する実施形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0012】
（実施形態１）
＜本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の構成＞
図１に示されるように、本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置１は、原料であるアンモニアを、下記反応式（１）で示される反応によって水素と窒素とに分解する装置である。アンモニア分解装置１は、反応式（１）で示されるアンモニアの分解反応の触媒３が充填された反応器２を備えている。
２ＮＨ３→Ｎ２＋３Ｈ２ ・・・（１）
＜本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の構成＞
図１に示されるように、本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置１は、原料であるアンモニアを、下記反応式（１）で示される反応によって水素と窒素とに分解する装置である。アンモニア分解装置１は、反応式（１）で示されるアンモニアの分解反応の触媒３が充填された反応器２を備えている。
２ＮＨ３→Ｎ２＋３Ｈ２ ・・・（１）
【0013】
反応器２内は、触媒３の上流側及び下流側のそれぞれに、上流空間２ａ及び下流空間２ｂが構成されている。反応器２には触媒３よりも上流側に、水素を燃焼させるためのバーナ４が設けられている。反応器２には、アンモニアを含むアンモニア含有ガスを、触媒よりも上流側に、すなわち上流空間２ａに供給するためのアンモニア供給ライン５が接続されている。バーナ４には、水素を含む水素含有ガス（具体例は後述する）をバーナ４に供給するための水素供給ライン６と、酸素を含む酸素含有ガス（例えば空気）をバーナ４に供給するための酸素供給ライン７とが接続されている。
【0014】
反応器２には、反応器２から流出した流出ガスが流通する流出ガスライン８の一端が下流空間２ｂに連通するように接続されている。流出ガスは、反応式（１）によれば、窒素と水素とを含んでいる。このため、流出ガスライン８の他端は、窒素と水素とを含む流出ガスを消費又は貯蔵するための消費／貯蔵設備１０に接続されている。また、流出ガスは、未反応のアンモニアを含む場合がある。このため、流出ガスライン８には、流出ガスからアンモニアを除去するためのアンモニア回収装置９を設けてもよい。アンモニア回収装置９で流出ガスから除去されたアンモニアをアンモニア供給ライン５に戻すために、アンモニア回収装置９とアンモニア供給ライン５とを接続する回収アンモニアライン１４を設けてもよい。アンモニア回収装置９の構成は特に限定するものではなく、例えば水スクラバーや圧力変動吸着（ＰＳＡ）装置等であってもよい。尚、反応器２におけるアンモニアの分解率が高く、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが少ない場合には、アンモニア回収装置９を設けなくてもよい。
【0015】
水素供給ライン６は、アンモニア分解装置１の内部又は外部に設けられた水素貯蔵設備や水素製造装置等に接続されて、これらから水素含有ガスを供給するように構成することができるし、あるいは、水素供給ライン６を流出ガスライン８から分岐するように構成することができる。後者の構成では、水素供給ライン６には、流出ガスすなわち水素含有ガスを昇圧するための圧縮機１１が設けられる。流出ガスライン８にアンモニア回収装置９が設けられている場合は、水素供給ライン６をアンモニア回収装置９よりも下流側で流出ガスライン８から分岐するように構成してもよいし、アンモニア回収装置９よりも上流側で流出ガスライン８から分岐するように構成してもよい。
【0016】
水素供給ライン６には（水素供給ライン６に圧縮機１１が設けられる場合は圧縮機１１の下流側に）、水素含有ガスを加熱するための第１熱交換器１２を設けてもよい。第１熱交換器１２において水素含有ガスは、反応器２から流出した流出ガスと熱交換することにより加熱されるようにするために、流出ガスライン８が第１熱交換器１２を通過するように構成されている。また、アンモニア供給ライン５には、アンモニア含有ガスを加熱するための第２熱交換器１３を設けてもよい。第２熱交換器１３においてアンモニア含有ガスは、第１熱交換器１２において水素含有ガスと熱交換した後の流出ガスと熱交換することにより加熱されるようにするために、流出ガスライン８が第２熱交換器１３を通過するように構成されている。
【0017】
アンモニア分解装置１にアンモニア回収装置９が設けられる場合、アンモニア回収装置９で流出ガスから除去されたアンモニアも第２熱交換器１３で加熱されるようにするために、回収アンモニアライン１４を、第２熱交換器１３よりも上流側でアンモニア供給ライン５に接続されるように構成することが好ましい。
【0018】
必須の構成ではないが、反応器２の内面２ｃは耐火材２ｄで覆われてもよい。耐火材２ｄを設ける場合、耐火材２ｄに対して内面２ｃと反対側に触媒３が充填されている。耐火材２ｄとしては例えば、煉瓦、耐火煉瓦、耐火セメント等を使用することができる。
【0019】
＜本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の動作＞
次に、本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置１の動作について説明する。アンモニア含有ガスがアンモニア供給ライン５を介して反応器２内の上流空間２ａに流入する。また、バーナ４に、水素供給ライン６を介して水素含有ガスが供給され、酸素供給ライン７を介して酸素含有ガスが供給され、バーナ４において水素が燃焼される。バーナ４から、水素の燃焼による燃焼熱を含む燃焼ガスが上流空間２ａに排出され、上流空間２ａ内でアンモニア含有ガスと燃焼ガスとが混合することにより、アンモニア含有ガスが昇温される。
次に、本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置１の動作について説明する。アンモニア含有ガスがアンモニア供給ライン５を介して反応器２内の上流空間２ａに流入する。また、バーナ４に、水素供給ライン６を介して水素含有ガスが供給され、酸素供給ライン７を介して酸素含有ガスが供給され、バーナ４において水素が燃焼される。バーナ４から、水素の燃焼による燃焼熱を含む燃焼ガスが上流空間２ａに排出され、上流空間２ａ内でアンモニア含有ガスと燃焼ガスとが混合することにより、アンモニア含有ガスが昇温される。
【0020】
アンモニア含有ガスは水素の燃焼ガスにより加熱されるので、アンモニア供給ライン５を流通する際にアンモニア含有ガスを、アンモニアの分解反応に必要な温度にまで加熱したり、当該温度に加熱したアンモニア含有ガスをアンモニア供給ライン５を介して上流空間２ａに供給したりすることは必ずしも必要ではない。このため、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスの温度を、アンモニアとアンモニア供給ラインの金属材料とが反応する温度未満にすることができるので、アンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。また、バーナ４において燃焼されるのは水素であり、アンモニアをバーナ４において直接燃焼させないため、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成を抑制することもできる。
【0021】
上流空間２ａ内で昇温されたアンモニア含有ガスと燃焼排ガスとの混合ガスは触媒３を通過する。混合ガスが触媒３を通過する際に、混合ガス中のアンモニアの少なくとも一部は、触媒３による触媒作用によって反応式（１）で示されるアンモニアの分解反応が生じることで水素及び窒素に分解され、水素及び窒素と未反応のアンモニアとを含む流出ガスが下流空間２ｂから流出し、流出ガスライン８を流通する。流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが少ない場合には、下流空間２ｂから流出した流出ガスは、流出ガスライン８を介して消費／貯蔵設備１０に供給される。
