(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する触媒の温度を適温に保ち得るアンモニア除去器を提供する。【解決手段】アンモニア除去器１００は、水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する酸化触媒である第１触媒１と、第２触媒２を含み、第２触媒２は、第１触媒１とは異なる酸化触媒、及び水素含有ガス中の一酸化炭素をメタン化反応により低減するメタン化触媒、の少なくともいずれかを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する酸化触媒である第１触媒と、第２触媒を含み、
前記第２触媒は、前記第１触媒とは異なる酸化触媒、及び前記水素含有ガス中の一酸化炭素をメタン化反応により低減するメタン化触媒、の少なくともいずれかを含む、アンモニア除去器。
【請求項２】
前記第１触媒のアンモニア選択酸化率は、前記第２触媒のアンモニア選択酸化率よりも大きい、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項３】
前記第２触媒の発熱量は、前記第１触媒の発熱量よりも大きい、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項４】
前記第１触媒と異なる酸化触媒は、前記第１触媒に比して、５０℃以上、３００℃以下の温度領域において、同じ温度下における酸素消費量が大きい、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項５】
前記第１触媒と異なる酸化触媒は、前記第１触媒に比して、何れの温度領域においても、同じ温度下における酸素消費量が大きい、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項６】
前記第１触媒と前記第２触媒とが混合されている、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項７】
熱伝導性のある伝熱板を備え、
前記伝熱板の一方の面に、前記第１触媒が保持されており、前記伝熱板の他方の面に、前記第２触媒が保持されている、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項８】
前記伝熱板は貫通孔を備えている、請求項７に記載のアンモニア除去器。
【請求項９】
前記第２触媒は上流側に配置され、前記第１触媒は下流側に配置されている、請求項１に記載のアンモニア除去器。
【請求項１０】
前記第１触媒と前記第２触媒とが分離されている、請求項９に記載のアンモニア除去器。
【請求項１１】
前記第１触媒と前記第２触媒との間の分離領域に酸素含有ガスが供給される、請求項１０に記載のアンモニア除去器。
【請求項１２】
前記第１触媒及び前記第２触媒の触媒金属が遷移金属である、請求項１−１１のいずれかに記載のアンモニア除去器。
【請求項１３】
酸化触媒による水素含有ガス中の水素又は一酸化炭素の酸化反応で発生する反応熱、又は、メタン化触媒による水素含有ガス中の一酸化炭素のメタン化反応で発生する反応熱を用いてアンモニア分解触媒を加熱し、
前記加熱されたアンモニア分解触媒を用いて水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する、アンモニア除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンモニア除去器及びアンモニア除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素生成装置の改質器に原料として供給される天然ガスは、通常、微量の窒素を含有する。この天然ガスが改質器に供給されると、改質器が備える改質触媒上において、改質反応により生成される水素と窒素との化学反応が進行することにより、アンモニアが生成されることがある。なお、アンモニアは、例えば、燃料電池の発電性能を低下させる可能性がある。
【０００３】
そこで、従来、乾式のアンモニア分解方法が提案されている（特許文献１−２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５６９３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１−２では、アンモニア除去器の温度を適温に保つ方法について十分検討されていない。
【０００６】
本発明の一態様は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する触媒の温度を適温に保ち得るアンモニア除去器及びアンモニア除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様のアンモニア除去器は、水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する酸化触媒である第１触媒と、第２触媒を含み、第２触媒は、第１触媒とは異なる酸化触媒、及び前記水素含有ガス中の一酸化炭素をメタン化反応により低減するメタン化触媒、の少なくともいずれかを含む。
【０００８】
