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發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐和分解氣體渦輪的制作方法

文檔序號:5141905閱讀:184來源:國知局
發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐和分解氣體渦輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠利用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮的發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐以及分解氣體渦輪。向配置有分解氧化亞氮的催化劑(21)的分解反應(yīng)部(22)供給含有氧化亞氮(N2O)的燃料氣體,利用催化劑(21)分解該燃料氣體中所含有的氧化亞氮。并且,通過來自由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體(N2、O2)的熱回收而利用分解氣體鍋爐產(chǎn)生蒸汽,通過由該分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來得到動力后,通過該動力而將發(fā)電機驅(qū)動來得到電力?;蛘?,通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體(N2、O2)而將分解氣體渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來得到動力后,通過該動力而將發(fā)電機驅(qū)動來得到電力。
【專利說明】發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐和分解氣體渦輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用了通過氧化亞氮(n2o,也稱為一氧化二氮)的分解而產(chǎn)生的分解 氣體、分解熱的發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解鍋爐以及分解氣體渦輪。

【背景技術(shù)】
[0002] 至今為止,發(fā)電已利用了各種能源。例如,火力發(fā)電已利用了通過石油和/或煤、 天然氣等的化石燃料等的燃燒而產(chǎn)生的能量。另外,核能發(fā)電已利用了通過核燃料的核分 裂反應(yīng)而產(chǎn)生的能量。這些能量,由于生產(chǎn)技術(shù)的自動化、生活方式的高度化,越發(fā)體現(xiàn)出 需求的提1?。
[0003] 但是,隨著近年來對于環(huán)境破壞、資源的枯竭等的地球環(huán)境的意識的提高,已需求 從依存于化石燃料等的社會,向利用自然能源、可再生的替代能源的社會的轉(zhuǎn)換。
[0004] 另一方面,關(guān)于至今為止從環(huán)境問題、能源安全保障方面來看一直有利的核能的 利用,由于放射性廢物的處理問題、核事故的發(fā)生等,對于其安全方面的重新評估也已迫 近。
[0005] 因此,對于深刻化的能源問題、環(huán)境問題,期望代替以往的火力發(fā)電、核能發(fā)電的 對地球環(huán)境好的新能源的出現(xiàn)。
[0006] 在先技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開平5-4027號公報
[0008] 專利文獻2 :日本特開2005-230795號公報
[0009] 專利文獻3 :日本特開2006-181570號公報
[0010] 專利文獻4 :日本專利第4232820號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 在該狀況下,本發(fā)明人們提出了通過利用由氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱、分 解氣體,從而利用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮。
[0012] 氧化亞氮化學性穩(wěn)定且容易處理,作為食品添加物已被認可(厚生勞動省令第 三十四號,平成17年3月22日),另一方面,也已利用于醫(yī)療用麻醉、火箭的助燃劑等。
[0013] 另一方面,氧化亞氮作為具有二氧化碳(C02)的約310倍的溫室效應(yīng)的溫室氣體, 已成為全球溫室化的原因之一。因此,近年來,為防止氧化亞氮向大氣中放出,已開發(fā)大量 利用催化劑分解去除例如從工廠、焚燒設(shè)備、汽車等排出的氧化亞氮的技術(shù)(例如,參照專 利文獻1?3)。
[0014] 另外,所述專利文獻1、2中公開了將在己二酸的制造工序中分解氧化亞氮時產(chǎn)生 的熱利用于氧化亞氮的預(yù)熱的技術(shù)。另一方面,所述專利文獻3中公開了在分解處理剩余 麻醉氣體所含有的氧化亞氮的裝置中,通過在向該分解裝置導(dǎo)入的氣體與從分解裝置排出 的氣體之間進行熱交換,從而使加熱能量和冷卻能量減少來提高能量效率的技術(shù)。
[0015] 但是,這些技術(shù)的目的都是分解除去向大氣中放出的氧化亞氮。另外,對于在氧化 亞氮的分解時產(chǎn)生的熱的利用,雖然公開了將分解前的氧化亞氮加熱(預(yù)熱)的技術(shù),但是 關(guān)于本發(fā)明人們提出的作為代替火力發(fā)電、核能發(fā)電的替代能源的氧化亞氮的利用完全沒 有公開和啟示。
[0016] 另一方面,本發(fā)明人們已經(jīng)公開了利用通過催化分解氧化亞氮而得到的分解氣 體,來產(chǎn)生推力的推進器裝置(參照專利文獻4)。如該專利文獻4所述,氧化亞氮在利用 氧化亞氮分解用催化劑進行分解時,能夠通過該分解熱使追加的氧化亞氮自我分解(熱分 解)。
[0017] 本發(fā)明人們基于這樣的見解,發(fā)現(xiàn)通過利用由氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱、 分解氣體,能夠利用上述的作為代替火力發(fā)電、核能發(fā)電的替代能源的氧化亞氮,反復(fù)認真 研究的結(jié)果,終于完成了本發(fā)明。
[0018] 即,本發(fā)明的目的是提供通過利用由氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱、分解氣體, 從而能夠利用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮的發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐 和分解氣體渦輪。
[0019] 本發(fā)明提供以下的裝置。
[0020] ⑴一種發(fā)電裝置,具備:
[0021] 分解氣體鍋爐,其通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是通過 氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的;
[0022] 蒸汽渦輪,其通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0023] 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0024] (2) -種發(fā)電裝置,具備:
[0025] 分解氣體渦輪,其通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0026] 發(fā)電機,其通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0027] (3)根據(jù)前項⑴或⑵所述的發(fā)電裝置,其特征在于,
[0028] 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備:分解反應(yīng)部,其配置有分解所述氧化亞 氮的氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣體供給單元,其向所述分解反應(yīng)部供給含有氧化亞 氮的燃料氣體,
[0029] 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有 的氧化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的 氧化亞氮被繼續(xù)分解。
[0030] (4)根據(jù)前項⑶所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦 輪具備流量調(diào)整單元,所述流量調(diào)整單元對向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量進行 調(diào)整,
[0031] 通過調(diào)整向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0032] (5)根據(jù)前項⑶或⑷所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述分解氣體鍋爐或分解 氣體渦輪具備濃度調(diào)整單元,所述濃度調(diào)整單元對所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃 度進行調(diào)整,
[0033] 通過調(diào)整所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0034] (6)根據(jù)前項(5)所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述濃度調(diào)整單元通過向所述燃 料氣體中添加氮,來進行所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度調(diào)整。
[0035] (7)根據(jù)前項(4)?¢)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述分解氣體鍋 爐或分解氣體渦輪具備溫度測定單元,所述溫度測定單元對所述氧化亞氮分解用催化劑或 分解氣體的溫度進行測定,
[0036] 基于由所述溫度測定單元得到的測定結(jié)果,進行采用所述流量調(diào)整單元的流量調(diào) 整、或采用所述濃度調(diào)整單元的濃度調(diào)整。
[0037] (8)根據(jù)前項(3)?(7)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述分解氣體鍋 爐或分解氣體渦輪具備預(yù)熱單元,所述預(yù)熱單元對所述氧化亞氮分解用催化劑進行預(yù)熱,
[0038] 在開始所述氧化亞氮的分解前,進行所述氧化亞氮分解用催化劑的預(yù)熱。
[0039] (9)根據(jù)前項(3)?(8)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,所述分解氣體鍋 爐或分解氣體渦輪具備氮氣供給單元,所述氮氣供給單元向所述分解反應(yīng)部供給氮氣,
[0040] 在停止向所述分解反應(yīng)部的燃料氣體的供給后,向所述分解反應(yīng)部供給氮氣。
[0041] (10)根據(jù)前項(2)所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備:
[0042] 分解熱回收鍋爐,其通過來自從所述分解氣體渦輪排出的分解氣體的熱回收而產(chǎn) 生蒸汽;
[0043] 蒸汽渦輪,其通過由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0044] 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0045] (11)根據(jù)前項(1)、(2)、(10)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備:
[0046] 燃氣鍋爐,其通過來自燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是利用從所 述分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒 氣體;
[0047] 蒸汽渦輪,其通過由所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0048] 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0049] (12)根據(jù)前項(1)、(2)、(10)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備:
[0050] 燃氣渦輪,其通過燃燒氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣體鍋 爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和
[0051] 發(fā)電機,其通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0052] (13)根據(jù)前項(12)所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備:
[0053] 排熱回收鍋爐,其通過來自從所述燃氣渦輪排出的燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸 汽;
[0054] 蒸汽渦輪,其通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0055] 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
[0056] (14)根據(jù)前項(1)、(10)、(11)、(13)的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具 備:
[0057] 凝汽器,其將來自所述蒸汽渦輪的蒸汽冷卻并凝汽;和
[0058] 供水泵,其將來自所述凝汽器的凝汽水向鍋爐供水。
[0059] (15) 一種發(fā)電方法,包括:
[0060] 通過來自分解氣體的熱回收而利用分解氣體鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述分解氣體 是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的;
[0061] 通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0062] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0063] (16) -種發(fā)電方法,具有:
[0064] 通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而將分解氣體渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0065] 通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0066] (17)根據(jù)前項(15)或(16)所述的發(fā)電方法,其特征在于,向配置有分解所述氧 化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑的分解反應(yīng)部,供給含有所述氧化亞氮的燃料氣體,在該 分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮分解 后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,繼續(xù)分解之后供給的燃料氣體中的氧化亞 氮。
[0067] (18)根據(jù)前項(17)所述的發(fā)電方法,其特征在于,通過控制所述分解氣體的溫 度,來使所述氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。
[0068] (19)根據(jù)前項(18)所述的發(fā)電方法,其特征在于,通過調(diào)整所述燃料氣體的流 量,來進行所述分解氣體的溫度控制。
[0069] (20)根據(jù)前項(18)或(19)所述的發(fā)電方法,其特征在于,通過調(diào)整所述燃料氣體 中所含有的氧化亞氮的濃度,來進行所述分解氣體的溫度控制。
[0070] (21)根據(jù)前項(20)所述的發(fā)電方法,其特征在于,通過向所述燃料氣體中添加 氮,來進行所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度調(diào)整。
[0071] (22)根據(jù)前項(18)?(21)所述的發(fā)電方法,其特征在于,測定所述氧化亞氮分解 用催化劑或分解氣體的溫度,基于該測定結(jié)果進行所述分解氣體的溫度控制。
[0072] (23)根據(jù)前項(17)?(22)的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,在開始所述氧 化亞氮的分解前,對所述氧化亞氮分解用催化劑進行預(yù)熱。
[0073] (24)根據(jù)前項(17)?(23)的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,在停止向所述 分解反應(yīng)部的燃料氣體的供給后,向所述分解反應(yīng)部供給氮氣。
[0074] (25)根據(jù)前項(16)所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括:
[0075] 通過來自從所述分解氣體渦輪排出的分解氣體的熱回收而利用分解熱回收鍋爐 產(chǎn)生蒸汽的步驟;
[0076] 通過在由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0077] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0078] (26)根據(jù)前項(15)、(16)、(25)的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括:
[0079] 通過來自燃燒氣體的熱回收而利用燃氣鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述燃燒氣體是利 用從所述分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時 的燃燒氣體;
[0080] 通過由所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0081] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0082] (27)根據(jù)前項(15)、(16)、(25)的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括:
[0083] 通過燃燒氣體而將燃氣渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣 體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和
[0084] 通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0085] (28)根據(jù)前項(27)所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括:
[0086] 通過來自從所述燃氣渦輪排出的燃燒氣體的熱回收而利用排熱回收鍋爐產(chǎn)生蒸 汽的步驟;
[0087] 通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0088] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
[0089] (29)根據(jù)前項(15)、(25)、(26)、(28)的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,還 包括:
[0090] 利用凝汽器將來自所述蒸汽渦輪的蒸汽冷卻并凝汽的步驟;和
[0091] 利用供水泵將所述凝汽水向鍋爐供水的步驟。
[0092] (30) -種分解氣體鍋爐,其特征在于,通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽或 溫水,所述分解氣體是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的。
[0093] (31)根據(jù)前項(30)所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備:分解反應(yīng)部,其配置 有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣體供給單元,其向所述分解反應(yīng) 部供給含有氧化亞氮的燃料氣體,
[0094] 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有 的氧化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的 氧化亞氮被繼續(xù)分解。
[0095] (32)根據(jù)前項(31)所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備流量調(diào)整單元,所述 流量調(diào)整單元對向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量進行調(diào)整,
[0096] 通過調(diào)整向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0097] (33)根據(jù)前項(31)或(32)所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備濃度調(diào)整單 元,所述濃度調(diào)整單元對所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度進行調(diào)整,
[0098] 通過調(diào)整所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0099] (34)根據(jù)前項(33)所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,所述濃度調(diào)整單元通過向 所述燃料氣體中添加氮,來進行所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度調(diào)整。
[0100] (35)根據(jù)前項(32)?(34)的任一項所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備溫度 測定單元,所述溫度測定單元對所述氧化亞氮分解用催化劑或分解氣體的溫度進行測定,
[0101] 基于由所述溫度測定單元得到的測定結(jié)果,進行采用所述流量調(diào)整單元的流量調(diào) 整、或采用所述濃度調(diào)整單元的濃度調(diào)整。
[0102] (36)根據(jù)前項(31)?(35)的任一項所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備預(yù)熱 單元,所述預(yù)熱單元對所述氧化亞氮分解用催化劑進行預(yù)熱,
[0103] 在開始所述氧化亞氮的分解前,進行所述氧化亞氮分解用催化劑的預(yù)熱。
[0104] (37)根據(jù)前項(31)?(36)的任一項所述的分解氣體鍋爐,其特征在于,具備氮氣 供給單元,所述氮氣供給單元向所述分解反應(yīng)部供給氮氣,
[0105] 在停止向所述分解反應(yīng)部的燃料氣體的供給后,向所述分解反應(yīng)部供給氮氣。
[0106] (38) -種分解氣體渦輪,其特征在于,通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0107] (39)根據(jù)前項(38)所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備:分解反應(yīng)部,其配置 有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣體供給單元,其向所述分解反應(yīng) 部供給含有氧化亞氮的燃料氣體,
[0108] 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑分解所述燃料氣體中所含 有的氧化亞氮后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的氧 化亞氮被繼續(xù)分解。
[0109] (40)根據(jù)前項(39)所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備流量調(diào)整單元,所述 流量調(diào)整單元對向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量進行調(diào)整,
[0110] 通過調(diào)整向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0111] (41)根據(jù)前項(39)或(40)所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備濃度調(diào)整單 元,所述濃度調(diào)整單元對所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度進行調(diào)整,
[0112] 通過調(diào)整所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,來進行所述分解氣體的溫度 控制。
[0113] (42)根據(jù)前項(41)所述的分解氣體渦輪,其特征在于,所述濃度調(diào)整單元通過向 所述燃料氣體中添加氮,來進行所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度調(diào)整。
[0114] (43)根據(jù)前項(40)?(42)的任一項所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備溫度 測定單元,所述溫度測定單元對所述氧化亞氮分解用催化劑或分解氣體的溫度進行測定,
[0115] 基于由所述溫度測定單元得到的測定結(jié)果,進行采用所述流量調(diào)整單元的流量調(diào) 整、或采用所述濃度調(diào)整單元的濃度調(diào)整。
[0116] (44)根據(jù)前項(39)?(43)的任一項所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備預(yù)熱 單元,所述預(yù)熱單元對所述氧化亞氮分解用催化劑進行預(yù)熱,
[0117] 在開始所述氧化亞氮的分解前,進行所述氧化亞氮分解用催化劑的預(yù)熱。
[0118] (45)根據(jù)前項(39)?(44)的任一項所述的分解氣體渦輪,其特征在于,具備氮氣 供給單元,所述氮氣供給單元向所述分解反應(yīng)部供給氮氣,
[0119] 在停止向所述分解反應(yīng)部的燃料氣體的供給后,向所述分解反應(yīng)部供給氮氣。
[0120] (46) -種熱輸送裝置,具備:
[0121] 分解氣體鍋爐,其通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是通過 氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的;
[0122] 蒸汽渦輪,其通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0123] 熱泵,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0124] (47) -種熱輸送裝置,具備:
[0125] 分解氣體渦輪,其通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;
[0126] 熱泵,其通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0127] (48)根據(jù)前項(47)所述的熱輸送裝置,其特征在于,還具備:
[0128] 分解熱回收鍋爐,其通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是從 所述分解氣體渦輪排出的;
[0129] 蒸汽渦輪,其通過由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0130] 熱泵,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0131] (49)根據(jù)前項(46)?(48)的任一項所述的熱輸送裝置,其特征在于,還具備:
[0132] 燃氣鍋爐,其通過來自燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是利用從所 述分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒 氣體;
[0133] 蒸汽渦輪,通過由所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0134] 熱泵,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0135] (50)根據(jù)前項(46)?(48)的任一項所述的熱輸送裝置,其特征在于,還具備:
[0136] 燃氣渦輪,其通過燃燒氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣體鍋 爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和
[0137] 熱泵,其通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0138] (51)根據(jù)前項(50)所述的熱輸送裝置,其特征在于,還具備:
[0139] 排熱回收鍋爐,其通過來自燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是從所 述燃氣渦輪排出的;
[0140] 蒸汽渦輪,其通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和
[0141] 熱泵,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而進行熱輸送。
[0142] (52)根據(jù)前項(46)、(48)、(49)、(51)的任一項所述的熱輸送裝置,其特征在于, 還具備:
[0143] 凝汽器,其將來自所述蒸汽渦輪的蒸汽冷卻并凝汽;和
[0144] 供水泵,其將來自所述凝汽器的凝汽水向鍋爐供水。
[0145] (53)根據(jù)前項(46)?(52)的任一項所述的熱輸送裝置,其特征在于,所述熱泵 具備:冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),其循環(huán)冷介質(zhì);壓縮部,其將所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷介質(zhì)壓縮 并送出;冷凝部,其一邊使由所述壓縮部壓縮的冷介質(zhì)冷凝,一邊從該冷介質(zhì)放出熱;膨脹 部,其使由所述冷凝部而放熱的冷介質(zhì)膨脹;和蒸發(fā)部,其一邊使由所述膨脹部膨脹的冷介 質(zhì)蒸發(fā),一邊使該冷介質(zhì)吸收熱,所述壓縮部通過所述蒸汽渦輪、分解氣體渦輪或燃氣渦輪 而驅(qū)動。
[0146] (54)根據(jù)前項(53)所述的熱輸送裝置,其特征在于,所述熱泵具備切換單元,所 述切換單元對所述冷介質(zhì)流動的方向進行切換。
[0147] (55) -種熱輸送方法,包括:
[0148] 通過來自分解氣體的熱回收而利用分解氣體鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述分解氣體 是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的;
[0149] 通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0150] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0151] (56) -種熱輸送方法,具有:
[0152] 通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而將分解氣體渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0153] 通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0154] (57)根據(jù)前項(56)所述的熱輸送方法,其特征在于,還具有:
[0155] 通過來自從所述分解氣體渦輪排出的分解氣體的熱回收而利用分解熱回收鍋爐 產(chǎn)生蒸汽的步驟;
[0156] 通過由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0157] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0158] (58)根據(jù)前項(55)?(57)的任一項所述的熱輸送方法,其特征在于,還包括:
[0159] 通過來自燃燒氣體的熱回收而利用燃氣鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述燃燒氣體是利 用從所述分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時 的燃燒氣體;
[0160] 通過在所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0161] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0162] (59)根據(jù)前項(55)?(57)的任一項所述的熱輸送方法,其特征在于,還包括:
[0163] 通過燃燒氣體而將燃氣渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣 體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和
[0164] 通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0165] (60)根據(jù)前項(59)所述的熱輸送方法,其特征在于,還包括:
[0166] 通過來自從所述燃氣渦輪排出的燃燒氣體的熱回收而利用排熱回收鍋爐產(chǎn)生蒸 汽的步驟;
[0167] 通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和
[0168] 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用熱泵進行熱輸送的步驟。
[0169] (61)根據(jù)前項(55)、(57)、(58)、(60)的任一項所述的熱輸送方法,其特征在于, 還包括:
[0170] 利用凝汽器將來自所述蒸汽渦輪的蒸汽冷卻并凝汽的步驟;和
[0171] 利用供水泵將所述凝汽水向鍋爐供水的步驟。
[0172] (62) -種熱輸送裝置,其特征在于,具備:
[0173] 冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),其循環(huán)冷介質(zhì);
[0174] 吸收液循環(huán)系統(tǒng),其與所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)連接,并且循環(huán)吸收液,所述吸收液吸 收所述冷介質(zhì);
[0175] 冷凝部,其一邊使所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷介質(zhì)冷凝,一邊從該冷介質(zhì)放出 執(zhí).
[0176] 蒸發(fā)部,其一邊使所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷介質(zhì)蒸發(fā),一邊使該冷介質(zhì)吸收 執(zhí).