【0022】
このように、バーナ４による水素の燃焼熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することにより、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスを昇温させる必要がなくなるか、又は、アンモニアの昇温の程度を抑制できるので、アンモニア供給ライン５を流通する高温のアンモニアとアンモニア供給ライン５の金属材料とが反応してアンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。
【0023】
アンモニア分解装置１に第１熱交換器１２及び第２熱交換器１３が設けられている場合は、水素供給ライン６を流通する水素含有ガスは、第１熱交換器１２において、反応器２から流出した流出ガスと熱交換することにより加熱されてバーナ４に供給される。また、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスは、第２熱交換器１３において、第１熱交換器１２において水素含有ガスと熱交換した後の流出ガスと熱交換することにより加熱されて上流空間２ａに流入する。アンモニア分解装置１に第１熱交換器１２及び第２熱交換器１３を設けることにより、アンモニア含有ガス及び水素含有ガスの昇温ができるので、アンモニア分解装置における熱回収量を向上することができる。
【0024】
一方で、反応器２から流出したばかりの流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換すると、流出ガスの温度が高過ぎてアンモニア含有ガスの温度が高くなり過ぎ、アンモニア供給ライン５が窒化するおそれがある。これに対し、アンモニア分解装置１に第１熱交換器１２及び第２熱交換器１３を設ける構成では、反応器２から流出した流出ガスと水素含有ガスとが熱交換して、反応器２から流出したときの温度よりも温度が低下した流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換することにより、アンモニア供給ライン５が窒化しない程度にアンモニア含有ガスの温度を昇温することができるので、アンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。
【0025】
上述したように、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアを無視できない場合は、流出ガスライン８に（第１熱交換器１２及び第２熱交換器１３を設ける場合は第２熱交換器１３よりも下流に）アンモニア回収装置９を設けることができる。この場合、アンモニア回収装置９において、流出ガスからアンモニアが回収され、水素と窒素と回収されなかった微量のアンモニアとを含むようになった流出ガスは、その一部が水素含有ガスとして水素供給ライン６を介してバーナ４に供給され、残りが消費／貯蔵設備１０に供給される。回収されたアンモニアは、回収アンモニアライン１４を介してアンモニア供給ライン５に供給され、原料のアンモニアの一部として反応器２に供給される。これにより、アンモニアの分解率を向上させることができる。
【0026】
水素供給ライン６を流出ガスライン８から分岐させる構成とすることにより、流出ガスの一部を水素含有ガスとしてバーナ４に供給することができる。このような構成により、アンモニア分解装置１の外部から水素を供給する必要がなくなるので、アンモニア分解装置１をアンモニア分解装置１の外部の装置に依存させずに独立して運転することができる。また、上述したように、流出ガスには水素だけでなく窒素も含まれている。水素を燃焼するバーナ４は一般的な炭化水素バーナに比べて燃焼ガスの温度が高温であるため、バーナ４の本体及びバーナ４の周辺機器の設計に影響があり得る。これに対し、窒素を含む流出ガスを水素含有ガスとすることにより、純粋な水素を燃焼する場合に比べて燃焼ガスの温度を低下させることができるので、このような影響を低減することができる。
【0027】
流出ガスライン８にアンモニア回収装置９が設けられている場合において、図１に示されるように水素供給ライン６をアンモニア回収装置９よりも下流側で流出ガスライン８から分岐するように構成すると、アンモニア回収装置９において流出ガスからアンモニアを除去した後の流出ガスが水素含有ガスとしてバーナ４に供給されるので、未反応のアンモニアの一部をバーナ４による燃焼で消費することを抑制できる。
【0028】
ただし、反応器２におけるアンモニアの分解率が高く、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが少ない場合には、図２に示されるように水素供給ライン６をアンモニア回収装置９よりも上流側で流出ガスライン８から分岐するように構成することができる。この構成の場合、アンモニア回収装置９における圧力損失及びアンモニア回収装置９における冷却による熱損失なしに流出ガスの一部を水素含有ガスとしてバーナ４に供給できるので、アンモニア分解装置１全体のエネルギー効率が向上する。しかしながら、この構成を採用する限り、水素供給ライン６をアンモニア回収装置９よりも下流側で流出ガスライン８から分岐した場合に比べて、アンモニア濃度の高い水素含有ガスがバーナ４に供給されることになるので、バーナ４での燃焼による温度によってアンモニア由来のＮＯｘが生じ得る。ただし、生成したＮＯｘは、例えば下記反応式（２）で表される反応により、ＮＯｘの少なくとも一部を窒素と水とに変換可能であることから、反応器２よりも下流側の設備に対する影響を低減可能である。
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ ・・・（２）
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ ・・・（２）
【0029】
＜本開示の実施形態１に係るアンモニア分解装置の変形例＞
図３に示されるように、水素含有ガスが流出ガスの一部である場合、水素供給ライン６を流通する水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置２０を水素供給ライン６に設けてもよい。窒素除去装置２０の構成は特に限定しないが、例えば、水素と窒素とを分離可能な分離膜を含む膜分離装置を使用することができる。水素供給ライン６に第１熱交換器１２が設けられている場合は、第１熱交換器１２よりも上流側に窒素除去装置２０を設けることが好ましく、圧縮機１１よりも上流側に窒素除去装置２０を設けることが好ましい。また、窒素除去装置２０が膜分離装置である場合、窒素除去装置２０へのアンモニアの同伴は好ましくないので、アンモニア回収装置９よりも下流側で流出ガスライン８から分岐した水素供給ライン６に窒素除去装置２０を設けることが好ましい。
図３に示されるように、水素含有ガスが流出ガスの一部である場合、水素供給ライン６を流通する水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置２０を水素供給ライン６に設けてもよい。窒素除去装置２０の構成は特に限定しないが、例えば、水素と窒素とを分離可能な分離膜を含む膜分離装置を使用することができる。水素供給ライン６に第１熱交換器１２が設けられている場合は、第１熱交換器１２よりも上流側に窒素除去装置２０を設けることが好ましく、圧縮機１１よりも上流側に窒素除去装置２０を設けることが好ましい。また、窒素除去装置２０が膜分離装置である場合、窒素除去装置２０へのアンモニアの同伴は好ましくないので、アンモニア回収装置９よりも下流側で流出ガスライン８から分岐した水素供給ライン６に窒素除去装置２０を設けることが好ましい。
【0030】