また、本発明の一態様のアンモニア除去方法は、酸化触媒による水素含有ガス中の水素又は一酸化炭素の酸化反応で発生する反応熱、又は、メタン化触媒による水素含有ガス中の一酸化炭素のメタン化反応で発生する反応熱を用いてアンモニア分解触媒を加熱し、前記加熱されたアンモニア分解触媒を用いて、水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様のアンモニア除去器及びアンモニア除去方法は、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する触媒の温度を適温に保ち得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１触媒及び第２触媒の性能試験に用いる試験装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図４】図４は、第３実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図５】図５は、第３実施形態の変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図６】図６は、第４実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図７】図７は、第４実施形態の第１変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【図８】図８は、第４実施形態の第２変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
本発明者らは、燃料電池システムにアンモニア除去器を適用する場合において、アンモニア除去器の温度を適温に保つ方法について鋭意検討し、以下の知見を得た。
【００１２】
ヒーター等の加熱器を用いて、アンモニア除去器の温度を適温に保つ場合、別途、電源等の装置が必要なので、燃料電池システムの効率が低下する。また、燃料電池システムにおける高温領域の熱、例えば、改質器を加熱する燃焼器の熱を利用してアンモニア除去器の温度を適温に保つ場合、燃料電池システムの設計の自由度が制約される恐れがある。例えば、燃料電池のオフガスを燃焼器の燃焼燃料に用いる場合、燃焼器の火力は、燃料電池システムの出力に依存して変化するので、アンモニア除去器を適温に保つことが困難な場合がある。
【００１３】
そこで、本発明者らは、触媒の反応熱を利用して、アンモニア分解触媒の温度を適温に保つことに想到した。
【００１４】
よって、第１実施形態のアンモニア除去器は、水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する酸化触媒である第１触媒と、第２触媒を含み、前記第２触媒は、前記第１触媒とは異なる酸化触媒、及び前記水素含有ガス中の一酸化炭素をメタン化反応により低減するメタン化触媒、の少なくともいずれかを含む。
【００１５】
また、本発明の一態様のアンモニア除去方法は、酸化触媒による水素含有ガス中の水素又は一酸化炭素の酸化反応で発生する反応熱、又は、メタン化触媒による水素含有ガス中の一酸化炭素のメタン化反応で発生する反応熱を用いてアンモニア分解触媒を加熱し、加熱されたアンモニア分解触媒を用いて水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する。
【００１６】
以上により、水素含有ガス中のアンモニアを分解する触媒の加熱に触媒の反応熱を利用できるので、従来よりも簡易に、上記アンモニア分解触媒の温度を適温に保ち得る。よって、アンモニア除去器及びアンモニア除去方法のアンモニア除去率を簡易に向上し得る。
【００１７】
［装置構成］
図１は、第１実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００１８】
図１に示す例では、本実施形態のアンモニア除去器１００は、第１触媒と第２触媒とを備える。
【００１９】
アンモニア除去器１００の第１触媒は、水素含有ガス中のアンモニアを酸化反応により低減する酸化触媒である。この第１触媒を用いて水素含有ガス中のアンモニアが酸素と反応し、アンモニアが分解される。第１触媒としては、例えば、特許文献２に記載のアンモニア分解触媒が例示される。
第１触媒の触媒金属は、例えば、遷移金属でもよい。遷移金属は、例えば、Ｎｉを用いてもよい。なお、水素含有ガスは、上記のとおり、少なくともアンモニアを含有する。水素含有ガスとして、例えば、水性ガスが例示される。
【００２０】
アンモニア除去器１００の第２触媒は、上記の第１触媒とは異なる酸化触媒、及び水素含有ガス中の一酸化炭素をメタン化反応により低減するメタン化触媒、の少なくともいずれかを含む。第２触媒が、水素と酸化反応する酸化触媒の場合、水素含有ガス中の水素と酸素とが、反応することにより、第２触媒は発熱する。第２触媒が、ＣＯ選択酸化触媒の場合、水素含有ガス中の一酸化炭素と酸素とが、反応することにより、第２触媒は発熱する。第２触媒が、メタン化触媒の場合、水素含有ガス中の一酸化炭素と水素のメタン化反応により、第２触媒は発熱する。
【００２１】
第２触媒の触媒金属は、例えば、遷移金属でもよい。この場合、第２触媒として、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ等の貴金属を担持した酸化物が例示される。また、第２触媒は、必ずしも触媒金属を備えなくても構わない。この場合、第２触媒として、例えば、ペロブスカイト構造を持つ酸化物が例示される。
【００２２】
なお、アンモニア除去器１００の外殻は、例えば、ステンレス等の金属で構成してもよい。