[0177] 吸收部,其使所述吸收液循環(huán)系統(tǒng)中的吸收液吸收所述已蒸發(fā)的冷介質(zhì);和
[0178] 再生部,其使所述已吸收的冷介質(zhì)從所述吸收液循環(huán)系統(tǒng)中的吸收液蒸發(fā),
[0179] 在所述再生部設(shè)置有加熱所述吸收液的加熱單元,該加熱單元通過由氧化亞氮的 分解產(chǎn)生的分解熱而進行加熱。
[0180] ¢3)根據(jù)前項¢2)所述的熱輸送裝置,其特征在于,在所述冷凝部和/或吸收部 設(shè)置有將所述冷介質(zhì)和/或吸收液冷卻的冷卻單元,該冷卻單元通過與氧化亞氮的絕熱膨 脹相伴的冷卻熱而進行冷卻。
[0181] ¢4)根據(jù)前項¢3)所述的熱輸送裝置,其特征在于,具備填充有所述氧化亞氮的 高壓氣體容器,將從該高壓氣體容器放出并絕熱膨脹了的氧化亞氮氣體向所述冷凝部和/ 或吸收部供給。
[0182] (65)根據(jù)前項(63)所述的熱輸送裝置,其特征在于,具備:
[0183] 分解反應(yīng)部,其配置有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑;
[0184] 第1供給線,其將通過使所述氧化亞氮絕熱膨脹而得到的氧化亞氮氣體向所述冷 凝部和/或吸收部供給;
[0185] 第2供給線,其將從所述冷凝部和/或吸收部排出的氧化亞氮氣體向所述分解反 應(yīng)部供給;和
[0186] 第3供給線,其將通過由所述分解反應(yīng)部分解所述氧化亞氮氣體而得到的氧化亞 氮的分解氣體向所述再生部供給。
[0187] ¢7) -種熱輸送方法,其特征在于,在冷介質(zhì)循環(huán)的冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中,包括:
[0188] 冷凝步驟,其一邊使所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷介質(zhì)冷凝,一邊從該冷介質(zhì)放出 熱;和
[0189] 蒸發(fā)步驟,其一邊使所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)中的冷介質(zhì)蒸發(fā),一邊使該冷介質(zhì)吸收 執(zhí),
[0190] 在與所述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)連接,并且吸收所述冷介質(zhì)的吸收液循環(huán)的吸收液循環(huán) 系統(tǒng)中,包括:
[0191] 吸收步驟,其使所述吸收液循環(huán)系統(tǒng)中的吸收液吸收所述已蒸發(fā)的冷介質(zhì);和
[0192] 再生步驟,其使所述已吸收的冷介質(zhì)從所述吸收液循環(huán)系統(tǒng)中的吸收液蒸發(fā),
[0193] 在所述再生部中,利用通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,加熱所述吸收液。
[0194] ¢8)根據(jù)前項¢7)所述的熱輸送方法,其特征在于,在所述冷凝和/或吸收步驟 中,利用與氧化亞氮的絕熱膨脹相伴的冷卻熱,將所述冷介質(zhì)和/或吸收液冷卻。
[0195] ¢9)根據(jù)前項¢8)所述的熱輸送方法,其特征在于,在所述冷凝和/或吸收步驟 中,利用從填充有所述氧化亞氮的高壓氣體容器放出并絕熱膨脹了的氧化亞氮氣體。
[0196] (70)根據(jù)前項(68)所述的熱輸送方法,其特征在于,利用通過使所述氧化亞氮絕 熱膨脹而得到的氧化亞氮氣體,在所述冷凝和/或吸收步驟中將冷介質(zhì)冷卻后,利用氧化 亞氮分解用催化劑分解所述氧化亞氮氣體,并利用通過分解該氧化亞氮氣體而得到的氧化 亞氮的分解氣體,在所述再生步驟中將吸收液加熱。
[0197] (71) -種熱電聯(lián)供系統(tǒng),組合了:
[0198] 根據(jù)前項(1),?(14)的任一項所述的發(fā)電裝置;和
[0199] 根據(jù)前項(46)?(54)的任一項所述的熱輸送裝置。
[0200] (72)根據(jù)前項(71)所述的熱電聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,還組合了根據(jù)前項¢2)? (65)的任一項所述的熱輸送裝置。
[0201] (73) -種熱電聯(lián)供系統(tǒng),組合了:
[0202] 根據(jù)前項(1)?(14)的任一項所述的發(fā)電裝置;和
[0203] 根據(jù)前項(62)?(65)的任一項所述的熱輸送裝置。
[0204] 如以上那樣,根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種可利用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化 亞氮的發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐以及分解氣體渦輪。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0205] 圖1是表示具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng)圖。
[0206] 圖2是表示具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體渦輪的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng)圖。
[0207] 圖3是表示具備圖1所示的分解氣體鍋爐和圖2所示的分解氣體渦輪的本發(fā)明的 特征部分的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0208] 圖4是表示本發(fā)明的特征部分中的具體動作(控制方法)的一例的流程圖。
[0209] 圖5是使用了圖1所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0210] 圖6是使用了圖2所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0211] 圖7表示在圖2所示的發(fā)電裝置中可追加的分解熱回收鍋爐等的結(jié)構(gòu),(a)是采 用了單軸型的情況的概略系統(tǒng)圖,(b)是采用了多軸型的情況的概略系統(tǒng)圖。
[0212] 圖8是使用了圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0213] 圖9(a)是表示在圖1、圖2或圖7所示的發(fā)電裝置中可追加的燃氣鍋爐等的結(jié)構(gòu) 的概略系統(tǒng)圖,(b)是表示在圖1、圖2或圖7所示的發(fā)電裝置中可追加的燃氣渦輪等的結(jié) 構(gòu)的概略系統(tǒng)圖。
[0214] 圖10是使用了圖9(a)所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0215] 圖11是使用了圖9(b)所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0216] 圖12表示在圖9(b)所示的發(fā)電裝置中可追加的排熱回收鍋爐等的結(jié)構(gòu),(a)是 采用了單軸型的情況的概略系統(tǒng)圖,(b)是采用了多軸型的情況的概略系統(tǒng)圖。
[0217] 圖13是使用了圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置的發(fā)電方法的工序圖。
[0218] 圖14是應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的一例,是表示具備了壓縮式的熱泵的熱 輸送裝置的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng)圖。
[0219] 圖15是應(yīng)用了本發(fā)明的空調(diào)具備的壓縮式的熱泵,(a)是表示制冷時的狀態(tài)的概 略系統(tǒng)圖,(b)是表示供暖時的狀態(tài)的概略系統(tǒng)圖。
[0220] 圖16是應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的另一例,是表示具備了吸收式的熱泵的 熱輸送裝置的結(jié)構(gòu)的模式圖。
[0221] 圖17是表示吸收式的熱泵的變形例的模式圖。
[0222] 圖18是表示在實施例中,氧化亞氮氣體的線速度與反應(yīng)容器內(nèi)的放熱溫度以及 N20的分解率的關(guān)系的圖。

【具體實施方式】
[0223] 以下,對于應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置、發(fā)電方法、分解氣體鍋爐以及分解氣體渦 輪,參照附圖進行詳細說明。
[0224] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置和發(fā)電方法,利用通過氧化亞氮(N20,也稱為一氧化二 氮)的分解而產(chǎn)生的分解熱、分解氣體而得到電力,從而能夠利用作為對地球環(huán)境好的能 源的氧化亞氮。
[0225] 氧化亞氮是在常溫、大氣壓下穩(wěn)定的氣體。另一方面,如果其溫度變?yōu)榧s500°C以 上,則一面放熱一面自我分解(熱分解)。像這樣氧化亞氮的分解是伴隨了放熱的分解(放 熱反應(yīng))。并且,通過與該分解相伴的溫度上升(分解熱)而高溫化了的氧化亞氮的分解氣 體達到約1600°C,因此氧化亞氮可以說是蘊藏著高能量的物質(zhì)。
[0226] 另外,氧化亞氮在利用催化劑進行分解時,可以將其分解開始溫度降低至例如 350?400°C左右。并且,氧化亞氮的分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,能 夠使之后供給的氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。另外,利用催化劑分解了的氧化亞氮,一面放 熱一面變?yōu)榈∟2)和氧(02)的混合氣體(分解氣體)。
[0227] 本發(fā)明人基于這樣的見解,發(fā)現(xiàn)通過利用由氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱、分 解氣體,能夠利用上述的作為代替以往的火力發(fā)電、核能發(fā)電的替代能源的氧化亞氮,進一 步反復(fù)認真研究的結(jié)果,終于完成了本發(fā)明。
[0228] 以下,作為本發(fā)明的實施方式對于圖1和圖2所示的發(fā)電裝置和使用了它的發(fā)電 方法進行說明。
[0229] 圖1是表示具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng) 圖。該發(fā)電裝置利用通過氧化亞氮(N 20)的分解而產(chǎn)生的分解熱得到電力。
[0230] 具體來說,該圖1所示的發(fā)電裝置大致具備:分解氣體鍋爐1,其通過來自分解氣 體(N 2、o2)的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的;蒸汽渦輪 2,其通過由分解氣體鍋爐1產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;發(fā)電機3,其通過蒸汽渦輪2的驅(qū)動而 發(fā)電;凝汽器4,其將來自蒸汽渦輪2的蒸汽冷卻并凝汽;和供水泵5,其將來自凝汽器4的 凝汽水向分解氣體鍋爐1供水。
[0231] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1具備:分解反應(yīng)部6,其分解氧化亞氮;和蒸 汽發(fā)生部7,其通過與由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體的熱交換而產(chǎn)生蒸汽。
[0232] 另一方面,圖2是表示具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體渦輪11的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)的 概略系統(tǒng)圖。該發(fā)電裝置利用通過氧化亞氮(N 20)的分解而產(chǎn)生的分解氣體(N2、02)得到 電力。
[0233] 具體來說,該圖2所示的發(fā)電裝置大致具備:分解氣體渦輪11,其通過由氧化亞氮 的分解產(chǎn)生的分解氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和發(fā)電機12,其通過分解氣體渦輪11的驅(qū)動而發(fā)電。
[0234] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體渦輪11具備:分解反應(yīng)部13,其分解氧化亞氮; 和渦輪部14,其將通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解氣體從噴嘴(靜葉片)吹到渦輪葉片 (動葉片),由此使渦輪軸旋轉(zhuǎn)而得到動力。
[0235] 這些圖1和圖2所示的分解氣體鍋爐1和分解氣體渦輪11,作為本發(fā)明的特征部 分,具備上述的分解氧化亞氮的分解反應(yīng)部6、13。即,這些分解反應(yīng)部6、13取代了燃燒器 (燃燒反應(yīng)部),所述燃燒器具備以往的利用使化石燃料等燃燒時的燃燒熱而產(chǎn)生蒸汽的 燃氣鍋爐、以往的利用使化石燃料等燃燒時的燃燒氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的燃氣渦輪。
[0236] 具體來說,本發(fā)明的特征部分,例如如圖3所示,具備:分解反應(yīng)器(與上述分解反 應(yīng)部6、13相對應(yīng))22,其配置有分解氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑(以下簡單稱為催 化劑)21 ;燃料氣體供給線(燃料氣體供給單元)23,其向分解反應(yīng)器22供給含有氧化亞氮 (N20)的燃料氣體;氮氣供給線(氮氣供給單元)24,其向分解反應(yīng)器22供給氮氣(N 2);流 量調(diào)整部(流量調(diào)整單元)25,其調(diào)整向分解反應(yīng)器22供給的燃料氣體的流量;溫度測定 器(溫度測定單元)26,其測定催化劑21的溫度;和控制部27 (控制單元)27,其進行各部 的控制。
[0237] 分解反應(yīng)器22具有下述結(jié)構(gòu):具備在其內(nèi)側(cè)收納了催化劑21的主體部(分解反 應(yīng)室)22a,并設(shè)置有向該主體部22a的一端側(cè)導(dǎo)入燃料氣體的氣體導(dǎo)入口 22b、和向該主體 部22a的另一端側(cè)排出分解氣體的氣體排出口 22c。
[0238] 再者,對于分解反應(yīng)器22的材質(zhì),優(yōu)選使用耐熱性和耐氧化性優(yōu)異的材質(zhì),特別 是對于由于分解氣體而暴露在高溫高壓的氣體排出口 22c側(cè)的部件等,優(yōu)選使用可充分承 受高溫高壓下的熱疲勞、氧化等的材質(zhì)。作為這樣的材料,例如可舉出不銹鋼、Ni基合金、 Co基合金等。另外,可以使用陶瓷、碳化硅(SiC)等作為隔熱材料。并且,可以使用它們的 復(fù)合材料。另外,分解反應(yīng)器22可以具備通過水冷、氣冷等而強制地進行冷卻的機構(gòu)。
[0239] 催化劑21優(yōu)選使用能夠在寬的溫度區(qū)域(特別是低溫區(qū)域)效率良好地分解氧 化亞氮,并且可充分承受高溫下的熱疲勞、氧化等的催化劑。作為這樣的氧化亞氮的分解效 率高、耐熱性和耐氧化性優(yōu)異的催化劑,可以使用例如后述的「日本特開2002-153734號公 報」、「日本特開2002-253967號公報」所公開的催化劑等。
[0240] 具體來說,可以使用以下的〔1〕?〔6〕所示的任一催化劑。
[0241] 〔 1〕鋁(A1)、鎂(Mg)、和銠(Rh)擔載于載體的催化劑。
[0242] 〔2〕鎂(Mg)和銠(Rh)擔載于氧化鋁(A1203)載體的催化劑。
[0243] 〔3〕在由鋁(A1)的至少一部分與鎂(Mg)形成有尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載 體上,擔載有銠(Rh)的催化劑。
[0244] 〔4〕選自鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Μη)和鎳(Ni)中的至少1種金屬、鋁(A1)、和銠(Rh) 擔載于載體的催化劑。
[0245] 〔5〕選自鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Μη)和鎳(Ni)中的至少1種金屬以及銠(Rh)擔載 于氧化鋁(A120 3)載體的催化劑。
[0246] 〔6〕在由鋁(A1)的至少一部分與選自鋅(Zn)、鐵(Fe)、錳(Μη)和鎳(Ni)中的至 少1種金屬形成有尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體上擔載有銠(Rh)的催化劑。
[0247] 另外,在本發(fā)明中,可以合適地使用:在選自二氧化硅(Si02)、二氧化硅-氧化鋁 (Si0 2-Al203)中的載體上,擔載選自銠(Rh)、釕(Ru)、鈀(Pd)中的至少1種貴金屬而成的催 化劑等。通過使用這樣的催化劑21,能夠?qū)⒀趸瘉喌越咏?00%的分解效率分解為氮和 氧。特別是使用了在包含二氧化硅(Si0 2)或二氧化硅-氧化鋁(Si02-Al203)的載體上擔載 了銠(Rh)的催化劑的情況下,能夠幾乎不產(chǎn)生一氧化氮(N0)、二氧化氮(N0 2)等這些%氣 體,將氧化亞氮大致完全地分解為氮和氧。
[0248] 并且,催化劑21可以例示在涂布(wash coat) 了氧化鋁的堇青石和金屬蜂窩或多 孔質(zhì)陶瓷的載體上,以質(zhì)量分數(shù)為2?3%浸滲了對氮氧化物的分解有效的銠而成的催化 齊[J,和在氧化鋁、堇青石或碳化硅的陶瓷制蜂窩結(jié)構(gòu)體上,形成包含氧化鋁的載體層,并在 該載體層上擔載了對氮氧化物的分解有效的銠而成的催化劑等,但并不一定限定于這些。
[0249] 另外,作為其他的催化劑21,例如也可以使用將在己二酸的制造工序、硝酸的制造 工序等被排出的排氣中的氧化亞氮分解除去時所使用的催化劑等。作為這樣的催化劑,例 如,可以舉出以ΜΑ1 2〇3(Μ為Pd、Cu、Cu/Mg、Cu/Zn、Cu/Zn/Mg的任一種)表示,在以10?30 質(zhì)量%的比例含有Μ的氧化鋁載體上,以0. 1?2質(zhì)量%的比例擔載了貴金屬的催化劑。
[0250] 對于催化劑21的形狀,并不特別限定,例如,可以從粉末狀、顆粒狀、球團狀、蜂窩 狀、多孔質(zhì)狀、粉碎狀、網(wǎng)狀、板狀、片狀的形狀等任意的形狀之中適當選擇使用最適合的形 狀和尺寸的催化劑。
[0251] 另外,對于催化劑21向主體部22a的填充方法、適合于催化劑21的主體部22a的 形狀等,也可以與上述分解氣體鍋爐1和分解氣體渦輪11具備的分解反應(yīng)部6、13的設(shè)計 相適合地任意實施。
[0252] 分解反應(yīng)器22,可以設(shè)為能夠與催化劑21的隨時間劣化相適合地更換催化劑 21 (根據(jù)情況連同主體部22a-起)的結(jié)構(gòu)。另外,也可以使用從性能下降了的催化劑21 中將貴金屬成分提取純化并回收后,將該已回收的貴金屬擔載于新的載體的催化劑作為再 生催化劑。
[0253] 在分解反應(yīng)器22設(shè)置有加熱上述催化劑21的加熱器(預(yù)熱單元)28。該加熱器 28用于在氧化亞氮的分解開始前、即向分解反應(yīng)器22供給燃料氣體前,將催化劑21預(yù)先加 熱(預(yù)熱)至氧化亞氮能夠分解的溫度(分解開始溫度)。
[0254] 例如圖3所示的加熱器28,在與催化劑21的周圍接觸的狀態(tài)下配置于主體部22a 的內(nèi)側(cè)。另外,加熱器28介由供電線路29與電源(未圖示)連接,能夠通過來自該電源的 電力供給而放熱。另外,作為加熱器28,可以使用電阻加熱方式、感應(yīng)加熱方式的加熱器等。
[0255] 再者,對于催化劑21的加熱方法,不限于這樣的通過配置于主體部22a的內(nèi)側(cè)的 加熱器28來加熱催化劑21的方法,也可以采用通過配置于主體部22a的外側(cè)的加熱器28 來加熱催化劑21的方法。該情況下,能夠通過加熱器28來加熱主體部22a,并通過來自該 主體部22a的輻射、熱傳導(dǎo)等來加熱催化劑21。
[0256] 另外,作為催化劑21的加熱方法,也可以采用通過向催化劑21直接供給電力來加 熱該催化劑21的方法。除此以外,對于催化劑21的加熱方法,并沒有特別限定,可以從加 熱催化劑21的方法之中適當選擇采用。
[0257] 燃料氣體供給線23是其一端側(cè)介由流量調(diào)整部25而與分解反應(yīng)器22的入口側(cè) (氣體導(dǎo)入口 22b)連接的配管(流路),在其另一端側(cè),介由燃料氣體開閉閥30而連接有 燃料氣體供給源31。
[0258] 燃料氣體開閉閥30是用于開閉燃料氣體供給線23、進行來自燃料氣體供給源31 的燃料氣體的供給/阻斷的裝置(開閉單元)。另外,燃料氣體開閉閥30,可以使用不僅能 夠開閉燃料氣體供給線23,還能夠調(diào)整其開度(包含壓力等)的裝置等。
[0259] 并且,燃料氣體開閉閥30,也可以使用附有能夠控制其流量的流量調(diào)整的控制閥 (流量調(diào)整閥)。并且,該燃料氣體開閉閥30與控制部27電連接,能夠通過該控制部27來 驅(qū)動控制燃料氣體開閉閥30。
[0260] 再者,對于該燃料氣體開閉閥30,不限于使用了上述的附有流量調(diào)整的控制閥 (流量調(diào)整閥)的結(jié)構(gòu),也可以設(shè)為除了開閉燃料氣體供給線23的閥(開閉閥)以外,設(shè)置 有調(diào)節(jié)器(流量調(diào)整器)等的結(jié)構(gòu),所述調(diào)節(jié)器調(diào)整在燃料氣體供給線23內(nèi)流動的燃料氣 體的流量。
[0261] 燃料氣體供給源31,供給含有氧化亞氮的燃料氣體,因此具有暫時儲存燃料氣體 的燃料氣體儲存部,在該燃料氣體儲存部,配置有填充了氧化亞氮的高壓氣體容器(例如 缸、罐、集合容器等)31a。并且,該燃料氣體供給源31,通過將燃料氣體開閉閥30打開,能 夠從高壓氣體容器31a向燃料氣體供給線23供給含有氧化亞氮的燃料氣體。
[0262] 氮氣供給線24是其一端側(cè)被連接于與燃料氣體供給線23的流量調(diào)整部25相比 靠上游側(cè)的配管(流路),在其另一端側(cè),介由氮氣開閉閥32連接有氮氣供給源33。另外, 氮氣供給線24具有作為濃度調(diào)整單元的功能,其通過向燃料氣體供給線23導(dǎo)入氮氣,來調(diào) 整燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度。
[0263] 氮氣開閉閥32是用于開閉氮氣供給線24、進行來自氮氣供給源33的氮氣的供給 /阻斷的裝置(開閉單元)。另外,氮氣開閉閥32,可以使用不僅能夠開閉氮氣供給線24, 還能夠調(diào)整其開度(包含壓力等)的裝置等。
[0264] 并且,為調(diào)整向燃料氣體供給線23供給的氮氣的供給量,氮氣開閉閥32優(yōu)選使用 附有能夠控制其流量的流量調(diào)整的控制閥(流量調(diào)整閥)。并且,該氮氣開閉閥32與控制 部27電連接,能夠通過該控制部27來驅(qū)動控制氮氣開閉閥32。
[0265] 再者,關(guān)于該氮氣開閉閥32,不限于使用了上述的附有流量調(diào)整的控制閥(流量 調(diào)整閥)的結(jié)構(gòu),也可以設(shè)為與開閉氮氣供給線24的閥(開閉閥)分開地設(shè)置有調(diào)節(jié)器 (流量調(diào)整器)等的結(jié)構(gòu),所述調(diào)節(jié)器調(diào)整在氮氣供給線24內(nèi)流動的氮氣的流量。
[0266] 氮氣供給源33具有暫時儲存氮氣的氮氣儲存部,在該氮氣儲存部配置有填充了 氮的高壓氣體容器(例如缸、管、集合容器等)33a。并且,該氮氣供給源33,通過將氮氣開 閉閥32打開,能夠從高壓氣體容器33a向氮氣供給線24供給氮氣。
[0267] 流量調(diào)整部25,只要能夠調(diào)整從燃料氣體供給線23向分解反應(yīng)器22導(dǎo)入的燃料 氣體的流量(導(dǎo)入量)即可,例如可以使用調(diào)節(jié)器(流量調(diào)整器)、附有流量調(diào)整的控制閥 (流量調(diào)整閥)等。并且,該流量調(diào)整部25與控制部27電連接,能夠通過該控制部27來驅(qū) 動控制流量調(diào)整部25。
[0268] 再者,流量調(diào)整部25,設(shè)置測量在該流量調(diào)整部25內(nèi)流動的燃料氣體的流量的流 量計(流量測量單元),或使用附有這樣的流量計的調(diào)節(jié)器、控制閥等,也能夠精度良好地 進行向分解反應(yīng)器22導(dǎo)入的燃料氣體的流量調(diào)整。
[0269] 溫度測定器26直接或間接地測定上述催化劑21的溫度,與控制部27電連接,向 該控制部27輸出測定結(jié)果(測定數(shù)據(jù))。
[0270] 例如圖3所示的溫度測定器26,安裝于分解反應(yīng)器22的主體部22a,能夠在與催 化劑21接觸的狀態(tài)下,測定該催化劑21的下游側(cè)的溫度。
[0271] 在使用了催化劑21的氧化亞氮的分解中,在氧化亞氮通過該催化劑21中的期間 氧化亞氮被分解,因此一般來說催化劑21的下游(氣體排出口 22c)側(cè)的溫度變得比上游 (氣體導(dǎo)入口 22b)側(cè)的溫度高。因此,在防止由于分解氣體而暴露在高溫高壓的催化劑21、 氣體排出口 22c側(cè)的部件等的劣化(例如熱疲勞、氧化等),特別是防止氧化亞氮由于分解 氣體中含有氧從而與該氧的反應(yīng)(氧化)方面,優(yōu)選測定上述的催化劑21的下游(氣體排 出口 22c)側(cè)的溫度。
[0272] 另一方面,溫度測定器26不限于上述的圖3所示的結(jié)構(gòu),也可以設(shè)為測定催化劑 21的上游(氣體導(dǎo)入口 22b)側(cè)的溫度的結(jié)構(gòu)。這在開始氧化亞氮的分解前,檢測通過上述 加熱器28而被加熱了的催化劑21是否被加熱至上述分解開始溫度方面優(yōu)選。并且,基于 采用該溫度測定器26得到的測定結(jié)果,在催化劑21被加熱至上述分解開始溫度時,將采用 上述加熱器28的加熱停止即可。由此,能夠效率良好地進行采用上述加熱器28的加熱。
