特開 2025-15185 アンモニア分解装置

(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】P2025015185

(43)【公開日】2025-01-30

(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 20060101AFI20250123BHJP

【ＦＩ】

C01B3/04 B

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023118418

(22)【出願日】2023-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000211123

【氏名又は名称】中外炉工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087572

【弁理士】

【氏名又は名称】松川 克明

(72)【発明者】

【氏名】仲井 和成

(72)【発明者】

【氏名】河本 祐作

(72)【発明者】

【氏名】田口 脩平

(72)【発明者】

【氏名】大倉 莉奈

(72)【発明者】

【氏名】尾松 大輔

(57)【要約】

【課題】 アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を収容させた分解容器内において、アンモニアを効率よく水素と窒素とに分解できるようにする。
【解決手段】 アンモニアＮＨ_３を分解容器１０内で水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させるアンモニア分解装置において、分解容器内を流れるアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒２１を用いた触媒層２０を、分解容器内に複数段設けると共に、分解容器内を加熱させる加熱装置を設けた。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアを分解容器内で水素と窒素とに分解させるアンモニア分解装置において、前記の分解容器内を流れるアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を用いた触媒層を前記の分解容器内に複数段設けると共に、前記の分解容器内を加熱させる加熱装置を設けたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【請求項2】

請求項１に記載のアンモニア分解装置において、前記の加熱装置を前記の分解容器の外周側に設けると共に、前記の加熱装置の外周側に断熱体を設けたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【請求項3】

請求項１に記載のアンモニア分解装置において、前記の分解容器内にアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して触媒層を複数段設けるにあたり、前記の触媒層を分解容器内に上下方向に所要間隔を設けたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【請求項4】

請求項１～請求項３の何れか１項に記載のアンモニア分解装置において、前記の分解容器内に触媒層をアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して複数段設けるにあたり、前記の触媒層を保持する保持手段を分解容器内に設け、前記の触媒層間に空間部を設けるようにしたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【請求項5】

請求項１～請求項３の何れか１項に記載のアンモニア分解装置において、前記の分解容器内に触媒層をアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して複数段設けるにあたり、前記の触媒層間に通気性を有する蓄熱体を設けたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【請求項6】

請求項５に記載のアンモニア分解装置において、前記の触媒層に対して、通気性を有する蓄熱体をアンモニアの流れ方向両側に設けたことを特徴とするアンモニア分解装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンモニアを分解容器内で水素と窒素とに分解させるアンモニア分解装置に関するものである。特に、アンモニアを燃料として使用するにあたり、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を収容させた分解容器内において、アンモニアを効率よく水素と窒素とに分解できるようにした点に特徴を有するアンモニア分解装置である。

【背景技術】

【0002】

燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させる燃焼装置においては、一般に、燃料として炭化水素系燃料を用いたものが使用されている。

【0003】

しかし、このように燃焼装置において炭化水素系燃料を燃焼用空気と混合させて燃焼させた場合、二酸化炭素などの温室効果ガスが多く発生するという問題があった。

【0004】

このため、従来から、燃焼装置における燃料として、アンモニアを用いることが行われている。

【0005】

しかし、アンモニアは炭化水素系燃料に比べて燃焼性が悪く、完全燃焼させることが困難であり、また低温での燃焼時に失火しやすい一方、強く燃焼させるようにすると、火炎温度が高くなって、ＮＯｘが発生する量が増加するという問題あった。

【0006】

このため、従来においては、特許文献１に示されるように、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒が充填された反応器内にアンモニアを導いて、アンモニアを水素と窒素とに分解させる前に、アンモニアに昇温された希釈ガスを混合させて希釈させるようにしたものが示されている。

【0007】

しかし、このようにアンモニアに昇温された希釈ガスを混合させて反応器に導いても、アンモニアを水素と窒素とに十分に分解させることは困難であった。

【0008】

また、特許文献２においては、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を収容させた触媒収容部の外周に加熱装置を設け、アンモニアを水素と窒素とに分解させるにあたり、加熱装置により触媒収容部に収容された触媒を加熱させるようにしたものが示されている。