図３に記載された構成のアンモニア分解装置１では、窒素除去装置２０において、水素含有ガスから窒素が分離され、系外にパージされる。その結果、図１又は２の構成のアンモニア分解装置１に比べて、水素濃度の高い水素含有ガスがバーナ４に供給される。上述したように、水素含有ガス中の水素濃度が高くなるほど燃焼ガスの温度が高くなる問題があるが、バーナ４の仕様の適切な選択と、反応器２の耐火施工の適切な設計とにより、水素供給ライン６に窒素除去装置２０を設けることができる。窒素除去装置２０を設けることにより、バーナ４に供給する水素含有ガスの体積流量を小さくすることができるので、水素供給ライン６のサイズ、及び、水素含有ガスを昇圧する圧縮機１１を水素供給ライン６に設ける場合には圧縮機１１のサイズを小さくすることができ、その結果、アンモニア分解装置１をコンパクトにすることができる。
【0031】
図４に示されるように、第１熱交換器１２及び第２熱交換器１３を設ける構成に加えて、酸素供給ライン７を流通する酸素含有ガスと第１熱交換器１２において水素含有ガスと熱交換した後の流出ガスとが熱交換する第３熱交換器３０をさらに設けてもよい。この構成では、酸素含有ガスが第３熱交換器３０において流出ガスと熱交換することにより加熱されてバーナ４に供給される。また、第２熱交換器１３においてアンモニア含有ガスと熱交換する流出ガスは、第１熱交換器１２における水素含有ガスとの熱交換と、第３熱交換器３０における酸素含有ガスとの熱交換とを経た流出ガスである。
【0032】
この構成では、反応器２から流出した流出ガスと水素含有ガスとが熱交換した後に、さらに流出ガスと酸素含有ガスとが熱交換して、反応器２から流出したときの温度よりも温度が低下した流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換することにより、アンモニア供給ライン５が窒化しない程度にアンモニア含有ガスの温度を昇温することができるので、アンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。また、アンモニア含有ガス及び水素含有ガスの昇温もできるので、アンモニア分解装置１における熱回収量を向上することができる。さらに、熱回収量が上昇することで、バーナ４における燃焼で消費される水素及び酸素の量を低減できるので、アンモニア分解装置１の構成をコンパクトにすることもできる。
【0033】
（実施形態２）
次に、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置について説明する。実施形態２に係るアンモニア分解装置は、実施形態１に対して、反応器２に設けられるバーナの構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置について説明する。実施形態２に係るアンモニア分解装置は、実施形態１に対して、反応器２に設けられるバーナの構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0034】
＜本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の構成＞
図５に示されるように、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置４０の反応器２には、触媒３よりも上流側に、原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナ４４が設けられている。バーナ４４には、アンモニアを含むアンモニア含有ガスが流通するアンモニア供給ライン５と、酸素を含む酸素含有ガス（例えば空気）をバーナ４４に供給するための酸素供給ライン７とが接続されている。アンモニア供給ライン５には、アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器４３が設けられている。第１加熱器４３においてアンモニア含有ガスは、反応器２から流出した流出ガスと熱交換することにより加熱されるようにするために、流出ガスライン８が第１加熱器４３を通過するように構成されている。第１加熱器４３よりも上流側で、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ライン４６が設けられている。
図５に示されるように、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置４０の反応器２には、触媒３よりも上流側に、原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナ４４が設けられている。バーナ４４には、アンモニアを含むアンモニア含有ガスが流通するアンモニア供給ライン５と、酸素を含む酸素含有ガス（例えば空気）をバーナ４４に供給するための酸素供給ライン７とが接続されている。アンモニア供給ライン５には、アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器４３が設けられている。第１加熱器４３においてアンモニア含有ガスは、反応器２から流出した流出ガスと熱交換することにより加熱されるようにするために、流出ガスライン８が第１加熱器４３を通過するように構成されている。第１加熱器４３よりも上流側で、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ライン４６が設けられている。
【0035】
水素供給ライン４６は、アンモニア分解装置４０の内部又は外部に設けられた水素貯蔵設備や水素製造装置等に接続されて、これらから水素含有ガスを供給するように構成することができるし、あるいは、水素供給ライン４６を流出ガスライン８から分岐するように構成することができる。流出ガスライン８にアンモニア回収装置９を設ける場合には、水素供給ライン４６はアンモニア回収装置９よりも上流側又は下流側のいずれから分岐するように構成してもよい（図５には例示的に、アンモニア回収装置９よりも上流側から水素供給ライン４６が分岐する構成を示している）。水素供給ライン４６が流出ガスライン８から分岐する構成では、水素供給ライン４６には、水素含有ガスである流出ガスを昇圧するための圧縮機１１を設けてもよい。反応器２の構成と、アンモニア回収装置９の構成とについては実施形態１と同じである。
【0036】
＜本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の動作＞
次に、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置４０の動作について説明する。バーナ４４に、アンモニア供給ライン５を介してアンモニア含有ガスが供給され、酸素供給ライン７を介して酸素含有ガスが供給され、バーナ４４において原料のアンモニアの一部が燃焼される。バーナ４４においてアンモニア含有ガス中のアンモニアの一部を燃焼させるため、アンモニア含有ガスは第１加熱器４３において、バーナ４４における燃焼に適した温度にまで加熱される。ただし、第１加熱器４３における加熱で温度が高くなり過ぎると、第１加熱器４３からバーナ４４までの間でアンモニア供給ライン５の金属材料とアンモニアとが反応してアンモニア供給ライン５が窒化してしまう。
次に、本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置４０の動作について説明する。バーナ４４に、アンモニア供給ライン５を介してアンモニア含有ガスが供給され、酸素供給ライン７を介して酸素含有ガスが供給され、バーナ４４において原料のアンモニアの一部が燃焼される。バーナ４４においてアンモニア含有ガス中のアンモニアの一部を燃焼させるため、アンモニア含有ガスは第１加熱器４３において、バーナ４４における燃焼に適した温度にまで加熱される。ただし、第１加熱器４３における加熱で温度が高くなり過ぎると、第１加熱器４３からバーナ４４までの間でアンモニア供給ライン５の金属材料とアンモニアとが反応してアンモニア供給ライン５が窒化してしまう。
【0037】