[0273] 再者,對于測定催化劑21的溫度的位置,并不一定限定于上述的位置,例如,為測 定催化劑21的平均溫度,也可以測定催化劑21的中央部分的溫度,和/或分別測定這些多 個位置的溫度。
[0274] 另外,溫度測定器26不限于直接測定催化劑21的溫度的結(jié)構(gòu),例如也可以通過測 定收納了催化劑21的主體部22a的溫度,來間接地測定催化劑21的溫度。
[0275] 另外,溫度測定器26不限于上述的直接或間接地測定催化劑21的溫度的結(jié)構(gòu),也 可以設(shè)為直接或間接地測定從上述分解反應(yīng)器22的氣體排出口 22c排出的分解氣體的溫 度的結(jié)構(gòu)。并且,也可以設(shè)為測定這些催化劑21和分解氣體兩方的溫度的結(jié)構(gòu)。
[0276] 再者,對于溫度測定器26,可以采用例如使用了熱電偶的溫度計、輻射溫度計等的 非接觸式的溫度計、數(shù)據(jù)記錄儀等,但并不一定限定于這些裝置,除此以外也可以從能夠測 定催化劑21、分解氣體的溫度的裝置中適當選擇使用。
[0277] 控制部27包含計算機(CPU)等,基于來自溫度測定器26的測定結(jié)果(測定數(shù)據(jù)), 按照記錄在內(nèi)部的控制程序,進行對于上述的流量調(diào)整部25和/或燃料氣體供給線30、氮 氣開閉閥32的控制等。
[0278] 具體來說,在上述分解反應(yīng)器22中,為了持續(xù)地進行使用了上述催化劑21的氧化 亞氮的分解,控制分解氣體的溫度變得很重要。
[0279] S卩,如果分解氣體的溫度過高,則存在導(dǎo)致如上所述由于分解氣體而暴露在高溫 高壓的催化劑21、氣體排出口 22c側(cè)的部件等的劣化(例如熱疲勞、氧化等)的可能性。另 一方面,如果分解氣體的溫度過低,則存在難以使氧化亞氮的自我分解持續(xù)的可能性。并 且,氧化亞氮不分解而從分解反應(yīng)器22的氣體排出口 22c排出,或者根據(jù)情況而產(chǎn)生上述 的N0X氣體。這些氣體也成為上述的全球溫室化、大氣污染的原因。
[0280] 因此,控制部27優(yōu)選在上述分解反應(yīng)器22中使用了催化劑21的氧化亞氮的分解 持續(xù)的范圍,進行分解氣體的溫度控制,以不使這樣的問題發(fā)生。
[0281] 在此,作為控制分解氣體的溫度的方法,可舉出:(1)調(diào)整向分解反應(yīng)器22供給的 燃料氣體的流量的方法;和(2)調(diào)整燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度的方法。
[0282] 其中,在使用了上述(1)的方法中,基于來自上述溫度測定器26的測定結(jié)果,上述 控制部27控制流量調(diào)整部25,進行從燃料氣體供給線23向分解反應(yīng)器22供給的燃料氣體 的流量調(diào)整。
[0283] 具體來說,在提高分解氣體的溫度的情況下,進行將從燃料氣體供給線23向分解 反應(yīng)器22供給的燃料氣體的流量相對地提高的控制。由此,能夠增加向分解反應(yīng)器22導(dǎo) 入的燃料氣體的導(dǎo)入量,并通過由該分解反應(yīng)器22分解的氧化亞氮的分解量(分解熱)的 增加而相對地提高分解氣體的溫度。
[0284] 另一方面,在降低分解氣體的溫度的情況下,進行將向分解反應(yīng)器22供給的燃料 氣體的流量相對地降低的控制。由此,能夠減少向分解反應(yīng)器22導(dǎo)入的燃料氣體的導(dǎo)入 量,并通過由該分解反應(yīng)器22分解的氧化亞氮的分解量(分解熱)的減少而相對地降低分 解氣體的溫度。
[0285] 如以上那樣,在上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分,能夠一邊通過上述控制部27 來控制分解氣體的溫度,一邊使在上述分解反應(yīng)器22中使用了催化劑21的氧化亞氮的分 解持續(xù)地進行。
[0286] 另一方面,在使用了上述(2)的方法中,基于來自上述溫度測定器26的測定結(jié)果, 上述控制部27控制上述氮氣開閉閥32,進行從氮氣供給線24向燃料氣體供給線23供給的 氮氣的流量調(diào)整。
[0287] 具體來說,在提高分解氣體的溫度的情況下,進行將燃料氣體中所含有的氧化亞 氮的濃度相對地提高的控制。即,進行將從氮氣供給線24向燃料氣體供給線23供給的氮氣 的流量相對地降低的、或?qū)牡獨夤┙o線24向燃料氣體供給線23的氮氣的供給停止的控 制。由此,能夠停止向在燃料氣體供給線23內(nèi)流動的燃料氣體添加氮氣或減少其添加量, 相對地提高該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度。并且,能夠通過與此相伴由分解反應(yīng) 器22分解的氧化亞氮的分解量(分解熱)增加而相對地提高分解氣體的溫度。
[0288] 另一方面,在降低分解氣體的溫度的情況下,進行將燃料氣體中所含有的氧化亞 氮的濃度相對地降低的控制。即,進行將從氮氣供給線24向燃料氣體供給線23供給的氮 氣的流量相對地提高的、或?qū)牡獨夤┙o線24向燃料氣體供給線23的氮氣的供給開始的 控制。由此,能夠向在燃料氣體供給線23內(nèi)流動的燃料氣體添加氮氣或增加其添加量,一 邊用氮氣稀釋該燃料氣體中所含有的氧化亞氮,一邊相對地降低氧化亞氮的濃度。并且,能 夠通過與此相伴由分解反應(yīng)器22分解的氧化亞氮的分解量(分解熱)減少而相對地降低 分解氣體的溫度。
[0289] 再者,在使用了上述(2)的方法中,除了上述的氮氣以外,也可以通過例如將氦 (He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氙(Xe)、氪(Ke)等的惰性氣體和/或空氣(包含干燥空氣)等向燃 料氣體中添加,來調(diào)整該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度。
[0290] 如以上那樣,在上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分,能夠一邊控制分解氣體的溫 度,一邊使在上述分解反應(yīng)器22中使用了催化劑21的氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。
[0291] 再者,在上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分,也可以將使用了上述(1)、(2)的方法 組合,進行上述的分解氣體的溫度控制。并且,這些使用了上述(1)、(2)的方法,能夠?qū)⑸?述的分解氣體的溫度控制以簡便的結(jié)構(gòu),并且穩(wěn)定地進行。另一方面,在本發(fā)明中,并不一 定限定于使用了上述(1)、(2)的方法,也可以采用除此以外的方法,進行分解氣體的溫度 控制。
[0292] 另外,在本發(fā)明中,可以設(shè)置測量上述分解氣體中的N0X濃度的N0X計(N0 X測量單 元)。該情況下,能夠通過測量上述分解氣體中所含有的未分解的氧化亞氮(N2o)、一氧化 氮(N0)、二氧化氮(N0 2)等這些N0X氣體的濃度,從而精度良好地進行上述的分解氣體的溫 度控制。
[0293] 并且,在本發(fā)明中,也可以設(shè)置將分解氣體中所含有的N0J余去的單元(N0J余去單 元)。作為N0 X除去單元,例如,可以使用脫硝裝置等,所述脫硝裝置向含有NOx的分解氣體 中添加氨(NH 3),通過脫硝用催化劑使氨與N0X選擇性地反應(yīng)(還原),分解為水(H20)和氮 (N 2)。再者,對于脫硝用催化劑,從以往公知的催化劑之中選擇使用最適合的催化劑即可。 另外,作為N0X除去單元,也可以使用能夠?qū)⒎纸鈿怏w中所含有的N0 X直接分解的N0X分解 用催化劑。
[0294] 另外,在上述分解反應(yīng)器22中,將使用了上述催化劑21的氧化亞氮的分解停止的 情況下,優(yōu)選在將向上述分解反應(yīng)器22的燃料氣體的供給停止后,向上述分解反應(yīng)器22供 給氮氣。
[0295] 這是由于將向上述分解反應(yīng)器22的燃料氣體的供給剛停止后,在催化劑21內(nèi)滯 留有分解氣體,有可能通過該分解氣體所含有的氧使催化劑21劣化。
[0296] 該情況下,控制部27通過進行將上述燃料氣體開閉閥30關(guān)閉的控制,而將向上述 分解反應(yīng)器22的燃料氣體的供給停止,僅使從上述氮氣供給線24供給的氮氣向上述分解 反應(yīng)器22導(dǎo)入。
[0297] 由此,向上述分解反應(yīng)器22導(dǎo)入的氮氣,將滯留在催化劑21內(nèi)的分解氣體擠出, 從而能夠?qū)⒃摐粼诖呋瘎?1內(nèi)的分解氣體除去。并且,控制部27向上述分解反應(yīng)器22 以一定的時間、即對于將滯留在催化劑21內(nèi)的分解氣體除去而言充分的時間供給氮氣后, 進行將上述氮氣開閉閥32關(guān)閉的控制,將向上述分解反應(yīng)器22的氮氣的供給停止。
[0298] 由此,能夠防止由催化劑21的氧導(dǎo)致的劣化,能夠延長該催化劑21的壽命。另外, 能夠減少更換上述的催化劑21的頻率(延長更換周期)。并且,使用了該方法的情況下,能 夠在使氧化亞氮的分解暫時停止后,容易地再次開始氧化亞氮的分解。
[0299] 再者,使上述的氧化亞氮的分解停止的情況下,除了上述氮氣以外,也可以將例如 他、他36、41'、&等的惰性氣體和/或空氣(包含干燥空氣)等向分解反應(yīng)器22導(dǎo)入。 [0300] 在此,一邊參照圖4所示的流程圖,一邊對于本發(fā)明的特征部分的具體動作(控制 方法)的一例進行說明。
[0301] 在本發(fā)明的特征部分,首先,在步驟S101中,在開始氧化亞氮的分解前,驅(qū)動加熱 器28,加熱(預(yù)熱)催化劑21。
[0302] 接著,在步驟S102中,基于溫度測定器26測定出的催化劑21的溫度,控制部27 進行催化劑21是否被加熱至分解開始溫度的判定。并且,在判定為催化劑21已被加熱至 分解開始溫度的情況下,向步驟S103推進,在該步驟S103中,將加熱器28的驅(qū)動停止。另 一方面,在判定為催化劑未被加熱至分解開始溫度的情況下,繼續(xù)通過加熱器28加熱催化 劑21,直到催化劑21達到分解開始溫度為止。
[0303] 接著,在步驟S104中,向分解反應(yīng)器22供給燃料氣體,在該分解反應(yīng)器22中進行 使用了催化劑21的氧化亞氮的分解。再者,關(guān)于向分解反應(yīng)器22供給的燃料氣體的流量、 該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度等,成為預(yù)先設(shè)定的值。
[0304] 接著,在步驟S105中,基于溫度測定器26測定出的催化劑21 (或分解氣體)的溫 度,控制部27進行催化劑21 (或分解氣體)的溫度是否超過預(yù)先設(shè)定的值(范圍)的判 定。并且,在判定為催化劑21 (或分解氣體)的溫度超過了設(shè)定值(范圍)的情況下,向步 驟S106推進。另一方面,在判定為催化劑21 (或分解氣體)的溫度處于設(shè)定值(范圍)的 情況下,向步驟S110推進。
[0305] 接著,在步驟S106中,控制部27進行催化劑21 (或分解氣體)的溫度與設(shè)定值 (范圍)相比高或低的判定(比較)。
[0306] 并且,在判定為催化劑21 (或分解氣體)的溫度與設(shè)定值(范圍)相比高的情況 下,向步驟S107推進,在該步驟S107中,控制部27將向分解反應(yīng)器22供給的燃料氣體的 流量、或該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度向降低方向進行調(diào)整。并且,調(diào)整后向步驟 S109推進。
[0307] 另一方面,在判定為催化劑21(或分解氣體)的溫度與設(shè)定值(范圍)相比低的 情況下,向步驟S108推進,在該步驟S108中,控制部27將向分解反應(yīng)器22供給的燃料氣 體的流量、或該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度向提高方向進行調(diào)整。并且,調(diào)整后向 步驟S109推進。
[0308] 在這些步驟S107或步驟S108中的調(diào)整中,例如,將向分解反應(yīng)器22供給的燃料 氣體的流量的設(shè)定值、或該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度的設(shè)定值在能夠調(diào)整的范 圍分為規(guī)定的階段數(shù),將該設(shè)定值與現(xiàn)階段相比降低或提高一階段而進行。
[0309] 接著,在步驟S109中,基于溫度測定器26測定出的催化劑21 (或分解氣體)的溫 度,控制部27進行催化劑21(或分解氣體)的溫度是否回到了設(shè)定值(范圍)的判定。并 且,在判定為催化劑21(或分解氣體)的溫度回到了設(shè)定值(范圍)的情況下,向步驟S110 推進。
[0310] 另一方面,在判定為催化劑21 (或分解氣體)的溫度沒有回到設(shè)定值(范圍)的 情況下,返回步驟S106,再次進行催化劑21 (或分解氣體)的溫度與設(shè)定值(范圍)相比高 或低的判定(比較)后,向步驟S107或S108推進,將向上述分解反應(yīng)器22供給的燃料氣 體的流量的設(shè)定值、或該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度的設(shè)定值向進一步降低或提 高一階段的方向進行調(diào)整。并且,向步驟S109推進,進行催化劑21 (或分解氣體)的溫度 是否回到了設(shè)定值(范圍)的判定,反復(fù)進行那樣的調(diào)整,直到催化劑21(或分解氣體)的 溫度回到設(shè)定值(范圍)。另外,反復(fù)進行了這樣的調(diào)整的結(jié)果,在超過了能夠調(diào)整的范圍 的情況下,控制部27判定為異常并強制地向步驟S110推進(在圖4中未圖示)。
[0311] 接著,在步驟S110中,控制部27進行是否將燃料氣體的供給停止的判定。作為 將燃料氣體的供給停止的情況,例如,可舉出從外部接受停止命令的情況、在上述步驟S109 中被判定為異常的情況等。并且,停止燃料氣體的供給的情況下,向步驟S111推進。另一 方面,不停止燃料氣體的供給的情況下,返回步驟S105,繼續(xù)通過溫度測定器26測定催化 齊IJ 21 (或分解氣體)的溫度。
[0312] 接著,在步驟S111中,在停止了燃料氣體的供給后,向步驟S112推進,在該步驟 S112中,向分解反應(yīng)器22供給氮氣。由此,氮氣能夠?qū)粼诖呋瘎?1內(nèi)的分解氣體擠 出,從而將該滯留在催化劑21內(nèi)的分解氣體除去。
[0313] 如以上那樣,在上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分,能夠一邊控制分解氣體的溫 度,一邊使上述在分解反應(yīng)器22中使用了催化劑21的氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。
[0314] 再者,在本發(fā)明中,將上述的溫度測定器26測定出的測定數(shù)據(jù)和基于該測定數(shù)據(jù) 的控制部27的判定結(jié)果,例如,可以表示于省略圖示的檢測器,或者向打印機輸出。另外, 不限于上述的采用控制部27的自動控制,例如,也可以進行通過操作員等的手動控制。
[0315] 另外,在上述的步驟S109中被判定為異常的情況下,可以根據(jù)需要告知該主旨。 關(guān)于告知方法,并沒有特別限定,例如,可以發(fā)出警報、或者進行提示。
[0316] 在上述圖1所示的分解氣體鍋爐1和上述圖2所示的分解氣體渦輪11中,具備與 以上那樣的本發(fā)明的特征部分同樣的結(jié)構(gòu),由此能夠一邊控制上述的分解氣體的溫度,一 邊持續(xù)地進行氧化亞氮的分解。
[0317] S卩,具備這些本發(fā)明的特征部分的分解氣體鍋爐1和分解氣體渦輪11,向上述分 解反應(yīng)部6、13供給含有氧化亞氮的燃料氣體,在該分解反應(yīng)部6、13中,使用上述催化劑21 分解了燃料氣體中所含有的氧化亞氮后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,能夠 使之后供給的燃料氣體中的氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。
[0318] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電方法,如圖5所示,具有:步驟S1-1,其通過來自分解氣體的 熱回收而利用分解氣體鍋爐1產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的; 步驟S1-2,其通過在分解氣體鍋爐1產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和步驟S1-3,其 通過蒸汽渦輪2的驅(qū)動而利用發(fā)電機3發(fā)電。
[0319] 具體來說,在上述圖1所示的分解氣體鍋爐1中,將通過分解氧化亞氮而產(chǎn)生的高 溫高壓的分解氣體從上述分解反應(yīng)部6向上述蒸汽發(fā)生部7供給。由此,在上述蒸汽發(fā)生 部7中,能夠通過與分解氣體的熱交換而產(chǎn)生蒸汽。
[0320] 并且,具備上述分解氣體鍋爐1的發(fā)電裝置,通過由上述分解氣體鍋爐1(蒸汽發(fā) 生部7)產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪2旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。并且,能夠通過將與該蒸汽渦輪2連結(jié)的發(fā) 電機3驅(qū)動來得到電力。
[0321] 并且,從蒸汽渦輪2排出的蒸汽,用凝汽器4冷卻并凝汽后,用供水泵5向分解氣 體鍋爐1供水,再次利用分解氣體鍋爐1通過與分解氣體的熱交換而產(chǎn)生蒸汽并進行循環(huán)。
[0322] 再者,在上述分解氣體鍋爐1中,關(guān)于上述的本發(fā)明的特征部分,并不一定限定于 上述圖3所示的結(jié)構(gòu)。即,在將上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分應(yīng)用于上述分解氣體鍋 爐1的情況下,可以適合于鍋爐的形式、大小等而添加適當變更。
[0323] 例如,分解反應(yīng)器22,可以適合于上述分解氣體鍋爐1的設(shè)計而適當變更其形狀、 數(shù)量、配置等。另外,對于與該分解反應(yīng)器22連接的燃料氣體供給線23和/或氮氣供給線 24、流量調(diào)整部25、溫度測定器26、控制部27、加熱器28、供電線路29、燃料氣體開閉閥30、 燃料氣體供給源31、氮氣開閉閥32、氮氣供給源33等,也可以適合于上述分解氣體鍋爐1 的設(shè)計而添加適當變更。
[0324] 另一方面,在上述分解氣體鍋爐1中,對于上述的本發(fā)明的特征部分以外的結(jié)構(gòu), 可以具有與現(xiàn)有的燃氣鍋爐等同樣的結(jié)構(gòu)。例如,對于應(yīng)用本發(fā)明的分解氣體鍋爐1的本 發(fā)明的特征部分以外的結(jié)構(gòu),可以使用與以往的圓筒形鍋爐、水管鍋爐等同樣形式的結(jié)構(gòu)。 再者,對于圓筒形鍋爐,例如,可舉出爐筒鍋爐、煙管鍋爐、爐筒煙管鍋爐、立式鍋爐等。另一 方面,對于水管鍋爐,例如,可舉出自然循環(huán)式、強制循環(huán)式、貫流式的水管鍋爐等。
[0325] 另外,上述分解氣體鍋爐1,成為從上述分解反應(yīng)部6向上述蒸汽發(fā)生部7供給分 解氣體,在該蒸汽發(fā)生部7中通過與分解氣體的熱交換而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu),但并不一定限 定于這樣的結(jié)構(gòu)。例如,在本發(fā)明中,也可以將上述分解反應(yīng)部6與上述蒸汽發(fā)生部7-體 地構(gòu)成,在這些分解反應(yīng)部6與蒸汽發(fā)生部7之間進行熱交換,從而產(chǎn)生蒸汽。
[0326] 具體來說,可以在上述分解反應(yīng)部6 (分解反應(yīng)器22)的外側(cè)設(shè)置上述蒸汽發(fā)生部 7,成為通過與由上述分解反應(yīng)部6產(chǎn)生的熱(分解熱)的熱交換而產(chǎn)生蒸汽的結(jié)構(gòu)。該情 況下,能夠與進行上述分解反應(yīng)部6 (分解反應(yīng)器22)的冷卻同時地,通過由上述分解反應(yīng) 部6產(chǎn)生的熱來得到蒸汽。
[0327] 另外,上述分解氣體鍋爐1,除了上述圖1所示的結(jié)構(gòu)以外,例如,可以設(shè)為具備了 過熱器、預(yù)熱器等的附屬設(shè)備(機器/部件),以及必要的保安設(shè)備(機器/部件)等的結(jié) 構(gòu),所述過熱器將利用上述蒸汽發(fā)生部7得到的蒸汽進一步加熱而使其成為過熱蒸汽,所 述預(yù)熱器通過利用上述分解反應(yīng)部6得到的高溫的分解氣體而將燃料氣體和/或供水等預(yù) 熱。
[0328] 另外,上述圖1所示的發(fā)電裝置,對于上述分解氣體鍋爐1以外的結(jié)構(gòu),即上述的 蒸汽渦輪2、發(fā)電機3、凝汽器4、供水泵5等,也可以使用與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。并且, 對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣的。
[0329] 如以上那樣,具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1的發(fā)電裝置和發(fā)電方法,能夠 利用通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱來發(fā)電。并且,根據(jù)本發(fā)明,能夠提供:能夠利用 作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮的分解氣體鍋爐1 ;具備了這樣的分解氣體鍋爐1的 發(fā)電裝置;和使用了這樣的發(fā)電裝置的發(fā)電方法。
[0330] 應(yīng)用了本發(fā)明的另一發(fā)電方法,如圖6所示,具有:步驟S2-1,其通過由氧化亞氮 的分解產(chǎn)生的分解氣體而將分解氣體渦輪11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和步驟S2-2,其通過分解氣體渦輪 11的驅(qū)動而利用發(fā)電機12發(fā)電。
[0331] 具體來說,在上述圖2所示的分解氣體渦輪11中,將通過分解氧化亞氮而產(chǎn)生的 高溫高壓的分解氣體從上述分解反應(yīng)部13向上述渦輪部14供給。由此,在上述渦輪部14 中,將分解氣體從噴嘴(靜葉片)吹到渦輪葉片(動葉片),由此能夠使渦輪軸旋轉(zhuǎn)來得到 動力。
[0332] 并且,具備上述分解氣體渦輪11的發(fā)電裝置,能夠通過將與上述分解氣體渦輪 11 (渦輪部14)連結(jié)的發(fā)電機12驅(qū)動來得到電力。
[0333] 再者,在上述分解氣體渦輪11中,對于上述的本發(fā)明的特征部分,并不限定于上 述圖3所示的結(jié)構(gòu)。即,在將上述圖3所示的本發(fā)明的特征部分應(yīng)用于上述分解氣體渦輪 11的情況下,可以適合于渦輪的形式、大小等而添加適當變更。
[0334] 例如,分解反應(yīng)器22可以適合于分解氣體渦輪11的設(shè)計而適當變更其形狀、數(shù) 量、配置等。另外,對于與該分解反應(yīng)器22連接的燃料氣體供給線23和/或氮氣供給線 24、流量調(diào)整部25、溫度測定器26、控制部27、加熱器28、供電線路29、燃料氣體開閉閥30、 燃料氣體供給源31、氮氣開閉閥32、氮氣供給源33等,也可以適合于上述分解氣體渦輪11 的設(shè)計而添加適當變更。
[0335] 另一方面,在上述分解氣體渦輪11中,關(guān)于上述的本發(fā)明的特征部分以外的結(jié) 構(gòu),相對于現(xiàn)有的燃氣渦輪具備了將燃燒用空氣壓縮并向燃燒器送入的壓縮機的結(jié)構(gòu),具 有不需要那樣的結(jié)構(gòu)的特征。由此,能夠?qū)⑸鲜龇纸鈿怏w渦輪11設(shè)為簡便的結(jié)構(gòu),謀求其 輕量化。
[0336] 另一方面,上述分解氣體渦輪11可以設(shè)為具備了與渦輪軸連結(jié)的壓縮機(增壓 機)的結(jié)構(gòu)(未圖示)。并且,也可以設(shè)為將通過該壓縮機(增壓機)被壓縮(增壓)了的 含有氧化亞氮的燃料氣體向分解反應(yīng)部13供給的結(jié)構(gòu)。再者,將燃料氣體壓縮(增壓)使 用的情況下,優(yōu)選在氧化亞氮不液化的范圍進行壓縮(增壓)。
[0337] 另外,上述分解氣體渦輪11,除了上述圖2所示的結(jié)構(gòu)以外,例如,可以設(shè)為具備 了預(yù)熱器等的附屬設(shè)備(機器/部件),以及必要的保安設(shè)備(機器/部件)等的結(jié)構(gòu),所 述預(yù)熱器通過利用上述分解反應(yīng)部13得到的高溫的分解氣體而將燃料氣體預(yù)熱。
[0338] 另外,上述圖2所示的發(fā)電裝置,對于上述分解氣體渦輪11以外的結(jié)構(gòu),即上述的 發(fā)電機12等,可以使用與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。并且,對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保 安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣的。
[0339] 如以上那樣,具備應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體渦輪11的發(fā)電裝置和發(fā)電方法,能夠 利用通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解氣體來發(fā)電。并且,根據(jù)本發(fā)明,能夠提供:能夠利 用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮的分解氣體渦輪11 ;具備了這樣的分解氣體渦輪 11的發(fā)電裝置;以及使用了這樣的發(fā)電裝置的發(fā)電方法。
[0340] 再者,本發(fā)明并不一定限定于上述圖1和圖2所示的實施方式,可以在不脫離本發(fā) 明的主旨的范圍添加各種變更等。