【0009】

しかし、触媒収容部の外周に設けた加熱装置によって触媒収容部に収容された触媒を加熱させる場合、触媒収容部の径が大きくなると、触媒収容部の中央部における触媒が十分に加熱されなくて活性化されず、触媒収容部を通過するアンモニアを、水素と窒素とに十分に分解させることは困難であった。

【0010】

また、特許文献３、４においては、触媒を収容させた触媒収容体を周囲から加熱させるようにしたものが示されている。

【0011】

しかし、特許文献３、４に示されるものも、前記の特許文献２に示されたものと同様に、触媒収容部の径が大きくなると、触媒収容部の中央部における触媒が十分に加熱されなくて活性化されないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０２２－１０９０４２号公報

【特許文献2】特開２０２３－３９６８１号公報

【特許文献3】ＷＯ２０１１／０５２０２０号公報

【特許文献4】特開２０１２－５７５０８号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、アンモニアを分解容器内で水素と窒素とに分解させるアンモニア分解装置における前記のような問題を解決することを課題とするものである。

【0014】

すなわち、本発明は、前記のようなアンモニア分解装置において、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を収容させた分解容器内において、アンモニアを効率よく水素と窒素とに分解できるようにした点にすることを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明に係るアンモニア分解装置においては、前記のような課題を解決するため、アンモニアを分解容器内で水素と窒素とに分解させるアンモニア分解装置において、前記の分解容器内を流れるアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を用いた触媒層を前記の分解容器内に複数段設けると共に、前記の分解容器内を加熱させる加熱装置を設けるようにした。

【0016】

このように、分解容器内を流れるアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を用いた触媒層を分解容器内に複数段設けると、前記の加熱装置による熱により触媒層が加熱されると共に、触媒層間の部分を通して、加熱装置による熱が分解容器内における各触媒層の中央部にも伝わり、触媒層の中央部も十分に加熱されて触媒が活性化され、分解容器内を流れるアンモニアが各触媒層を通して効率よく水素と窒素とに分解されるようになる。

【0017】

ここで、本発明のアンモニア分解装置において、前記のように分解容器内を加熱させる加熱装置を設けるにあたっては、前記の加熱装置を前記の分解容器の外周側に設けると共に、前記の加熱装置の外周側に断熱体を設けるようにすることができる。

【0018】

また、本発明のアンモニア分解装置においては、前記のように分解容器内を加熱させる加熱装置を設けるにあたっては、前記の分解容器内にアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して触媒層を複数段設けるにあたり、前記の触媒層を分解容器内に上下方向に所要間隔を設けるようにすることができる。

【0019】

また、本発明のアンモニア分解装置において、前記の分解容器内に触媒層をアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して複数段設けるにあたり、前記の触媒層を保持する保持手段を分解容器内に設け、前記の触媒層間に空間部を設けることができる。このようにすると、前記のように加熱装置による熱により触媒層が加熱されると共に、触媒層間の空間部を通して、加熱装置による熱が分解容器内における各触媒層の中央部にも伝わり、各触媒層全体が十分に加熱されて触媒が活性化されて、分解容器内を流れるアンモニアが各触媒層を通して効率よく水素と窒素とに分解されるようになる。

【0020】

また、本発明のアンモニア分解装置において、前記の分解容器内に触媒層をアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して複数段設けるにあたり、前記の触媒層間に通気性を有する蓄熱体を設けることができる。このようにすると、加熱装置による熱により触媒層と一緒に、触媒層間に設けられた蓄熱体が加熱されて蓄熱され、分解容器内を流れるアンモニアが触媒層間に設けた蓄熱体に蓄熱された熱によって加熱され、分解容器内を流れるアンモニアが各触媒層を通して効率よく水素と窒素とに分解されるようになる。特に、前記の触媒層に対して、通気性を有する蓄熱体をアンモニアの流れ方向両側に設けると、分解容器内を流れるアンモニアが、触媒層の両側に設けられた各蓄熱体に蓄熱された熱により加熱されて、分解容器内を流れるアンモニアがさらに効率よく水素と窒素とに分解されるようになる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係るアンモニア分解装置においては、前記のように分解容器内を流れるアンモニアの流れ方向に所要間隔を介して、アンモニアを水素と窒素とに分解させる触媒を用いた触媒層を前記の分解容器内に複数段設けると共に、前記の分解容器内を加熱させる加熱装置を設けたため、前記の加熱装置による熱により触媒層が加熱されると共に、触媒層間の部分を通して、加熱装置による熱が分解容器内における各触媒層の中央部にも伝わり、各触媒層全体が十分に加熱されて触媒が活性化されるようになる。