【００２３】
［動作］
以下、本実施形態のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００２４】
図示しない水素含有ガス供給源から、アンモニア除去器１００に水素含有ガスが供給される。このとき、図示しない酸素含有ガス供給器から水素含有ガスに酸素含有ガスが供給される。酸素含有ガスとして、例えば、空気が例示される。酸素含有ガス供給器として、例えば、ブロアが例示される。
【００２５】
アンモニア除去器１００の内部では、第２触媒が酸化触媒の場合、酸化反応が進行し、第２触媒がメタン化触媒の場合、メタン化反応が進行する。これにより、第２触媒上で反応熱が発生する。
【００２６】
一方、第１触媒は、この反応熱によって、第１触媒のアンモニア分解反応に適した温度に加熱される。そして、第１触媒のアンモニア分解の作用により、アンモニア除去器１００内で水素含有ガス中のアンモニアが除去される。その後、水素含有ガスは、図示しない水素利用機器へと供給される。
【００２７】
（第１実施例）
第１実施形態の第１実施例のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、第１触媒のアンモニア選択酸化率は、第２触媒のアンモニア選択酸化率よりも大きい。
【００２８】
かかる構成によると、第１触媒の高いアンモニア選択酸化性により、第１触媒上で水素含有ガス中のアンモニアの分解反応を適切に進行できる。
【００２９】
なお、本実施例のアンモニア除去器の装置構成及び動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
［触媒のアンモニア選択酸化率］
以下、第１触媒及び第２触媒のアンモニア選択酸化率の導出について説明する。
【００３１】
図２は、第１触媒及び第２触媒の性能試験に用いる試験装置の一例を示す図である。
【００３２】
まず、一酸化炭素、二酸化炭素、水素及び窒素を含むガスが、バブラー１０の水で加湿される。その後、このガス中にアンモニア及び空気が供給される。このとき、反応管１２に供給するガスは、下記の表１に示すガス組成に調整される。
【００３３】
一方、電気炉１１で所定温度に設定された反応管１２内には、供試触媒が配置される。なお、供試触媒の触媒量及び空間速度（ＳＶ）は、下記の表１に示す値に設定される。ここで、所定温度とは、第１触媒（アンモニア分解触媒）のアンモニア選択酸化率が最大となる温度を意味する。
【００３４】
【表１】
2014208561.tif 000003
【００３５】
そして、供試触媒として、反応管１２に第１触媒及び第２触媒を順に配置し、それぞれの触媒について、アンモニアサンプリング部１３に設置されたアンモニア分析装置及びガスクロマトグラフィ１４を用いて、反応管１２を通過したガスの組成が分析される。
【００３６】
最後に、第１触媒及び第２触媒のアンモニア選択酸化率を、反応管１２を通過したガス中のアンモニア濃度及び酸素濃度から、下記の式（１）により導出する。
アンモニア選択酸化率(%)＝
（4×(0.01−アンモニア濃度(mol%))）／(3×(0.75−酸素濃度(mol%)))×100
・・・（１）
なお、このとき、第１触媒及び第２触媒のアンモニア除去率についても、以下の式（２）により導出できる。
【００３７】
アンモニア除去率(%)＝（0.01−アンモニア濃度(mol%)）／0.01×100・・・（２）
【００３８】
（第２実施例）
第１実施形態の第２実施例のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、第２触媒の発熱量は、第１触媒の発熱量よりも大きい。
【００３９】
かかる構成によると、第２触媒上で進行する高い発熱反応性により、第１触媒の加熱が適切に行われる。
【００４０】
なお、本実施例のアンモニア除去器の装置構成及び動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４１】
［触媒の発熱量］
第１触媒及び第２触媒の発熱量については、反応管１２にガスが通過する場合における、消費ガスと生成ガスのエンタルピー計算によって導出できる。
【００４２】
なお、第１触媒及び第２触媒の発熱量を導出する際のガス組成、試験装置及び試験手順については、第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
（第３実施例）
第１実施形態の第３実施例のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、第１触媒と異なる酸化触媒は、第１触媒に比して、５０℃以上、３００℃以下の温度領域において、同じ温度下における酸素消費量が大きい。また、第１実施形態のアンモニア除去器において、第１触媒と異なる酸化触媒は、第１触媒に比して、何れの温度領域においても、同じ温度下における酸素消費量が大きい。
【００４４】
かかる構成によると、触媒の酸素消費量は触媒の発熱量に比例するので、第２触媒の高い酸素消費量により、第１触媒の加熱が適切に行われる。
【００４５】
なお、本実施例のアンモニア除去器の装置構成及び動作については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４６】
［触媒の酸素消費量］
第１触媒及び第２触媒の酸素消費率については、反応管１２を通過したガス中の酸素濃度から、下記の式（３）により導出できる。
【００４７】