[0341] 具體來說,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,也可以向上述圖2所示的發(fā)電裝置進一步 追加例如圖7(a)、(b)所示那樣的結(jié)構(gòu)。
[0342] 再者,圖7 (a)、(b)是表示了在上述圖2所示的發(fā)電裝置中可以追加的分解熱回收 鍋爐41等的結(jié)構(gòu)的圖,圖7(a)是采用了單軸型的情況的概略系統(tǒng)圖,圖7(b)是采用了多 軸型的情況的概略系統(tǒng)圖。
[0343] 圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,是采用了分解熱回收方式的復(fù)合(復(fù)合循環(huán))型的 發(fā)電裝置,是利用從上述分解氣體渦輪11 (在圖7中,僅圖示了渦輪部14)排出的分解氣體 的分解熱的裝置。
[0344] 具體來說,該圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,除了上述圖2所示的結(jié)構(gòu)(僅圖示了 渦輪部14)以外,還大致具備:分解熱回收鍋爐41,其通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸 汽,所述分解氣體是從上述分解氣體渦輪11 (渦輪部14)排出的;蒸汽渦輪42,其通過由分 解熱回收鍋爐41產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;發(fā)電機43A(43B),其通過蒸汽渦輪42的驅(qū)動而 發(fā)電;凝汽器44,其將來自蒸汽渦輪42的蒸汽冷卻并凝汽;和供水泵45,其將來自凝汽器 44的凝汽水向分解熱回收鍋爐41供水。
[0345] 另外,圖7(a)所示的單軸型,通過將上述分解氣體渦輪11(渦輪部14)和蒸汽渦 輪42配置在同軸,成為驅(qū)動共同的發(fā)電機43A的結(jié)構(gòu)。另一方面,圖7(b)所示的多軸型, 通過將上述分解氣體渦輪11 (渦輪部14)和蒸汽渦輪42配置在不同軸,成為分別驅(qū)動不同 的發(fā)電機43A、43B的結(jié)構(gòu)。
[0346] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電方法,如圖8所示,具有:步驟S3-1,其通過來自分解氣體的 熱回收而利用分解熱回收鍋爐41產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是從上述分解氣體渦輪11 (渦輪 部14)排出的;步驟S3-2,其通過由分解熱回收鍋爐41產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪42旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動;和步驟S3-3,其通過蒸汽渦輪42的驅(qū)動而利用發(fā)電機43A(43B)發(fā)電。
[0347] 具體來說,上述圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,將與上述分解氣體渦輪11(渦輪部 14)連結(jié)的發(fā)電機43A驅(qū)動,并且通過由上述分解熱回收鍋爐41產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪 42旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,將與該蒸汽渦輪42連結(jié)的發(fā)電機43A(43B)驅(qū)動,由此能夠進一步效率良好地 得到電力。
[0348] 并且,從蒸汽渦輪42排出的蒸汽,利用凝汽器44冷卻并凝汽后,利用供水泵45向 分解熱回收鍋爐41供水,再次利用分解熱回收鍋爐41通過與分解氣體的熱交換而成為蒸 汽并進行循環(huán)。
[0349] 如以上那樣,上述圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,能夠利用通過氧化亞氮的分解而 產(chǎn)生的分解氣體和分解熱來發(fā)電,使熱效率進一步高的發(fā)電成為可能。
[0350] 再者,上述分解熱回收鍋爐41,除了上述的進行熱回收的對象為氧化亞氮的分解 氣體這點以外,具有與以往的通過來自燃燒氣體(排氣)的熱回收而產(chǎn)生蒸汽的排熱回收 鍋爐等同樣的結(jié)構(gòu),所述燃燒氣體是使化石燃料等燃燒時的燃燒氣體。并且,對于附屬設(shè)備 (機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣的。
[0351] 另外,在上述圖7(a)、(b)所示的發(fā)電裝置中,對于上述分解熱回收鍋爐41以外的 結(jié)構(gòu),即上述的蒸汽渦輪42、發(fā)電機43A(43B)、凝汽器44、供水泵45等,也可以使用與現(xiàn)有 的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。并且,對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是 同樣的。
[0352] 另一方面,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,也可以向上述圖1、圖2或圖7所示的發(fā)電裝 置進一步追加例如圖9(a)、(b)所示那樣的結(jié)構(gòu)。
[0353] 再者,圖9 (a)是表示在上述圖1、圖2或圖7所示的發(fā)電裝置中可以追加的燃氣鍋 爐51等的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng)圖,(b)是表示在上述圖1、圖2或圖7所示的發(fā)電裝置中可以追 加的燃氣渦輪61等的結(jié)構(gòu)的概略系統(tǒng)圖。
[0354] 圖9(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,是采用了排氣再燃方式的復(fù)合(復(fù)合循環(huán))型的發(fā) 電裝置,是將上述的分解氣體中所含有的氧利用于在燃氣鍋爐51、燃氣渦輪61的燃燒的發(fā) 電裝置。
[0355] 具體來說,圖9 (a)所示的發(fā)電裝置,除了上述圖1、圖2或圖7所示的結(jié)構(gòu)(省略 圖示)以外,還大致具備:燃氣鍋爐51,其通過來自燃燒氣體(Ex-Gas)的熱回收而產(chǎn)生蒸 汽,所述燃燒氣體是使用上述從分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11或分解熱回收鍋爐41排 出的分解氣體(N 2、02),使燃料(Fuel)燃燒時的燃燒氣體;蒸汽渦輪52,其通過由燃氣鍋爐 51產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;發(fā)電機53,其通過蒸汽渦輪52的驅(qū)動而發(fā)電;凝汽器54,其將 來自蒸汽渦輪52的蒸汽冷卻并凝汽;和供水泵55,其通過將來自凝汽器54的凝汽水向燃 氣鍋爐51供水。
[0356] 另外,燃氣鍋爐51具備:燃燒反應(yīng)部56,其利用上述分解氣體中的氧使燃料燃燒; 和蒸汽發(fā)生部57,其通過與由燃料的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體的熱交換而產(chǎn)生蒸汽。
[0357] 在燃燒反應(yīng)部56連接有供給分解氣體(N2、02)的分解氣體供給線58a、和供給燃 料(Fuel)的燃料供給線58b。并且,在分解氣體供給線58a連接有供給氮氣(N 2)的氮氣供 給線58c。并且,能夠從介由氮氣開閉閥59a而與該氮氣供給線58c連接的氮氣供給源59b 向氮氣供給線58c供給氮氣。
[0358] 并且,向通過該氮氣供給線58c在分解氣體供給線58a內(nèi)流動的分解氣體導(dǎo)入 (添加)氮氣,由此能夠調(diào)整該分解氣體中所含有的氧的濃度。
[0359] 再者,氮氣開閉閥59a、氮氣供給源59b,可以使用與上述圖3所示的氮氣開閉閥 32、氮氣供給源33同樣的結(jié)構(gòu)。另外,氮氣供給線58c不一定是必須的結(jié)構(gòu),也可以通過預(yù) 先調(diào)整從上述圖3所示的氮氣供給線24向燃料氣體供給線23供給的氮氣的量以使得分解 氣體中所含有的氧相對于燃料成為適當濃度,從而省略。
[0360] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電方法,如圖10所示,具有:步驟S4-1,其通過來自燃燒氣體的 熱回收而利用燃氣鍋爐51產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是利用從上述分解氣體鍋爐1、分解氣 體渦輪11或分解熱回收鍋爐41排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;步驟S4-2,其 通過由燃氣鍋爐51產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪52旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和步驟S4-3,其通過蒸汽渦輪 52的驅(qū)動而利用發(fā)電機53發(fā)電。
[0361] 具體來說,在上述圖9(a)所示的發(fā)電裝置中,通過由上述燃氣鍋爐51(蒸汽發(fā)生 部57)產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪52旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,將與該蒸汽渦輪52連結(jié)的發(fā)電機53驅(qū)動, 由此能夠進一步得到電力。
[0362] 并且,從蒸汽渦輪52排出的蒸汽,利用凝汽器54冷卻并凝汽后,利用供水泵55向 燃氣鍋爐51供水,再次利用燃氣鍋爐51通過與燃燒氣體的熱交換而成為蒸汽并進行循環(huán)。
[0363] 另一方面,圖9(b)所示的發(fā)電裝置,除了上述圖1、圖2或圖7所示的結(jié)構(gòu)(省略 圖示)以外,還大致具備:燃氣渦輪61,其通過燃燒氣體(Ex-Gas)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,所述燃燒氣 體是使用從上述分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11或分解熱回收鍋爐41排出的分解氣體 (N 2、02),使燃料(Fuel)燃燒時的燃燒氣體;和發(fā)電機62,其通過燃氣渦輪61的驅(qū)動而發(fā) 電。
[0364] 另外,燃氣渦輪61具備:燃燒反應(yīng)部63,其使用上述分解氣體中的氧使燃料燃燒; 和渦輪部64,其將通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體從噴嘴(靜葉片)吹到渦輪葉片(動 葉片),由此使渦輪軸旋轉(zhuǎn)來得到動力。
[0365] 在燃燒反應(yīng)部63連接有供給分解氣體(N2, 02)的分解氣體供給線65a、和供給燃 料(Fuel)的燃料供給線65b。并且,在分解氣體供給線65a連接有供給氮氣(N 2)的氮氣供 給線65c。并且,能夠從介由氮氣開閉閥66a而與該氮氣供給線65c連接的氮氣供給源66b 向氮氣供給線65c供給氮氣。
[0366] 并且,向通過該氮氣供給線65c在分解氣體供給線65a內(nèi)流動的分解氣體導(dǎo)入 (添加)氮氣,由此能夠調(diào)整該分解氣體中所含有的氧的濃度。
[0367] 再者,氮氣開閉閥66a、氮氣供給源66b,可以使用與上述圖3所示的氮氣開閉閥 32、氮氣供給源33同樣的結(jié)構(gòu)。另外,氮氣供給線65c不一定是必須的結(jié)構(gòu),也可以通過預(yù) 先調(diào)整從上述圖3所示的氮氣供給線24向燃料氣體供給線23供給的氮氣的量以使得分解 氣體中所含有的氧相對于燃料成為適當濃度,從而省略。
[0368] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電方法,如圖11所示,具有:步驟S5-1,其通過燃燒氣體來旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動燃氣渦輪61,所述燃燒氣體是使用從上述分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11或分解熱 回收鍋爐41排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和步驟S5-2,其通過燃氣渦輪61 的驅(qū)動而利用發(fā)電機62發(fā)電。
[0369] 具體來說,上述圖9(b)所示的發(fā)電裝置,通過將與上述燃氣渦輪61 (渦輪部64) 連結(jié)的發(fā)電機62驅(qū)動,能夠進一步得到電力。
[0370] 如以上那樣,上述圖9(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,能夠使用從上述分解氣體鍋爐1、 分解氣體渦輪11或分解熱回收鍋爐41排出的分解氣體來發(fā)電,通過將該分解氣體中所含 有的氧利用于燃料的燃燒,使效率進一步良好的發(fā)電成為可能。
[0371] 再者,上述燃氣鍋爐51和燃氣渦輪61,除了上述的將分解氣體中所含有的氧利用 于燃料的燃燒以外,具有與以往的將空氣中的氧用于燃燒的燃氣鍋爐、燃氣渦輪等同樣的 結(jié)構(gòu)。并且,對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣的。
[0372] 另外,對于在上述燃氣鍋爐51和燃氣渦輪61所使用的燃料,只要是能夠使用上述 分解氣體中所含有的氧進行燃燒的燃料即可,除了例如石油和/或煤、天然氣等的化石燃 料以外,可以使用生物質(zhì)燃料等的替代燃料。此外可以從氣體燃料、液體燃料、固體燃料之 中適當選擇使用。
[0373] 并且,上述燃氣鍋爐51和燃氣渦輪61,不限于上述圖9 (a)、(b)所示的結(jié)構(gòu),例如, 也可以設(shè)為設(shè)置了流量調(diào)整部(流量調(diào)整單元)的結(jié)構(gòu),所述流量調(diào)整部用于分別調(diào)整向 上述燃燒反應(yīng)部56、63供給的燃料(Fuel)、分解氣體(N 2、02)、氮氣(N2)的流量。
[0374] 另外,上述圖9(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,對于上述燃氣鍋爐51和燃氣渦輪61以 外的結(jié)構(gòu),即上述的蒸汽渦輪52、發(fā)電機53、62、凝汽器54、供水泵55等,也可以使用與現(xiàn)有 的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。并且,對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是 同樣的。
[0375] 另一方面,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,也可以向上述圖9(b)所示的發(fā)電裝置進一 步追加例如圖12(a)、(b)所示那樣的結(jié)構(gòu)。
[0376] 再者,圖12(a)、(b)表示在圖9(b)所示的發(fā)電裝置中可以追加的排熱回收鍋爐71 等的結(jié)構(gòu),圖12(a)是采用了單軸型的情況的概略系統(tǒng)圖,圖12(b)是采用了多軸型的情況 的概略系統(tǒng)圖。
[0377] 圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,是采用了排熱回收方式的復(fù)合(復(fù)合循環(huán))型的 發(fā)電裝置,是利用從上述燃氣渦輪61(在圖12中,僅圖示渦輪部64)排出的燃燒氣體(排 氣)的燃燒熱(排熱)的裝置。
[0378] 具體來說,該圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,除了上述圖9(b)所示的結(jié)構(gòu)(僅圖 示渦輪部64)以外,還大致具備:排熱回收鍋爐71,其通過來自燃燒氣體(Ex-Gas)的熱回 收而產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是從上述燃氣渦輪61 (渦輪部64)排出的;蒸汽渦輪72,其通 過由排熱回收鍋爐71產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;發(fā)電機73A(73B),其通過蒸汽渦輪72的驅(qū) 動而發(fā)電;凝汽器74,其將來自蒸汽渦輪72的蒸汽冷卻并凝汽;和供水泵75,其將來自凝 汽器74的凝汽水向排熱回收鍋爐71供水。
[0379] 另外,在圖12(a)所示的單軸型中,通過將上述燃氣渦輪61(渦輪部64)和蒸汽渦 輪72配置在同軸,成為驅(qū)動共同的發(fā)電機73A的結(jié)構(gòu)。另一方面,在圖12(b)所示的多軸 型中,通過將上述燃氣渦輪61 (渦輪部64)和蒸汽渦輪72配置在不同軸,成為分別驅(qū)動不 同的發(fā)電機73A、73B的結(jié)構(gòu)。
[0380] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電方法,如圖13所示,具有:步驟S6-1,其通過來自燃燒氣體的 熱回收而利用排熱回收鍋爐71產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是從上述燃氣渦輪61 (渦輪部64) 排出的;步驟S6-2,其通過由排熱回收鍋爐71產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪72旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和步 驟S6-3,其通過蒸汽渦輪72的驅(qū)動而利用發(fā)電機73A(73B)發(fā)電。
[0381] 具體來說,上述圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,將與上述燃氣渦輪61(渦輪部64) 連結(jié)的發(fā)電機73A驅(qū)動,并且通過由上述排熱回收鍋爐71產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪72旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動,將與該蒸汽渦輪72連結(jié)的發(fā)電機73A(73B)驅(qū)動,由此能夠進一步效率良好地得到 電力。
[0382] 并且,從蒸汽渦輪72排出的蒸汽,利用凝汽器74冷卻并凝汽后,利用供水泵75向 排熱回收鍋爐71供水,再次利用排熱回收鍋爐71通過與燃燒氣體的熱交換而成為蒸汽并 進行循環(huán)。
[0383] 如以上那樣,圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,能夠利用從上述燃氣渦輪61排出的 燃燒氣體的燃燒熱(排熱)來發(fā)電,使熱效率進一步高的發(fā)電成為可能。
[0384] 再者,上述排熱回收鍋爐71具有與現(xiàn)有的排熱回收鍋爐等同樣的結(jié)構(gòu)。并且,對 于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣的。
[0385] 另外,上述圖12(a)、(b)所示的發(fā)電裝置,對于上述排熱回收鍋爐71以外的結(jié)構(gòu), 即上述的蒸汽渦輪72、發(fā)電機73A(73B)、凝汽器74、供水泵75等,也可以使用與現(xiàn)有的結(jié) 構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)。并且,對于附屬設(shè)備(機器/部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等也是同樣 的。
[0386] 再者,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,從取代火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠等的大規(guī)模的 裝置(發(fā)電設(shè)備),到搭載于各種的機械裝置、運輸機器、電器等的小規(guī)模的裝置(發(fā)電模 塊),不論其大小,能夠應(yīng)用于各種尺寸的裝置。
[0387] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,其用途也不限于工廠(工業(yè))用、住宅(家庭) 用等,能夠在所有領(lǐng)域利用,能夠設(shè)計為設(shè)置(定置)型、可運輸型、攜帶型等,以適合其用 途。
[0388] 另外,對于應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11也是同樣的,這些 分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11,從在上述發(fā)電設(shè)備使用的大型的裝置,到例如超小型鍋 爐、微型氣體渦輪等的小型的裝置,無論大小,能夠應(yīng)用于各種尺寸的裝置。
[0389] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11,其用途也不限于上述的 發(fā)電用,能夠與現(xiàn)有的燃氣鍋爐、燃氣渦輪同樣地用于各種用途。
[0390] 并且,應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體鍋爐1,不限于利用通過上述的氧化亞氮的分解而 產(chǎn)生的分解熱來產(chǎn)生蒸汽的鍋爐,也可以是產(chǎn)生溫水的鍋爐。
[0391] 另外,作為上述的從各鍋爐1、51(蒸汽發(fā)生部7、57)、41、71到蒸汽渦輪2、52、42、 72、凝汽器4、54、44、74、供水泵5、55、45、75的循環(huán)系統(tǒng)中的工作流體(蒸汽源),一般地可 以使用水(水蒸汽)。另一方面,在本發(fā)明中,也可以使用例如在地熱發(fā)電等的二元循環(huán)發(fā) 電中所使用的氨、正戊烷等的有機介質(zhì)等,與水相比沸點低的物質(zhì)等。再者,在本發(fā)明中,并 不必須防止使用沸點比水高的物質(zhì)作為工作流體。
[0392] 另外,上述的各氣體渦輪11、61(渦輪部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、72,為最大 限度地利用該分解氣體、燃燒氣體或蒸汽,例如,也可以使用適合于分解氣體、燃燒氣體或 蒸汽的特性而將高壓渦輪和低壓渦輪進行復(fù)合的結(jié)構(gòu)、將高壓渦輪、中壓渦輪和低壓渦輪 進行復(fù)合的結(jié)構(gòu)等的復(fù)合式渦輪。另外,在這樣的復(fù)合式渦輪中,可以設(shè)為將各渦輪配置成 直列(同軸)或并列(多軸)的結(jié)構(gòu)。
[0393] 另外,上述的各氣體渦輪11、61(渦輪部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、72,不限于 通過將分解氣體、燃燒氣體或蒸汽從噴嘴(靜葉片)吹到渦輪葉片(動葉片)時的沖擊力, 而使該渦輪葉片與渦輪軸一起旋轉(zhuǎn)的沖動式渦輪,也可以是通過在流入渦輪葉片的分解氣 體、燃燒氣體或蒸汽從渦輪葉片流出時膨脹的反力,使該渦輪葉片與渦輪軸一起旋轉(zhuǎn)的反 動式渦輪。并且,在上述的復(fù)合式渦輪中,可以將這些沖動式渦輪與反動式渦輪組合。
[0394] 另外,對于上述的將各氣體渦輪11、61 (渦輪部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、 72旋轉(zhuǎn)而驅(qū)動各發(fā)電機12、62、3、43A、43B、53、73A、73B的發(fā)電系統(tǒng),并不一定限定于將與 這些各氣體渦輪11、61(渦輪部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、72同軸連結(jié)的各發(fā)電機 12、62、3、43A、43B、53、73A、73B旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。例如,也可以設(shè)為在這些各氣體渦輪11、 61 (渦輪部 14、64)和各蒸汽渦輪 2、42、52、72,與各發(fā)電機 12、62、3、43A、43B、53、73A、73B 之間,設(shè)置了變速器、離合器等的結(jié)構(gòu)。并且,也可以設(shè)為設(shè)置了對各氣體渦輪11、61(渦輪 部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、72的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整的單元(調(diào)速器)。
[0395] 另外,在本發(fā)明中,也可以代替上述的各氣體渦輪11、61(渦輪部14、64)和各蒸汽 潤輪2、42、52、72,例如,如往復(fù)機關(guān)(活塞、曲柄機構(gòu))那樣,將上述分解氣體或蒸汽向氣缸 導(dǎo)入,在該氣缸內(nèi)使活塞往復(fù)運動(往復(fù)活塞機構(gòu)),并且使介由該活塞和連桿而連結(jié)的曲 柄軸旋轉(zhuǎn),由此將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為曲柄軸的旋轉(zhuǎn)運動而得到動力后,通過該動力將 各發(fā)電機12、62、3、43A、43B、53、73A、73B驅(qū)動來得到電力。
[0396] 另外,各發(fā)電機12、62、3、43A、43B、53、73A、73B,不限于通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而發(fā)電的發(fā) 電機,也可以是通過往復(fù)運動(振動)等而發(fā)電的發(fā)電機。該情況下,可以設(shè)為具備了用于 將采用上述的各氣體渦輪11、61 (渦輪部14、64)和各蒸汽渦輪2、42、52、72的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn) 換為往復(fù)運動(振動)等的轉(zhuǎn)換機構(gòu)等的結(jié)構(gòu)。另外,也可以通過上述的往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)直 接進行往復(fù)運動。