【0022】

この結果、本発明におけるアンモニア分解装置においては、分解容器内に導かれたアンモニアが、中心部まで加熱されて活性化された各触媒層における触媒によって効率よく水素と窒素とに分解されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態１に係るアンモニア分解装置を示した概略断面説明図である。

【図2】前記の実施形態１に係るアンモニア分解装置の変更例１を示した概略断面説明図である。

【図3】本発明の実施形態２に係るアンモニア分解装置を示した概略断面説明図である。

【図4】前記の実施形態２に係るアンモニア分解装置の変更例２を示した概略断面説明図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態に係るアンモニア分解装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係るアンモニア分解装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、発明の要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施できるものである。

【0025】

（実施形態１）
実施形態１に係るアンモニア分解装置においては、図１に示すように、分解容器１０内でアンモニアＮＨ_３を水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させるにあたって、分解容器１０の下部にアンモニアＮＨ_３を導入させる導入口１１を設ける一方、分解容器１０の上部にアンモニアＮＨ_３が分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とを取り出す取出し口１２を設け、前記の導入口１１を通して分解容器１０内にアンモニアＮＨ_３を導入し、導入されたアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内で水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とを前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0026】

ここで、この実施形態１に係るアンモニア分解装置においては、前記の分解容器１０内に、アンモニアＮＨ_３を水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させる触媒２１を用いた触媒層２０をアンモニアＮＨ_３の流れ方向に所要間隔を介して複数段設けるにあたり、触媒２１としてペレット状の触媒２１ａを用い、ペレット状の触媒２１ａがこぼれ落ちないように保持するグレーチング等の通気性を有する保持部材３１を、前記の分解容器１０内にアンモニアＮＨ_３の流れ方向である上下方向に所要間隔を介して複数段（図では３段）設け、このように設けた各保持部材３１の上に、ペレット状の触媒２１ａを適当な厚みになるように積み重ねて複数段（図に示す例では３段）の触媒層２０を設けると共に、各触媒層２０の間に空間部２２を設けるようにしている。

【0027】

また、この実施形態１に係るアンモニア分解装置においては、前記の分解容器１０内を加熱させるヒーターからなる加熱装置４０を分解容器１０の外周側に設けると共に、加熱装置４０の外周側に断熱体４１を設け、加熱装置４０による熱が外部に放熱されないようにして、分解容器１０内に設けた各触媒層２０や触媒層２０間における各空間部２２を効率よく加熱させるようにしている。

【0028】

そして、この実施形態１に係るアンモニア分解装置において、前記の加熱装置４０によって前記の分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部に設けられた導入口１１からアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内に導入させ、導入されたアンモニアＮＨ_３を、分解容器１０内における第１の触媒層２０ａ、第１の空間部２２ａ、第２の触媒層２０ｂ、第２の空間部２２ｂ、第３の触媒層２０ｃの順に導いて加熱させながら、水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の上部に設けた前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0029】

ここで、前記のように分解容器１０の外周側に設けた加熱装置４０により、分解容器１０内に設けた各触媒層２０（２０ａ～２０ｃ）及び各空間部２２（２２ａ，２２ｂ）を加熱させると、各空間部２２（２２ａ，２２ｂ）を通して、加熱装置４０による熱が各触媒層２０（２０ａ～２０ｃ）の中央部にも伝わり、各触媒層２０（２０ａ～２０ｃ）全体が十分に加熱されて触媒２１が活性化されるようになる。