これに対し、実施形態２では、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスが第１加熱器４３において加熱される前に、水素供給ライン４６を介してアンモニア含有ガスに水素含有ガスが供給される。これにより、アンモニア含有ガス中のアンモニア濃度が低下する。水素含有ガスが供給されてアンモニア濃度が低下したアンモニア含有ガスは、第１加熱器４３において加熱されて高温になっても、水素含有ガスが供給されないアンモニア含有ガスに場合に比べて、アンモニア供給ライン５の金属材料とアンモニアとが反応しにくくなる。これにより、アンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。
【0038】
バーナ４４においてアンモニアの一部が燃焼することにより発生した燃焼熱でアンモニア含有ガスが昇温され、昇温されたアンモニア含有ガスとアンモニアの燃焼ガスとが上流空間２ａに流入する。上流空間２ａ内のアンモニア含有ガスと燃焼排ガスとの混合ガスは、実施形態１と同じ動作で触媒３を通過し、流出ガスとなって下流空間２ｂから流出し、流出ガスライン８を流通する。流出ガスライン８を流通する流出ガスは、第１加熱器４３においてアンモニア含有ガスと熱交換することにより、アンモニア含有ガスを加熱する一方で流出ガスは冷却される。第１加熱器４３において冷却された流出ガスは、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが少ない場合には、流出ガスライン８を介して消費／貯蔵設備１０に供給され、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが無視できないためにアンモニア回収装置９が設けられる場合には、アンモニア回収装置９において流出ガスからアンモニアが回収された後で消費／貯蔵設備１０に供給される。
【0039】
このように、第１加熱器４３よりも上流側でアンモニア含有ガスに水素含有ガスを供給することにより、アンモニア含有ガス中のアンモニアの濃度が低下するので、第１加熱器４３よりも下流においてアンモニア供給ライン５が窒化することを抑制できる。
【0040】
また、実施形態１と同様に、水素供給ライン４６を流出ガスライン８から分岐させる構成とすることにより、流出ガスの一部を水素含有ガスとしてバーナ４４に供給することができる。このような構成により、アンモニア分解装置４０の外部から水素を供給する必要がなくなるので、アンモニア分解装置４０をアンモニア分解装置４０の外部の装置に依存させずに独立して運転することができる。
【0041】
アンモニア回収装置９として水洗式の装置を使用する場合、熱効率の観点から、流出ガスがアンモニア回収装置９に流入する前に、流出ガスから可能な限り熱回収をすることが好ましい。これに対し、実施形態２では、流出ガスはアンモニア回収装置９に流入する前に、第１加熱器４３におけるアンモニア含有ガスとの熱交換で冷却されることにより、アンモニア回収装置９における流出ガスからの放熱量（熱損失に相当する）を低下できるので、アンモニア分解装置４０の熱効率の悪化を抑制できる。
【0042】
＜本開示の実施形態２に係るアンモニア分解装置の変形例＞
図６に示されるように、水素含有ガスが流出ガスの一部である場合、水素供給ライン４６を流通する水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置２０を水素供給ライン４６に設けてもよい。尚、窒素除去装置２０の構成については実施形態１と同じである。水素供給ライン４６に窒素除去装置２０を設けることにより、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスに供給する水素含有ガスの体積流量を小さくすることができるので、水素供給ライン４６及びアンモニア供給ライン５のサイズを小さくすることができ、その結果、アンモニア分解装置４０をコンパクトにすることができる。
図６に示されるように、水素含有ガスが流出ガスの一部である場合、水素供給ライン４６を流通する水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置２０を水素供給ライン４６に設けてもよい。尚、窒素除去装置２０の構成については実施形態１と同じである。水素供給ライン４６に窒素除去装置２０を設けることにより、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスに供給する水素含有ガスの体積流量を小さくすることができるので、水素供給ライン４６及びアンモニア供給ライン５のサイズを小さくすることができ、その結果、アンモニア分解装置４０をコンパクトにすることができる。
【0043】
図７に示されるように、酸素供給ライン７を流通する酸素含有ガスと反応器２から流出した流出ガスとが熱交換する第２加熱器４５をさらに設けてもよい。この構成では、酸素含有ガスが第２加熱器４５において流出ガスと熱交換することにより加熱されてバーナ４４に供給される。また、第１加熱器４３においてアンモニア含有ガスと熱交換する流出ガスは、第２加熱器４５における酸素含有ガスとの熱交換を経た流出ガスである。この構成では、酸素含有ガスの昇温ができるので、アンモニア分解装置における熱回収量を向上することができる。また、熱回収量が上昇することで、バーナ４４における燃焼で消費されるアンモニア及び酸素の量を低減できるので、アンモニア分解装置４０の構成をコンパクトにすることもできる。
【0044】
実施形態２では、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスの全量がバーナ４４に供給されていたが、この形態に限定するものではない。酸素供給ライン７から酸素分岐ラインを分岐させ、酸素分岐ラインを触媒３の内部に連通するように反応器２に接続させてもよい。この形態では、酸素供給ライン７を流通する酸素含有ガスの一部が触媒３内に供給される。酸素分岐ラインを触媒３の内部に連通させる場合には、アンモニア供給ライン５からアンモニア分岐ラインを分岐させ、アンモニア分岐ラインを触媒３の内部に連通するように反応器２に接続させてもよい。この形態では、アンモニア供給ライン５を流通するアンモニア含有ガスの一部も触媒３内に供給される。このような形態のいくつかの具体的かつ例示的な構成を以下に説明する。
【0045】
図８に示されるように、反応器２内において触媒３は、バーナ４４から流出ガスライン８に向かう方向に少なくとも２段に分割されて配置されている。図８は、触媒３が３段３ａ，３ｂ，３ｃに分割されて配置されている構成を例示している。酸素供給ライン７から分岐する酸素分岐ライン５２は、隣り合う段３ａ，３ｂ間及び段３ｂ，３ｃ間のそれぞれに形成された２つの空間５０ａ及び５０ｂのそれぞれに連通するように構成されている。
【0046】
図８の構成では、酸素分岐ライン５２を介して空間５０ａ及び５０ｂのそれぞれに流入した酸素含有ガスは触媒３の段３ａ～３ｃに移動し、上流空間２ａから触媒３に流入した混合ガスと触媒３内で混合される。これにより、触媒３内においてアンモニアの一部を酸化させることができる。すなわち、触媒３内では、反応式（１）で示されるアンモニアの分解反応と、アンモニアの酸化反応とが生じることになる。アンモニアが酸化する際に発生する熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することができる。これにより、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0047】
アンモニアを酸化させる際に、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとを反応器２の外部で混合して、その混合ガスを触媒３に供給するようにすると、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとを混合する際に爆発が生じるおそれがある。ただし、このような現象は、配管内という狭い領域で酸素とアンモニアとが混合しない限りは発生しない。図８の構成では、空間５０ａ及び５０ｂに流入した酸素含有ガスは触媒３内を拡散して十分希釈されて酸素濃度が十分に下がり、爆発領域を下回るため、そのような爆発が生じる可能性は低い。