[0397] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置,不限于新設(shè)計的裝置,也可以是將現(xiàn)有的火力發(fā) 電廠等具備的燃氣鍋爐、燃氣渦輪,或核能發(fā)電廠具備的原子爐,更換為上述本發(fā)明的分解 氣體鍋爐1、分解氣體渦輪11的裝置。并且,也可以是將這些本發(fā)明的分解氣體鍋爐1、分 解氣體渦輪11追加到現(xiàn)有的設(shè)備上的裝置。該情況下,與新設(shè)計的情況相比成本低且能夠 容易地利用作為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮進行發(fā)電。
[0398] 然而,在本發(fā)明中,可以在上述的利用通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的能量來進行 發(fā)電的發(fā)電裝置中進一步組合熱輸送裝置,所述熱輸送裝置利用通過該氧化亞氮的分解而 產(chǎn)生的能量來進行熱輸送。
[0399] S卩,在本發(fā)明中,能夠構(gòu)建從上述的分解氧化亞氮時產(chǎn)生的能量中同時提取電和 熱的、所謂的熱電聯(lián)供系統(tǒng)(cogeneration system),由此能夠提高整體的能源效率。
[0400] 例如,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),如圖14所示,能夠設(shè)為具備了壓縮式的熱 泵80的結(jié)構(gòu),該熱泵80通過上述圖1所示的蒸汽渦輪2、上述圖2所示的分解氣體渦輪11、 上述圖7(a)、(b)所示的蒸汽渦輪42、上述圖9 (a)所示的蒸汽渦輪52、上述圖9(b)所示的 燃氣渦輪61、上述圖12(a)、(b)所示的蒸汽渦輪72的任一個而驅(qū)動。
[0401] 該情況下,能夠構(gòu)成下述熱電聯(lián)供系統(tǒng):其利用上述的通過氧化亞氮的分解而產(chǎn) 生的能量、通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電,同時使用壓縮式的熱泵80進行熱輸 送。
[0402] 具體來說,該壓縮式的熱泵80,如圖14所示,大致具備:冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81,其循 環(huán)冷介質(zhì)R ;壓縮部82,其將冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81中的冷介質(zhì)R壓縮并送出;冷凝部83,其一 邊使由壓縮部82壓縮的冷介質(zhì)R冷凝,一邊從該冷介質(zhì)R放出熱;膨脹部84,其使通過冷 凝部83而放熱的冷介質(zhì)R膨脹;和蒸發(fā)部85,其一邊使由膨脹部84膨脹的冷介質(zhì)R蒸發(fā), 一邊使該冷介質(zhì)R吸收熱。
[0403] 冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81包含將壓縮部82、冷凝部83、膨脹部84和蒸發(fā)部85之間依次 連接而成的配管(流路)。冷介質(zhì)R作為進行熱的輸送的熱媒介,通過伴隨壓力變化(壓 縮、膨脹)的狀態(tài)變化(氣化、液化),一邊反復(fù)吸熱和放熱,一邊在冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81內(nèi)循 環(huán)。再者,作為這樣的冷介質(zhì)R,例如,可以使用氟碳(氟利昂)類(氫氟烴(HFC)、氫氯氟 烴(HCFC)等)、二氧化碳、氨、烴(丙烷、丁烷、異丁烷等)、水等。
[0404] 壓縮部82包含壓縮機(compressor),通過與上述圖1所示的蒸汽潤輪2、上述圖 2所示的分解氣體渦輪11 (渦輪部14)、上述圖7 (a)、(b)所示的蒸汽渦輪42、上述圖9 (a) 所示的蒸汽渦輪52、上述圖9(b)所示的燃氣渦輪61 (渦輪部64)、上述圖12(a)、(b)所示 的蒸汽渦輪72的任一個連結(jié)而驅(qū)動。冷介質(zhì)R-邊通過由該壓縮部82壓縮而升溫,一邊 形成高溫、高壓的氣體并向冷凝部83送出。
[0405] 冷凝部83包含被稱為冷凝器(condenser)的熱交換器(放熱器),在由壓縮部82 壓縮的冷介質(zhì)R在內(nèi)部通過期間,一邊通過與外部的熱交換進行冷凝,一邊從該冷介質(zhì)R放 出熱。由此,冷介質(zhì)R形成常溫、高壓的液體并向膨脹部84送出。另外,壓縮式的熱泵80, 通過在該冷凝部83側(cè)設(shè)置風扇(送風單元)86,能夠效率良好地向外部放出熱氣T H。并且, 冷凝部83,也能夠利用該熱氣TH進行加熱,能夠使用該放熱(高溫)側(cè)的熱交換器作為加 熱器(加熱單元)。
[0406] 膨脹部84包含膨脹閥(expansion valve)或毛細管。冷介質(zhì)R-邊通過由該膨 脹部84膨脹來降溫,一邊形成低溫、低壓的液體向蒸發(fā)部85輸送。
[0407] 蒸發(fā)部85包含被稱為蒸發(fā)器(evaporator)的熱交換器(吸熱器),在由膨脹部 84膨脹了的冷介質(zhì)R在內(nèi)部通過期間,一邊通過與外部的熱交換進行蒸發(fā),一邊使該冷介 質(zhì)R吸收熱。由此,冷介質(zhì)R成為低溫、低壓的氣體并向壓縮部82輸送。另外,在壓縮式的 熱泵80中,通過在該蒸發(fā)部85側(cè)設(shè)置風扇(送風單元)87,能夠效率良好地向外部放出冷 氣I。并且,在蒸發(fā)部85中,也能夠利用該冷氣?Υ進行冷卻,能夠使用該吸熱(低溫)側(cè) 的熱交換器作為冷卻器(冷卻單元)。
[0408] 具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的壓縮式的熱泵80,可以構(gòu)成以上述圖1所示的蒸汽渦輪2、 上述圖2所示的分解氣體渦輪11 (渦輪部14)、上述圖7 (a)、(b)所示的蒸汽渦輪42、上述 圖9 (a)所示的蒸汽渦輪52、上述圖9(b)所示的燃氣渦輪61、上述圖12(a)、(b)所示的蒸 汽潤輪72的任一個為動力源,一邊使冷介質(zhì)R在冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81內(nèi)循環(huán),一邊進行熱輸 送的熱輸送裝置。
[0409] 如以上那樣,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠利用上述的通過氧化亞氮的分 解而產(chǎn)生的能量、通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的能量來進行發(fā)電,同時使用上述壓縮式的熱泵 80進行熱輸送。并且,在本發(fā)明中,通過構(gòu)建這樣的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠提高整體的能源效 率。
[0410] 再者,本發(fā)明并不一定限定于上述圖14所示的熱輸送裝置的結(jié)構(gòu),可以在不脫離 本發(fā)明的主旨的范圍中添加各種變更等。
[0411] 例如,上述圖14所示的熱輸送裝置,代替上述壓縮式熱泵80,具備圖15所示那樣 的壓縮式的熱泵80A,由此能夠構(gòu)成進行制冷和供暖的、所謂的空調(diào)。
[0412] 再者,圖15(a)表示制冷時的熱泵80A的狀態(tài),圖15(b)表示供暖時的熱泵80A的 狀態(tài)。另外,在圖15(a)、(b)所示的熱泵80A中,對于與上述熱泵80相同的部位,省略其說 明,并且在附圖中附帶相同的標記。
[0413] 具體來說,該壓縮式的熱泵80A,除了上述熱泵80的結(jié)構(gòu)以外,大致具備:四通閥 (切換單元)88,其切換上述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)81內(nèi)的冷介質(zhì)R流動的方向;室內(nèi)機89,其設(shè) 置于屋內(nèi);和室外機90,其設(shè)置于屋外。
[0414] 在此,室內(nèi)機89側(cè)的熱交換器和室外機90側(cè)的熱交換器,通過由四通閥88切換 冷介質(zhì)R的流動方向,來交替發(fā)揮上述冷凝部83和上述蒸發(fā)部85的功能。即,在圖15(a) 所示的制冷時,室內(nèi)機89側(cè)的熱交換器作為上述蒸發(fā)部85發(fā)揮作用,室外機90側(cè)的熱交 換器作為上述冷凝部83發(fā)揮作用。另一方面,在圖15 (b)所示的供暖時,室內(nèi)機89側(cè)的熱 交換器作為上述冷凝部83發(fā)揮作用,室外機90側(cè)的熱交換器作為上述蒸發(fā)部85發(fā)揮作 用。
[0415] 在具備以上那樣的壓縮式的熱泵80A的空調(diào)中,通過上述圖1所示的蒸汽渦輪2、 上述圖2所示的分解氣體渦輪11、上述圖7(a)、(b)所示的蒸汽渦輪42、上述圖9 (a)所示 的蒸汽渦輪52、上述圖9(b)所示的燃氣渦輪61、上述圖12(a)、(b)所示的蒸汽渦輪52、上 述圖9 (b)所示的燃氣渦輪61、上述圖12 (a)、(b)所示的蒸汽渦輪72的任一個(在圖15中 省略圖示)來驅(qū)動壓縮部82。由此,在壓縮式的熱泵80A中,冷介質(zhì)R-邊在冷介質(zhì)循環(huán)系 統(tǒng)81內(nèi)循環(huán)一邊進行熱輸送。并且,能夠在圖15(a)所示的制冷時,通過室內(nèi)機89側(cè)的風 扇87,向室內(nèi)放出冷風(冷氣)!;,在圖15(b)所示的供暖時,通過室內(nèi)機89側(cè)的風扇87, 向室內(nèi)放出熱風(熱氣)T H。
[0416] 再者,在圖15(a)所示的制冷時,通過室外機90側(cè)的風扇86,向室外放出熱氣TH。 另一方面,在圖15(b)所示的供暖時,通過室外機90側(cè)的風扇86,向室外放出冷氣?Υ。
[0417] 另外,在應(yīng)用了本發(fā)明的空調(diào)中,除了上述的制冷和供暖以外,也可以具有進行室 內(nèi)的除濕的除濕功能。對于該除濕,例如,可舉出通過擠壓風量的制冷運轉(zhuǎn),利用室內(nèi)機側(cè) 的熱交換器使空氣中的水分結(jié)露并除濕后,將干燥的空氣送回室內(nèi)的弱制冷除濕(干燥) 方式,和/或利用室內(nèi)機側(cè)的熱交換器使空氣中的水分結(jié)露并除濕后,利用再熱器將干燥 的冷空氣再加熱后送回室內(nèi)的再熱除濕(熱回收)方式等。
[0418] 如以上那樣,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠與利用通過上述的氧化亞氮的 分解而產(chǎn)生的能量、通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電同時地,使用上述壓縮式的熱 泵80Α進行熱輸送。并且,在本發(fā)明中,通過構(gòu)建這樣的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠提高整體的能 量效率。
[0419] 再者,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠設(shè)為將上述圖1、圖2、圖7、圖9或圖12 所示的發(fā)電裝置具備的發(fā)電機3、12、43Α、43Β、53、62、73Α、73Β之中任一發(fā)電機,替換為上 述圖14或圖15所示那樣的壓縮式的熱泵80、80Α的結(jié)構(gòu)。或者,能夠設(shè)為與這些發(fā)電機3、 12、43Α、43Β、53、62、73Α、73Β -起,上述圖14或圖15所示的壓縮式的熱泵80、80Α,通過上 述圖1所示的蒸汽渦輪2、上述圖2所示的分解氣體渦輪11、上述圖7(a)、(b)所示的蒸汽 渦輪42、上述圖9 (a)所示的蒸汽渦輪52、上述圖9(b)所示的燃氣渦輪64、上述圖12(a)、 (b)所示的蒸汽渦輪72的任一個而驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。
[0420] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠設(shè)為在上述圖1、圖2、圖7、圖9或圖12 所示的發(fā)電裝置中進一步組合圖16所示那樣的吸收式的熱泵100的結(jié)構(gòu)。
[0421] 該情況下,能夠構(gòu)成與與利用上述的通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的能量、通過燃 料的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電同時地,通過吸收式的熱泵100來進行熱輸送的熱電聯(lián)供 系統(tǒng)。
[0422] 具體來說,該吸收式的熱泵100,大致具備:冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101,其循環(huán)冷介質(zhì)R ; 吸收液循環(huán)系統(tǒng)102,其與冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101連接,并且將吸收冷介質(zhì)R的吸收液A進行 循環(huán);冷凝部103,其一邊使冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101中的冷介質(zhì)R冷凝,一邊從該冷介質(zhì)R放 出熱;蒸發(fā)部104,其一邊使冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101中的冷介質(zhì)R蒸發(fā),一邊使該冷介質(zhì)R吸 收熱;吸收部105,其使吸收液循環(huán)系統(tǒng)102中的吸收液A吸收已蒸發(fā)的冷介質(zhì)R ;和再生部 106,其使已吸收的冷介質(zhì)R從吸收液循環(huán)系統(tǒng)102中的吸收液A蒸發(fā)。
[0423] 冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101包含將冷凝部103、蒸發(fā)部104、吸收部105、與再生部106之 間依次連接了的第1?第4配管(流路)107a?107d。冷介質(zhì)R作為進行熱的輸送的熱 媒介,一邊反復(fù)進行向吸收液A的吸收和從吸收液A的蒸發(fā)、以及伴隨狀態(tài)變化(氣化、液 化)的吸熱和放熱,一邊在該冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101內(nèi)循環(huán)。再者,在本例中,作為這樣的冷 介質(zhì)R,使用了水。
[0424] 吸收液循環(huán)系統(tǒng)102包含將吸收部105與再生部106之間依次連接了的第4和第 5配管(流路)107d、107e。再者,第4配管107d是構(gòu)成冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101和吸收液循環(huán) 系統(tǒng)102的共同的配管。吸收液A -邊反復(fù)進行冷介質(zhì)R的吸收和冷介質(zhì)R的蒸發(fā),一邊 在該吸收液循環(huán)系統(tǒng)102內(nèi)循環(huán)。再者,在本例中,作為這樣的吸收液A,使用了水的吸收性 高的溴化鋰(LiBr)的水溶液。
[0425] 冷凝部103具有:冷凝室103a,其與第1配管107a和第2配管107b連接;和冷 凝器(condenser) 103b,其配置于該冷凝室103a的內(nèi)側(cè)。另外,冷凝器103b作為放熱(高 溫)側(cè)的熱交換器,與外部的放熱器(冷卻塔、室外機)108熱連接。具體來說,在該冷凝器 103b (冷凝室103a的內(nèi)側(cè))與放熱器108 (冷凝室103a的外側(cè))之間,熱管109被引導(dǎo),使 其內(nèi)側(cè)成為冷卻液W流通(循環(huán))的結(jié)構(gòu)。再者,冷卻液W例如可以使用水。
[0426] 并且,該冷凝部103,如果由再生部106蒸發(fā)(氣化)了的冷介質(zhì)(水蒸汽)R在第 1配管107a通過并向冷凝室103a供給,則在該冷凝室103a內(nèi),通過與冷凝器103b的熱交 換(與熱管109的接觸),從冷介質(zhì)R放出熱。由此,冷介質(zhì)R被冷凝(冷卻)而變?yōu)橐后w (水),從冷凝室103a通過第2配管107b向蒸發(fā)部104送出。
[0427] 另外,在冷凝部103,從冷介質(zhì)R放出的熱被熱管109內(nèi)流動的冷卻液W吸收(吸 熱)后,通過與外部的熱交換而作為熱氣T H從放熱器108放出。并且,在放熱器108設(shè)置 有風扇(送風單元)l〇8a,能夠在將該風扇108a驅(qū)動的狀態(tài)下,效率良好地向外部放出熱氣 TH。
[0428] 再者,在冷凝部103,能夠利用從上述放熱器108放出的熱氣TH進行加熱。即,能 夠使用上述放熱器108作為加熱器(加熱單元)。再者,作為加熱的應(yīng)用領(lǐng)域,例如可舉出 供暖、熱水供應(yīng)、溫水、干燥等。
[0429] 蒸發(fā)部104具有:蒸發(fā)室104a,其連接第2配管107b和第3配管107c ;和蒸發(fā)器 (evaporator) 104b,其配置于該蒸發(fā)室104a的內(nèi)側(cè)。另外,蒸發(fā)室104a內(nèi)被減壓而成為 接近真空的狀態(tài)(冷介質(zhì)R容易蒸發(fā)(氣化)的狀態(tài))。另一方面,蒸發(fā)器l〇4b作為吸熱 (低溫)側(cè)的熱交換器,與外部的吸熱器(空調(diào)機、室內(nèi)機)11〇熱連接。具體來說,在該蒸 發(fā)器l〇4b (蒸發(fā)室104a的內(nèi)側(cè))與吸熱器110 (蒸發(fā)室104a的外側(cè))之間,熱管111被引 導(dǎo),成為冷卻液C在其內(nèi)側(cè)流通(循環(huán))的結(jié)構(gòu)。再者,冷卻液C例如可以使用水。
[0430] 并且,該蒸發(fā)部104,如果由冷凝部103冷凝(液化)了的冷介質(zhì)(水)R在第2 配管107b通過并向蒸發(fā)室104a供給,貝U在該蒸發(fā)室104a內(nèi),通過與蒸發(fā)器104b的熱交換 (與熱管111的接觸),冷介質(zhì)R吸收熱。
[0431] 此時,由于蒸發(fā)室104a內(nèi)被減壓而成為接近真空的狀態(tài),因此從第2配管107b滴 下的冷介質(zhì)R通過與熱管111接觸,從而容易被蒸發(fā)(氣化)。由此,冷介質(zhì)R成為氣體(水 蒸汽),從蒸發(fā)室l〇4a通過第3配管107c向吸收部105送出。
[0432] 另外,在蒸發(fā)部104,通過冷介質(zhì)R蒸發(fā)時的氣化熱而使在熱管109內(nèi)流動的冷卻 液C冷卻后,通過與外部的熱交換而作為冷氣?Υ從吸熱器110放出。并且,在吸熱器110設(shè) 置有風扇(送風單元)ll〇a,能夠在將該風扇110a驅(qū)動的狀態(tài)下,效率良好地向外部放出冷 氣TL。
[0433] 再者,在蒸發(fā)部104,能夠利用從上述吸熱器110放出的冷氣?Υ進行冷卻。即,能 夠使用上述吸熱器110作為冷卻器(冷卻單元)。再者,作為冷卻的應(yīng)用領(lǐng)域,例如可舉出 制冷、冷藏、冷凍、冷水、制冰等。
[0434] 吸收部105包含吸收器(absorber),該吸收器具有連接了第3配管107c、第4配 管107d和第5配管107e的吸收室105a。
[0435] 并且,在該吸收部105,如果由蒸發(fā)部104蒸發(fā)(氣化)了的冷介質(zhì)(水蒸汽)R在 第3配管107c通過并向吸收室105a供給,則在該吸收室105內(nèi),冷介質(zhì)R被吸收液吸收。
[0436] 此時,從第5配管107e滴下的吸收液A成為吸濕性高的濃溶液,因此能夠容易地 將蒸發(fā)(氣化)了的冷介質(zhì)(水蒸汽)R吸收。并且,吸收了冷介質(zhì)R的吸收液A成為稀溶 液,從吸收室105a通過第4配管107d送向再生部106。
[0437] 再生部106包含再生器(generator),該再生器具有:再生室106a,其連接了第4 配管107d、第5配管107e和第1配管107a ;和加熱器(加熱單元)112,其加熱該再生室 106a〇
[0438] 并且,在該再生部106,如果吸收了冷介質(zhì)R的吸收液A在第4配管107a通過并向 再生室106a供給,則在該再生室106a內(nèi),使用加熱器112將吸收了冷介質(zhì)R的吸收液A加 熱,由此冷介質(zhì)R從該吸收液A中蒸發(fā)(氣化)。
[0439] 由此,冷介質(zhì)R成為氣體(水蒸汽),從再生室106a通過第1配管107a送向冷凝 部103。另一方面,吸收液A成為濃溶液(容易吸收冷介質(zhì)R的狀態(tài)),從再生室106a通過 第5配管107e送向吸收部105。
[0440] 如以上那樣,該吸收式的熱泵100,能夠使冷介質(zhì)R在冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101內(nèi)循環(huán), 并且一邊使吸收液A在吸收液循環(huán)系統(tǒng)102內(nèi)循環(huán),一邊進行熱輸送。
[0441] 并且,該吸收式的熱泵100成為以下結(jié)構(gòu):在上述再生部106中,通過來自分解氣 體、燃燒氣體的熱回收,來加熱上述再生室l〇6a內(nèi)的吸收液A,所述分解氣體是通過氧化亞 氮的分解而產(chǎn)生的,所述燃燒氣體是通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的。
[0442] S卩,在該吸收式的熱泵100中,將氧化亞氮的分解氣體(N2、02)、燃燒氣體(Ex-Gas) 向上述加熱器112供給,所述氧化亞氮的分解氣體是通過在上述分解反應(yīng)器22 (分解反應(yīng) 部6、13)中分解氧化亞氮而產(chǎn)生的,上述燃燒氣體是通過在燃燒反應(yīng)部56、63中燃燒燃料 (Fuel)而產(chǎn)生的。
[0443] 再者,對于向上述加熱器112的分解氣體或燃燒氣體的供給方法,并沒有特別限 定,可以通過在從上述分解反應(yīng)部6、13或上述燃燒反應(yīng)部56、63排出的分解氣體或燃燒氣 體流動的線路(流路)中設(shè)置上述加熱器112,和/或使從上述分解反應(yīng)部6、13或上述燃 燒反應(yīng)部56、63排出的分解氣體或燃燒氣體流動的線路(流路)的一部分分岔,在該分岔 了的線路中設(shè)置上述加熱器112,從而向上述加熱器112供給分解氣體或燃燒氣體。
[0444] 加熱器112是安裝在上述再生室106a的加熱(高溫)側(cè)的熱交換器,成為在分解 氣體、燃燒氣體通過該熱交換器的內(nèi)部期間,通過與該分解氣體、燃燒氣體的熱交換來加熱 上述再生室l〇6a的結(jié)構(gòu)。
[0445] 再者,在加熱器112的內(nèi)部,以與上述再生室106a的傳熱面接觸的狀態(tài)設(shè)置有散 熱器(風扇)112a,所述散熱器112a用于使與上述再生室106a之間的熱傳導(dǎo)性良好。由 此,能夠效率良好地加熱上述再生室l〇6a。
[0446] 另外,該加熱器112,可以根據(jù)其用途使用各種類型、大小的熱交換器。例如,作為 熱交換器的種類,可舉出管式(雙管式、多管式(殼管式)、螺旋式等)、板式、再生式等,可 以從它們之中適當選擇使用以適合其用途。
[0447] 具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的吸收式的熱泵100,可以與上述圖1、圖2、圖7、圖9或圖12 所示的發(fā)電裝置不同地,構(gòu)成利用上述通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的能量、通過燃料的燃 燒而產(chǎn)生的能量的熱輸送裝置。
[0448] 如以上那樣,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠利用通過上述的氧化亞氮的分 解而產(chǎn)生的能量、通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電,同時使用上述吸收式的熱泵100 進行熱輸送。并且,在本發(fā)明中,通過構(gòu)建這樣的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠提高整體的能源效率。
[0449] 再者,本發(fā)明并不一定限定于上述圖16所示的熱輸送裝置的結(jié)構(gòu),能夠在不脫離 本發(fā)明的主旨的范圍中添加各種變更等。
[0450] 例如,如圖17所示的吸收式的熱泵100A那樣地,也可以設(shè)為以下結(jié)構(gòu):設(shè)置了利 用與氧化亞氮(N 20)的絕熱膨脹相伴的冷卻熱,將上述冷凝室103a冷卻的冷卻器(冷卻單 元)113、將上述吸收室105a冷卻的冷卻器(冷卻單元)114。
[0451] 具體來說,這些冷卻器113、114是安裝在冷凝室103a和吸收室105a的冷卻(低 溫)側(cè)的熱交換器,向該熱交換器供給通過與解熱膨脹相伴的溫度下降(冷卻熱)而低溫 化了的氧化亞氮氣體。并且,成為在低溫的氧化亞氮氣體通過該熱交換器的內(nèi)部期間,通過 與氧化亞氮氣體的熱交換而將上述冷凝室l〇3a和吸收室105a冷卻的結(jié)構(gòu)。
[0452] 再者,在冷卻器113U14的內(nèi)部,以與上述冷凝室103a和吸收室105a的傳熱面接 觸的狀態(tài)設(shè)置有散熱器(風扇)113a、114a,該散熱器113a、114a用于使與上述冷凝室103a 和吸收室l〇5a之間的熱傳導(dǎo)性良好。由此,能夠效率良好地將上述冷凝室103a和吸收室 105a冷卻。
[0453] 另外,該冷卻器113、114,可以根據(jù)其用途使用各種類型、大小的熱交換器。例如, 作為熱交換器的種類,可舉出管式(雙管式、多管式(殼管式)、螺旋式等)、板式、再生式 等,可以從它們之中適當選擇使用以適合其用途。
[0454] 另外,圖17所示的吸收式的熱泵100A,具備:第1供給線115,其將通過從上述高 壓氣體容器31a(在圖17中未圖示)放出并絕熱膨脹而得到的低溫的氧化亞氮氣體(N 20) 向冷卻部供給;第2供給線116,其將從冷卻器113、114排出的氧化亞氮氣體向分解反應(yīng)器 22供給;第3供給線117,其將通過由分解反應(yīng)器22分解氧化亞氮氣體而得到的高溫的分 解氣體(N 2、02)向加熱器112供給;和排出線118,其從加熱器112排出分解氣體。
