(57)【要約】【課題】触媒を用いることなく、Ｎ２Ｏを短時間かつ高分解率で、効率的に熱分解処理する方法、その効率的なＮ２Ｏ熱分解処理を実現するための装置及びその装置の設計方法を提供すること。【解決手段】本発明のＮ２Ｏの熱分解処理方法は、Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する加熱工程と、当該加熱工程後に上記被処理ガスを所定の熱分解温度で所定時間処理する熱分解工程と、を含み、上記熱分解工程で上記被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とすることで、熱分解温度が９５０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、処理時間が０．７秒から２．０秒の範囲内で、９０％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得ることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する加熱工程と、当該加熱工程後に前記被処理ガスを所定の熱分解温度で所定時間処理する熱分解工程と、を含み、
前記熱分解工程で前記被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とすることで、熱分解温度が９５０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、処理時間が０．７秒から２．０秒の範囲内で、９０％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得ることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【請求項２】
前記熱分解温度が９７０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、前記処理時間が０．７秒から１．４秒の範囲内で、９５％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得る請求項１に記載のＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【請求項３】
前記熱分解温度が９９０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、前記処理時間が０．７秒から１．４秒の範囲内で、９９％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得る請求項１又は２に記載のＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【請求項４】
Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する加熱手段と、
当該加熱手段に連通し、前記被処理ガスを所定の熱分解温度で所定時間処理する熱分解ゾーンと、
前記熱分解ゾーン内に送られる前記被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とする乱流発生手段と、を備えることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【請求項５】
前記乱流発生手段は、前記連通する部位で縮径して流路断面積を狭める周状の仕切り板である請求項４に記載のＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【請求項６】
前記加熱手段は、前記被処理ガスが通過可能な蓄熱体である請求項４又は５に記載のＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【請求項７】
Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスの処理温度と、Ｎ２Ｏ熱分解率と、Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間と、の関係をあらかじめ導出する第１工程と、
レイノルズ数を考慮して、設計するＮ２Ｏ熱分解処理装置における熱分解ゾーン内の温度分布を予測する第２工程と、
前記第２工程における最低温度と、所望の前記Ｎ２Ｏ熱分解率と、を前記第１工程にあてはめて最短処理時間を導出する第３工程と、