【0048】
図９は、図８の構成に対して酸素含有ガスだけではなくアンモニア含有ガスの一部も触媒３内に供給する構成を例示している。図９の例示的な構成において触媒３は、５段３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅに分割されて配置されている。アンモニア供給ライン５から分岐するアンモニア分岐ライン５１は、隣り合う段３ａ，３ｂ間及び段３ｃ，３ｄ間のそれぞれに形成された２つの空間５０ａ及び５０ｃのそれぞれに連通し、酸素供給ライン７から分岐する酸素分岐ライン５２は、アンモニア分岐ライン５１と連通していない空間、すなわち、隣り合う段３ｂ，３ｃ間及び段３ｄ，３ｅ間のそれぞれに形成された２つの空間５０ｂ及び５０ｄのそれぞれに連通するように構成されている。
【0049】
尚、図９では、アンモニア分岐ライン５１と酸素分岐ライン５２とはそれぞれ異なる空間に連通しているが、すなわち、１つの空間にアンモニア分岐ライン５１及び酸素分岐ライン５２の両方が連通しないように構成されているが、アンモニア分岐ライン５１及び酸素分岐ライン５２の両方が連通した空間が存在する構成であってもよい。
【0050】
図９の構成では、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとはそれぞれ別々の空間に供給されるので、両者は混合しない状態で別々に触媒３内に供給され、両者は触媒３内で混合される。これにより、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとを混合する際に爆発が生じるおそれをさらに低減することができる。ただし、上述したように、触媒３内の空間に流入した酸素含有ガスは触媒３内を拡散して十分希釈されることからそのような爆発が生じる可能性は低いので、１つの空間にアンモニア含有ガス及び酸素含有ガスが供給される構成であっても、そのような爆発が生じる可能性は低い。
【0051】
図１０に示されるように、反応器２内において触媒３内に、少なくとも１つの配管部材が配置されている。図１０は、触媒３内に２つの配管部材６０ａ及び６０ｂが配置された構成を例示している。図１１に示されるように、配管部材６０ａ及び６０ｂにはそれぞれ、配管部材６０ａ及び６０ｂの内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔６１が形成されている。図１０に示されるように、配管部材６０ａ及び６０ｂのそれぞれは、触媒３内においてバーナ４４から流出ガスラインに向かう方向に間隔をあけて設けることが好ましい。酸素分岐ライン５２は、配管部材６０ａ及び６０ｂのそれぞれに連通している。
【0052】
図１０の構成では、酸素分岐ライン５２を介して配管部材６０ａ及び６０ｂのそれぞれに流入した酸素含有ガスは、各配管部材に形成された孔６１（図１１参照）を介して各配管部材の外部に流出する。各配管部材の外部に流出した酸素含有ガスは、上流空間２ａから触媒３に流入した混合ガスと触媒３内で混合される。これにより、触媒３内においてアンモニアの一部を酸化させることができる。図１０の構成でも、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0053】
また、図１２は、図１０の構成に対して酸素含有ガスだけではなくアンモニア含有ガスの一部も触媒３内に供給する構成を例示している。図１２の例示的な構成において、触媒３内に４つの配管部材６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄが配置されている。尚、配管部材６０ｃ及び６０ｄの構成は、配管部材６０ａ及び６０ｂの構成と同じである。アンモニア分岐ライン５１は、配管部材６０ａ及び６０ｃのそれぞれに連通し、酸素分岐ライン５２は、配管部材６０ｂ及び６０ｄに連通している。
【0054】
尚、図１２では、アンモニア分岐ライン５１と酸素分岐ライン５２とはそれぞれ異なる配管部材に連通しているが、すなわち、１つの配管部材にアンモニア分岐ライン５１及び酸素分岐ライン５２の両方が連通しないように構成されているが、アンモニア分岐ライン５１及び酸素分岐ライン５２の両方が連通した配管部材が存在する構成であってもよい。
【0055】
図１２の構成では、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとはそれぞれ別々の配管部材の内部に供給されて、各配管部材の内部に供給されたアンモニア含有ガス及び酸素含有ガスはそれぞれ、各配管部材に形成された孔６１（図１１参照）を介して各配管部材の外部に流出する。各配管部材の外部に流出したアンモニア含有ガスと酸素含有ガスとは触媒３内で混合される。これにより、触媒３内においてアンモニアを酸化させることができ、その結果、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。尚、１つの配管部材にアンモニア含有ガス及び酸素含有ガスが供給される構成であっても、図９の構成において上述した理由と同じ理由で、アンモニア含有ガスと酸素含有ガスとが混合する際に爆発が生じる可能性は低い。
【0056】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
【0057】
［１］一の態様に係るアンモニア分解装置は、
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒（３）が充填された反応器（２）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内に設けられたバーナ（４）であって、水素を燃焼させるためのバーナ（４）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ライン（５）と
を備える。
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応の触媒（３）が充填された反応器（２）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内に設けられたバーナ（４）であって、水素を燃焼させるためのバーナ（４）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内にアンモニアを供給するためのアンモニア供給ライン（５）と
を備える。
【0058】
本開示のアンモニア分解装置によれば、バーナによる水素の燃焼熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することにより、アンモニア供給ラインを流通するアンモニアを昇温させる必要がなくなるか、又は、アンモニアの昇温の程度を抑制できるので、アンモニア供給ラインを流通する高温のアンモニアとアンモニア供給ラインの金属材料とが反応してアンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。
【0059】
［２］別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１］のアンモニア分解装置であって、
水素を含む水素含有ガスを前記バーナ（４）に供給するための水素供給ライン（６）と、
前記反応器（２）においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器（２）から流出した後に流通する流出ガスライン（８）と
を備え、
前記水素供給ライン（６）は前記流出ガスライン（８）から分岐する。
水素を含む水素含有ガスを前記バーナ（４）に供給するための水素供給ライン（６）と、
前記反応器（２）においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器（２）から流出した後に流通する流出ガスライン（８）と
を備え、
前記水素供給ライン（６）は前記流出ガスライン（８）から分岐する。
【0060】