[0455] 其中,第1供給線115是其一端側(cè)與高壓氣體容器31a連接、其另一端側(cè)與冷卻器 113U14的進入側(cè)連接的配管(流路)。另一方面,第2供給線116是其一端側(cè)與冷卻器 113、114的排出側(cè)連接、其另一端側(cè)與分解反應(yīng)器22的進入側(cè)(氣體導(dǎo)入口 22b)連接的配 管(流路)。并且,這些第1和第2供給管115、116構(gòu)成將從高壓氣體容器31a放出的氧化 亞氮氣體(N 20)向分解反應(yīng)器22供給的氧化亞氮氣體供給管(氧化亞氮氣體供給單元)。
[0456] 另一方面,第3供給線117是其一端側(cè)與分解反應(yīng)器22的排出側(cè)(氣體排出口 22c)連接、其另一端側(cè)與加熱器112的進入側(cè)連接的配管(流路)。另一方面,排出線118 是其一端側(cè)與加熱器112的排出側(cè)連接的配管(流路)。
[0457] 再者,對于圖17所示的吸收式的熱泵100A的除此以外的結(jié)構(gòu),大致具備與上述圖 16所示的吸收式的熱泵100同樣的結(jié)構(gòu)。因此,在該圖17所示的吸收式的熱泵100A中,對 于與上述圖16所示的吸收式的熱泵100相同的部位,省略其說明,并且在附圖中附帶相同 的標記?;蛘呤÷云鋱D示。
[0458] 并且,該吸收式的熱泵100A,能夠使冷介質(zhì)R在冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101內(nèi)循環(huán),并且 一邊使吸收液A在吸收液循環(huán)系統(tǒng)102內(nèi)循環(huán),一邊進行熱輸送。另外,該熱輸送裝置,在 上述再生部106使用加熱器112加熱吸收液A時,將通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱 用作其熱源。并且,該熱輸送裝置,在冷凝室l〇3a和吸收室105a使用冷卻器113、114冷卻 冷介質(zhì)R和吸收液A時,將與氧化亞氮的絕熱膨脹相伴的冷卻熱用作其冷源。
[0459] 具有以上那樣的結(jié)構(gòu)的吸收式的熱泵100A,可以與上述圖1、圖2、圖7、圖9或圖 12所示的發(fā)電裝置不同地,構(gòu)成上述的利用與氧化亞氮的絕熱膨脹相伴的冷卻熱、通過氧 化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱的熱輸送裝置。
[0460] 如以上那樣,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠利用上述的通過氧化亞氮的分 解而產(chǎn)生的能量、通過燃料的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電,同時使用上述吸收式的熱泵 100A進行熱輸送。并且,在本發(fā)明中,通過構(gòu)建這樣的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠提高整體的能源 效率。
[0461] 再者,上述圖17所示的吸收式的熱泵100A,成為設(shè)置了上述冷卻器113、114的兩 方的結(jié)構(gòu),但也可以設(shè)為僅設(shè)置了這些冷卻器113、114之中任一方的結(jié)構(gòu)。
[0462] 另外,對于上述本發(fā)明的特征部分,并不一定限定于上述圖3所示的結(jié)構(gòu)。例如, 分解反應(yīng)器22可以適當變更其形狀、數(shù)量、配置等以適合上述熱泵100、100a的設(shè)計。另外, 對于與該分解反應(yīng)器22連接的燃料氣體供給線23和/或氮氣供給線24、流量調(diào)整部25、溫 度測定器26、控制部27、加熱器28、供電線路29、燃料氣體開閉閥30、燃料氣體供給源31、 氮氣開閉閥32、氮氣供給源33等,也可以適當添加變更以適合上述熱泵100、100a的設(shè)計。
[0463] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的熱輸送裝置,除了上述圖16和圖17所示的吸收式的熱泵 100U00A的結(jié)構(gòu)以外,也可以設(shè)為配置了使上述冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)101中的冷介質(zhì)R流通 (循環(huán))的泵(通液單元)、使上述吸收液循環(huán)系統(tǒng)102中的吸收液A流通(循環(huán))的泵 (通液單元)的結(jié)構(gòu)。
[0464] 并且,應(yīng)用了本發(fā)明的熱輸送裝置,可以設(shè)為具備了其他必要的附屬設(shè)備(機器/ 部件)、保安設(shè)備(機器/部件)等的結(jié)構(gòu)。
[0465] 另一方面,在上述圖16和圖17所示的熱輸送裝置中,對于上述的本發(fā)明的特征部 分以外的結(jié)構(gòu),可以具有與現(xiàn)有的吸收式熱泵同樣的結(jié)構(gòu),例如,無論是第一種增熱型的吸 收式熱泵,還是第二種升溫型的吸收式熱泵,都可以應(yīng)用本發(fā)明。
[0466] 另外,對于應(yīng)用了本發(fā)明的吸收式熱泵,不限于使用上述的通過氧化亞氮的分解 而產(chǎn)生的分解氣體進行加熱的直接燃燒方式,也可以將本發(fā)明應(yīng)用于蒸汽加熱方式,所述 蒸汽加熱方式是在通過來自上述的由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸 汽后,使用該蒸汽進行加熱的方式。
[0467] 并且,對于應(yīng)用了本發(fā)明的吸收式熱泵的形式,例如可舉出單效吸收式、雙效吸收 式、三效吸收式的熱泵等,可以將本發(fā)明應(yīng)用于這些任意形式。
[0468] 另外,對于冷介質(zhì)R與吸收液A的組合,優(yōu)選使用對于冷介質(zhì)R的吸收性高的吸收 液A,例如,除了上述的水(冷介質(zhì)R)與溴化鋰的水溶液(吸收液A)以外,可舉出氨(NH 3) 的水溶液(冷介質(zhì)R)與水(吸收液A)。其中,前者在空調(diào)領(lǐng)域中優(yōu)選使用,后者在冷凍領(lǐng) 域中優(yōu)選使用。
[0469] 再者,應(yīng)用了本發(fā)明的熱輸送裝置,由于能夠得到上述的冷氣(低溫)?Υ和熱氣 (高溫)ΤΗ,因此能夠用于冷凍空調(diào)領(lǐng)域的各種應(yīng)用。例如,應(yīng)用了本發(fā)明的熱輸送裝置,能 夠應(yīng)用于上述的進行制冷、供暖的空調(diào)這樣的空調(diào)設(shè)備、空調(diào)機器等。另外,對于空調(diào),也可 以使其具有上述的進行室內(nèi)除濕的除濕功能。
[0470] 另外,對于加熱領(lǐng)域,除了供暖以外,能夠應(yīng)用于進行熱水供給、溫水、干燥等的加 熱設(shè)備、加熱機器等。另一方面,對于冷卻領(lǐng)域,除了制冷以外,能夠應(yīng)用于進行冷藏、冷凍、 冷水、制冰等的冷卻設(shè)備、冷卻機器等。
[0471] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的熱輸送裝置,從大規(guī)模的到小規(guī)模的,無論其大小,能夠應(yīng) 用于各種尺寸。并且,關(guān)于其用途,不限于工廠(工業(yè))用、住宅(家庭)用等,可以在所有 領(lǐng)域中利用,可以設(shè)計為設(shè)置(定置)型、可搬型、攜帶型等以適合其用途。
[0472] 另外,應(yīng)用了本發(fā)明的熱電聯(lián)供系統(tǒng),可以設(shè)為具備了上述圖14或圖15所示的壓 縮式的熱泵80、80A,并且具備了圖16或圖17所示的吸收式的熱泵100、100a的結(jié)構(gòu)。
[0473] 該情況下,也可以構(gòu)成利用上述的通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的能量、通過燃料 的燃燒而產(chǎn)生的能量進行發(fā)電,同時使用壓縮式的熱泵80、80A、吸收式的熱泵100U00A進 行熱輸送的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。并且,在本發(fā)明中,通過構(gòu)建這樣的熱電聯(lián)供系統(tǒng),能夠提高整 體的能源效率。
[0474] 在本發(fā)明中所使用的氧化亞氮,可以進行工業(yè)制造。具體來說,對于工業(yè)制造氧化 亞氮的方法,例如,可舉出采用了以下的(1)?(3)的方法。
[0475] (1)氨直接氧化法
[0476] 2NH3+202 - N20+3H20
[0477] (2)硝酸銨熱分解法
[0478] NH4N〇3 ^ N20+2H20
[0479] (3)氨基磺酸法
[0480] NH2S03H+HN03 - N20+H2S04+H20
[0481] 再者,對于工業(yè)制造的氧化亞氮,例如,可舉出純度99. 9 (3N)?99. 999 (5N) %的 高純度氧化亞氮、純度97.0%以上(日本藥典)的醫(yī)療用氧化亞氮、純度98%以上的工業(yè) 用氧化亞氮等。
[0482] 除此以外,對于氧化亞氮的制造方法,可舉出采用了以下的(4)?(10)的方法。
[0483] (4)尿素分解法
[0484] 2 (NH2) 2C0+2HN03+H2S04 - 2N20+2C02+ (NH4) 2S04+2H20
[0485] (5)由羥胺的制法
[0486] 4N0+2NH20H - 3N20+3H20
[0487] 2NH20H+N02+N0 - 2N20+3H20
[0488] 2NH20H+02 - N20+3H20
[0489] (6)由有機反應(yīng)的副生N20
[0490] 從己二酸的制造工序的副生N20的回收。
[0491] 從乙二醛的制造的副生隊0的回収。
[0492] (7)亞硝酸或亞硝酸鹽的還原
[0493] 以溫亞硫酸、鈉、汞合金、氯化亞錫二等為還原劑還原亞硝酸或亞硝酸鹽的溶液。
[0494] (8)硝酸的還原
[0495] 將硝酸用鋅或錫還原,或用二氧化硫還原。
[0496] (9)硝酸鹽的還原
[0497] 2KN03+6HC00H - N20+4C02+5H20+2HC00K
[0498] (10)連二次硝酸的脫水
[0499] H2N202+H2S04 - H2S04 · Η20+Ν20
[0500] 并且,所制造的氧化亞氮,由氣體廠商填充至上述高壓氣體容器31a后,向上述燃 料氣體供給源31輸送并暫時儲存在燃料氣體儲存部。另一方面,高壓氣體容器31a能夠通 過在使用后退還給氣體廠商、進行再填充而重復(fù)使用。
[0501] 另外,對于燃料氣體的供給方法,不限于使用上述高壓氣體容器31a供給(更換高 壓氣體容器31a)的方法,可以采用使用例如油輪(tanker)、油罐車(tank truck)等的輸送 單元,向設(shè)置于上述燃料氣體供給源31的儲存罐(高壓氣體容器31a)供給的方法。并且, 也可以采用將含有氧化亞氮的燃料氣體通過管道向設(shè)置于上述燃料氣體供給源31的儲存 罐(高壓氣體容器31a)供給的方法。
[0502] 再者,對于氮氣的供給方法,也不限于使用上述高壓氣體容器33a供給(更換高壓 氣體容器33a)的方法,可以采用與上述的燃料氣體的供給方法同樣的方法供給。并且,對 于上述圖9(a)、(b)所示的發(fā)電裝置的燃料(Fuel)、氮氣(N 2)等的供給方法也是同樣的。
[0503] 在本發(fā)明中,通過使用上述催化劑21,能夠降低氧化亞氮的分解開始溫度。并且, 氧化亞氮的分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,能夠持續(xù)地進行之后供給 的氧化亞氮的分解。
[0504] 因此,在本發(fā)明中,在氧化亞氮的分解開始前,只將上述催化劑21預(yù)熱即可。并 且,氧化亞氮的分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,能夠一邊將上述催化劑 21的溫度保持在分解氧化亞氮所需要的溫度以上,一邊使氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。
[0505] 具體來說,上述催化劑21的溫度,從催化劑活性的觀點來看優(yōu)選為200?600°C的 范圍,從分解反應(yīng)容易性的觀點來看更優(yōu)選為350?450°C的范圍。即,在本發(fā)明中,優(yōu)選進 行采用上述加熱器28的預(yù)熱和/或采用上述控制部27的分解氣體的溫度控制,以使得上 述催化劑21的溫度成為這樣的范圍。
[0506] 另一方面,氧化亞氮自身在約500°C以上自我分解,因此也可以通過將上述反應(yīng)器 22保持在自我分解溫度以上,從而不使用上述催化劑21地使氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。 但是,在不使用上述催化劑21而使氧化亞氮自我分解的情況下,已知作為分解副產(chǎn)物產(chǎn)生 N0X氣體。因此,在本發(fā)明中,為防止上述N0X氣體的產(chǎn)生,優(yōu)選使用上述催化劑21。再者, 上述催化劑21即使在氧化亞氮的自分解溫度以上也可以使用。
[0507] 對于燃料氣體的溫度,只要是氧化亞氮不液化的溫度即可,通常可以在常溫以下 使用。另一方面,燃料氣體也可以預(yù)熱至比常溫高的溫度而使用。例如,在燃料氣體中所含 有的氧化亞氮的濃度低的情況下,通過將該燃料氣體預(yù)熱,能夠促進氧化亞氮的分解。
[0508] 對于燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,并沒有特別限定,可以使用例如在 1?100%的范圍調(diào)整的濃度,并且,在需要得到更多的能量的情況下,可以使用在超過 50 %且100 %以下的范圍調(diào)整的濃度,甚至可以使用在超過70 %且100 %以下的范圍調(diào)整 的濃度。另外,通過進行上述的氧化亞氮的濃度調(diào)整,能夠調(diào)整氧化亞氮的分解反應(yīng)速度 等。
[0509] 另外,在本發(fā)明中,通過進行上述的氧化亞氮的濃度調(diào)整,能夠利用分解氣體作為 呼吸氣體。具體來說,空氣,其體積的約80%為氮(N2),約20%為氧(02),因此,例如,將上述 燃料氣體中所含有的氧化亞氮(N20)與氮(N2)的比例以體積比(摩爾比)計設(shè)為N20:N 2 = 1:1。即,向上述燃料氣體中添加氮氣,使該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度成為50%, 則在該燃料氣體中所含有的氧化亞氮最終分解為氮和氧時,1摩爾氧化亞氮分解為1摩爾 氮和0.5摩爾氧,因此該分解氣體中所含有的氮(N 2)與氧(02)的比例以體積比(摩爾比) 計成為N2:02 = 4:1。由此,能夠使分解氣體中所含有的氮(N2)與氧(02)的比例接近空氣 組成,因此能夠利用該分解氣體作為呼吸氣體。
[0510] 具體來說,在使用上述分解氣體作為呼吸氣體的情況下,優(yōu)選將其氧濃度設(shè)為 18?24%左右的范圍,該情況下,優(yōu)選將燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度設(shè)為44? 63%左右的范圍。
[0511] 另外,在本發(fā)明中,可以使用氧化亞氮的濃度低于44%的氣體,即作為燃料氣體可 以使用氧化亞氮的濃度低的氣體。該情況下,雖然通過燃料氣體中所含有的氧化亞氮的分 解而產(chǎn)生的能量(能量密度)變低,但是通過減緩該燃料氣體中所含有的氧化亞氮的分解 反應(yīng),能夠抑制上述的由于分解氣體而暴露在高溫高壓下的催化劑21、分解反應(yīng)器22等的 各部件的劣化(例如熱疲勞、氧化等)。即,在本發(fā)明中,可以考慮上述的催化劑21、分解反 應(yīng)器22等的各部材料的耐熱性和耐氧化性,調(diào)整燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度。
[0512] 另一方面,在本發(fā)明中,可以使用氧化亞氮的濃度超過63%的氣體,即作為燃料氣 體可以使用氧化亞氮的濃度高的氣體。該情況下,能夠提高通過燃料氣體中所含有的氧化 亞氮的分解而產(chǎn)生的能量(能量密度),能夠謀求提高上述分解氣體鍋爐1和分解氣體渦輪 11的輸出。
[0513] 特別是在本發(fā)明中,即使使用了氧化亞氮的濃度為100%的氣體,也可以使用上述 催化劑21使氧化亞氮的分解持續(xù)地進行。再者,在本發(fā)明中,不僅可以使用高純度(例如 純度99. 9 (3N)?99. 999 (5N) % )的氧化亞氮,也可以考慮氧化亞氮的制造成本等,使用與 其相比純度低的(例如純度低于97% )氧化亞氮。
[0514] 上述的采用氮氣等的氧化亞氮的濃度調(diào)整,可以是在氧化亞氮的分解前向燃料氣 體中添加氮氣等的方法,也可以是在氧化亞氮的分解后向分解氣體中添加氮氣等的方法。 并且,也可以使用預(yù)先進行了氧化亞氮的濃度調(diào)整的燃料氣體。
[0515] 再者,對于上述燃料氣體中所含有的氧化亞氮以外的成分,除了為了上述的氧化 亞氮的調(diào)整而添加的氮等以外,可舉出后述的在氧化亞氮的制造時混入了的未反應(yīng)物、副 產(chǎn)物、空氣、不可避免的雜質(zhì)等。
[0516] 另外,在本發(fā)明中,可以設(shè)置測量上述分解氣體中的氧濃度的氧濃度計(氧測量 單元)。該情況下,測量上述分解氣體中所含有的氧的濃度,基于該測量結(jié)果,能夠精度良好 地進行上述的分解氣體的溫度控制。
[0517] 再者,向上述分解反應(yīng)器22導(dǎo)入的燃料氣體的空間速度(SV :SpaCeVel〇City), 設(shè)定為最佳值以適合其設(shè)計即可,例如,可以在10?140, OOOhf1的范圍、優(yōu)選為100? 10,000hrH的范圍設(shè)定。
[0518] 以下,對于「日本特開2002-153734號公報」中記載的氧化亞氮分解用催化劑進行 說明。
[0519] 從工廠、焚燒設(shè)備排出的排氣中所含有的氧化亞氮的濃度為10%以下,另一方面, 從手術(shù)室排出的剩余麻醉氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,雖說利用剩余麻醉氣體排除裝 置通過壓縮空氣而多少被稀釋,但也為70%以下,是非常高的濃度。本發(fā)明的氧化亞氮的分 解催化劑是能夠與從低濃度到高濃度的氧化亞氮的分解相對應(yīng)的催化劑。
[0520] 另外,本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,能夠進行在比較低的溫度下的分解處理, 即使在水分共存的情況下也難以受到由水分導(dǎo)致的活性劣化,并且能夠?qū)0X的產(chǎn)生量抑 制為允許濃度以下,相對于以往的分解催化劑,能夠?qū)0 X的產(chǎn)生量降低至約1/10?1/100 以下。
[0521] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,可以使用選自下述催化劑中的至少1種催化 齊U,即含有鋁、鎂和銠3種金屬作為必須成分的下述〔1〕?〔3〕的任一種催化劑:〔1〕鋁、鎂 和銠擔載于載體的催化劑,〔2〕鎂和銠擔載于氧化鋁載體的催化劑,〔3〕在由鋁的至少一部 分和鎂形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體上擔載有銠的催化劑;以及含有鋁與銠2 種金屬和選自鋅、鐵、錳與鎳中的至少1種金屬作為必須成分的下述〔4〕?〔6〕的任一種催 化劑:〔4〕在載體上擔載有選自鋅、鐵、錳與鎳中的至少1種金屬、和鋁與銠而成的催化劑, 〔5〕在氧化鋁載體上擔載有選自鋅、鐵、錳與鎳中的至少1種金屬、和銠而成的催化劑,〔6〕 在由鋁的至少一部分以及選自鋅、鐵、錳和鎳的至少1種金屬形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合 氧化物的載體上擔載有銠的催化劑。
[0522] 作為〔1〕的催化劑所使用的載體,可使用選自氧化鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化 鈰、二氧化鈦和氧化錫中的載體,作為〔4〕的催化劑所使用的載體,可使用選自氧化鋁、二氧 化鋯、二氧化鈰、二氧化鈦和氧化錫中的載體。載體可使用表面積分別為30?300m 2/g左 右的載體,對于形狀沒有特別限制,可以根據(jù)反應(yīng)器或反應(yīng)方法選擇粒狀、粉末狀、蜂窩狀 等適合于各自的形狀。
[0523] 在〔1〕的催化劑中,載體上擔載的鋁和鎂,優(yōu)選鋁以相對于鎂的原子比計至少為2 以上被含有。另外,鎂優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的〇. 1?20. 0質(zhì)量%被含有。
[0524] 另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與鎂形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,尖晶石型結(jié)晶 性復(fù)合氧化物例如可以通過將擔載了鋁和鎂的載體燒成而生成。尖晶石結(jié)構(gòu)是具有XY2〇4 的化學式的氧化物所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu),屬于立方晶系,已知Α1和Mg形成MgAl204的尖晶石結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,雖然其理由尚不清楚,但認為鋁的至少一部分與鎂形成 了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,發(fā)揮使氧化亞氮的分解能提高、并且使N0 !^^產(chǎn)生量降低的 效果。
[0525] 在〔4〕的催化劑中,載體上擔載的選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬以及鋁,優(yōu) 選鋁以相對于選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計至少為2以上被含有。另外, 選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的〇. 1?40. 0質(zhì) 量%被含有。
[0526] 另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型 結(jié)晶性復(fù)合氧化物。尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物可以通過將擔載有鋁以及選自鋅、鐵、錳和 鎳中的至少1種金屬的載體燒成而生成。已知鋁以及鋅、鐵、錳和鎳形成MA1 204 (M = Zn、Fe、 Μη、Ni)的尖晶石結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,雖然其理由尚不清楚,但認為鋁 的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,發(fā) 揮使氧化亞氮的分解能提高、并且使N0 X的產(chǎn)生量降低的效果。
[0527] 〔 2〕的催化劑所使用的載體為氧化鋁,對氧化鋁沒有特別限制,可以使用表面積為 50?300m2/g左右的氧化鋁。在氧化鋁上擔載的鎂,優(yōu)選以鋁相對于鎂的原子比計至少為 2以上被含有。鎂優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的0. 1?20. 0質(zhì)量%被含有。另外, 優(yōu)選鋁的至少一部分和與形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物。
[0528] 〔 5〕的催化劑所使用的載體為氧化鋁,對氧化鋁沒有特別限制,可以使用表面積為 50?300m2/g左右的氧化鋁。在氧化鋁上擔載的選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬,優(yōu) 選以鋁相對于選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計至少為2以上被含有。選自 鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬,優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的0. 1?40. 0質(zhì)量% 被含有。另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型 結(jié)晶性復(fù)合氧化物。
[0529] 〔3〕的催化劑使用由鋁的至少一部分和鎂形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載 體?!?〕的催化劑中的鋁與鎂的原子比,優(yōu)選以鋁相對于鎂的原子比計至少為2以上被含 有。另外,鎂優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的〇. 1?20. 0質(zhì)量%被含有。
[0530] 〔6〕的催化劑,使用由鋁的至少一部分以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬 形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體?!?〕的催化劑中的鋁與選自鋅、鐵、錳和鎳中的 至少1種金屬的原子比,優(yōu)選以鋁相對于選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計 至少為2以上被含有。另外,選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬,優(yōu)選以金屬原子換算為 催化劑整體的0. 1?40. 0質(zhì)量%被含有。
[0531] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑所含有的銠,使用〔1〕?〔6〕的任一催化劑的情 況下,優(yōu)選以金屬原子換算為催化劑整體的〇. 05?10質(zhì)量%,進一步優(yōu)選為0. 1?6. 0質(zhì) 量%。通過使銠的擔載量增加能夠使低溫中的催化劑活性提高,但如果考慮催化劑的成本 則不優(yōu)選擔載10質(zhì)量%以上,并且如果為〇. 05質(zhì)量%以下則得不到充分的氧化亞氮的分 解活性。
[0532] 接下來對于本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑的制造方法進行說明。