【0030】

この結果、前記のように加熱装置４０によって分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部の導入口１１から導入されたアンモニアＮＨ_３を、分解容器１０内における第１の触媒層２０ａ、第１の空間部２２ａ、第２の触媒層２０ｂ、第２の空間部２２ｂ、第３の触媒層２０ｃの順に導くと、全体が十分に加熱されて活性化された各触媒２１ａにより、前記のアンモニアＮＨ_３を効率よく水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、前記の取出し口１２から取り出すことができるようになる。

【0031】

ここで、前記の実施形態１に係るアンモニア分解装置においては、触媒層２０における触媒２１にペレット状の触媒２１ａを用いるようにしたが、使用する触媒２１はこのようなものに限られない。

【0032】

例えば、図２に示す変更例１においては、触媒２１として、アンモニアＮＨ_３の流れ方向に通気性を有するハニカム状の触媒２１ｂを使用して、所定形状に成形した触媒層２０を用い、このように成形した触媒層２０を分解容器１０の内周から突出した保持用突出部３２の上に保持させるようにして、分解容器１０内に前記の触媒層２０をアンモニアＮＨ_３の流れ方向である上下方向に所要間隔を介して複数段（図に示す例では３段）設け、各触媒層２０の間に空間部２２を設けるようにしている。

【0033】

ここで、図２に示す変更例１においても、図１に示した実施形態１のものと同様に、分解容器１０内を加熱させるヒーターからなる加熱装置４０を分解容器１０の外周側に設けると共に、加熱装置４０の外周側に断熱体４１を設け、加熱装置４０による熱が外部に放熱されないようにして、分解容器１０内に設けた各触媒層２０や触媒層２０間における各空間部２２を効率よく加熱させるようにしている。

【0034】

そして、この変更例１に係るアンモニア分解装置においても、前記の実施形態１のものと同様に、前記の加熱装置４０によって前記の分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部に設けられた導入口１１からアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内に導入させ、導入されたアンモニアＮＨ_３を、分解容器１０内における第１の触媒層２０ａ、第１の空間部２２ａ、第２の触媒層２０ｂ、第２の空間部２２ｂ、第３の触媒層２０ｃの順に導いて加熱させながら、水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の上部に設けた前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0035】

このようにすると、変更例１に係るアンモニア分解装置においても、前記の実施形態１のものと同様に、分解容器１０の下部の導入口１１から導入されたアンモニアＮＨ_３が、分解容器１０内における第１の触媒層２０ａ、第１の空間部２２ａ、第２の触媒層２０ｂ、第２の空間部２２ｂ、第３の触媒層２０ｃの順に導かれて、全体が十分に加熱されて活性化された各触媒２１ｂにより、前記のアンモニアＮＨ_３を効率よく水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、前記の取出し口１２から取り出すことができるようになる。

【0036】

なお、前記の実施形態１及び変更例１においては、分解容器１０内に触媒層２０をアンモニアＮＨ_３の流れ方向である上下方向に所要間隔を介して３段設けたものを示したが、分解容器１０内に設ける触媒層２０の段数は特に限定されず、触媒層２０間に空間部２２が形成されるのであればよく、２段以上であれば、触媒層２０にさらに多く設けることも可能である。

【0037】

また、前記の実施形態１及び変更例１においては、分解容器１０の下部に導入口１１を設ける一方、分解容器１０の上部に取出し口１２を設けるようにしたが、分解容器１０の上部に導入口１１を設ける一方、分解容器１０の下部に取出し口１２を設け、アンモニアＮＨ_３を、分解容器１０の上部の導入口１１から分解容器１０内に導入させ、分解容器１０内において水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の下部の取出し口１２から取り出すようにすることも可能である。

【0038】

さらに、前記の実施形態１及び変更例１においては、導入口１１や取出し口１２を、分解容器１０の上部又は下部に設けると共に、分解容器１０内に触媒層２０を上下方向に所要間隔を介して複数設けるようにしたが、このようなものに限定されず、図示していないが、分解容器１０を横にして、分解容器１０の横方向の両側に導入口１１や取出し口１２を設けるようにすると共に、分解容器１０内に触媒層２０を横方向に所要間隔を介して複数設けることもできる。