このような構成によれば、水素を含む流出ガスを水素含有ガスとして使用することにより、アンモニア分解装置の外部から水素を供給する必要がなくなるので、アンモニア分解装置をアンモニア分解装置の外部の装置に依存させずに独立して運転することができる。
【0061】
［３］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［２］のアンモニア分解装置であって、
前記流出ガスライン（８）を流通する前記流出ガスと前記水素供給ライン（６）を流通する前記水素含有ガスとが熱交換する第１熱交換器（１２）と、
前記第１熱交換器（１２）において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通するアンモニアを含むアンモニア含有ガスとが熱交換する第２熱交換器（１３）と
を備える。
前記流出ガスライン（８）を流通する前記流出ガスと前記水素供給ライン（６）を流通する前記水素含有ガスとが熱交換する第１熱交換器（１２）と、
前記第１熱交換器（１２）において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通するアンモニアを含むアンモニア含有ガスとが熱交換する第２熱交換器（１３）と
を備える。
【0062】
反応器から流出したばかりの流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換すると、流出ガスの温度が高すぎてアンモニア含有ガスの温度が高くなり過ぎ、アンモニア供給ラインが窒化するおそれがある。これに対し、［３］の構成によれば、反応器から流出した流出ガスと水素含有ガスとが熱交換して、反応器から流出したときの温度よりも温度が低下した流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換することにより、アンモニア供給ラインが窒化しない程度にアンモニア含有ガスの温度を昇温することができるので、アンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。また、アンモニア含有ガス及び水素含有ガスの昇温もできるので、アンモニア分解装置における熱回収量を向上することができる。
【0063】
［４］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［３］のアンモニア分解装置であって、
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）を流通する前記酸素含有ガスと前記第１熱交換器（１２）において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスとが熱交換する第３熱交換器（３０）と
を備え、
前記第３熱交換器（３０）において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第２熱交換器（１３）において熱交換するように構成されている。
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）を流通する前記酸素含有ガスと前記第１熱交換器（１２）において前記水素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスとが熱交換する第３熱交換器（３０）と
を備え、
前記第３熱交換器（３０）において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第２熱交換器（１３）において熱交換するように構成されている。
【0064】
このような構成によれば、反応器から流出した流出ガスと水素含有ガスとが熱交換した後に、さらに流出ガスと酸素含有ガスとが熱交換して、反応器から流出したときの温度よりも温度が低下した流出ガスとアンモニア含有ガスとが熱交換することにより、アンモニア供給ラインが窒化しない程度にアンモニア含有ガスの温度を昇温することができるので、アンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。また、アンモニア含有ガス及び水素含有ガスの昇温もできるので、アンモニア分解装置における熱回収量を向上することができる。さらに、熱回収量が上昇することで、バーナにおける燃焼で消費される水素及び酸素の量を低減できるので、アンモニア分解装置の構成をコンパクトにすることもできる。
【0065】
［５］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［２］～［４］のいずれかのアンモニア分解装置であって、
前記流出ガスライン（８）に設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置（９）を備え、
前記水素供給ライン（６）は、前記アンモニア回収装置（９）よりも下流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
前記流出ガスライン（８）に設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置（９）を備え、
前記水素供給ライン（６）は、前記アンモニア回収装置（９）よりも下流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
【0066】
流出ガスには水素及び窒素の他に未反応のアンモニアも含まれるが、［５］の構成によれば、アンモニア回収装置において流出ガスからアンモニアを除去した後の流出ガスを水素含有ガスとしてバーナに供給するので、未反応のアンモニアの一部をバーナによる燃焼で消費することを抑制できる。
【0067】
［６］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［２］～［４］のいずれかのアンモニア分解装置であって、
前記流出ガスライン（８）に設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置（９）を備え、
前記水素供給ライン（６）は、前記アンモニア回収装置（９）よりも上流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
前記流出ガスライン（８）に設けられ、前記流出ガスからアンモニアを回収するアンモニア回収装置（９）を備え、
前記水素供給ライン（６）は、前記アンモニア回収装置（９）よりも上流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
【0068】
反応器におけるアンモニアの分解率が高く、流出ガスに含まれる未反応のアンモニアが少ない場合には、このような構成を採用することができる。このような構成を採用すると、アンモニア回収設備における圧力損失及びこの設備における冷却による熱損失なしに流出ガスの一部を水素含有ガスとしてバーナに供給できるので、アンモニア分解装置全体のエネルギー効率が向上する。
【0069】
［７］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［２］～［６］のいずれかのアンモニア分解装置であって、
前記水素供給ライン（６）に設けられ、該水素供給ライン（６）を流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置（２０）を備える。
前記水素供給ライン（６）に設けられ、該水素供給ライン（６）を流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置（２０）を備える。
【0070】
このような構成によれば、バーナに供給する水素含有ガスの体積流量を小さくすることができるので、水素供給ラインのサイズ、及び、水素含有ガスを昇圧する圧縮機を水素供給ラインに設ける場合には圧縮機のサイズを小さくすることができ、その結果、アンモニア分解装置をコンパクトにすることができる。
【0071】
［８］一の態様に係るアンモニア分解装置は、