酸素消費量(mol%)＝（0.75−酸素濃度(mol%)）／0.75×100・・・（３）
なお、第１触媒及び第２触媒の酸素消費量を導出する際のガス組成、試験装置及び試験手順については、第１実施例と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、第１触媒と第２触媒とが混合されている。
【００４９】
第１触媒と第２触媒との混合により、アンモニア除去器において、両者が接触又は近接する。よって、第２触媒の反応熱が第１触媒に適切に伝わるので、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒の温度を適温に保ち得る。
本実施形態のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第１実施形態のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【００５０】
［装置構成］
図３は、第２実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００５１】
図３に示す例では、本実施形態のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と第２触媒２とを備える。
【００５２】
第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
本実施形態では、アンモニア除去器１００において、第１触媒１と第２触媒２とが混合されている。つまり、第１触媒１及び第２触媒２の混合状態で、これらの触媒をアンモニア除去器１００の内部に充填している。
【００５４】
なお、第１触媒１及び第２触媒２の混合状態とは、図２の如く、第１触媒１の担体と第２触媒２の担体とを区別する形態には限定されない。例えば、第１触媒１の触媒金属及び第２触媒２の触媒金属の両方を担持する担体を、アンモニア除去器１００内に充填する場合でも、第１触媒１と第２触媒２の混合状態に相当する。
【００５５】
［動作］
以下、本実施形態のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００５６】
第１触媒１及び第２触媒２間の接触ないし近接等によって反応熱が第２触媒２から第１触媒１に伝わる。これにより、第１触媒１は、第１触媒１のアンモニア分解反応に適した温度に加熱される。
【００５７】
本実施形態のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
（第３実施形態）
第３実施形態のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、熱伝導性のある伝熱板を備え、伝熱板の一方の面に、第１触媒が保持されており、伝熱板の他方の面に、前記第２触媒が保持されている。
【００５９】
かかる構成により、伝熱板を介して第２触媒の反応熱を第１触媒に適切に伝えることができるので、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒の温度を適温に保ち得る。また、第１触媒及び第２触媒の種類によっては、両者の接触により、第１触媒及び第２触媒が劣化する場合がある。しかし、本実施形態では、伝熱板を介して第１触媒及び第２触媒間の熱移動を確保しているので、両者の接触による劣化を抑制できる。
【００６０】
本実施形態のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第１実施形態のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【００６１】
［装置構成］
図４は、第３実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００６２】
図４に示す例では、本実施形態のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と、第２触媒２と、伝熱板３と、を備える。
【００６３】
第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
伝熱板３は、熱伝導性のある板である。伝熱板３の一方の面に、第１触媒１が保持されており、伝熱板３の他方の面に、第２触媒２が保持されている。伝熱板３の材料として、例えば、ステンレスが例示される。
【００６５】
第１触媒１及び第２触媒２をそれぞれ、伝熱板３の面に塗布で塗り分けることにより、第１触媒１及び第２触媒２をそれぞれ、伝熱板３に保持させてもよい。これにより、第１触媒１及び第２触媒２の塗布厚みを適宜、調整できるので、第１触媒１及び第２触媒２の触媒量の比率を所望の値に設定できる。
【００６６】
なお、第１触媒１及び第２触媒２を伝熱板３に保持させる方法は、上記の塗布法に限定されない。伝熱板３を介して両者間の熱移動を適切に行い得るのであれば、どのような保持法を採用しても構わない。
【００６７】
［動作］
以下、本実施形態のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００６８】
伝熱板３を介して、第２触媒２から第１触媒１に第２触媒２の反応熱が移動する。これにより、第１触媒１は、第１触媒１のアンモニア分解反応に適した温度に加熱される。
【００６９】