[0533] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑可以使用各種制造方法,可以使用例如(1)浸滲 法、(2)共沉淀法、(3)混煉法、等等。以下,將這三個制造方法舉例,對本發(fā)明的氧化亞氮的 分解催化劑的制造方法進行說明。
[0534] (1)使用浸滲法的催化劑的制造方法
[0535] 使用浸滲法,則能夠制造上述的〔1〕?〔6〕的催化劑。制造〔1〕的催化劑的情況 下,使選自氧化鋁、二氧化硅、二氧化鋯、二氧化鈰、二氧化鈦和氧化錫的載體,首先浸滲鋁 和鎂的無機酸鹽(硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等)。在制造〔 4〕的催化劑的情況下,使選自氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈰、二氧化鈦和氧化錫的載體,首先 浸滲鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的無機酸鹽(硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等) 或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等)。在制造〔2〕的催化劑的情況下,使氧化鋁載體浸滲鎂的 無機酸鹽(硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等)。在制造〔5〕的催 化劑的情況下,使氧化鋁載體浸滲選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的無機酸鹽(硝酸 鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等)。鋁鹽、錳鹽、以及選自鋅、鐵、錳和 鎳中的至少1種的金屬鹽,優(yōu)選全都使用硝酸鹽。
[0536] 制造〔1〕的催化劑的情況下,作為鋁和鎂的擔載于載體的量,優(yōu)選擔載為以鋁相 對于鎂的原子比計成為2以上,并且優(yōu)選使鎂的擔載量成為催化劑整體的0. 1?20. 0質(zhì) 量%。制造〔4〕的催化劑的情況下,作為鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的擔載 于載體的量,優(yōu)選擔載為以鋁相對于選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計成為 2以上,并且優(yōu)選使選自鋅、鐵、猛和鎳中的至少1種金屬的擔載量成為催化劑整體的0. 1? 40. 0質(zhì)量%。在制造〔2〕的催化劑的情況下,優(yōu)選擔載為以錳相對于鋁的原子比計成為1/2 以下,并且優(yōu)選使鎂的擔載量成為催化劑整體的0. 1?20. 0質(zhì)量%。另外,在制造〔5〕的 催化劑的情況下,優(yōu)選擔載為以選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬相對于鋁的原子比計 成為1/2以下,并且優(yōu)選使選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的擔載量成為催化劑整體 的0. 1?40. 0質(zhì)量%。
[0537] 將作為目標的金屬鹽擔載于載體后,將載體干燥進行燒成處理,由此能夠得到例 如含有鋁和鎂,且鋁的至少一部分與鎂形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體,使用該 載體作為〔1〕的催化劑的載體。另外,同樣地,能夠得到含有鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的 至少1種金屬,且鋁的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成了尖晶石型 結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體,使用該載體作為〔4〕的催化劑的載體。例如〔1〕的催化劑中的 浸滲了鋁鹽和鎂鹽后的干燥溫度、〔4〕的催化劑中的浸滲了鋁鹽以及選自鋅、鐵、錳和鎳中 的至少1種金屬鹽后的干燥溫度各自沒有特別限制,優(yōu)選為80?150°C的溫度范圍,進一步 優(yōu)選為100?130°C的溫度范圍。另外,干燥氣氛沒有特別限制,可以使用氮和空氣。干燥 時間沒有特別限制,使用了浸滲法的情況下,通常為2?4小時左右即可。
[0538] 浸滲并干燥后的載體的燒成處理,可以在400?900°C的溫度范圍進行,優(yōu)選為 500?700°C。燒成溫度低于400°C的情況下,結(jié)晶化不充分,在900°C以上導(dǎo)致載體的比表 面積的減少而不優(yōu)選。燒成時間沒有特別限定,1?10小時左右即可,優(yōu)選為2?4小時 左右,可以使燒成溫度階段性地變化。長時間的燒成,由于其效果飽和因此在經(jīng)濟性上不優(yōu) 選,短時間的燒成則有時其效果小。另外,燒成可以使用燒成爐、馬弗爐等進行,作為此時的 流通氣體,可以使用氮或空氣的任一種。
[0539] 接著,將銠鹽擔載于上述的燒成而得到的載體。作為銠鹽,可以使用無機酸鹽(硝 酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等),優(yōu)選使用硝酸鹽。擔載銠鹽的 工序,例如在制造含有鋁、鎂和銠3種金屬作為必須成分的催化劑的情況下,優(yōu)選對使用上 述的方法而得到的鋁的至少一部分與鎂形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體進行,可以 與使載體浸滲鋁和鎂的工序、或使氧化鋁載體浸滲擔載鎂的工序同時進行。另外,銠的擔載 量優(yōu)選成為催化劑整體的〇. 05?10質(zhì)量%。
[0540] 同樣地,擔載銠鹽的工序,在制造含有鋁和銠2種金屬以及選自鋅、鐵、錳和鎳中 的至少1種金屬作為必須成分的催化劑的情況下,優(yōu)選對使用上述的方法而得到的鋁的至 少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體 進行,可以與使載體浸滲擔載鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的工序、或使氧 化鋁載體浸滲擔載選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的工序同時進行。另外,優(yōu)選使銠 的擔載量成為催化劑整體的〇. 05?10質(zhì)量%。在此,如果使用鋁的至少一部分預(yù)先與鎂 形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體,則通過與上述同樣地將銠鹽擔載于該載體從而能 夠制造〔3〕的催化劑。另外,如果使用鋁的至少一部分預(yù)先與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1 種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體,則通過將銠鹽擔載于該載體從而能夠制造 〔6〕的催化劑。
[0541] 接著,將該擔載了銠的催化劑前驅(qū)體在與上述同樣的干燥條件下干燥,并將已干 燥的催化劑前驅(qū)體燒成。該燒成溫度優(yōu)選為200?500°C,進一步優(yōu)選為300?400°C。燒 成而得到的催化劑可以作為氧化亞氮分解催化劑使用,但優(yōu)選進一步進行還原處理,通過 進行還原處理,能夠得到活性更高的含有銠的催化劑。還原處理,例如,可以通過以下方法 進行:(1)在用肼還原后進行再干燥,并進行燒成的方法;或(2)氫還原的方法,優(yōu)選采用氫 還原的方法。采用氫還原的方法的情況下,還原溫度優(yōu)選為200?500°C,更優(yōu)選為300? 400°C。還原時間沒有特別限定,可以以1?10小時左右處理,優(yōu)選為2?4小時左右。另 夕卜,可以不進行燒成處理地進行還原處理,該情況下也能夠得到活性高的含有銠的催化劑。 作為不進行燒成處理地進行還原處理而制造催化劑的方法,優(yōu)選在200?500°C的溫度進 行氫還原的方法。
[0542] (2)采用共沉淀法的催化劑的制造方法
[0543] 采用共沉淀法,則能夠制造上述的〔3〕和〔6〕的催化劑。作為采用共沉淀法制造 〔3〕的催化劑的方法,例如向含有鋁和鎂的硝酸鹽的水溶液滴下氨水并使其中和沉淀,根據(jù) 需要進行成熟放置、過濾水洗,由洗凈水的電導(dǎo)率等確認充分進行了水洗。接著,在與浸滲 法同樣的條件下干燥10?12小時左右后,將所得到的干燥體粉碎,使粒度一致而成型。進 而在氮或空氣氣氛中,通過在與浸滲法同樣的條件下進行燒成處理,得到鋁的至少一部分 與鎂形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體。
[0544] 作為鋁和鎂的量,優(yōu)選使鋁相對于鎂的原子比計成為2以上,鎂優(yōu)選含有以金屬 原子換算為催化劑整體的〇. 1?20. 0質(zhì)量%。將銠鹽擔載于這樣得到的鋁的至少一部分 與鎂形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體,作為其方法、擔載量以及之后的處理方法可 以與上述的浸滲法同樣地進行。
[0545] 另外,作為采用共沉淀法制造〔6〕的催化劑的方法,例如向含有鋁的硝酸鹽以及選 自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的硝酸鹽的水溶液滴下氨水并使其中和沉淀,根據(jù)需要 進行成熟放置、過濾水洗,由洗凈水的電導(dǎo)率等確認充分地進行了水洗。接著,在與浸滲法 同樣的條件下干燥10?12小時左右后,將所得到的干燥體粉碎,使粒度一致而成型。進而 在氮或空氣氣氛中,通過在與浸滲法同樣的條件下進行燒成處理,得到鋁的至少一部分與 選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體。
[0546] 作為鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的量,優(yōu)選使鋁相對于選自鋅、 鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計成為2以上,選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬 優(yōu)選含有以金屬原子換算為催化劑整體的〇. 1?40. 0質(zhì)量%。將銠鹽擔載于這樣得到的 鋁的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物 的載體,作為其方法、擔載量以及之后的處理方法可以與上述的浸滲法同樣地進行。
[0547] (3)采用了混煉法的催化劑的制造方法
[0548] 采用混煉法,則能夠制造〔3〕和〔6〕的催化劑。作為采用混煉法制造〔3〕的催化 劑的方法,例如,向氧化鋁和/或氫氧化鋁、與氧化鎂、氫氧化鎂和/或鎂鹽,例如根據(jù)需要 添加水,并機械地混合,將所得到的混合物干燥,進而在與浸滲法同樣的條件下進行燒成處 理,能夠得到上述的尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物。作為鋁和鎂的量,優(yōu)選使鋁相對于鎂的原 子比計成為2以上,鎂優(yōu)選含有以金屬原子換算為催化劑整體的0. 1?20. 0質(zhì)量%。
[0549] 將銠鹽擔載于這樣得到的鋁的至少一部分與鎂形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物 的燒成體,作為其方法、擔載量以及之后的處理方法可以采用與上述的浸滲法同樣的方法。 另外,銠鹽也可以在將氧化鋁等進行機械混合時預(yù)先添加。
[0550] 作為采用混煉法制造〔6〕的催化劑的方法,例如,向氧化鋁和/或氫氧化鋁以及選 自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種氧化物、氫氧化物和/或金屬鹽,例如根據(jù)需要添加水,并進 行機械混合,將所得到的混合物干燥,進而在與浸滲法同樣的條件下進行燒成處理,能夠得 到上述的尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物。另外,作為鋁以及選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種 金屬的量,優(yōu)選以鋁相對于選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬的原子比計成為2以上,選 自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金屬,優(yōu)選含有以金屬原子換算為催化劑整體的0. 1?40. 0 質(zhì)量%。
[0551] 將銠鹽擔載于這樣得到的鋁的至少一部分與選自鋅、鐵、錳和鎳中的至少1種金 屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的燒成體,作為其方法、擔載量以及之后的處理方法可 以采用與上述的浸滲法相同的方法。另外,銠鹽也可以在將氧化鋁等機械混合時預(yù)先添加。
[0552] 接著對于使用了本發(fā)明的分解催化劑的氧化亞氮的分解方法進行說明。使用本發(fā) 明的分解催化劑進行氧化亞氮的分解反應(yīng)的情況下,可以在200?600°C的溫度范圍進行。 優(yōu)選在300?500°C的溫度范圍,進一步優(yōu)選在350?450°C的溫度范圍,使本發(fā)明的催化 劑與氧化亞氮以氣相接觸即可。如果溫度低于200°C則氧化亞氮的分解不充分,并且,如果 為600°C以上則有催化劑壽命變短的傾向,因此不優(yōu)選。作為催化劑床的方式,并沒有特別 限制,一般地優(yōu)選使用固定床。
[0553] 另外,以往的使用了鈀的催化劑,由于水分的影響而使催化劑的活性降低,即使除 去水分也不能恢復(fù)到原來的活性,與此相對,本發(fā)明的分解催化劑具有以下特征:雖然有時 由于1?3%的水分共存而使活性略微降低,但如果除去水分則恢復(fù)到原來的活性。
[0554] 接著對于能夠使用本發(fā)明的分解催化劑進行分解的氣體組成進行說明。從工廠、 焚燒設(shè)備排出的排氣中所含有的氧化亞氮的濃度為10%以下,通過使用本發(fā)明的分解催化 齊U,能夠分解排氣中所含有的lppm?10%的濃度的氧化亞氮。另一方面,從手術(shù)室通過剩 余麻醉氣體排除裝置而排出的氧化亞氮的濃度有時達到3?70%的非常高的濃度。另外, 在分解麻醉氣體中所含有的氧化亞氮的情況下,成為通常存在13?20%的氧的反應(yīng),成為 在對分解催化劑來說苛刻的條件下的反應(yīng)。因此,如果能夠進行除熱,并且溫度控制能夠充 分進行,則分解處理的氧化亞氮的濃度沒有特別限制,但由于氧化亞氮分解為氮和氧的反 應(yīng)為放熱反應(yīng),因此氧化亞氮的濃度可以為3?50%,優(yōu)選為3?25%,進一步優(yōu)選為3? 10%。
[0555] 每單位催化劑的供給氣體量即空間速度(SV :Space Velocity)可以為lOhr^1? 20000hrH的范圍,優(yōu)選為lOOhf1?lOOOOhf 1的范圍。
[0556] 以下,對于「日本特開2002-253967號公報」中記載的氧化亞氮分解用催化劑進行 說明。
[0557] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑是能夠分解從低濃度到高濃度的氧化亞氮的催 化劑。從手術(shù)室排出的剩余麻醉氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,雖說通過壓縮空氣多少 被稀釋為70%以下,但也是非常高的濃度,但如果使用本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑則 能夠應(yīng)對。
[0558] 另外,本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,即使在受到了由剩余麻醉氣體中所含有 的揮發(fā)性麻醉劑所導(dǎo)致的劣化的情況下,也能夠通過進行賦活再生而恢復(fù)活性。并且能夠 在比較低的溫度下分解氧化亞氮,即使在水分共存的情況下也難以受到由水分導(dǎo)致的活性 劣化,能夠?qū)0 X的產(chǎn)生量抑制為允許濃度以下,相對于以往的分解催化劑,能夠?qū)0X的產(chǎn) 生量降低至約1/10?1/100以下的水平。
[0559] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑,其特征在于,含有選自銠、釕和鈀中的至少1種 貴金屬作為必須成分,能夠使用以下的(1)?(3)的任一催化劑。
[0560] (1)在選自二氧化硅或二氧化硅-氧化鋁中的載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中 的至少1種貴金屬而成的催化劑。
[0561] (2)在二氧化硅載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中的至少1種貴金屬;(b)鋁;以 及(c)選自鋅、鐵和錳中至少1種金屬而成的催化劑。
[0562] (3)在二氧化硅-氧化鋁的載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中的至少1種貴金屬; 以及(d)選自鎂、鋅、鐵和錳中的至少1種金屬而成的催化劑。
[0563] (1)的催化劑所使用的載體是二氧化硅或二氧化硅-氧化鋁,這些載體沒有特別 限制,可以使用表面積為50?300m 2/g左右的載體。對于形狀沒有特別限制,可以根據(jù)反 應(yīng)器或反應(yīng)方法,選擇粒狀、粉末狀、蜂窩狀等適合于各自的形狀。
[0564] (2)的催化劑所使用的載體是二氧化硅,雖然沒有特別限制,但可以使用表面積為 50?300m2/g左右的載體。對于形狀沒有特別限制,可以根據(jù)反應(yīng)器或反應(yīng)方法,選擇粒狀、 粉末狀、蜂窩狀等適合于各自的形狀。
[0565] 擔載于二氧化硅載體的成分之中,選自鋅、鐵和錳(c)中的至少1種金屬,優(yōu)選含 有催化劑質(zhì)量整體的〇. 1?5. 0質(zhì)量%,進一步優(yōu)選含有0. 2?1. 0質(zhì)量%。有時即使含 有催化劑質(zhì)量整體的5.0質(zhì)量%以上的選自(c)之中的金屬效果也會飽和。
[0566] 擔載于二氧化硅載體的鋁,優(yōu)選以相對于選自鋅、鐵和錳(c)中的至少1種金屬的 原子比計含有至少2以上。另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自(c)的至少1種金屬形成尖 晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,例如可以通過將擔載有鋁以及選 自鋅、鐵和錳中的至少1種金屬的載體燒成而生成。
[0567] 尖晶石結(jié)構(gòu)是具有ΧΥ204的化學式的氧化物所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu),屬于立方晶系,已知A1 與Zn、Fe、Μη分別形成ZnAl 204、FeAl204、ΜηΑ120 4的尖晶石結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的氧化亞氮的分解 催化劑,其理由尚不清楚,但認為通過鋁的至少一部分與選自(c)中的至少1種金屬的一部 分或全部形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,發(fā)揮使氧化亞氮的分解能提高、并且使Ν0 Χ的產(chǎn) 生量降低的效果。
[0568] (3)的催化劑所使用的載體是二氧化硅-氧化鋁,雖然沒有特別限制,但可以使用 表面積為50?300m 2/g左右的載體。擔載于二氧化娃-氧化錯載體的選自鎂、鋅、鐵和猛 (d)中的至少1種金屬,優(yōu)選含有催化劑質(zhì)量整體的0. 1?5. 0質(zhì)量%,進一步優(yōu)選含有 0.2?1.0質(zhì)量%。有時即使含有催化劑質(zhì)量整體的5.0質(zhì)量%以上的選自(d)中的金屬 效果也會飽和。
[0569] (3)的催化劑所含有的錯,優(yōu)選以相對于選自鎂、鋅、鐵和錳⑷中的至少1種金屬 的原子比計含有至少2以上。另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自(d)中的至少1種金屬形 成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物。尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物可以通過使二氧化硅-氧化鋁 載體擔載選自(d)中的至少1種金屬,并燒成載體而生成。
[0570] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解催化劑所含有的選自銠、釕和鈀(a)中的至少1種貴金 屬,在使用上述的(1)?(3)的任一催化劑的情況下,優(yōu)選含有催化劑質(zhì)量整體的0.05? 10質(zhì)量%,進一步優(yōu)選含有0.1?6.0質(zhì)量%。通過使選自(a)中的至少1種貴金屬的擔 載量增加能夠使低溫中的催化劑活性提高,但如果考慮催化劑的成本則不優(yōu)選擔載10質(zhì) 量%以上,并且如果為0. 05質(zhì)量%以下有時得不到充分的氧化亞氮的分解活性。
[0571] 接著對于本發(fā)明的氧化亞氮分解催化劑的制造方法進行說明。
[0572] 本發(fā)明的氧化亞氮分解催化劑可以采用各種制造方法,可以采用例如(1)浸滲 法、(2)共沉淀法、(3)混煉法、等的方法。以下對于采用浸滲法制造上述的(2)的催化劑的 方法進行說明,但本發(fā)明當然不限定于此。
[0573] 采用浸滲法制造(2)的催化劑的方法可以包含以下的3個工序。
[0574] 〔1〕在二氧化硅載體上,擔載(b)鋁、以及(c)選自鋅、鐵和錳中的至少1種金屬的 工序。
[0575] 〔2〕將從工序〔1〕得到的載體在400?900°C燒成的工序。
[0576] 〔3〕在從工序〔2〕得到的已燒成的載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中的至少1種 貴金屬的工序。
[0577] 在工序〔1〕中,使二氧化硅載體浸滲鋁的無機酸鹽、以及選自鋅、鐵和錳(c)中的 至少1種金屬的無機酸鹽(硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等)。 優(yōu)選鋁和選自(c)中的至少1種金屬的鹽都使用硝酸鹽。
[0578] 作為將鋁和選自(c)中的至少1種金屬擔載于載體的量,優(yōu)選以相對于選自(c) 中的至少1種金屬的原子比計成為2以上那樣地擔載鋁,并且優(yōu)選選自(c)中的至少1種 金屬的擔載量成為催化劑整體的〇. 1?5. 0質(zhì)量%。
[0579] 進行了工序〔1〕后,優(yōu)選將載體干燥,進而進行燒成工序〔2〕,由此能夠得到含有 鋁和選自(c)中的至少一種金屬,且已擔載的鋁的至少一部分與選自鋅、鐵和錳(c)中的至 少1種金屬形成了尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體。進行了工序〔1〕后的干燥溫度沒有 特別限制,優(yōu)選為80?150°C的溫度范圍,進一步優(yōu)選為100?130°C的溫度范圍。另外, 干燥氣氛沒有特別限制,優(yōu)選使用空氣。干燥時間沒有特別限制,采用了浸滲法的情況下, 通常為2?4小時左右即可。
[0580] 燒成工序〔2〕可以在400?900°C的溫度范圍進行,優(yōu)選為500?700°C。燒成溫 度低于400°C的情況下,有時結(jié)晶化不充分,在900°C以上則有載體的比表面積減少的傾向 而不優(yōu)選。燒成時間沒有特別限定,可以為1?10小時左右,優(yōu)選為2?4小時左右,也可 以使燒成溫度階段性地變化。長時間的燒成,有時其效果飽和而在經(jīng)濟性上不優(yōu)選,短時間 的燒成則有時其效果小。另外,燒成可以使用燒成爐、馬弗爐等進行,作為此時的流通氣體, 可以使用氮或空氣的任一種。
[0581] 接著,進行工序〔3〕,該工序在由工序〔2〕得到的、鋁的至少一部分與選自鋅、鐵和 錳(c)中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物的載體上,擔載選自銠、釕和鈀 (a)中的至少1種貴金屬的鹽。作為選自(a)中的至少1種貴金屬的鹽,可以使用無機酸鹽 (硝酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等)或有機酸鹽(草酸鹽、乙酸鹽等),優(yōu)選使用無機酸鹽的硝酸 鹽。
[0582] 工序〔3〕,優(yōu)選對鋁的至少一部分與選自(c)中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié) 晶性復(fù)合氧化物的在工序〔2〕中得到的載體進行,也可以與工序〔1〕同時進行。在該情況 下,在同時進行工序〔1〕和工序〔3〕后進行工序〔2〕,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自(c)中的 至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物。在任何情況下,選自銠、釕和鈀(a)中的至 少1種貴金屬的擔載量都優(yōu)選成為催化劑質(zhì)量整體的〇. 05?10質(zhì)量%。
[0583] 接著,將進行了工序〔3〕的催化劑前驅(qū)體,在與上述同樣的干燥條件下干燥。已 干燥的催化劑前驅(qū)體優(yōu)選進行還原處理,通過進行還原處理,能夠得到活性高的、含有選自 (a)中的至少1種貴金屬的催化劑。還原處理,例如能夠通過以下方法進行:(1)在用肼還 原后進行再干燥,并進行燒成的方法;或(2)氫還原的方法,優(yōu)選采用氫還原的方法。采用 氫還原的方法的情況下,還原溫度優(yōu)選為200?500°C,更優(yōu)選為300?400°C。還原時間 沒有特別限定,可以以1?10小時左右處理,優(yōu)選為2?4小時左右。另外,上述的已干燥 的催化劑前驅(qū)體可以不進行(1)或(2)的還原處理,在氮氣或空氣中燒成。作為此時的燒 成溫度,優(yōu)選為200?500°C,更優(yōu)選為300?400°C。
[0584] 接著對于使用上述的氧化亞氮分解催化劑的氧化亞氮的分解方法進行說明。