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応（３）の触媒が充填された反応器（２）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内に設けられたバーナ（４４）であって、前記原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナ（４４）と、
前記原料であるアンモニアを含むアンモニア含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するためのアンモニア供給ライン（５）と、
前記反応器（２）においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器（２）から流出した後に流通する流出ガスライン（８）と、
前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器（４３）であって、前記アンモニア含有ガスと前記流出ガスライン（８）を流通する前記流出ガスとが熱交換する第１加熱器（４３）と、
前記第１加熱器（４３）よりも上流側で、前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ライン（４６）と
を備える。
原料であるアンモニアを水素と窒素とに分解する分解反応（３）の触媒が充填された反応器（２）と、
前記触媒（３）よりも上流側で前記反応器（２）内に設けられたバーナ（４４）であって、前記原料のアンモニアの一部を燃焼させるためのバーナ（４４）と、
前記原料であるアンモニアを含むアンモニア含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するためのアンモニア供給ライン（５）と、
前記反応器（２）においてアンモニアが分解することにより生成した水素及び窒素を含む流出ガスが前記反応器（２）から流出した後に流通する流出ガスライン（８）と、
前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスを加熱するための第１加熱器（４３）であって、前記アンモニア含有ガスと前記流出ガスライン（８）を流通する前記流出ガスとが熱交換する第１加熱器（４３）と、
前記第１加熱器（４３）よりも上流側で、前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスに水素を含む水素含有ガスを供給する水素供給ライン（４６）と
を備える。
【0072】
本開示のアンモニア分解装置によれば、バーナにアンモニア含有ガスを供給するためのアンモニア供給ラインに設けられた第１加熱器においてアンモニア含有ガスが加熱されるので、第１加熱器よりも下流においてアンモニアとアンモニア供給ラインの金属材料とが反応してアンモニア供給ラインが窒化するおそれがあるが、第１加熱器よりも上流側でアンモニア含有ガスに水素含有ガスを供給することにより、アンモニア含有ガス中のアンモニアの濃度が低下するので、第１加熱器よりも下流においてアンモニア供給ラインが窒化することを抑制できる。
【0073】
［９］別の態様に係るアンモニア分解装置は、［８］のアンモニア分解装置であって、
前記水素供給ライン（４６）は、前記第１加熱器（４３）よりも下流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
前記水素供給ライン（４６）は、前記第１加熱器（４３）よりも下流側で前記流出ガスライン（８）から分岐する。
【0074】
このような構成によれば、水素を含む流出ガスを水素含有ガスとして使用することにより、アンモニア分解装置の外部から水素を供給する必要がなくなるので、アンモニア分解装置をアンモニア分解装置の外部の装置に依存させずに独立して運転することができる。
【0075】
［１０］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［８］または［９］のアンモニア分解装置であって、
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）から分岐し、前記酸素含有ガスの一部を前記触媒（３）内に供給するための酸素分岐ライン（５２）と
を備える。
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）から分岐し、前記酸素含有ガスの一部を前記触媒（３）内に供給するための酸素分岐ライン（５２）と
を備える。
【0076】
このような構成によれば、反応器内においてバーナよりも下流に位置する触媒内において、アンモニアの一部が酸化する際に発生する熱を、吸熱反応であるアンモニアの分解反応を生じさせるための熱として使用することができる。これにより、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0077】
［１１］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１０］のアンモニア分解装置であって、
前記触媒（３）は、前記バーナ（４４）から前記流出ガスライン（８）に向かう方向に少なくとも２段（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）に分割されて配置され、
前記酸素分岐ライン（５２）は、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）に連通するように構成されている。
前記触媒（３）は、前記バーナ（４４）から前記流出ガスライン（８）に向かう方向に少なくとも２段（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）に分割されて配置され、
前記酸素分岐ライン（５２）は、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）に連通するように構成されている。
【0078】
このような構成によれば、［１０］の構成と同様に、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0079】
［１２］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１０］のアンモニア分解装置であって、
前記触媒（３）内に設けられた少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）を備え、
前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔（６１）が形成され、
前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）に連通するように構成されている。
前記触媒（３）内に設けられた少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）を備え、
前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）にはそれぞれ、該配管部材の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔（６１）が形成され、
前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）に連通するように構成されている。
【0080】
このような構成によれば、［１０］の構成と同様に、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0081】
［１３］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１０］のアンモニア分解装置であって、
前記アンモニア供給ライン（５）から分岐し、該アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスの一部を前記触媒（３）内に供給するためのアンモニア分岐ライン（５１）を備える。
