CN104126058B - 发电装置、发电方法、分解气体锅炉和分解气体涡轮 - Google Patents

发电装置、发电方法、分解气体锅炉和分解气体涡轮 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮的发电装置、发电方法、分解气体锅炉以及分解气体涡轮。向配置有分解氧化亚氮的催化剂(21)的分解反应部(22)供给含有氧化亚氮(N2O)的燃料气体，利用催化剂(21)分解该燃料气体中所含有的氧化亚氮。并且，通过来自由氧化亚氮的分解产生的分解气体(N2、O2)的热回收而利用分解气体锅炉产生蒸汽，通过由该分解气体锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动来得到动力后，通过该动力而将发电机驱动来得到电力。或者，通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体(N2、O2)而将分解气体涡轮旋转驱动来得到动力后，通过该动力而将发电机驱动来得到电力。

Description

发电装置、发电方法、分解气体锅炉和分解气体涡轮
技术领域
本发明涉及利用了通过氧化亚氮(N2O，也称为一氧化二氮)的分解而产生的分解气体、分解热的发电装置、发电方法、分解锅炉以及分解气体涡轮。
背景技术
至今为止，发电已利用了各种能源。例如，火力发电已利用了通过石油和/或煤、天然气等的化石燃料等的燃烧而产生的能量。另外，核能发电已利用了通过核燃料的核分裂反应而产生的能量。这些能量，由于生产技术的自动化、生活方式的高度化，越发体现出需求的提高。
但是，随着近年来对于环境破坏、资源的枯竭等的地球环境的意识的提高，已需求从依存于化石燃料等的社会，向利用自然能源、可再生的替代能源的社会的转换。
另一方面，关于至今为止从环境问题、能源安全保障方面来看一直有利的核能的利用，由于放射性废物的处理问题、核事故的发生等，对于其安全方面的重新评估也已迫近。
因此，对于深刻化的能源问题、环境问题，期望代替以往的火力发电、核能发电的对地球环境好的新能源的出现。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平5-4027号公报
专利文献2：日本特开2005-230795号公报
专利文献3：日本特开2006-181570号公报
专利文献4：日本专利第4232820号公报
发明内容
在该状况下，本发明人们提出了通过利用由氧化亚氮的分解而产生的分解热、分解气体，从而利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮。
氧化亚氮化学性稳定且容易处理，作为食品添加物已被认可(厚生劳动省令第三十四号，平成17年3月22日)，另一方面，也已利用于医疗用麻醉、火箭的助燃剂等。
另一方面，氧化亚氮作为具有二氧化碳(CO2)的约310倍的温室效应的温室气体，已成为全球温室化的原因之一。因此，近年来，为防止氧化亚氮向大气中放出，已开发大量利用催化剂分解去除例如从工厂、焚烧设备、汽车等排出的氧化亚氮的技术(例如，参照专利文献1～3)。
另外，所述专利文献1、2中公开了将在己二酸的制造工序中分解氧化亚氮时产生的热利用于氧化亚氮的预热的技术。另一方面，所述专利文献3中公开了在分解处理剩余麻醉气体所含有的氧化亚氮的装置中，通过在向该分解装置导入的气体与从分解装置排出的气体之间进行热交换，从而使加热能量和冷却能量减少来提高能量效率的技术。
但是，这些技术的目的都是分解除去向大气中放出的氧化亚氮。另外，对于在氧化亚氮的分解时产生的热的利用，虽然公开了将分解前的氧化亚氮加热(预热)的技术，但是关于本发明人们提出的作为代替火力发电、核能发电的替代能源的氧化亚氮的利用完全没有公开和启示。
另一方面，本发明人们已经公开了利用通过催化分解氧化亚氮而得到的分解气体，来产生推力的推进器装置(参照专利文献4)。如该专利文献4所述，氧化亚氮在利用氧化亚氮分解用催化剂进行分解时，能够通过该分解热使追加的氧化亚氮自我分解(热分解)。
本发明人们基于这样的见解，发现通过利用由氧化亚氮的分解而产生的分解热、分解气体，能够利用上述的作为代替火力发电、核能发电的替代能源的氧化亚氮，反复认真研究的结果，终于完成了本发明。
即，本发明的目的是提供通过利用由氧化亚氮的分解而产生的分解热、分解气体，从而能够利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮的发电装置、发电方法、分解气体锅炉和分解气体涡轮。
本发明提供以下的装置。
(1)一种发电装置，具备：
分解气体锅炉，其通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
(2)一种发电装置，具备：
分解气体涡轮，其通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动；和
发电机，其通过所述分解气体涡轮的驱动而发电。
(3)根据前项(1)或(2)所述的发电装置，其特征在于，
所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解。
(4)根据前项(3)所述的发电装置，其特征在于，所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备流量调整单元，所述流量调整单元对向所述分解反应部供给的燃料气体的流量进行调整，
通过调整向所述分解反应部供给的燃料气体的流量，来进行所述分解气体的温度控制。
(5)根据前项(3)或(4)所述的发电装置，其特征在于，所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
(6)根据前项(5)所述的发电装置，其特征在于，所述浓度调整单元通过向所述燃料气体中添加氮，来进行所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度调整。
(7)根据前项(4)～(6)的任一项所述的发电装置，其特征在于，所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备温度测定单元，所述温度测定单元对所述氧化亚氮分解用催化剂或分解气体的温度进行测定，
基于由所述温度测定单元得到的测定结果，进行采用所述流量调整单元的流量调整、或采用所述浓度调整单元的浓度调整。
(8)根据前项(3)～(7)的任一项所述的发电装置，其特征在于，所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备预热单元，所述预热单元对所述氧化亚氮分解用催化剂进行预热，
在开始所述氧化亚氮的分解前，进行所述氧化亚氮分解用催化剂的预热。
(9)根据前项(3)～(8)的任一项所述的发电装置，其特征在于，所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备氮气供给单元，所述氮气供给单元向所述分解反应部供给氮气，
在停止向所述分解反应部的燃料气体的供给后，向所述分解反应部供给氮气。
(10)根据前项(2)所述的发电装置，其特征在于，还具备：
分解热回收锅炉，其通过来自从所述分解气体涡轮排出的分解气体的热回收而产生蒸汽；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
(11)根据前项(1)、(2)、(10)的任一项所述的发电装置，其特征在于，还具备：
燃气锅炉，其通过来自燃烧气体的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
蒸汽涡轮，其通过由所述燃气锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
(12)根据前项(1)、(2)、(10)的任一项所述的发电装置，其特征在于，还具备：
燃气涡轮，其通过燃烧气体而旋转驱动，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
发电机，其通过所述燃气涡轮的驱动而发电。
(13)根据前项(12)所述的发电装置，其特征在于，还具备：
排热回收锅炉，其通过来自从所述燃气涡轮排出的燃烧气体的热回收而产生蒸汽；
蒸汽涡轮，其通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
(14)根据前项(1)、(10)、(11)、(13)的任一项所述的发电装置，其特征在于，还具备：
凝汽器，其将来自所述蒸汽涡轮的蒸汽冷却并凝汽；和
供水泵，其将来自所述凝汽器的凝汽水向锅炉供水。
(15)一种发电方法，包括：
通过来自分解气体的热回收而利用分解气体锅炉产生蒸汽的步骤，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(16)一种发电方法，具有：