前記最短処理時間を基にして前記熱分解ゾーンの処理炉長を決定する第４工程と、を備えることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）含有ガスの熱分解処理方法に関し、詳細には、化学工場や廃棄物処理施設等から人為的に排出される排ガス中に含まれるＮ２Ｏを、触媒を用いないで加熱により分解処理する熱分解処理方法、熱分解処理装置、及び熱分解処理装置の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｎ２Ｏは、温室効果ガスとして地球温暖化の原因となっており、その温室効果は炭酸ガスの３１０倍といわれている。また、Ｎ２Ｏは、成層圏で一酸化窒素となり、オゾン層を破壊することも知られており、京都議定書において削減対象ガスのひとつに挙げられている。Ｎ２Ｏは、土壌中の微生物の硝化や不完全な脱窒により発生するほか、硝酸やアジピン酸等を製造する化学工場、ゴミや下水汚泥等を焼却処理する廃棄物処理施設、自動車等から排ガスとして排出される。
【０００３】
Ｎ２Ｏを含む排ガスの処理方法としては、貴金属触媒を用いた接触分解法（特許文献１参照）と、直接燃焼による非接触分解法（特許文献２参照）とがある。特許文献１に記載された接触分解法では、６００℃以下の比較的低い温度域でＮ２Ｏを分解することができるが、被処理ガス中の触媒毒（硫黄、鉄、リン等）、水分、窒素酸化物等の存在により触媒活性が低下するという問題点があった。特許文献２に記載された非接触分解法では、触媒毒等の影響を受けずにＮ２Ｏを分解することができるという利点を有するものの、Ｎ２Ｏの分解に１０００〜１３００℃の高い温度を必要とするため、ランニングコストがかかり、また、Ｎ２Ｏを含む被処理ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ２）との合計含有量を１０％以下にするための前処理工程が必要であるため、設備が大型化するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７８２６号公報
【特許文献２】特開昭６１−２５７９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の従来法の問題点を解消し得るＮ２Ｏの熱分解処理方法等に関し、その目的とするところは、Ｎ２Ｏを、触媒を用いることなく短時間かつ高分解率で、効率的に熱分解処理する方法、その効率的なＮ２Ｏの熱分解処理を実現するための装置及びその装置の設計方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、Ｎ２Ｏを熱分解する工程において、Ｎ２Ｏを含む被処理ガスのレイノルズ数を特定の範囲内の乱流域とすることで、被処理ガス中のＮ２Ｏを効率的に分解できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
【０００８】
（１）Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する加熱工程と、当該加熱工程後に上記被処理ガスを所定の熱分解温度で所定時間処理する熱分解工程と、を含み、上記熱分解工程で上記被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とすることで、熱分解温度が９５０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、処理時間が０．７秒から２．０秒の範囲内で、９０％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得ることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【０００９】
（２）上記熱分解温度が９７０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、上記処理時間が０．７秒から１．４秒の範囲内で、９５％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得る（１）に記載のＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【００１０】
（３）上記熱分解温度が９９０℃から１０００℃の範囲内であって、かつ、上記処理時間が０．７秒から１．４秒の範囲内で、９９％以上のＮ２Ｏ熱分解率を得る（１）又は（２）に記載のＮ２Ｏの熱分解処理方法。
【００１１】
（４）Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する加熱手段と、当該加熱手段に連通し、上記被処理ガスを所定の熱分解温度で所定時間処理する熱分解ゾーンと、上記熱分解ゾーン内に送られる上記被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とする乱流発生手段と、を備えることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【００１２】