前記アンモニア供給ライン（５）から分岐し、該アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスの一部を前記触媒（３）内に供給するためのアンモニア分岐ライン（５１）を備える。
【0082】
このような構成によれば、［１０］の構成と同様に、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0083】
［１４］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１３］のアンモニア分解装置であって、
前記触媒（３）は、前記バーナ（４４）から前記流出ガスライン（８）に向かう方向に少なくとも２段（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）に分割されて配置され、
前記アンモニア分岐ライン（５１）は、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている。
前記触媒（３）は、前記バーナ（４４）から前記流出ガスライン（８）に向かう方向に少なくとも２段（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）に分割されて配置され、
前記アンモニア分岐ライン（５１）は、隣り合う前記段間に形成された少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの空間（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている。
【0084】
このような構成によれば、［１０］の構成と同様に、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0085】
［１５］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［１３］のアンモニア分解装置であって、
前記触媒（３）内に設けられた少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）を備え、
前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）にはそれぞれ、該配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔（６１）が形成され、
前記アンモニア分岐ライン（５１）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている。
前記触媒（３）内に設けられた少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）を備え、
前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）にはそれぞれ、該配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）の内部と外部とを連通するように少なくとも１つの孔（６１）が形成され、
前記アンモニア分岐ライン（５１）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通し、前記酸素分岐ライン（５２）は、前記少なくとも１つの配管部材（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）のうちの少なくとも１つに連通するように構成されている。
【0086】
このような構成によれば、［１０］の構成と同様に、アンモニアの分解反応に適切な温度を維持して、アンモニアの分解反応を持続させることができる。
【0087】
［１６］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［８］～［１５］のいずれかのアンモニア分解装置であって、
前記水素供給ライン（４６）に設けられ、該水素供給ライン（４６）を流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置（２０）を備える。
前記水素供給ライン（４６）に設けられ、該水素供給ライン（４６）を流通する前記水素含有ガスから窒素を除去する窒素除去装置（２０）を備える。
【0088】
このような構成によれば、アンモニア供給ラインを流通するアンモニア含有ガスに供給する水素含有ガスの体積流量を小さくすることができるので、水素供給ライン及びアンモニア供給ラインのサイズを小さくすることができ、その結果、アンモニア分解装置をコンパクトにすることができる。
【0089】
［１７］さらに別の態様に係るアンモニア分解装置は、［８］～［１６］のいずれかのアンモニア分解装置であって、
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）を流通する前記酸素含有ガスと前記反応器（２）から流出した前記流出ガスとが熱交換する第２加熱器（４５）を備え、
前記第２加熱器（４５）において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第１加熱器（４３）において熱交換するように構成されている。
酸素を含む酸素含有ガスを前記バーナ（４４）に供給するための酸素供給ライン（７）と、
前記酸素供給ライン（７）を流通する前記酸素含有ガスと前記反応器（２）から流出した前記流出ガスとが熱交換する第２加熱器（４５）を備え、
前記第２加熱器（４５）において前記酸素含有ガスと熱交換した後の前記流出ガスと前記アンモニア供給ライン（５）を流通する前記アンモニア含有ガスとが前記第１加熱器（４３）において熱交換するように構成されている。
【0090】
このような構成によれば、酸素含有ガスの昇温ができるので、アンモニア分解装置における熱回収量を向上することができる。さらに、熱回収量が上昇することで、バーナにおける燃焼で消費されるアンモニア及び酸素の量を低減できるので、アンモニア分解装置の構成をコンパクトにすることもできる。
【符号の説明】
【0091】
１ アンモニア分解装置
２ 反応器
３ 触媒
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ （触媒の）段
４ バーナ
５ アンモニア供給ライン
６ 水素供給ライン
７ 酸素供給ライン
８ 流出ガスライン
９ アンモニア回収装置
１２ 第１熱交換器
１３ 第２熱交換器
２０ 窒素除去装置
３０ 第３熱交換器
４０ アンモニア分解装置
４３ 第１加熱器
４４ バーナ
４５ 第２加熱器
４６ 水素供給ライン
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 空間
５１ アンモニア分岐ライン
５２ 酸素分岐ライン
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 配管部材
６１ 孔
２ 反応器
３ 触媒
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ （触媒の）段
４ バーナ
５ アンモニア供給ライン
６ 水素供給ライン
７ 酸素供給ライン
８ 流出ガスライン
９ アンモニア回収装置
１２ 第１熱交換器
１３ 第２熱交換器
２０ 窒素除去装置
３０ 第３熱交換器
４０ アンモニア分解装置
４３ 第１加熱器
４４ バーナ
４５ 第２加熱器
４６ 水素供給ライン
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 空間
５１ アンモニア分岐ライン
５２ 酸素分岐ライン
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 配管部材
６１ 孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】