通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而将分解气体涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述分解气体涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(17)根据前项(15)或(16)所述的发电方法，其特征在于，向配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂的分解反应部，供给含有所述氧化亚氮的燃料气体，在该分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，继续分解之后供给的燃料气体中的氧化亚氮。
(18)根据前项(17)所述的发电方法，其特征在于，通过控制所述分解气体的温度，来使所述氧化亚氮的分解持续地进行。
(19)根据前项(18)所述的发电方法，其特征在于，通过调整所述燃料气体的流量，来进行所述分解气体的温度控制。
(20)根据前项(18)或(19)所述的发电方法，其特征在于，通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
(21)根据前项(20)所述的发电方法，其特征在于，通过向所述燃料气体中添加氮，来进行所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度调整。
(22)根据前项(18)～(21)所述的发电方法，其特征在于，测定所述氧化亚氮分解用催化剂或分解气体的温度，基于该测定结果进行所述分解气体的温度控制。
(23)根据前项(17)～(22)的任一项所述的发电方法，其特征在于，在开始所述氧化亚氮的分解前，对所述氧化亚氮分解用催化剂进行预热。
(24)根据前项(17)～(23)的任一项所述的发电方法，其特征在于，在停止向所述分解反应部的燃料气体的供给后，向所述分解反应部供给氮气。
(25)根据前项(16)所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自从所述分解气体涡轮排出的分解气体的热回收而利用分解热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过在由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(26)根据前项(15)、(16)、(25)的任一项所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自燃烧气体的热回收而利用燃气锅炉产生蒸汽的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
通过由所述燃气锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(27)根据前项(15)、(16)、(25)的任一项所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过燃烧气体而将燃气涡轮旋转驱动的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
通过所述燃气涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(28)根据前项(27)所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自从所述燃气涡轮排出的燃烧气体的热回收而利用排热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
(29)根据前项(15)、(25)、(26)、(28)的任一项所述的发电方法，其特征在于，还包括：
利用凝汽器将来自所述蒸汽涡轮的蒸汽冷却并凝汽的步骤；和
利用供水泵将所述凝汽水向锅炉供水的步骤。
(30)一种分解气体锅炉，其特征在于，通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽或温水，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的。
(31)根据前项(30)所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解。
(32)根据前项(31)所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备流量调整单元，所述流量调整单元对向所述分解反应部供给的燃料气体的流量进行调整，
通过调整向所述分解反应部供给的燃料气体的流量，来进行所述分解气体的温度控制。
(33)根据前项(31)或(32)所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
(34)根据前项(33)所述的分解气体锅炉，其特征在于，所述浓度调整单元通过向所述燃料气体中添加氮，来进行所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度调整。
(35)根据前项(32)～(34)的任一项所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备温度测定单元，所述温度测定单元对所述氧化亚氮分解用催化剂或分解气体的温度进行测定，
基于由所述温度测定单元得到的测定结果，进行采用所述流量调整单元的流量调整、或采用所述浓度调整单元的浓度调整。
(36)根据前项(31)～(35)的任一项所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备预热单元，所述预热单元对所述氧化亚氮分解用催化剂进行预热，
在开始所述氧化亚氮的分解前，进行所述氧化亚氮分解用催化剂的预热。
(37)根据前项(31)～(36)的任一项所述的分解气体锅炉，其特征在于，具备氮气供给单元，所述氮气供给单元向所述分解反应部供给氮气，
在停止向所述分解反应部的燃料气体的供给后，向所述分解反应部供给氮气。
(38)一种分解气体涡轮，其特征在于，通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动。
(39)根据前项(38)所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂分解所述燃料气体中所含有的氧化亚氮后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解。
(40)根据前项(39)所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备流量调整单元，所述流量调整单元对向所述分解反应部供给的燃料气体的流量进行调整，
通过调整向所述分解反应部供给的燃料气体的流量，来进行所述分解气体的温度控制。
(41)根据前项(39)或(40)所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
(42)根据前项(41)所述的分解气体涡轮，其特征在于，所述浓度调整单元通过向所述燃料气体中添加氮，来进行所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度调整。
(43)根据前项(40)～(42)的任一项所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备温度测定单元，所述温度测定单元对所述氧化亚氮分解用催化剂或分解气体的温度进行测定，
基于由所述温度测定单元得到的测定结果，进行采用所述流量调整单元的流量调整、或采用所述浓度调整单元的浓度调整。
(44)根据前项(39)～(43)的任一项所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备预热单元，所述预热单元对所述氧化亚氮分解用催化剂进行预热，
在开始所述氧化亚氮的分解前，进行所述氧化亚氮分解用催化剂的预热。
(45)根据前项(39)～(44)的任一项所述的分解气体涡轮，其特征在于，具备氮气供给单元，所述氮气供给单元向所述分解反应部供给氮气，
在停止向所述分解反应部的燃料气体的供给后，向所述分解反应部供给氮气。
(46)一种热输送装置，具备：
分解气体锅炉，其通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
热泵，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而进行热输送。