（５）上記乱流発生手段は、上記連通する部位で縮径して流路断面積を狭める周状の仕切り板である（４）に記載のＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【００１３】
（６）上記加熱手段は、上記被処理ガスが通過可能な蓄熱体である（４）又は（５）に記載のＮ２Ｏの熱分解処理装置。
【００１４】
（７）Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスの処理温度と、Ｎ２Ｏ熱分解率と、Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間と、の関係をあらかじめ導出する第１工程と、レイノルズ数を考慮して、設計するＮ２Ｏ熱分解処理装置における熱分解ゾーン内の温度分布を予測する第２工程と、上記第２工程における最低温度と、所望の上記Ｎ２Ｏ熱分解率と、を上記第１工程にあてはめて最短処理時間を導出する第３工程と、上記最短処理時間を基にして上記熱分解ゾーンの処理炉長を決定する第４工程と、を備えることを特徴とするＮ２Ｏの熱分解処理装置の設計方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＮ２Ｏの熱分解処理方法及びＮ２Ｏの熱分解処理装置によれば、排ガスに含まれるＮ２Ｏを短時間かつ高分解率で、効率的に分解することができる。本発明のＮ２Ｏの熱分解処理装置の設計方法によれば、Ｎ２Ｏの効率的な熱分解処理を実現するための装置を容易に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱分解処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る熱分解処理装置の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る熱分解処理装置を現実のプラント装置に適用した一例を示す図である。
【図４】実施例に用いた熱分解処理装置の断面図である。
【図５】Ｎ２Ｏの熱分解温度とＮ２Ｏの熱分解率と処理時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る熱分解処理装置（熱分解炉）の概略構成を示す断面図である。熱分解処理装置１は全体として筒状であり、加熱手段であるバーナー１１を備える加熱ゾーンと熱分解ゾーン１２とが連通した構成となっており、連通部に乱流発生手段である環状プレート１３を備えている。
【００１８】
加熱手段は、被処理ガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱するためのものであり、本実施形態では、燃料ガスと燃焼用空気とにより発火されるバーナー１１である。乱流発生手段は、Ｎ２Ｏを含有する被処理ガス（以下、被処理ガスという）の流れを乱流とするためのものである。本実施形態では、加熱ゾーンと熱分解ゾーン１２とを連通する部位で縮径して流路断面積を狭める周状の仕切り板を用いる。具体的には、図２に示すように、中央孔Ｋにメッシュ部材を備える環状プレート１３を用いる。この環状プレート１３は、その外周縁が熱分解処理装置１の内壁に固着されている。
【００１９】
熱分解ゾーン１２は、被処理ガス中に含まれるＮ２Ｏが熱分解される領域であり、この熱分解ゾーン１２には、Ｎ２Ｏガスを供給するためのガス供給配管１４と、熱分解ゾーン１２内で分解された処理済みガスを排出するガス排出配管１５とが設けられている。ガス供給配管１４は、熱分解ゾーン１２から加熱手段であるバーナー１１方向に向けてＬ字型に屈曲しており、そのガス供給口が乱流発生手段である環状プレート１３と対向するように設けられている。本実施形態では、ガス供給配管１４はホロコーンノズルを有している。その他、熱分解ゾーン１２には、熱分解ゾーン１２内の温度を測定するための熱電対１６が設けられている。
【００２０】
次に、上記の熱分解処理装置１を用いて、本発明のＮ２Ｏの熱分解処理方法について説明する。
【００２１】
この熱分解処理装置１では、加熱手段であるバーナー１１の点火によりキャリアガスをＮ２Ｏ熱分解温度域まで加熱する。加熱されたキャリアガス（以下、加熱ガスという）は、熱分解ゾーン１２方向に流動する。そして、乱流発生手段である環状プレート１３の中央孔Ｋを通過直後に、ガス供給配管１４からのＮ２Ｏガスと混合され、所定Ｎ２Ｏ濃度の被処理ガスとなる。その後、所定の熱分解温度で所定時間処理され、窒素と酸素とに分解された後、ガス排出配管１５から排出される。
【００２２】