本実施形態のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７０】
（変形例）
第３実施形態の変形例のアンモニア除去器は、第３実施形態のアンモニア除去器において、伝熱板は貫通孔を備えている。
【００７１】
かかる構成により、水素含有ガスの一部が貫通孔を透過し、アンモニア除去器内の温度が均一化する。よって、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒の温度を適温に保ち得る。
【００７２】
本変形例のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第３実施形態のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【００７３】
［装置構成］
図５は、第３実施形態の変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００７４】
図５に示す例では、本変形例のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と、第２触媒２と、伝熱板３Ａと、を備える。
【００７５】
第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７６】
伝熱板３Ａは、貫通孔４を備えている。つまり、図５に示す如く、伝熱板３Ａには、多数の貫通孔４が形成されている。伝熱板３Ａの材料として、例えば、ステンレス、多孔質コージェライト及び多孔質炭化珪素が例示される。なお、伝熱板３Ａの材料がステンレスの場合は、伝熱板３Ａとして、例えば、ステンレス製のパンチングメタルを用いるとよい。
【００７７】
第１触媒１及び第２触媒２を伝熱板３Ａに保持させる方法については、第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
［動作］
以下、本変形例のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００７９】
アンモニア除去器１００において、水素含有ガスの一部は、伝熱板３Ａの貫通孔４を透過する。これにより、水素含有ガスの温度ばらつきが抑制され、アンモニア除去器１００内の温度が均一化する。つまり、第２触媒２と第２触媒２とが、伝熱板３Ａを介して熱移動するのみならず、水素含有ガスの温度ばらつきが、水素含有ガスの貫通孔４の透過により抑制される。
【００８０】
以上により、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒１の温度を適温に保ち得る。
【００８１】
本変形例のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
（第４実施形態）
第４実施形態のアンモニア除去器は、第１実施形態のアンモニア除去器において、第２触媒は上流側に配置され、第１触媒は下流側に配置されている。
かかる構成により、水素含有ガスが第２触媒を通過するとき、水素含有ガスは、第２触媒の反応熱を受け取り、高温状態の水素含有ガスが第１触媒を通過するとき、水素含有ガスにより第１触媒が加熱される。よって、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒の温度を適温に保ち得る。また、伝熱板を用いずに、第１触媒及び第２触媒の触媒量の比率を所望の値に設定できる。
【００８３】
本実施形態のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第１実施形態のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【００８４】
［装置構成］
図６は、第４実施形態のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００８５】
図６に示す例では、本実施形態のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と、第２触媒２と、を備える。第２触媒２は、上流側に配置されている。第１触媒１は、下流側に配置されている。なお、第１触媒１及び第２触媒２が分離しても構わないし、第１触媒１及び第２触媒２が接触によって劣化しない場合は、図６に示す如く、両者が接触しても構わない。
【００８６】
第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
［動作］
以下、本実施形態のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００８８】
水素含有ガスが第２触媒２を通過するとき、水素含有ガスは、第２触媒２の反応熱を受け取る。高温状態の水素含有ガスが第１触媒１を通過するとき、水素含有ガスにより第１触媒１が加熱される。
以上により、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒の温度を適温に保ち得る。
【００８９】
本実施形態のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９０】
（第１変形例）
第４実施形態の第１変形例のアンモニア除去器は、第４実施形態のアンモニア除去器において、第１触媒と第２触媒とが分離されている。
【００９１】