(47)一种热输送装置，具备：
分解气体涡轮，其通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动；
热泵，其通过所述分解气体涡轮的驱动而进行热输送。
(48)根据前项(47)所述的热输送装置，其特征在于，还具备：
分解热回收锅炉，其通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是从所述分解气体涡轮排出的；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
热泵，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而进行热输送。
(49)根据前项(46)～(48)的任一项所述的热输送装置，其特征在于，还具备：
燃气锅炉，其通过来自燃烧气体的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
蒸汽涡轮，通过由所述燃气锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
热泵，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而进行热输送。
(50)根据前项(46)～(48)的任一项所述的热输送装置，其特征在于，还具备：
燃气涡轮，其通过燃烧气体而旋转驱动，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
热泵，其通过所述燃气涡轮的驱动而进行热输送。
(51)根据前项(50)所述的热输送装置，其特征在于，还具备：
排热回收锅炉，其通过来自燃烧气体的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是从所述燃气涡轮排出的；
蒸汽涡轮，其通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
热泵，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而进行热输送。
(52)根据前项(46)、(48)、(49)、(51)的任一项所述的热输送装置，其特征在于，还具备：
凝汽器，其将来自所述蒸汽涡轮的蒸汽冷却并凝汽；和
供水泵，其将来自所述凝汽器的凝汽水向锅炉供水。
(53)根据前项(46)～(52)的任一项所述的热输送装置，其特征在于，所述热泵具备：冷介质循环系统，其循环冷介质；压缩部，其将所述冷介质循环系统中的冷介质压缩并送出；冷凝部，其一边使由所述压缩部压缩的冷介质冷凝，一边从该冷介质放出热；膨胀部，其使由所述冷凝部而放热的冷介质膨胀；和蒸发部，其一边使由所述膨胀部膨胀的冷介质蒸发，一边使该冷介质吸收热，所述压缩部通过所述蒸汽涡轮、分解气体涡轮或燃气涡轮而驱动。
(54)根据前项(53)所述的热输送装置，其特征在于，所述热泵具备切换单元，所述切换单元对所述冷介质流动的方向进行切换。
(55)一种热输送方法，包括：
通过来自分解气体的热回收而利用分解气体锅炉产生蒸汽的步骤，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(56)一种热输送方法，具有：
通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而将分解气体涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述分解气体涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(57)根据前项(56)所述的热输送方法，其特征在于，还具有：
通过来自从所述分解气体涡轮排出的分解气体的热回收而利用分解热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(58)根据前项(55)～(57)的任一项所述的热输送方法，其特征在于，还包括：
通过来自燃烧气体的热回收而利用燃气锅炉产生蒸汽的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
通过在所述燃气锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(59)根据前项(55)～(57)的任一项所述的热输送方法，其特征在于，还包括：
通过燃烧气体而将燃气涡轮旋转驱动的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
通过所述燃气涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(60)根据前项(59)所述的热输送方法，其特征在于，还包括：
通过来自从所述燃气涡轮排出的燃烧气体的热回收而利用排热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用热泵进行热输送的步骤。
(61)根据前项(55)、(57)、(58)、(60)的任一项所述的热输送方法，其特征在于，还包括：
利用凝汽器将来自所述蒸汽涡轮的蒸汽冷却并凝汽的步骤；和
利用供水泵将所述凝汽水向锅炉供水的步骤。
(62)一种热输送装置，其特征在于，具备：
冷介质循环系统，其循环冷介质；
吸收液循环系统，其与所述冷介质循环系统连接，并且循环吸收液，所述吸收液吸收所述冷介质；
冷凝部，其一边使所述冷介质循环系统中的冷介质冷凝，一边从该冷介质放出热；
蒸发部，其一边使所述冷介质循环系统中的冷介质蒸发，一边使该冷介质吸收热；
吸收部，其使所述吸收液循环系统中的吸收液吸收所述已蒸发的冷介质；和
再生部，其使所述已吸收的冷介质从所述吸收液循环系统中的吸收液蒸发，
在所述再生部设置有加热所述吸收液的加热单元，该加热单元通过由氧化亚氮的分解产生的分解热而进行加热。
(63)根据前项(62)所述的热输送装置，其特征在于，在所述冷凝部和/或吸收部设置有将所述冷介质和/或吸收液冷却的冷却单元，该冷却单元通过与氧化亚氮的绝热膨胀相伴的冷却热而进行冷却。
(64)根据前项(63)所述的热输送装置，其特征在于，具备填充有所述氧化亚氮的高压气体容器，将从该高压气体容器放出并绝热膨胀了的氧化亚氮气体向所述冷凝部和/或吸收部供给。
(65)根据前项(63)所述的热输送装置，其特征在于，具备：
分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；
第1供给线，其将通过使所述氧化亚氮绝热膨胀而得到的氧化亚氮气体向所述冷凝部和/或吸收部供给；
第2供给线，其将从所述冷凝部和/或吸收部排出的氧化亚氮气体向所述分解反应部供给；和
第3供给线，其将通过由所述分解反应部分解所述氧化亚氮气体而得到的氧化亚氮的分解气体向所述再生部供给。
(67)一种热输送方法，其特征在于，在冷介质循环的冷介质循环系统中，包括：
冷凝步骤，其一边使所述冷介质循环系统中的冷介质冷凝，一边从该冷介质放出热；和
蒸发步骤，其一边使所述冷介质循环系统中的冷介质蒸发，一边使该冷介质吸收热，
在与所述冷介质循环系统连接，并且吸收所述冷介质的吸收液循环的吸收液循环系统中，包括：
吸收步骤，其使所述吸收液循环系统中的吸收液吸收所述已蒸发的冷介质；和
再生步骤，其使所述已吸收的冷介质从所述吸收液循环系统中的吸收液蒸发，
在所述再生部中，利用通过氧化亚氮的分解而产生的分解热，加热所述吸收液。
(68)根据前项(67)所述的热输送方法，其特征在于，在所述冷凝和/或吸收步骤中，利用与氧化亚氮的绝热膨胀相伴的冷却热，将所述冷介质和/或吸收液冷却。
(69)根据前项(68)所述的热输送方法，其特征在于，在所述冷凝和/或吸收步骤中，利用从填充有所述氧化亚氮的高压气体容器放出并绝热膨胀了的氧化亚氮气体。
(70)根据前项(68)所述的热输送方法，其特征在于，利用通过使所述氧化亚氮绝热膨胀而得到的氧化亚氮气体，在所述冷凝和/或吸收步骤中将冷介质冷却后，利用氧化亚氮分解用催化剂分解所述氧化亚氮气体，并利用通过分解该氧化亚氮气体而得到的氧化亚氮的分解气体，在所述再生步骤中将吸收液加热。
(71)一种热电联供系统，组合了：
根据前项(1)，～(14)的任一项所述的发电装置；和
根据前项(46)～(54)的任一项所述的热输送装置。
(72)根据前项(71)所述的热电联供系统，其特征在于，还组合了根据前项(62)～(65)的任一项所述的热输送装置。
(73)一种热电联供系统，组合了：
根据前项(1)～(14)的任一项所述的发电装置；和
根据前项(62)～(65)的任一项所述的热输送装置。
如以上那样，根据本发明，能够提供一种可利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮的发电装置、发电方法、分解气体锅炉以及分解气体涡轮。