本発明においては、乱流発生手段の一手段である環状プレート１３によって所定の乱流を発生させる。すなわち、加熱ガスは、環状プレート１３の中央孔Ｋを通過する際、絞られた状態の流れとなる。このような現象により、熱分解ゾーン１２内では、レイノルズ数が４６００から１００００の範囲内の被処理ガスの乱流が発生する。なお、レイノルズ数（Ｒｅ）は下記式（Ｉ）で求められることが知られており、従来公知の方法で、炉構造から計算され得るものである。
（Ｉ）Ｒｅ＝ＵＬ／ν
（式中、Ｕは、ガスの流速（ｍ／ｓｅｃ）、Ｌは、流路の内径（例えば、環状プレート１３の内径）（ｍ）、νは、ガス動粘度（ｍ２／ｓｅｃ）である。ここで、νは、１６５．１×１０−６ｍ／ｓｅｃ（空気温度１２００Ｋにおける動粘度）とし、Ｕは、下記式（ＩＩ）により算出される。）
（ＩＩ）Ｕ＝Ｆ／Ｓ
（式中、Ｆは、ガスの流量（ｍ３／ｓｅｃ）、Ｓは、流路の開口部断面積（例えば、環状プレート１３の開口部断面積）（ｍ２）である。）
【００２３】
本発明においては、特にレイノルズ数が４６００から１００００の範囲内の被処理ガスの乱流を発生させることで、加熱された被処理ガスの撹拌が促進され、熱分解ゾーン１２内の温度分布の差が小さくなり、被処理ガス中のＮ２Ｏの熱分解効率が向上する。その結果、従来実現し得なかった短時間かつ高分解率でのＮ２Ｏの処理が可能となることを見出した点に、本発明の特徴がある。そして、Ｎ２Ｏの処理時間の短縮により、熱分解ゾーン１２の長さｄを短くすることができ、装置の小型化が可能となるため、イニシャルコストの低廉化が実現することも本発明の優れた点である。
【００２４】
詳細は後述する実施例にて説明するが、例えば、本実施形態のＮ２Ｏ熱分解処理装置１を用いて、９５０℃から１０００℃の熱分解温度で被処理ガスを処理すると、０．７秒から２．０秒の処理時間でその９０％以上を分解することができる。また、９７０℃から１０００℃の熱分解温度で処理すると、０．７秒から１．４秒の処理時間でその９５％以上を、更に、９９０℃から１０００℃の熱分解温度で処理すると、０．７秒から１．４秒の処理時間でその９９％以上を分解することができる。なお、レイノルズ数が４６００未満では、Ｎ２Ｏの熱分解の反応速度が遅く、処理時間が長くなる傾向がある。また、１００００を超えると、Ｎ２Ｏの反応効率がそれほど上がらなくなる傾向がある。
【００２５】
なお、上記実施形態では、被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とする乱流発生手段として環状プレート１３を用いるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、加熱手段であるバーナー１１により発生した加熱ガスの流路を妨げるように配置される邪魔板、多孔板、隔壁等を用いてもよい。上記のような構成によれば、被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とすることが、簡易な手段で適切に実現可能となる。
【００２６】
次に、上記の処理方法の応用である本発明のＮ２Ｏ熱分解処理装置１の設計方法について説明する。
【００２７】
この方法は、被処理ガスの処理温度と、Ｎ２Ｏ熱分解率と、Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間との関係をあらかじめ導出する第１工程と、レイノルズ数を考慮して、設計するＮ２Ｏ熱分解処理装置における熱分解ゾーン１２内の温度分布を予測する第２工程と、上記第２工程における最低温度と所望の上記Ｎ２Ｏ熱分解率とを上記第１工程にあてはめて最短処理時間を導出する第３工程と、上記最短処理時間を基にして、上記熱分解ゾーン１２の処理炉長ｄを決定する第４工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
上述のように、本実施形態のＮ２Ｏの熱分解処理装置１によれば、被処理ガスのレイノルズ数を４６００から１００００の乱流域とすることにより、短時間かつ高分解率でのＮ２Ｏの処理が可能となる。被処理ガスのレイノルズ数が上記範囲の乱流域では、熱分解ゾーン１２内の温度分布の差が小さいため、被処理ガスの処理温度と、Ｎ２Ｏ熱分解率と、Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間との間に、一定の相関関係が認められる。そのため、Ｎ２Ｏを含有する被処理ガスの処理温度と、所望のＮ２Ｏ熱分解率とを決定すれば、Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間の導出が可能となる。Ｎ２Ｏ熱分解に要する処理時間が短いほど、装置の小型化が可能となり、熱分解ゾーン１２の処理炉長ｄを短くすることができることから、Ｎ２Ｏの熱分解に要する処理時間を導出することにより、熱分解ゾーン１２の処理炉長ｄを決定することができる。このように、本発明のＮ２Ｏ熱分解処理装置１の設計方法によれば、所望の熱分解効率のＮ２Ｏ熱分解処理装置を容易に設計することができる。