[0585] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法有以下4種方法。本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法 (1),其特征在于使含有氧化亞氮的氣體與上述的催化劑在200?600°C接觸。另外,本發(fā)明 的氧化亞氮的分解方法(2),其特征在于,催化劑是在包含二氧化硅或二氧化硅-氧化鋁的 載體上,擔載選自銠、釕和鈀中的至少1種貴金屬而成的,使含有氧化亞氮的氣體與該催化 劑在200?600°C接觸,在分解過程中確認了催化劑的活性下降時,停止含有氧化亞氮的氣 體的供給并加熱至500°C?900°C,將催化劑賦活再生后,再次開始含有氧化亞氮的氣體的 供給。
[0586] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法(3),其特征在于,催化劑是在載體為二氧化硅的該 載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中的至少1種貴金屬、(b)鋁、以及(c)選自鋅、鐵和錳中的 至少1種金屬而成的,使含有氧化亞氮的氣體與該催化劑在200?600°C接觸,在分解過程 中確認了催化劑的活性下降時,停止含有氧化亞氮的氣體的供給并加熱至500°C?900°C, 將催化劑賦活再生后,再次開始含有氧化亞氮的氣體的供給。
[0587] 另外,本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法(4),其特征在于,催化劑是在載體為二氧化 硅-氧化鋁的該載體上,擔載(a)選自銠、釕和鈀中的至少1種貴金屬、以及(d)選自鎂、 鋅、鐵和錳中的至少1種金屬而成的,使含有氧化亞氮的氣體與該催化劑在200?600°C接 觸,在分解過程中確認了催化劑的活性下降時,停止含有氧化亞氮的氣體的供給并加熱至 500°C?900°C,將催化劑賦活再生后,再次開始含有氧化亞氮的氣體的供給。
[0588] 在本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法中,含有氧化亞氮的氣體與分解催化劑的接觸溫 度為200?600°C,優(yōu)選為300?500°C,進一步優(yōu)選為350°C?450°C。接觸溫度低于200°C 的情況下,有時氧化亞氮的分解不充分,并且,為600°C以上時則有催化劑壽命變短的傾向。 另外作為催化劑床的方式,沒有特別限制,可以采用固定床。
[0589] 作為含有氧化亞氮的氣體的組成,從工廠、焚燒設(shè)備排出的排氣中所含有的氧化 亞氮的濃度通常為lOOOppm以下,但通過手術(shù)室的剩余麻醉氣體排除裝置排出的氧化亞氮 的濃度達到約8?50%的非常高的濃度。另外,由于剩余麻醉氣體中通常存在13?20% 的氧,因此對于分解催化劑來說成為苛刻的條件。如果能夠進行除熱,并且能夠進行溫度 控制,則與分解催化劑接觸的氧化亞氮濃度沒有特別限制,但由于氧化亞氮分解為氮和氧 的反應(yīng)為放熱反應(yīng),因此氧化亞氮濃度可以為50%以下,優(yōu)選為25%以下,進一步優(yōu)選為 5%左右。每單位催化劑的供給氣體量即空間速度(SV :Space Velocity)優(yōu)選為lOhr^1? 20000hrH的范圍,更優(yōu)選為lOOhf1?lOOOOhf 1的范圍。
[0590] 另外含有氧化亞氮的氣體,有時含有揮發(fā)性麻醉劑,但本發(fā)明的氧化亞氮分解催 化劑難以受到由揮發(fā)性麻醉劑導(dǎo)致的中毒,并且即使在受到由揮發(fā)性麻醉劑導(dǎo)致的中毒而 使催化劑活性下降的情況下,通過采用本發(fā)明的分解方法,也能夠使催化劑活性恢復(fù),長時 間地進行氧化亞氮的分解。因此,在確認了氧化亞氮分解催化劑的活性降低的情況下,可以 暫時停止含有氧化亞氮的氣體的供給,在進行燒成處理而將催化劑賦活再生后,再次開始 含有氧化亞氮的氣體的供給。
[0591] 將催化劑賦活再生的燒成處理可以在500?900°C的溫度進行,優(yōu)選在600? 800°C,進一步優(yōu)選在650?750°C的溫度對活性下降了的分解催化劑進行燒成處理即可。 進行燒成處理期間,可以使氦、氮等惰性氣體和/或空氣在催化劑層流通,惰性氣體中也可 以含有氧。使用空氣簡便因此優(yōu)選。作為燒成處理時間為10分鐘?12小時,優(yōu)選為20分 鐘?6小時,進一步優(yōu)選為30分鐘?2小時左右。上述的、擔載了選自銠、釕和鈀(a)中的 至少1種貴金屬的催化劑之中,難以受到由揮發(fā)性麻醉劑導(dǎo)致的中毒、并且易于恢復(fù)催化 劑的活性的是含有釕的催化劑,其以下可看到按照銠、鈀的順序而活性下降的傾向。因此, 優(yōu)選至少使用釕作為選自(a)中的貴金屬成分。另外,在進行了燒成處理后,可以進行采用 氫的還原處理。
[0592] 本發(fā)明的分解方法(3)所使用的催化劑,擔載于二氧化硅載體的成分之中,優(yōu)選 含有催化劑質(zhì)量整體的〇. 1?5. 0質(zhì)量%的選自鋅、鐵和錳(c)中的至少1種金屬,進一步 優(yōu)選含有0.2?1.0質(zhì)量%。有時即使含有催化劑質(zhì)量整體的5.0質(zhì)量%以上的選自(c) 中的金屬效果也會飽和。
[0593] 擔載于二氧化硅載體的鋁,優(yōu)選以相對于選自鋅、鐵和錳(c)中的至少1種金屬的 原子比計含有至少2以上。另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自(c)中的至少1種金屬形成 尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物,尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物例如可以通過將擔載了鋁以及選 自鋅、鐵和錳中的至少1種金屬的載體燒成而生成。
[0594] 上述的分解方法(4)所使用的催化劑,擔載于二氧化硅-氧化鋁載體的、選自鎂、 鋅、鐵和錳(d)中的至少1種金屬,優(yōu)選含有催化劑質(zhì)量整體的0. 1?5. 0質(zhì)量%,進一步 優(yōu)選含有0.2?1.0質(zhì)量%。有時即使含有催化劑質(zhì)量整體的5.0質(zhì)量%以上的選自(d) 中的金屬效果也會飽和。
[0595] 另外,鋁優(yōu)選以相對于選自鎂、鋅、鐵和錳(d)中的至少1種金屬的原子比計含有 至少2以上。另外,優(yōu)選鋁的至少一部分與選自(d)中的至少1種金屬形成尖晶石型結(jié)晶性 復(fù)合氧化物。尖晶石型結(jié)晶性復(fù)合氧化物可以通過使二氧化硅-氧化鋁載體擔載選自(d) 中的至少1種金屬,并對載體進行燒成而生成。
[0596] 本發(fā)明的氧化亞氮的分解方法中所使用的催化劑所含有的選自銠、釕和鈀(a)中 的至少1種貴金屬,在使用上述的(1)?(4)的任一分解方法的情況下,都優(yōu)選含有催化劑 質(zhì)量整體的0.05?10質(zhì)量%,進一步優(yōu)選含有0. 1?6.0質(zhì)量%。通過使選自(a)中的 至少1種貴金屬的擔載量增加能夠使低溫中的催化劑活性提高,但如果考慮催化劑的成本 則不優(yōu)選擔載10質(zhì)量%以上,并且如果為0. 05質(zhì)量%以下則有時得不到充分的氧化亞氮 的分解活性。
[0597] 實施例
[0598] 以下,通過實施例使本發(fā)明的效果更清楚。再者,本發(fā)明并不限定于以下的實施 例,可以在不變更其主旨的范圍進行適當變更而實施。
[0599] 在本實施例中,將填充了 2. 12g(4ml)的氧化亞氮分解用催化劑(昭和電工(株) 制,將5%的銠和1%的鋅擔載于氧化鋁載體(日揮二一寸 >(株)制),粒狀,平均粒 徑:3. 2_)的分解反應(yīng)器(鎳制反應(yīng)管,1/2英寸直徑,催化劑的層高57_),利用加熱器 (陶瓷電管狀爐,100V,500W)加熱至約350°C,一邊通過下降流向該分解反應(yīng)器供給濃度為 100%的氧化亞氮(N 20)氣體,一邊進行氧化亞氮氣體的分解。
[0600] 另外,將氧化亞氮氣體向分解反應(yīng)器供給時,通過流量調(diào)整閥在20?2422cc/ min的范圍進行了流量調(diào)整。并且,測定此時向分解反應(yīng)器供給的氧化亞氮氣體的線速度 (LV :Linear Velocity) [m/min]和空間速度(SV :Space Velocity) [hr-1],并且利用溫度 測定器測定了分解氧化亞氮氣體后的反應(yīng)容器內(nèi)的放熱溫度(催化劑的溫度)的最大值 max[°C ]。另外,測定分解氧化亞氮氣體后的N0X的產(chǎn)生量[ppm],求出了該氧化亞氮氣體 的分解率[%]。將該測定結(jié)果歸納示于表1。另外,由表1的測定結(jié)果,將氧化亞氮氣體的 線速度(LV)與反應(yīng)容器內(nèi)的放熱溫度和氧化亞氮氣體的分解率的關(guān)系歸納示于圖18。
[0601] [表 1]
[0602] LV SV N20流量放熱溫度 NOx產(chǎn)生量 N20分解率
[m/min] [Hr 1] [ml/min] Max[°C] [ppm] [%] 0.22__300__20__351__0 100 1.11__1500___100__417 0 - 100 - 1.72__2325__155__458 0 ~ 100 4.64__6255__417__587__22__99.4 6.43__8670__578__651__30___99.3_ 8.61__11610__774__727__40__99.2 12.75__17190 1146__838_____60__98.9 ~ 20.90__28170 1878__951__1000__96.9 25.08 33810 2254______991 1700 ~ 95.4 27.17 36630 2422~ 1005 2800 94.3
[0603] 如表1和圖18所示,已知通過進行上述的向分解反應(yīng)器供給的氧化亞氮氣體的流 量調(diào)整,即使是濃度為100%的氧化亞氮氣體也能夠以高的分解率(99%以上)分解氧化亞 氮氣體。
[0604] 另外,在上述表1中所示的LV = 12. 75m/min、SV = 17190hrH的條件下,停止采 用加熱器的加熱,測定了其1小時(hr)后的反應(yīng)容器內(nèi)的放熱溫度和氧化亞氮氣體的分解 率。
[0605] 其結(jié)果,已知在加熱器的停止后通過由氧化亞氮氣體的分解而產(chǎn)生的分解熱,也 能夠一邊維持反應(yīng)容器內(nèi)的放熱溫度,一邊以與加熱時相同水平的分解率(98.7% )持續(xù) 分解氧化亞氮氣體。因此,從加熱器的停止后經(jīng)過約1小時(hr)后,停止氧化亞氮氣體的 供給,強制結(jié)束了氧化亞氮氣體的分解。因此,已知通過由氧化亞氮氣體的分解而產(chǎn)生的分 解熱,能夠不進行采用加熱器的加熱而持續(xù)地分解之后供給的氧化亞氮氣體。
[0606] 產(chǎn)業(yè)可利用性
[0607] 根據(jù)本發(fā)明,能夠通過利用由氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱、分解氣體,利用作 為對地球環(huán)境好的能源的氧化亞氮。另外,由于氧化亞氮作為分解氣體最終分解為氮和氧, 因此也能夠有效利用該分解氣體作為新的資源。并且,由于氧化亞氮也能夠用于工業(yè)生產(chǎn), 因此在本發(fā)明中,其產(chǎn)業(yè)上的利用價值非常高。
[0608] 如上所述,氧化亞氮是在常溫、大氣壓下穩(wěn)定的氣體,且毒性低,因此安全性高并 容易操作。另外,作為填充于高壓氣體容器的液化高壓氣體,能夠在分解前容易地進行運 輸、儲藏等。
[0609] 另外,氧化亞氮的熔點低(約_90°C ),即使在宇宙空間也不凍結(jié),因此不止在地球 上的利用,在地球以外的天體(例如月球、火星等)、宇宙空間(例如宇宙空間站、宇宙飛船 等)的利用也是可能的。
[0610] 并且,在本發(fā)明中,由于氧化亞氮能夠分解為氮和氧,因此例如在宇宙空間站、宇 宙飛船等的宇宙環(huán)境、水下空間站、潛水艇等的水下環(huán)境中,不僅作為宇宙活動、水下活動 所需要的能量的供給源,還能夠作為生命維持所需要的呼吸氣體的供給源很好地活用。
[0611] 另外,在本發(fā)明中,通過將由氧化亞氮的分解而得到的氧與氫、甲醇等的適當燃料 混合,也能夠利用于例如燃料電池(一次電池)等。并且,也能夠與蓄電池(二次電池)等 組合。
[0612] 應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)電裝置能夠作為驅(qū)動電動車(包含混合動力車)的電源利用。 另外,通過應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體渦輪而驅(qū)動的蒸汽渦輪,和應(yīng)用了本發(fā)明的分解氣體 渦輪,能夠作為進行汽車(包含混合動力車)的驅(qū)動的動力源利用。作為這些情況的優(yōu)點, 可舉出能夠使用作為燃料安全的氧化亞氮、和排出氣體中不含有二氧化碳。
[0613] 附圖標記說明
[0614] 1…分解氣體鍋爐2…蒸汽潤輪3…發(fā)電機4…凝汽器5…供水泵6…分 解反應(yīng)部7…蒸汽發(fā)生部
[0615] 1L···分解氣體渦輪12…發(fā)電機13…分解反應(yīng)部14…渦輪部
[0616] 21…氧化亞氮分解用催化劑 22…分解反應(yīng)器(分解反應(yīng)部)22a…主體部 22b…氣體導(dǎo)入口 22c…氣體排出口 23…燃料氣體供給線(燃料氣體供給單元)2心·· 氮氣供給線(氮氣供給單元,濃度調(diào)整單元)25…流量調(diào)整部(流量調(diào)整單元)26…溫 度測定器(溫度測定單元)27…控制部(控制單元)28…加熱器(預(yù)熱單元)29…供 電線路30…燃料氣體開閉閥31…燃料氣體供給源31a…高壓氣體容器32…氮氣開 閉閥33…氮氣供給源33a…高壓氣體容器
[0617] 41…分解熱回收鍋爐42…蒸汽潤輪43A、43B…發(fā)電機44…凝汽器45…供 水泵
[0618] 51…燃氣鍋爐52…蒸汽渦輪53…發(fā)電機4…凝汽器55…供水泵56…燃 燒反應(yīng)部57…蒸汽發(fā)生部58a…分解氣體供給線58b…燃料供給線58c…氮氣供給 線59a…氮氣開閉閥59b…氮氣供給源
[0619] 61…燃氣渦輪62…發(fā)電機63…燃燒反應(yīng)部64…渦輪部65a…分解氣體供 給線65b…燃料供給線65c…氮氣供給線66a…氮氣開閉閥66b…氮氣供給源
[0620] 71…排熱回收鍋爐72…蒸汽渦輪73A、73B…發(fā)電機
[0621] 74…凝汽器75…供水泵
[0622] 80、80A…壓縮式的熱泵81…冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)82…壓縮部
[0623] 83…冷凝部 84…膨脹部 85…蒸發(fā)部 86、87…風扇(送風單元)88…四通閥 (切換單元)89···室內(nèi)機90···室外機R…冷介質(zhì)TH…熱氣?Υ…冷氣
[0624] 100、100A…吸收式的熱泵 101…冷介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng) 102…吸收液循環(huán)系統(tǒng) 103…冷凝部103a…冷凝室103b…冷凝器104…蒸發(fā)部104a…蒸發(fā)室104b…蒸發(fā) 器 105…吸收部 105a…吸收室 106…再生部 106a···再生室 107a?107e…第1? 第5配管108…放熱器109…熱泵110…吸熱器111…熱泵112...加熱器(加熱單 兀)113…冷卻器(冷卻單兀)114…冷卻器(冷卻單兀)112a、113a、114a···散熱器 (散熱片)115…第1供給線116…第2供給線117…第3供給線118…排出線尺… 冷介質(zhì)A…吸收液W、0··冷卻液T H…熱氣?Υ…冷氣
【權(quán)利要求】
1. 一種發(fā)電裝置,具備: 分解氣體鍋爐,其通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述分解氣體是通過氧化 亞氮的分解而產(chǎn)生的; 蒸汽渦輪,其通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
2. -種發(fā)電裝置,具備: 分解氣體渦輪,其通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和 發(fā)電機,其通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備:分解反應(yīng)部,其配置有分解所述氧化亞氮的 氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣體供給單元,其向所述分解反應(yīng)部供給含有氧化亞氮的 燃料氣體, 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有的氧 化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的氧化 亞氮被繼續(xù)分解。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備流量調(diào)整單元,所述流量調(diào)整單元對向所述分 解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量進行調(diào)整, 通過調(diào)整向所述分解反應(yīng)部供給的燃料氣體的流量,來進行所述分解氣體的溫度控 制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備濃度調(diào)整單元,所述濃度調(diào)整單元對所述燃料 氣體中所含有的氧化亞氮的濃度進行調(diào)整, 通過調(diào)整所述燃料氣體中所含有的氧化亞氮的濃度,來進行所述分解氣體的溫度控 制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述濃度調(diào)整單元通過向所述燃料氣體中添加氮,來進行所述燃料氣體中所含有的氧 化亞氮的濃度調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4?6的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備溫度測定單元,所述溫度測定單元對所述氧化 亞氮分解用催化劑或分解氣體的溫度進行測定, 基于由所述溫度測定單元得到的測定結(jié)果,進行采用所述流量調(diào)整單元的流量調(diào)整、 或采用所述濃度調(diào)整單元的濃度調(diào)整。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3?7的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備預(yù)熱單元,所述預(yù)熱單元對所述氧化亞氮分解 用催化劑進行預(yù)熱, 在開始所述氧化亞氮的分解前,進行所述氧化亞氮分解用催化劑的預(yù)熱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3?8的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于, 所述分解氣體鍋爐或分解氣體渦輪具備氮氣供給單元,所述氮氣供給單元向所述分解 反應(yīng)部供給氮氣, 在停止向所述分解反應(yīng)部的燃料氣體的供給后,向所述分解反應(yīng)部供給氮氣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備: 分解熱回收鍋爐,其通過來自從所述分解氣體渦輪排出的分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸 汽; 蒸汽渦輪,其通過由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、10的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備: 燃氣鍋爐,其通過來自燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽,所述燃燒氣體是利用從所述 分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣 體; 蒸汽渦輪,其通過由所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、10的任一項所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備: 燃氣渦輪,其通過燃燒氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣體鍋爐、分 解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和 發(fā)電機,其通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)電裝置,其特征在于,還具備: 排熱回收鍋爐,其通過來自從所述燃氣渦輪排出的燃燒氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽; 蒸汽渦輪,其通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動;和 發(fā)電機,其通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而發(fā)電。
14. 一種發(fā)電方法,包括: 通過來自分解氣體的熱回收而利用分解氣體鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述分解氣體是通 過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的; 通過由所述分解氣體鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
15. -種發(fā)電方法,包括: 通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而將分解氣體渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和 通過所述分解氣體渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的發(fā)電方法,其特征在于, 向配置有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑的分解反應(yīng)部,供給含有所述氧 化亞氮的燃料氣體,在該分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體 中所含有的氧化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,繼續(xù)分解之后供 給的燃料氣體中的氧化亞氮。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括: 通過來自從所述分解氣體渦輪排出的分解氣體的熱回收而利用分解熱回收鍋爐產(chǎn)生 蒸汽的步驟; 通過由所述分解熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14、15、17的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括: 通過來自燃燒氣體的熱回收而利用燃氣鍋爐產(chǎn)生蒸汽的步驟,所述燃燒氣體是利用從 所述分解氣體鍋爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃 燒氣體; 通過由所述燃氣鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14、15、17的任一項所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括: 通過燃燒氣體而將燃氣渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟,所述燃燒氣體是利用從所述分解氣體鍋 爐、分解氣體渦輪或分解熱回收鍋爐排出的分解氣體,使燃料燃燒時的燃燒氣體;和 通過所述燃氣渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)電方法,其特征在于,還包括: 通過來自從所述燃氣渦輪排出的燃燒氣體的熱回收而利用排熱回收鍋爐產(chǎn)生蒸汽的 步驟; 通過由所述排熱回收鍋爐產(chǎn)生的蒸汽而將蒸汽渦輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的步驟;和 通過所述蒸汽渦輪的驅(qū)動而利用發(fā)電機發(fā)電的步驟。
21. -種分解氣體鍋爐,其特征在于,通過來自分解氣體的熱回收而產(chǎn)生蒸汽或溫水, 所述分解氣體是通過氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的分解氣體鍋爐,其特征在于, 具備:分解反應(yīng)部,其配置有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣 體供給單元,其向所述分解反應(yīng)部供給含有氧化亞氮的燃料氣體, 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有的氧 化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的氧化 亞氮被繼續(xù)分解。
23. -種分解氣體渦輪,其特征在于,通過由氧化亞氮的分解產(chǎn)生的分解氣體而旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的分解氣體渦輪,其特征在于, 具備:分解反應(yīng)部,其配置有分解所述氧化亞氮的氧化亞氮分解用催化劑;和燃料氣 體供給單元,其向所述分解反應(yīng)部供給含有氧化亞氮的燃料氣體, 在所述分解反應(yīng)部中,利用所述氧化亞氮分解用催化劑將所述燃料氣體中所含有的氧 化亞氮分解后,通過由該氧化亞氮的分解而產(chǎn)生的分解熱,之后供給的燃料氣體中的氧化 亞氮被繼續(xù)分解。
【文檔編號】F02C3/20GK104126058SQ201280070220
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月23日
【發(fā)明者】茶圓茂廣, 川口淳一郎, 羽生宏人, 曾根理嗣 申請人:昭和電工株式會社
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