附图说明
图1是表示具备应用了本发明的分解气体锅炉的发电装置的结构的概略系统图。
图2是表示具备应用了本发明的分解气体涡轮的发电装置的结构的概略系统图。
图3是表示具备图1所示的分解气体锅炉和图2所示的分解气体涡轮的本发明的特征部分的概略结构图。
图4是表示本发明的特征部分中的具体动作(控制方法)的一例的流程图。
图5是使用了图1所示的发电装置的发电方法的工序图。
图6是使用了图2所示的发电装置的发电方法的工序图。
图7表示在图2所示的发电装置中可追加的分解热回收锅炉等的结构，(a)是采用了单轴型的情况的概略系统图，(b)是采用了多轴型的情况的概略系统图。
图8是使用了图7(a)、(b)所示的发电装置的发电方法的工序图。
图9(a)是表示在图1、图2或图7所示的发电装置中可追加的燃气锅炉等的结构的概略系统图，(b)是表示在图1、图2或图7所示的发电装置中可追加的燃气涡轮等的结构的概略系统图。
图10是使用了图9(a)所示的发电装置的发电方法的工序图。
图11是使用了图9(b)所示的发电装置的发电方法的工序图。
图12表示在图9(b)所示的发电装置中可追加的排热回收锅炉等的结构，(a)是采用了单轴型的情况的概略系统图，(b)是采用了多轴型的情况的概略系统图。
图13是使用了图12(a)、(b)所示的发电装置的发电方法的工序图。
图14是应用了本发明的热电联供系统的一例，是表示具备了压缩式的热泵的热输送装置的结构的概略系统图。
图15是应用了本发明的空调具备的压缩式的热泵，(a)是表示制冷时的状态的概略系统图，(b)是表示供暖时的状态的概略系统图。
图16是应用了本发明的热电联供系统的另一例，是表示具备了吸收式的热泵的热输送装置的结构的模式图。
图17是表示吸收式的热泵的变形例的模式图。
图18是表示在实施例中，氧化亚氮气体的线速度与反应容器内的放热温度以及N2O的分解率的关系的图。
具体实施方式
以下，对于应用了本发明的发电装置、发电方法、分解气体锅炉以及分解气体涡轮，参照附图进行详细说明。
应用了本发明的发电装置和发电方法，利用通过氧化亚氮(N2O，也称为一氧化二氮)的分解而产生的分解热、分解气体而得到电力，从而能够利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮。
氧化亚氮是在常温、大气压下稳定的气体。另一方面，如果其温度变为约500℃以上，则一面放热一面自我分解(热分解)。像这样氧化亚氮的分解是伴随了放热的分解(放热反应)。并且，通过与该分解相伴的温度上升(分解热)而高温化了的氧化亚氮的分解气体达到约1600℃，因此氧化亚氮可以说是蕴藏着高能量的物质。
另外，氧化亚氮在利用催化剂进行分解时，可以将其分解开始温度降低至例如350～400℃左右。并且，氧化亚氮的分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，能够使之后供给的氧化亚氮的分解持续地进行。另外，利用催化剂分解了的氧化亚氮，一面放热一面变为氮(N2)和氧(O2)的混合气体(分解气体)。
本发明人基于这样的见解，发现通过利用由氧化亚氮的分解而产生的分解热、分解气体，能够利用上述的作为代替以往的火力发电、核能发电的替代能源的氧化亚氮，进一步反复认真研究的结果，终于完成了本发明。
以下，作为本发明的实施方式对于图1和图2所示的发电装置和使用了它的发电方法进行说明。
图1是表示具备应用了本发明的分解气体锅炉1的发电装置的结构的概略系统图。该发电装置利用通过氧化亚氮(N2O)的分解而产生的分解热得到电力。
具体来说，该图1所示的发电装置大致具备：分解气体锅炉1，其通过来自分解气体(N2、O2)的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；蒸汽涡轮2，其通过由分解气体锅炉1产生的蒸汽而旋转驱动；发电机3，其通过蒸汽涡轮2的驱动而发电；凝汽器4，其将来自蒸汽涡轮2的蒸汽冷却并凝汽；和供水泵5，其将来自凝汽器4的凝汽水向分解气体锅炉1供水。
另外，应用了本发明的分解气体锅炉1具备：分解反应部6，其分解氧化亚氮；和蒸汽发生部7，其通过与由氧化亚氮的分解产生的分解气体的热交换而产生蒸汽。
另一方面，图2是表示具备应用了本发明的分解气体涡轮11的发电装置的结构的概略系统图。该发电装置利用通过氧化亚氮(N2O)的分解而产生的分解气体(N2、O2)得到电力。
具体来说，该图2所示的发电装置大致具备：分解气体涡轮11，其通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动；和发电机12，其通过分解气体涡轮11的驱动而发电。
另外，应用了本发明的分解气体涡轮11具备：分解反应部13，其分解氧化亚氮；和涡轮部14，其将通过氧化亚氮的分解而产生的分解气体从喷嘴(静叶片)吹到涡轮叶片(动叶片)，由此使涡轮轴旋转而得到动力。
这些图1和图2所示的分解气体锅炉1和分解气体涡轮11，作为本发明的特征部分，具备上述的分解氧化亚氮的分解反应部6、13。即，这些分解反应部6、13取代了燃烧器(燃烧反应部)，所述燃烧器具备以往的利用使化石燃料等燃烧时的燃烧热而产生蒸汽的燃气锅炉、以往的利用使化石燃料等燃烧时的燃烧气体而旋转驱动的燃气涡轮。
具体来说，本发明的特征部分，例如如图3所示，具备：分解反应器(与上述分解反应部6、13相对应)22，其配置有分解氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂(以下简单称为催化剂)21；燃料气体供给线(燃料气体供给单元)23，其向分解反应器22供给含有氧化亚氮(N2O)的燃料气体；氮气供给线(氮气供给单元)24，其向分解反应器22供给氮气(N2)；流量调整部(流量调整单元)25，其调整向分解反应器22供给的燃料气体的流量；温度测定器(温度测定单元)26，其测定催化剂21的温度；和控制部27(控制单元)27，其进行各部的控制。
分解反应器22具有下述结构：具备在其内侧收纳了催化剂21的主体部(分解反应室)22a，并设置有向该主体部22a的一端侧导入燃料气体的气体导入口22b、和向该主体部22a的另一端侧排出分解气体的气体排出口22c。
再者，对于分解反应器22的材质，优选使用耐热性和耐氧化性优异的材质，特别是对于由于分解气体而暴露在高温高压的气体排出口22c侧的部件等，优选使用可充分承受高温高压下的热疲劳、氧化等的材质。作为这样的材料，例如可举出不锈钢、Ni基合金、Co基合金等。另外，可以使用陶瓷、碳化硅(SiC)等作为隔热材料。并且，可以使用它们的复合材料。另外，分解反应器22可以具备通过水冷、气冷等而强制地进行冷却的机构。
催化剂21优选使用能够在宽的温度区域(特别是低温区域)效率良好地分解氧化亚氮，并且可充分承受高温下的热疲劳、氧化等的催化剂。作为这样的氧化亚氮的分解效率高、耐热性和耐氧化性优异的催化剂，可以使用例如后述的「日本特开2002-153734号公报」、「日本特开2002-253967号公报」所公开的催化剂等。
具体来说，可以使用以下的〔1〕～〔6〕所示的任一催化剂。
〔1〕铝(Al)、镁(Mg)、和铑(Rh)担载于载体的催化剂。
〔2〕镁(Mg)和铑(Rh)担载于氧化铝(Al2O3)载体的催化剂。
〔3〕在由铝(Al)的至少一部分与镁(Mg)形成有尖晶石型结晶性复合氧化物的载体上，担载有铑(Rh)的催化剂。
〔4〕选自锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和镍(Ni)中的至少1种金属、铝(Al)、和铑(Rh)担载于载体的催化剂。
〔5〕选自锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和镍(Ni)中的至少1种金属以及铑(Rh)担载于氧化铝(Al2O3)载体的催化剂。
〔6〕在由铝(Al)的至少一部分与选自锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)和镍(Ni)中的至少1种金属形成有尖晶石型结晶性复合氧化物的载体上担载有铑(Rh)的催化剂。
另外，在本发明中，可以合适地使用：在选自二氧化硅(SiO2)、二氧化硅-氧化铝(SiO2-Al2O3)中的载体上，担载选自铑(Rh)、钌(Ru)、钯(Pd)中的至少1种贵金属而成的催化剂等。通过使用这样的催化剂21，能够将氧化亚氮以接近100％的分解效率分解为氮和氧。特别是使用了在包含二氧化硅(SiO2)或二氧化硅-氧化铝(SiO2-Al2O3)的载体上担载了铑(Rh)的催化剂的情况下，能够几乎不产生一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等这些NOx气体，将氧化亚氮大致完全地分解为氮和氧。