【００２９】
図３は、上記の本実施形態のＮ２Ｏの熱分解処理装置１を現実のプラント装置２に適用した一例を示す図である。このプラント装置２は、加熱手段であるセラミック蓄熱体からなる蓄熱層を備える２つの加熱ゾーン２１Ａ、２１Ｂと、熱分解ゾーン２２とが連通した構成となっており、それぞれの連通部に乱流発生手段である環状プレート２３Ａ、２３Ｂとを備えている。加熱手段であるセラミック蓄熱体からなる蓄熱層を備える２つの加熱ゾーン２１Ａ、２１Ｂは、上記の本実施形態のＮ２Ｏの熱分解処理装置１では、加熱手段であるバーナー１１を備える加熱ゾーンに該当する。また、熱分解ゾーン２２は、熱分解処理装置１における熱分解ゾーン１２に該当し、乱流発生手段である環状プレート２３Ａ、２３Ｂは、熱分解処理装置１における乱流発生手段である環状プレート１３に該当する。熱分解ゾーン２２には、バーナー２４が備えられている。加熱ゾーン２１Ａ、２１Ｂの底部には、切替えダンパー２５Ａ，２５Ｂ、２５Ｃを備えるガス分配配管と、切替えダンパー２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃを備えるガス排出配管とが連結されている。ガス供給配管は被処理ガス源に接続されており、ガス排出配管は排気塔Ｈに接続されている。また、ガス供給配管の切替えダンパー２５Ｃの上流側と、排気塔Ｈの下流側とが切替えダンパー２７を介して接続されている。なお、Ｊ１は、バーナー２４に燃焼用空気を供給するための自動弁であり、Ｊ２は、バーナー２４に燃料ガスを供給するための自動弁であり、Ｓは、送風機である。
【００３０】
このプラント装置２では、切替えダンパー２５Ａ、２６Ａを開き、切替えダンパー２５Ｂ、２６Ｂを閉じ、バーナー２４を点火して送風機Ｓを駆動させると、被処理ガスがその吸引力により、被処理ガス源から供給配管を介して加熱ゾーン２１Ａ内へ引き込まれる。加熱ゾーン２１Ａ内に導入された被処理ガスは、加熱ゾーン２１Ａ内の蓄熱層を通過する間に、Ｎ２Ｏ熱分解温度域まで加熱される。Ｎ２Ｏ熱分解温度域まで加熱された被処理ガスは、乱流発生手段である環状プレート２３Ａを通過した後、乱流となってバーナー２４を備える熱分解ゾーン２２に流動し、所定の熱分解温度で所定時間処理され、窒素と酸素とに分解される。その後、窒素と酸素とは、加熱ゾーン２１Ｂ内に導入され、蓄熱層を通過する際に、保有熱を蓄熱層に放熱した後、排気塔から排出される。プラント装置２では、この動作を繰り返し、所定の時間が経過したときに、切替えダンパー２５Ａ、２６Ａを閉じ、切替えダンパー２５Ｂ、２６Ｂを開き、被処理ガスの流れを変えることで、窒素と酸素との放熱により蓄熱された加熱ゾーン２１Ｂ内の蓄熱層の熱を、被処理ガスの加熱に有効活用することができ、ランニングコストの低減化が可能となる。
【００３１】
プラント装置２では、被処理ガスを、熱分解ゾーン２２に導入する前にセラミック蓄熱体を通過させて、Ｎ２Ｏ熱分解温度域まで加熱するので、被処理ガスが低温状態で熱分解ゾーン２２内に導入されて、熱分解ゾーン２２内の温度が大きく低下するおそれが生じない。
【００３２】
このように、本発明の熱分解処理方法及び熱分解処理装置は、現実の大型プラント装置に適用できるものである。
【００３３】
なお、本発明の熱分解処理方法及び熱分解処理装置を適用したプラント装置２においても、乱流発生手段としては、環状プレート２３Ａ、２３Ｂに限らず、邪魔板、多孔板、隔壁等を用いてもよい。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
【００３５】
＜試験例１＞
乱流発生手段の有無による炉内温度分布のバラツキ低減効果を確認した。試験には、図４に示す乱流発生手段を備える熱分解炉と、乱流発生手段を備えていない点以外は図４と同じ熱分解炉とを用いた。なお、図４において、前記実施形態と同一又は類似の構成には、前記実施形態と同一の符号を付している。熱分解炉１０は、内径３００ｍｍ、長さ２４００ｍｍの円筒状の炉であり、その炉壁の厚みは２００ｍｍである。炉内には、加熱手段１１であるバーナーを備える加熱ゾーンと、熱分解ゾーン１３とがあり、熱分解炉１０の熱分解ゾーン１３内には、Ｎ２Ｏ注入口１４Ａ、処理ガスの採取口（１）１７Ａ、採取口（２）１７Ｂ、採取口（３）１７Ｃ、採取口（４）１７Ｄ、温度制御用の熱電対１６、及び処理ガスの採取口温度測定用の熱電対（１）１８Ａ、熱電対（２）１８Ｂ、熱電対（３）１８Ｃ、熱電対（４）１８Ｄが備えられている。また、乱流発生手段を備える熱分解炉１０では、加熱手段１１を備える加熱ゾーンの出口側と熱分解ゾーン１３の入口側との間には、図３に示したものと同様の中心部が開口した環状プレート（開口部の内径：６０ｍｍ）が配置されている。