【0039】

（実施形態２）
実施形態２に係るアンモニア分解装置においても、図３に示すように、分解容器１０内でアンモニアＮＨ_３を水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させるにあたって、分解容器１０の下部にアンモニアＮＨ_３を導入させる導入口１１を設ける一方、分解容器１０の上部にアンモニアＮＨ_３が分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とを取り出す取出し口１２を設け、前記の導入口１１を通して分解容器１０内にアンモニアＮＨ_３を導入し、導入されたアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内で水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とを前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0040】

ここで、この実施形態２に係るアンモニア分解装置においては、前記の分解容器１０内に、通気性を有する蓄熱体２３と、アンモニアＮＨ_３を水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させる触媒２１を用いた触媒層２０とを、アンモニアＮＨ_３の流れ方向である上下方向に交互に複数段設けるようにしている。

【0041】

そして、この実施形態２に係るアンモニア分解装置においては、前記の蓄熱体２３として、蓄熱材２４にアンモニアＮＨ_３の流れ方向に通気性を有するハニカム状の蓄熱材２４ａを用い、このハニカム状の蓄熱材２４ａを所定形状に成形したものを使用する一方、前記の触媒層２０においては、触媒２１としては、ペレット状の触媒２１ａを用いるようにし、前記の導入口１１から導入されたアンモニアＮＨ_３の流れ方向上流側における分解容器１０内の下部に、前記のハニカム状の蓄熱材２４で成形された第１の蓄熱体２３ａを、分解容器１０の内周から突出した保持用突出部３２の上に保持させ、前記の第１の蓄熱体２３ａの上に、ペレット状の触媒２１ａを適当な厚みになるように積み重ねた第１の触媒層２０ａを設け、前記の第１の触媒層２０ａの上にハニカム状の蓄熱材２４で成形された第２の蓄熱体２３ｂを設け、前記の第２の蓄熱体２３ｂの上にペレット状の触媒２１ａを適当な厚みになるように積み重ねた第２の触媒層２０ｂを設け、前記の第２の触媒層２０ｂの上にハニカム状の蓄熱材２４で成形された第３の蓄熱体２３ｃを設けるようにしている。

【0042】

このときのハニカム状の蓄熱材２４のハニカムのメッシュの大きさは、ペレット状の触媒２１ａがメッシュの穴からこぼれ落ちないように、ペレット状の触媒２１ａの最小寸法より小さくしておく。

【0043】

また、この実施形態２に係るアンモニア分解装置においても、前記の分解容器１０内を加熱させるヒーターからなる加熱装置４０を分解容器１０の外周側に設けると共に、加熱装置４０の外周側に断熱体４１を設け、加熱装置４０による熱が外部に放熱されないようにして、分解容器１０内に設けた前記の各蓄熱体２３（２３ａ～２３ｃ）及び各触媒層２０（２０ａ，２０ｂ）を効率よく加熱させるようにしている。

【0044】

そして、この実施形態２に係るアンモニア分解装置において、前記の加熱装置４０によって分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部に設けられた導入口１１からアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内に導入させ、導入されたアンモニアＮＨ_３を、分解容器１０内における第１の蓄熱体２３ａ、第１の触媒層２０ａ、第２の蓄熱体２３ｂ、第２の触媒層２０ｂ、第３の蓄熱体２３ｃの順に導いて加熱させながら、水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の上部に設けた前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0045】

ここで、前記のように分解容器１０の外周側に設けた加熱装置４０により、分解容器１０内に設けた各蓄熱体２３（２３ａ～２３ｃ）及び各触媒層２０（２０ａ，２０ｂ）を加熱させると、導入口１１から分解容器１０内に導入されたアンモニアＮＨ_３が、第１の蓄熱体２３ａに蓄熱された熱により加熱されて第１の触媒層２０ａに導かれ、加熱された第１の触媒層２０ａにおける触媒２１ａにより水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解され、さらに、アンモニアＮＨ_３が、第２の蓄熱体２３ｂに蓄熱された熱により加熱されて第２の触媒層２０ｂに導かれ、加熱された第２の触媒層２０ｂにおける触媒２１ａにより水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解され、このように分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とが第３の蓄熱体２３ｃに導かれ、第３の蓄熱体２３ｃに蓄熱された熱により加熱されて、前記の取出し口１２から取り出されるようになる。