并且，催化剂21可以例示在涂布(washcoat)了氧化铝的堇青石和金属蜂窝或多孔质陶瓷的载体上，以质量分数为2～3％浸渗了对氮氧化物的分解有效的铑而成的催化剂，和在氧化铝、堇青石或碳化硅的陶瓷制蜂窝结构体上，形成包含氧化铝的载体层，并在该载体层上担载了对氮氧化物的分解有效的铑而成的催化剂等，但并不一定限定于这些。
另外，作为其他的催化剂21，例如也可以使用将在己二酸的制造工序、硝酸的制造工序等被排出的排气中的氧化亚氮分解除去时所使用的催化剂等。作为这样的催化剂，例如，可以举出以MAl2O3(M为Pd、Cu、Cu/Mg、Cu/Zn、Cu/Zn/Mg的任一种)表示，在以10～30质量％的比例含有M的氧化铝载体上，以0.1～2质量％的比例担载了贵金属的催化剂。
对于催化剂21的形状，并不特别限定，例如，可以从粉末状、颗粒状、球团状、蜂窝状、多孔质状、粉碎状、网状、板状、片状的形状等任意的形状之中适当选择使用最适合的形状和尺寸的催化剂。
另外，对于催化剂21向主体部22a的填充方法、适合于催化剂21的主体部22a的形状等，也可以与上述分解气体锅炉1和分解气体涡轮11具备的分解反应部6、13的设计相适合地任意实施。
分解反应器22，可以设为能够与催化剂21的随时间劣化相适合地更换催化剂21(根据情况连同主体部22a一起)的结构。另外，也可以使用从性能下降了的催化剂21中将贵金属成分提取纯化并回收后，将该已回收的贵金属担载于新的载体的催化剂作为再生催化剂。
在分解反应器22设置有加热上述催化剂21的加热器(预热单元)28。该加热器28用于在氧化亚氮的分解开始前、即向分解反应器22供给燃料气体前，将催化剂21预先加热(预热)至氧化亚氮能够分解的温度(分解开始温度)。
例如图3所示的加热器28，在与催化剂21的周围接触的状态下配置于主体部22a的内侧。另外，加热器28介由供电线路29与电源(未图示)连接，能够通过来自该电源的电力供给而放热。另外，作为加热器28，可以使用电阻加热方式、感应加热方式的加热器等。
再者，对于催化剂21的加热方法，不限于这样的通过配置于主体部22a的内侧的加热器28来加热催化剂21的方法，也可以采用通过配置于主体部22a的外侧的加热器28来加热催化剂21的方法。该情况下，能够通过加热器28来加热主体部22a，并通过来自该主体部22a的辐射、热传导等来加热催化剂21。
另外，作为催化剂21的加热方法，也可以采用通过向催化剂21直接供给电力来加热该催化剂21的方法。除此以外，对于催化剂21的加热方法，并没有特别限定，可以从加热催化剂21的方法之中适当选择采用。
燃料气体供给线23是其一端侧介由流量调整部25而与分解反应器22的入口侧(气体导入口22b)连接的配管(流路)，在其另一端侧，介由燃料气体开闭阀30而连接有燃料气体供给源31。
燃料气体开闭阀30是用于开闭燃料气体供给线23、进行来自燃料气体供给源31的燃料气体的供给/阻断的装置(开闭单元)。另外，燃料气体开闭阀30，可以使用不仅能够开闭燃料气体供给线23，还能够调整其开度(包含压力等)的装置等。
并且，燃料气体开闭阀30，也可以使用附有能够控制其流量的流量调整的控制阀(流量调整阀)。并且，该燃料气体开闭阀30与控制部27电连接，能够通过该控制部27来驱动控制燃料气体开闭阀30。
再者，对于该燃料气体开闭阀30，不限于使用了上述的附有流量调整的控制阀(流量调整阀)的结构，也可以设为除了开闭燃料气体供给线23的阀(开闭阀)以外，设置有调节器(流量调整器)等的结构，所述调节器调整在燃料气体供给线23内流动的燃料气体的流量。
燃料气体供给源31，供给含有氧化亚氮的燃料气体，因此具有暂时储存燃料气体的燃料气体储存部，在该燃料气体储存部，配置有填充了氧化亚氮的高压气体容器(例如缸、罐、集合容器等)31a。并且，该燃料气体供给源31，通过将燃料气体开闭阀30打开，能够从高压气体容器31a向燃料气体供给线23供给含有氧化亚氮的燃料气体。
氮气供给线24是其一端侧被连接于与燃料气体供给线23的流量调整部25相比靠上游侧的配管(流路)，在其另一端侧，介由氮气开闭阀32连接有氮气供给源33。另外，氮气供给线24具有作为浓度调整单元的功能，其通过向燃料气体供给线23导入氮气，来调整燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度。
氮气开闭阀32是用于开闭氮气供给线24、进行来自氮气供给源33的氮气的供给/阻断的装置(开闭单元)。另外，氮气开闭阀32，可以使用不仅能够开闭氮气供给线24，还能够调整其开度(包含压力等)的装置等。
并且，为调整向燃料气体供给线23供给的氮气的供给量，氮气开闭阀32优选使用附有能够控制其流量的流量调整的控制阀(流量调整阀)。并且，该氮气开闭阀32与控制部27电连接，能够通过该控制部27来驱动控制氮气开闭阀32。
再者，关于该氮气开闭阀32，不限于使用了上述的附有流量调整的控制阀(流量调整阀)的结构，也可以设为与开闭氮气供给线24的阀(开闭阀)分开地设置有调节器(流量调整器)等的结构，所述调节器调整在氮气供给线24内流动的氮气的流量。
氮气供给源33具有暂时储存氮气的氮气储存部，在该氮气储存部配置有填充了氮的高压气体容器(例如缸、管、集合容器等)33a。并且，该氮气供给源33，通过将氮气开闭阀32打开，能够从高压气体容器33a向氮气供给线24供给氮气。
流量调整部25，只要能够调整从燃料气体供给线23向分解反应器22导入的燃料气体的流量(导入量)即可，例如可以使用调节器(流量调整器)、附有流量调整的控制阀(流量调整阀)等。并且，该流量调整部25与控制部27电连接，能够通过该控制部27来驱动控制流量调整部25。
再者，流量调整部25，设置测量在该流量调整部25内流动的燃料气体的流量的流量计(流量测量单元)，或使用附有这样的流量计的调节器、控制阀等，也能够精度良好地进行向分解反应器22导入的燃料气体的流量调整。
温度测定器26直接或间接地测定上述催化剂21的温度，与控制部27电连接，向该控制部27输出测定结果(测定数据)。
例如图3所示的温度测定器26，安装于分解反应器22的主体部22a，能够在与催化剂21接触的状态下，测定该催化剂21的下游侧的温度。
在使用了催化剂21的氧化亚氮的分解中，在氧化亚氮通过该催化剂21中的期间氧化亚氮被分解，因此一般来说催化剂21的下游(气体排出口22c)侧的温度变得比上游(气体导入口22b)侧的温度高。因此，在防止由于分解气体而暴露在高温高压的催化剂21、气体排出口22c侧的部件等的劣化(例如热疲劳、氧化等)，特别是防止氧化亚氮由于分解气体中含有氧从而与该氧的反应(氧化)方面，优选测定上述的催化剂21的下游(气体排出口22c)侧的温度。
另一方面，温度测定器26不限于上述的图3所示的结构，也可以设为测定催化剂21的上游(气体导入口22b)侧的温度的结构。这在开始氧化亚氮的分解前，检测通过上述加热器28而被加热了的催化剂21是否被加热至上述分解开始温度方面优选。并且，基于采用该温度测定器26得到的测定结果，在催化剂21被加热至上述分解开始温度时，将采用上述加热器28的加热停止即可。由此，能够效率良好地进行采用上述加热器28的加热。
再者，对于测定催化剂21的温度的位置，并不一定限定于上述的位置，例如，为测定催化剂21的平均温度，也可以测定催化剂21的中央部分的温度，和/或分别测定这些多个位置的温度。
另外，温度测定器26不限于直接测定催化剂21的温度的结构，例如也可以通过测定收纳了催化剂21的主体部22a的温度，来间接地测定催化剂21的温度。
另外，温度测定器26不限于上述的直接或间接地测定催化剂21的温度的结构，也可以设为直接或间接地测定从上述分解反应器22的气体排出口22c排出的分解气体的温度的结构。并且，也可以设为测定这些催化剂21和分解气体两方的温度的结构。
再者，对于温度测定器26，可以采用例如使用了热电偶的温度计、辐射温度计等的非接触式的温度计、数据记录仪等，但并不一定限定于这些装置，除此以外也可以从能够测定催化剂21、分解气体的温度的装置中适当选择使用。
控制部27包含计算机(CPU)等，基于来自温度测定器26的测定结果(测定数据)，按照记录在内部的控制程序，进行对于上述的流量调整部25和/或燃料气体供给线30、氮气开闭阀32的控制等。
具体来说，在上述分解反应器22中，为了持续地进行使用了上述催化剂21的氧化亚氮的分解，控制分解气体的温度变得很重要。
即，如果分解气体的温度过高，则存在导致如上所述由于分解气体而暴露在高温高压的催化剂21、气体排出口22c侧的部件等的劣化(例如热疲劳、氧化等)的可能性。另一方面，如果分解气体的温度过低，则存在难以使氧化亚氮的自我分解持续的可能性。并且，氧化亚氮不分解而从分解反应器22的气体排出口22c排出，或者根据情况而产生上述的NOx气体。这些气体也成为上述的全球温室化、大气污染的原因。
因此，控制部27优选在上述分解反应器22中使用了催化剂21的氧化亚氮的分解持续的范围，进行分解气体的温度控制，以不使这样的问题发生。