【００３６】
キャリアガスに空気を用い、熱分解炉１０内のＮ２Ｏ濃度が２０００ｐｐｍとなるように、Ｎ２Ｏ注入口１４ＡからＮ２Ｏ（１００％濃度）を注入（１．０Ｌ／ｍｉｎ）した。バーナーを用いて炉内を加熱し、温度制御用の熱電対１６により測定した炉内温度が１０００℃に到達してから４時間後に、処理ガスの採取口温度測定用熱電対１８Ａ（熱電対（１））、１８Ｂ（熱電対（２））、１８Ｃ（熱電対（３））、１８Ｄ（熱電対（４））を用いて、炉内部上面から５、１０、１５、２０、２５ｃｍの位置の温度を測定した。なお、１０００℃におけるキャリアガスの流量は、０．０３８９ｍ３／ｓｅｃとした。そして、ガス動粘度を１６５．１×１０−６ｍ／ｓｅｃ（空気温度１２００Ｋにおける動粘度）として算出した乱流発生手段を備える熱分解炉内のガスのレイノルズ数は４９９７であり、備えていない熱分解炉内のガスのレイノルズ数は９９３であった。乱流発生手段を備える熱分解炉における測定結果を表１に、備えていない熱分解炉における測定結果を表２に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
【表２】
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【００３９】
熱分解炉内に乱流発生手段を設けて、炉内のガスのレイノルズ数を乱流域である４９９７にすることで、加熱されたガスの撹拌が促進され、炉内の温度分布の差が小さくなることが明らかとなった。
【００４０】
＜試験例２＞
図４に示す乱流発生手段を備える熱分解炉（試験例１と同じ）を用いて、Ｎ２Ｏを熱分解し、Ｎ２Ｏの熱分解温度と、熱分解率と、処理時間との関係について調べた。
Ｎ２Ｏ（１００％濃度）は、キャリアガスに空気を用い、熱分解炉１０内のＮ２Ｏ濃度が２０００ｐｐｍとなるようにＮ２Ｏ注入口１４Ａから注入（１．０〜２．０Ｌ／ｍｉｎ）した。また、炉内の設定温度は、９００℃、９５０℃、１０００℃の３点とし、バーナーを用いて調整した。そして、キャリアガスの流量（３０ｍ３Ｎ／ｈｒ、４５ｍ３Ｎ／ｈｒ、６０ｍ３Ｎ／ｈｒの３点）と、採取口（１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄの４箇所）の位置を変えることで、処理時間を０．５秒、０．７秒、０．９秒、１．１秒、１．４秒、１．７秒、及び２．０秒に調整した。処理後のガスは、採取口から採取し、そのガス中のＮ２Ｏ濃度をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により測定した。なお、処理温度は、採取口１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄからガスを採取する際に、処理ガスの採取口温度測定用熱電対１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを用いて測定した。そして、ガス動粘度を１６５．１×１０−６ｍ／ｓｅｃ（空気温度１２００Ｋにおける動粘度）として算出した被処理ガス（Ｎ２Ｏを含む空気）のレイノルズ数は４６０５〜９９９４の範囲内であった。
【００４１】
＜ＧＣ条件＞
測定装置：ＧＣ−１４Ｂ（島津製作所社製）
検出器：ＴＣＤ
カラム：ステンレスカラム（内径：３ｍｍ，長さ：２ｍ，ジーエルサイエンス社製）
カラム充填剤：Ｕｎｉｂｅａｄｓ  Ｃ  ６０／８０（ジーエルサイエンス社製）
カラム温度：１３０〜２００℃
キャリアガス：ヘリウム
【００４２】
図５に示すように、熱分解炉内に乱流発生手段を設けて、炉内のガスのレイノルズ数を乱流域である４６０５〜９９９４にして、Ｎ２Ｏを９７５℃付近で熱分解させると、０．７秒の処理時間で９０％以上が分解した。また、９６０℃付近で熱分解させた場合には、１．４秒の処理時間で９５％以上が分解し、９５０℃付近で熱分解させた場合であっても、２．０秒の処理時間で１００％が分解した。
【符号の説明】
【００４３】
１    熱分解装置
１１    バーナー
１２    熱分解ゾーン
１３    環状プレート
１４    ガス供給配管
１５    ガス排出配管
２    プラント装置
２１Ａ、２１Ｂ    加熱ゾーン
２２    熱分解ゾーン
２３Ａ、２３Ｂ    環状プレート
【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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