かかる構成により、水素含有ガスが第１触媒と第２触媒との間の分離領域を通過するとき、分離領域における水素含有ガスの拡散により、水素含有ガスの温度ばらつきが抑制される。よって、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒１の温度を適温に保ち得る。
【００９２】
本変形例のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第４実施形態のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【００９３】
［装置構成］
図７は、第４実施形態の第１変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【００９４】
図７に示す例では、本変形例のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と、第２触媒２と、を備える。そして、第１触媒１と第２触媒２とが分離されている。つまり、第１触媒１と第２触媒２との間の分離領域５が形成されている。
【００９５】
第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９６】
［動作］
以下、本変形例のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【００９７】
水素含有ガスが第２触媒２を通過するとき、水素含有ガスは、第２触媒２の反応熱を受け取る。そして、高温の水素含有ガスが第１触媒と第２触媒との間の分離領域５を通過するとき、分離領域５における水素含有ガスの拡散により、水素含有ガスの温度ばらつきが抑制される。
【００９８】
以上により、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する第１触媒１の温度を適温に保ち得る。
【００９９】
本実施形態のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第４実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１００】
（第２変形例）
第４実施形態の第２変形例のアンモニア除去器は、第４実施形態の第１変形例のアンモニア除去器において、第１触媒と第２触媒との間の分離領域に酸素含有ガスが供給される。
【０１０１】
かかる構成により、第２触媒の反応と第１触媒の反応を個別に制御することが容易となる。
【０１０２】
本変形例のアンモニア除去器は、上記特徴以外は、第４実施形態の第１変形例のアンモニア除去器と同様に構成してもよい。
【０１０３】
［装置構成］
図８は、第４実施形態の第２変形例のアンモニア除去器の一例を示す図である。
【０１０４】
図８に示す例では、本変形例のアンモニア除去器１００は、第１触媒１と、第２触媒２と、を備える。装置構成については、第４実施形態の第１変形例と同様である。また、第１触媒１及び第２触媒２の具体例については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０５】
［動作］
以下、本変形例のアンモニア除去器１００の動作の一例を説明する。
【０１０６】
水素含有ガスが第２触媒２を通過するとき、水素含有ガスは、第２触媒２の反応熱を受け取る。このとき、分離領域５には、図示しない酸素含有ガス供給器から適量の酸素含有ガスが供給される。
【０１０７】
第２触媒２が酸化触媒の場合、第２触媒２を通過する水素含有ガスは酸素を含有している。この酸素含有ガス量は、第１触媒１を加熱するための反応熱発生に必要な量に設定される。また、分離領域５に供給される酸素含有ガス量は、水素含有ガス中のアンモニアの分解に必要な量に設定される。
【０１０８】
第２触媒２がメタン化触媒の場合、第２触媒２を通過する水素含有ガスは酸素を含有しなくても構わない。また、分離領域５に供給される酸素含有ガス量は、水素含有ガス中のアンモニアの分解に必要な量に設定される。
【０１０９】
以上により、第２触媒２の反応と第１触媒１の反応を個別に制御することが容易となる。これにより、例えば、不要な水素消費を抑制できる。分離領域５に酸素含有ガスを供給しないと、第２触媒２に送る水素含有ガスは、第１触媒１でのアンモニア分解に必要な量の酸素を含有することになる。よって、第２触媒２が酸化触媒の場合、酸化触媒上で、上記反応熱発生に必要な量以上の水素と酸素の反応が進行する可能性がある。また、第２触媒２がメタン化触媒の場合、メタン化触媒上で水素と酸素の反応が進行する可能性がある。
【０１１０】
本実施形態のアンモニア除去器１００の動作は、上記の点以外は、第４実施形態の第１変形例と同様であるので説明を省略する。
【０１１１】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明の一態様は、従来よりも簡易に、水素含有ガス中のアンモニアを分解する触媒の温度を適温に保ち得る。よって、本発明の一態様は、例えば、アンモニア除去器に利用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１  第１触媒
２  第２触媒
３、３Ａ  伝熱板
４  貫通孔
５  分離領域
１００  アンモニア除去器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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