在此，作为控制分解气体的温度的方法，可举出：(1)调整向分解反应器22供给的燃料气体的流量的方法；和(2)调整燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度的方法。
其中，在使用了上述(1)的方法中，基于来自上述温度测定器26的测定结果，上述控制部27控制流量调整部25，进行从燃料气体供给线23向分解反应器22供给的燃料气体的流量调整。
具体来说，在提高分解气体的温度的情况下，进行将从燃料气体供给线23向分解反应器22供给的燃料气体的流量相对地提高的控制。由此，能够增加向分解反应器22导入的燃料气体的导入量，并通过由该分解反应器22分解的氧化亚氮的分解量(分解热)的增加而相对地提高分解气体的温度。
另一方面，在降低分解气体的温度的情况下，进行将向分解反应器22供给的燃料气体的流量相对地降低的控制。由此，能够减少向分解反应器22导入的燃料气体的导入量，并通过由该分解反应器22分解的氧化亚氮的分解量(分解热)的减少而相对地降低分解气体的温度。
如以上那样，在上述图3所示的本发明的特征部分，能够一边通过上述控制部27来控制分解气体的温度，一边使在上述分解反应器22中使用了催化剂21的氧化亚氮的分解持续地进行。
另一方面，在使用了上述(2)的方法中，基于来自上述温度测定器26的测定结果，上述控制部27控制上述氮气开闭阀32，进行从氮气供给线24向燃料气体供给线23供给的氮气的流量调整。
具体来说，在提高分解气体的温度的情况下，进行将燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度相对地提高的控制。即，进行将从氮气供给线24向燃料气体供给线23供给的氮气的流量相对地降低的、或将从氮气供给线24向燃料气体供给线23的氮气的供给停止的控制。由此，能够停止向在燃料气体供给线23内流动的燃料气体添加氮气或减少其添加量，相对地提高该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度。并且，能够通过与此相伴由分解反应器22分解的氧化亚氮的分解量(分解热)增加而相对地提高分解气体的温度。
另一方面，在降低分解气体的温度的情况下，进行将燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度相对地降低的控制。即，进行将从氮气供给线24向燃料气体供给线23供给的氮气的流量相对地提高的、或将从氮气供给线24向燃料气体供给线23的氮气的供给开始的控制。由此，能够向在燃料气体供给线23内流动的燃料气体添加氮气或增加其添加量，一边用氮气稀释该燃料气体中所含有的氧化亚氮，一边相对地降低氧化亚氮的浓度。并且，能够通过与此相伴由分解反应器22分解的氧化亚氮的分解量(分解热)减少而相对地降低分解气体的温度。
再者，在使用了上述(2)的方法中，除了上述的氮气以外，也可以通过例如将氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氙(Xe)、氪(Ke)等的惰性气体和/或空气(包含干燥空气)等向燃料气体中添加，来调整该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度。
如以上那样，在上述图3所示的本发明的特征部分，能够一边控制分解气体的温度，一边使在上述分解反应器22中使用了催化剂21的氧化亚氮的分解持续地进行。
再者，在上述图3所示的本发明的特征部分，也可以将使用了上述(1)、(2)的方法组合，进行上述的分解气体的温度控制。并且，这些使用了上述(1)、(2)的方法，能够将上述的分解气体的温度控制以简便的结构，并且稳定地进行。另一方面，在本发明中，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，进行分解气体的温度控制。
另外，在本发明中，可以设置测量上述分解气体中的NOx浓度的NOx计(NOx测量单元)。该情况下，能够通过测量上述分解气体中所含有的未分解的氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)等这些NOx气体的浓度，从而精度良好地进行上述的分解气体的温度控制。
并且，在本发明中，也可以设置将分解气体中所含有的NOx除去的单元(NOx除去单元)。作为NOx除去单元，例如，可以使用脱硝装置等，所述脱硝装置向含有NOx的分解气体中添加氨(NH3)，通过脱硝用催化剂使氨与NOx选择性地反应(还原)，分解为水(H2O)和氮(N2)。再者，对于脱硝用催化剂，从以往公知的催化剂之中选择使用最适合的催化剂即可。另外，作为NOx除去单元，也可以使用能够将分解气体中所含有的NOx直接分解的NOx分解用催化剂。
另外，在上述分解反应器22中，将使用了上述催化剂21的氧化亚氮的分解停止的情况下，优选在将向上述分解反应器22的燃料气体的供给停止后，向上述分解反应器22供给氮气。
这是由于将向上述分解反应器22的燃料气体的供给刚停止后，在催化剂21内滞留有分解气体，有可能通过该分解气体所含有的氧使催化剂21劣化。
该情况下，控制部27通过进行将上述燃料气体开闭阀30关闭的控制，而将向上述分解反应器22的燃料气体的供给停止，仅使从上述氮气供给线24供给的氮气向上述分解反应器22导入。
由此，向上述分解反应器22导入的氮气，将滞留在催化剂21内的分解气体挤出，从而能够将该滞留在催化剂21内的分解气体除去。并且，控制部27向上述分解反应器22以一定的时间、即对于将滞留在催化剂21内的分解气体除去而言充分的时间供给氮气后，进行将上述氮气开闭阀32关闭的控制，将向上述分解反应器22的氮气的供给停止。
由此，能够防止由催化剂21的氧导致的劣化，能够延长该催化剂21的寿命。另外，能够减少更换上述的催化剂21的频率(延长更换周期)。并且，使用了该方法的情况下，能够在使氧化亚氮的分解暂时停止后，容易地再次开始氧化亚氮的分解。
再者，使上述的氧化亚氮的分解停止的情况下，除了上述氮气以外，也可以将例如He、Ne、Xe、Ar、Kr等的惰性气体和/或空气(包含干燥空气)等向分解反应器22导入。
在此，一边参照图4所示的流程图，一边对于本发明的特征部分的具体动作(控制方法)的一例进行说明。
在本发明的特征部分，首先，在步骤S101中，在开始氧化亚氮的分解前，驱动加热器28，加热(预热)催化剂21。
接着，在步骤S102中，基于温度测定器26测定出的催化剂21的温度，控制部27进行催化剂21是否被加热至分解开始温度的判定。并且，在判定为催化剂21已被加热至分解开始温度的情况下，向步骤S103推进，在该步骤S103中，将加热器28的驱动停止。另一方面，在判定为催化剂未被加热至分解开始温度的情况下，继续通过加热器28加热催化剂21，直到催化剂21达到分解开始温度为止。
接着，在步骤S104中，向分解反应器22供给燃料气体，在该分解反应器22中进行使用了催化剂21的氧化亚氮的分解。再者，关于向分解反应器22供给的燃料气体的流量、该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度等，成为预先设定的值。
接着，在步骤S105中，基于温度测定器26测定出的催化剂21(或分解气体)的温度，控制部27进行催化剂21(或分解气体)的温度是否超过预先设定的值(范围)的判定。并且，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度超过了设定值(范围)的情况下，向步骤S106推进。另一方面，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度处于设定值(范围)的情况下，向步骤S110推进。
接着，在步骤S106中，控制部27进行催化剂21(或分解气体)的温度与设定值(范围)相比高或低的判定(比较)。
并且，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度与设定值(范围)相比高的情况下，向步骤S107推进，在该步骤S107中，控制部27将向分解反应器22供给的燃料气体的流量、或该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度向降低方向进行调整。并且，调整后向步骤S109推进。
另一方面，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度与设定值(范围)相比低的情况下，向步骤S108推进，在该步骤S108中，控制部27将向分解反应器22供给的燃料气体的流量、或该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度向提高方向进行调整。并且，调整后向步骤S109推进。