【0046】

そして、前記のように加熱装置４０によって分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部の導入口１１から導入されたアンモニアＮＨ_３を、第１の蓄熱体２３ａ、第１の触媒層２０ａ、第２の蓄熱体２３ｂ、第２の触媒層２０ｂ、第３の蓄熱体２３ｃの順に導いて加熱させながら水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させると、蓄熱体２３ａ、２３ｂ、２３ｃを利用することで空間部２２を空けるだけよりも高温が維持され、高温の蓄熱体２３ａ，２３ｂ，２３ｃで触媒層２０ａ、２０ｂを上下から挟むことにより、各触媒層２０ａ、２０ｂ全体が十分に加熱されて各触媒２１ａが活性化されるようになり、前記のアンモニアＮＨ_３をさらに効率よく水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、前記の取出し口１２から取り出すことができるようになる。

【0047】

また、前記のように分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とを第３の蓄熱体２３ｃにおいて加熱させて取出し口１２から取り出すようにすると、水素Ｈ_２を高温の状態で取り出すことができて、燃料として簡単に利用できるようになる。

【0048】

ここで、前記の実施形態２に係るアンモニア分解装置においては、蓄熱体２３における蓄熱材２４にハニカム状の蓄熱材２４ａを用い、触媒層２０における触媒２１にペレット状の触媒２１ａを用いるようにしたが、使用する蓄熱体２３における蓄熱材２４や、触媒層２０における触媒２１は、このようなものに限られない。

【0049】

例えば、図４に示す変更例２においては、蓄熱体２３における蓄熱材２４にボール状の蓄熱材２４ｂを用い、このボール状の蓄熱材２４ｂがこぼれ落ちないように保持するグレーチング等の通気性を有する保持部材３１を、前記の分解容器１０内にアンモニアＮＨ_３を導入させるにおける導入口１１の上方に設け、この保持部材３１の上に、ボール状の蓄熱材２４ｂを適当な厚みになるように積み重ねて第１の蓄熱体２３ａを設け、この第１の蓄熱体２３ａの上に、ペレット状の触媒２１ａを適当な厚みになるように積み重ねて第１の触媒層２０ａを設け、この第１の触媒層２０ａの上に、ボール状の蓄熱材２４ｂを適当な厚みになるように積み重ねて第２の蓄熱体２３ｂを設け、この第２の蓄熱体２３ｂの上に、ペレット状の触媒２１ａを適当な厚みになるように積み重ねて第２の触媒層２０ｂを設け、この第２の触媒層２０ｂの上に、ボール状の蓄熱材２４ｂを適当な厚みになるように積み重ねて第３の蓄熱体２３ｃを設けるようにしている。

【0050】

ここで、図４に示す変更例２においても、分解容器１０内を加熱させるヒーターからなる加熱装置４０を分解容器１０の外周側に設けると共に、加熱装置４０の外周側に断熱体４１を設け、加熱装置４０による熱が外部に放熱されないようにして、分解容器１０内に設けた前記の各蓄熱体２３（２３ａ～２３ｃ）及び各触媒層２０（２０ａ，２０ｂ）を効率よく加熱させるようにしている。

【0051】

そして、この変更例２に係るアンモニア分解装置においても、前記の実施形態２に係るアンモニア分解装置と同様に、前記の加熱装置４０によって分解容器１０内を加熱させながら、分解容器１０の下部に設けられた導入口１１からアンモニアＮＨ_３を分解容器１０内に導入させ、導入されたアンモニアＮＨ_３を、分解容器１０内における第１の蓄熱体２３ａ、第１の触媒層２０ａ、第２の蓄熱体２３ｂ、第２の触媒層２０ｂ、第３の蓄熱体２３ｃの順に導いて加熱させながら、水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の上部に設けた前記の取出し口１２から取り出すようにしている。