在这些步骤S107或步骤S108中的调整中，例如，将向分解反应器22供给的燃料气体的流量的设定值、或该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度的设定值在能够调整的范围分为规定的阶段数，将该设定值与现阶段相比降低或提高一阶段而进行。
接着，在步骤S109中，基于温度测定器26测定出的催化剂21(或分解气体)的温度，控制部27进行催化剂21(或分解气体)的温度是否回到了设定值(范围)的判定。并且，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度回到了设定值(范围)的情况下，向步骤S110推进。
另一方面，在判定为催化剂21(或分解气体)的温度没有回到设定值(范围)的情况下，返回步骤S106，再次进行催化剂21(或分解气体)的温度与设定值(范围)相比高或低的判定(比较)后，向步骤S107或S108推进，将向上述分解反应器22供给的燃料气体的流量的设定值、或该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度的设定值向进一步降低或提高一阶段的方向进行调整。并且，向步骤S109推进，进行催化剂21(或分解气体)的温度是否回到了设定值(范围)的判定，反复进行那样的调整，直到催化剂21(或分解气体)的温度回到设定值(范围)。另外，反复进行了这样的调整的结果，在超过了能够调整的范围的情况下，控制部27判定为异常并强制地向步骤S110推进(在图4中未图示)。
接着，在步骤S110中，控制部27进行是否将燃料气体的供给停止的判定。作为将燃料气体的供给停止的情况，例如，可举出从外部接受停止命令的情况、在上述步骤S109中被判定为异常的情况等。并且，停止燃料气体的供给的情况下，向步骤S111推进。另一方面，不停止燃料气体的供给的情况下，返回步骤S105，继续通过温度测定器26测定催化剂21(或分解气体)的温度。
接着，在步骤S111中，在停止了燃料气体的供给后，向步骤S112推进，在该步骤S112中，向分解反应器22供给氮气。由此，氮气能够将滞留在催化剂21内的分解气体挤出，从而将该滞留在催化剂21内的分解气体除去。
如以上那样，在上述图3所示的本发明的特征部分，能够一边控制分解气体的温度，一边使上述在分解反应器22中使用了催化剂21的氧化亚氮的分解持续地进行。
再者，在本发明中，将上述的温度测定器26测定出的测定数据和基于该测定数据的控制部27的判定结果，例如，可以表示于省略图示的检测器，或者向打印机输出。另外，不限于上述的采用控制部27的自动控制，例如，也可以进行通过操作员等的手动控制。
另外，在上述的步骤S109中被判定为异常的情况下，可以根据需要告知该主旨。关于告知方法，并没有特别限定，例如，可以发出警报、或者进行提示。
在上述图1所示的分解气体锅炉1和上述图2所示的分解气体涡轮11中，具备与以上那样的本发明的特征部分同样的结构，由此能够一边控制上述的分解气体的温度，一边持续地进行氧化亚氮的分解。
即，具备这些本发明的特征部分的分解气体锅炉1和分解气体涡轮11，向上述分解反应部6、13供给含有氧化亚氮的燃料气体，在该分解反应部6、13中，使用上述催化剂21分解了燃料气体中所含有的氧化亚氮后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，能够使之后供给的燃料气体中的氧化亚氮的分解持续地进行。
应用了本发明的发电方法，如图5所示，具有：步骤S1-1，其通过来自分解气体的热回收而利用分解气体锅炉1产生蒸汽，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；步骤S1-2，其通过在分解气体锅炉1产生的蒸汽而将蒸汽涡轮2旋转驱动；和步骤S1-3，其通过蒸汽涡轮2的驱动而利用发电机3发电。
具体来说，在上述图1所示的分解气体锅炉1中，将通过分解氧化亚氮而产生的高温高压的分解气体从上述分解反应部6向上述蒸汽发生部7供给。由此，在上述蒸汽发生部7中，能够通过与分解气体的热交换而产生蒸汽。
并且，具备上述分解气体锅炉1的发电装置，通过由上述分解气体锅炉1(蒸汽发生部7)产生的蒸汽而将蒸汽涡轮2旋转驱动。并且，能够通过将与该蒸汽涡轮2连结的发电机3驱动来得到电力。
并且，从蒸汽涡轮2排出的蒸汽，用凝汽器4冷却并凝汽后，用供水泵5向分解气体锅炉1供水，再次利用分解气体锅炉1通过与分解气体的热交换而产生蒸汽并进行循环。
再者，在上述分解气体锅炉1中，关于上述的本发明的特征部分，并不一定限定于上述图3所示的结构。即，在将上述图3所示的本发明的特征部分应用于上述分解气体锅炉1的情况下，可以适合于锅炉的形式、大小等而添加适当变更。
例如，分解反应器22，可以适合于上述分解气体锅炉1的设计而适当变更其形状、数量、配置等。另外，对于与该分解反应器22连接的燃料气体供给线23和/或氮气供给线24、流量调整部25、温度测定器26、控制部27、加热器28、供电线路29、燃料气体开闭阀30、燃料气体供给源31、氮气开闭阀32、氮气供给源33等，也可以适合于上述分解气体锅炉1的设计而添加适当变更。
另一方面，在上述分解气体锅炉1中，对于上述的本发明的特征部分以外的结构，可以具有与现有的燃气锅炉等同样的结构。例如，对于应用本发明的分解气体锅炉1的本发明的特征部分以外的结构，可以使用与以往的圆筒形锅炉、水管锅炉等同样形式的结构。再者，对于圆筒形锅炉，例如，可举出炉筒锅炉、烟管锅炉、炉筒烟管锅炉、立式锅炉等。另一方面，对于水管锅炉，例如，可举出自然循环式、强制循环式、贯流式的水管锅炉等。
另外，上述分解气体锅炉1，成为从上述分解反应部6向上述蒸汽发生部7供给分解气体，在该蒸汽发生部7中通过与分解气体的热交换而产生蒸汽的结构，但并不一定限定于这样的结构。例如，在本发明中，也可以将上述分解反应部6与上述蒸汽发生部7一体地构成，在这些分解反应部6与蒸汽发生部7之间进行热交换，从而产生蒸汽。
具体来说，可以在上述分解反应部6(分解反应器22)的外侧设置上述蒸汽发生部7，成为通过与由上述分解反应部6产生的热(分解热)的热交换而产生蒸汽的结构。该情况下，能够与进行上述分解反应部6(分解反应器22)的冷却同时地，通过由上述分解反应部6产生的热来得到蒸汽。
另外，上述分解气体锅炉1，除了上述图1所示的结构以外，例如，可以设为具备了过热器、预热器等的附属设备(机器/部件)，以及必要的保安设备(机器/部件)等的结构，所述过热器将利用上述蒸汽发生部7得到的蒸汽进一步加热而使其成为过热蒸汽，所述预热器通过利用上述分解反应部6得到的高温的分解气体而将燃料气体和/或供水等预热。
另外，上述图1所示的发电装置，对于上述分解气体锅炉1以外的结构，即上述的蒸汽涡轮2、发电机3、凝汽器4、供水泵5等，也可以使用与现有的结构同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
如以上那样，具备应用了本发明的分解气体锅炉1的发电装置和发电方法，能够利用通过氧化亚氮的分解而产生的分解热来发电。并且，根据本发明，能够提供：能够利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮的分解气体锅炉1；具备了这样的分解气体锅炉1的发电装置；和使用了这样的发电装置的发电方法。
应用了本发明的另一发电方法，如图6所示，具有：步骤S2-1，其通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而将分解气体涡轮11旋转驱动；和步骤S2-2，其通过分解气体涡轮11的驱动而利用发电机12发电。
具体来说，在上述图2所示的分解气体涡轮11中，将通过分解氧化亚氮而产生的高温高压的分解气体从上述分解反应部13向上述涡轮部14供给。由此，在上述涡轮部14中，将分解气体从喷嘴(静叶片)吹到涡轮叶片(动叶片)，由此能够使涡轮轴旋转来得到动力。
并且，具备上述分解气体涡轮11的发电装置，能够通过将与上述分解气体涡轮11(涡轮部14)连结的发电机12驱动来得到电力。
再者，在上述分解气体涡轮11中，对于上述的本发明的特征部分，并不限定于上述图3所示的结构。即，在将上述图3所示的本发明的特征部分应用于上述分解气体涡轮11的情况下，可以适合于涡轮的形式、大小等而添加适当变更。
例如，分解反应器22可以适合于分解气体涡轮11的设计而适当变更其形状、数量、配置等。另外，对于与该分解反应器22连接的燃料气体供给线23和/或氮气供给线24、流量调整部25、温度测定器26、控制部27、加热器28、供电线路29、燃料气体开闭阀30、燃料气体供给源31、氮气开闭阀32、氮气供给源33等，也可以适合于上述分解气体涡轮11的设计而添加适当变更。
另一方面，在上述分解气体涡轮11中，关于上述的本发明的特征部分以外的结构，相对于现有的燃气涡轮具备了将燃烧用空气压缩并向燃烧器送入的压缩机的结构，具有不需要那样的结构的特征。由此，能够将上述分解气体涡轮11设为简便的结构，谋求其轻量化。