【0052】

ここで、前記のように分解容器１０の外周側に設けた加熱装置４０により、分解容器１０内に設けた各蓄熱体２３（２３ａ～２３ｃ）及び各触媒層２０（２０ａ，２０ｂ）を加熱させると、導入口１１から導入されたアンモニアＮＨ_３が、第１の蓄熱体２３ａに蓄熱された熱により加熱されて第１の触媒層２０ａに導かれ、加熱された第１の触媒層２０ａにおいて水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解され、さらに、アンモニアＮＨ_３が、第２の蓄熱体２３ｂに蓄熱された熱により加熱されて第２の触媒層２０ｂに導かれ、加熱された第２の触媒層２０ｂにおいて水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解され、このように分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とが第３の蓄熱体２３ｃに導かれ、第３の蓄熱体２３ｃに蓄熱された熱により加熱されて、前記の取出し口１２から取り出されるようになる。

【0053】

そして、この変更例２に係るアンモニア分解装置においては、ボール状の蓄熱材２４ｂを使用したことにより、この蓄熱材２４ｂが水平方向の通気性も有するため、加熱装置４０による熱が、前記の実施形態２に係るアンモニア分解装置に用いたハニカム状の蓄熱材２４ａによりも、各触媒層２０ａ、２０ｂの中央部まで伝わりやすくなり、前記のように導入口１１から分解容器１０内に導入させたアンモニアＮＨ_３が、分解容器１０内においてさらに効率よく水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解されて、前記の取出し口１２から取り出すことができるようになると共に、分解された水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とが、第３の蓄熱体２３ｃにおいて加熱させて取出し口１２から取り出され、水素Ｈ_２を高温の状態で取り出すことができて、燃料として簡単に利用できるようになる。

【0054】

なお、前記の実施形態２及び変更例２においては、分解容器１０内に設けた前記の３つの蓄熱体２３（２３ａ～２３ｃ）と２つの触媒層２０（２０ａ，２０ｂ）を設けたものを示したが、分解容器１０内に設ける蓄熱体２３や触媒層２０の数は限定されず、触媒層２０と蓄熱体２３とを交互にして、触媒層２０と蓄熱体２３とを更に多くの設けるようにすることもできる。

【0055】

また、前記の実施形態２及び変更例２においても、分解容器１０の下部に導入口１１を設ける一方、分解容器１０の上部に取出し口１２を設けるようにしたが、分解容器１０の上部に導入口１１を設ける一方、分解容器１０の下部に取出し口１２を設け、アンモニアＮＨ_３を、分解容器１０の上部の導入口１１から分解容器１０内に導入させ、分解容器１０内において水素Ｈ_２と窒素Ｎ_２とに分解させて、分解容器１０の下部の取出し口１２から取り出すようにすることも可能である。

【0056】

さらに、前記の実施形態２及び変更例２においては、導入口１１や取出し口１２を、分解容器１０の上部又は下部に設けると共に、分解容器１０内に触媒層２０と蓄熱体２３を上下方向に積層させるようにして複数設けるようにしたが、このようなものに限定されず、図示していないが、分解容器１０を横にして、分解容器１０の横方向の両側に導入口１１や取出し口１２を設けると共に、分解容器１０内に触媒層２０と蓄熱体２３を横方向に並設させるようにして複数設けることもできる。

【符号の説明】

【0057】

１０ ：分解容器
１１ ：導入口
１２ ：取出し口
２０、２０ａ～２０ｃ ：触媒層
２１、２１ａ、２１ｂ ：触媒
２２、２２ａ、２２ｂ ：空間部
２３、２３ａ～２３ｃ ：蓄熱体
２４、２４ａ、２４ｂ ：蓄熱材
３１ ：保持部材
３２ ：保持用突出部
４０ ：加熱装置
４１ ：断熱体
Ｈ_２ ：水素
Ｎ_２ ：窒素
ＮＨ_３ ：アンモニア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】