另一方面，上述分解气体涡轮11可以设为具备了与涡轮轴连结的压缩机(增压机)的结构(未图示)。并且，也可以设为将通过该压缩机(增压机)被压缩(增压)了的含有氧化亚氮的燃料气体向分解反应部13供给的结构。再者，将燃料气体压缩(增压)使用的情况下，优选在氧化亚氮不液化的范围进行压缩(增压)。
另外，上述分解气体涡轮11，除了上述图2所示的结构以外，例如，可以设为具备了预热器等的附属设备(机器/部件)，以及必要的保安设备(机器/部件)等的结构，所述预热器通过利用上述分解反应部13得到的高温的分解气体而将燃料气体预热。
另外，上述图2所示的发电装置，对于上述分解气体涡轮11以外的结构，即上述的发电机12等，可以使用与现有的结构同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
如以上那样，具备应用了本发明的分解气体涡轮11的发电装置和发电方法，能够利用通过氧化亚氮的分解而产生的分解气体来发电。并且，根据本发明，能够提供：能够利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮的分解气体涡轮11；具备了这样的分解气体涡轮11的发电装置；以及使用了这样的发电装置的发电方法。
再者，本发明并不一定限定于上述图1和图2所示的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围添加各种变更等。
具体来说，应用了本发明的发电装置，也可以向上述图2所示的发电装置进一步追加例如图7(a)、(b)所示那样的结构。
再者，图7(a)、(b)是表示了在上述图2所示的发电装置中可以追加的分解热回收锅炉41等的结构的图，图7(a)是采用了单轴型的情况的概略系统图，图7(b)是采用了多轴型的情况的概略系统图。
图7(a)、(b)所示的发电装置，是采用了分解热回收方式的复合(复合循环)型的发电装置，是利用从上述分解气体涡轮11(在图7中，仅图示了涡轮部14)排出的分解气体的分解热的装置。
具体来说，该图7(a)、(b)所示的发电装置，除了上述图2所示的结构(仅图示了涡轮部14)以外，还大致具备：分解热回收锅炉41，其通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是从上述分解气体涡轮11(涡轮部14)排出的；蒸汽涡轮42，其通过由分解热回收锅炉41产生的蒸汽而旋转驱动；发电机43A(43B)，其通过蒸汽涡轮42的驱动而发电；凝汽器44，其将来自蒸汽涡轮42的蒸汽冷却并凝汽；和供水泵45，其将来自凝汽器44的凝汽水向分解热回收锅炉41供水。
另外，图7(a)所示的单轴型，通过将上述分解气体涡轮11(涡轮部14)和蒸汽涡轮42配置在同轴，成为驱动共同的发电机43A的结构。另一方面，图7(b)所示的多轴型，通过将上述分解气体涡轮11(涡轮部14)和蒸汽涡轮42配置在不同轴，成为分别驱动不同的发电机43A、43B的结构。
应用了本发明的发电方法，如图8所示，具有：步骤S3-1，其通过来自分解气体的热回收而利用分解热回收锅炉41产生蒸汽，所述分解气体是从上述分解气体涡轮11(涡轮部14)排出的；步骤S3-2，其通过由分解热回收锅炉41产生的蒸汽而将蒸汽涡轮42旋转驱动；和步骤S3-3，其通过蒸汽涡轮42的驱动而利用发电机43A(43B)发电。
具体来说，上述图7(a)、(b)所示的发电装置，将与上述分解气体涡轮11(涡轮部14)连结的发电机43A驱动，并且通过由上述分解热回收锅炉41产生的蒸汽而将蒸汽涡轮42旋转驱动，将与该蒸汽涡轮42连结的发电机43A(43B)驱动，由此能够进一步效率良好地得到电力。
并且，从蒸汽涡轮42排出的蒸汽，利用凝汽器44冷却并凝汽后，利用供水泵45向分解热回收锅炉41供水，再次利用分解热回收锅炉41通过与分解气体的热交换而成为蒸汽并进行循环。
如以上那样，上述图7(a)、(b)所示的发电装置，能够利用通过氧化亚氮的分解而产生的分解气体和分解热来发电，使热效率进一步高的发电成为可能。
再者，上述分解热回收锅炉41，除了上述的进行热回收的对象为氧化亚氮的分解气体这点以外，具有与以往的通过来自燃烧气体(排气)的热回收而产生蒸汽的排热回收锅炉等同样的结构，所述燃烧气体是使化石燃料等燃烧时的燃烧气体。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
另外，在上述图7(a)、(b)所示的发电装置中，对于上述分解热回收锅炉41以外的结构，即上述的蒸汽涡轮42、发电机43A(43B)、凝汽器44、供水泵45等，也可以使用与现有的结构同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
另一方面，应用了本发明的发电装置，也可以向上述图1、图2或图7所示的发电装置进一步追加例如图9(a)、(b)所示那样的结构。
再者，图9(a)是表示在上述图1、图2或图7所示的发电装置中可以追加的燃气锅炉51等的结构的概略系统图，(b)是表示在上述图1、图2或图7所示的发电装置中可以追加的燃气涡轮61等的结构的概略系统图。
图9(a)、(b)所示的发电装置，是采用了排气再燃方式的复合(复合循环)型的发电装置，是将上述的分解气体中所含有的氧利用于在燃气锅炉51、燃气涡轮61的燃烧的发电装置。
具体来说，图9(a)所示的发电装置，除了上述图1、图2或图7所示的结构(省略图示)以外，还大致具备：燃气锅炉51，其通过来自燃烧气体(Ex-Gas)的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是使用上述从分解气体锅炉1、分解气体涡轮11或分解热回收锅炉41排出的分解气体(N2、O2)，使燃料(Fuel)燃烧时的燃烧气体；蒸汽涡轮52，其通过由燃气锅炉51产生的蒸汽而旋转驱动；发电机53，其通过蒸汽涡轮52的驱动而发电；凝汽器54，其将来自蒸汽涡轮52的蒸汽冷却并凝汽；和供水泵55，其通过将来自凝汽器54的凝汽水向燃气锅炉51供水。
另外，燃气锅炉51具备：燃烧反应部56，其利用上述分解气体中的氧使燃料燃烧；和蒸汽发生部57，其通过与由燃料的燃烧产生的燃烧气体的热交换而产生蒸汽。
在燃烧反应部56连接有供给分解气体(N2、O2)的分解气体供给线58a、和供给燃料(Fuel)的燃料供给线58b。并且，在分解气体供给线58a连接有供给氮气(N2)的氮气供给线58c。并且，能够从介由氮气开闭阀59a而与该氮气供给线58c连接的氮气供给源59b向氮气供给线58c供给氮气。
并且，向通过该氮气供给线58c在分解气体供给线58a内流动的分解气体导入(添加)氮气，由此能够调整该分解气体中所含有的氧的浓度。
再者，氮气开闭阀59a、氮气供给源59b，可以使用与上述图3所示的氮气开闭阀32、氮气供给源33同样的结构。另外，氮气供给线58c不一定是必须的结构，也可以通过预先调整从上述图3所示的氮气供给线24向燃料气体供给线23供给的氮气的量以使得分解气体中所含有的氧相对于燃料成为适当浓度，从而省略。
应用了本发明的发电方法，如图10所示，具有：步骤S4-1，其通过来自燃烧气体的热回收而利用燃气锅炉51产生蒸汽，所述燃烧气体是利用从上述分解气体锅炉1、分解气体涡轮11或分解热回收锅炉41排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；步骤S4-2，其通过由燃气锅炉51产生的蒸汽而将蒸汽涡轮52旋转驱动；和步骤S4-3，其通过蒸汽涡轮52的驱动而利用发电机53发电。
具体来说，在上述图9(a)所示的发电装置中，通过由上述燃气锅炉51(蒸汽发生部57)产生的蒸汽而将蒸汽涡轮52旋转驱动，将与该蒸汽涡轮52连结的发电机53驱动，由此能够进一步得到电力。
并且，从蒸汽涡轮52排出的蒸汽，利用凝汽器54冷却并凝汽后，利用供水泵55向燃气锅炉51供水，再次利用燃气锅炉51通过与燃烧气体的热交换而成为蒸汽并进行循环。
另一方面，图9(b)所示的发电装置，除了上述图1、图2或图7所示的结构(省略图示)以外，还大致具备：燃气涡轮61，其通过燃烧气体(Ex-Gas)而旋转驱动，所述燃烧气体是使用从上述分解气体锅炉1、分解气体涡轮11或分解热回收锅炉41排出的分解气体(N2、O2)，使燃料(Fuel)燃烧时的燃烧气体；和发电机62，其通过燃气涡轮61的驱动而发电。
另外，燃气涡轮61具备：燃烧反应部63，其使用上述分解气体中的氧使燃料燃烧；和涡轮部64，其将通过燃料的燃烧而产生的燃烧气体从喷嘴(静叶片)吹到涡轮叶片(动叶片)，由此使涡轮轴旋转来得到动力。
在燃烧反应部63连接有供给分解气体(N2，O2)的分解气体供给线65a、和供给燃料(Fuel)的燃料供给线65b。并且，在分解气体供给线65a连接有供给氮气(N2)的氮气供给线65c。并且，能够从介由氮气开闭阀66a而与该氮气供给线65c连接的氮气供给源66b向氮气供给线65c供给氮气。
并且，向通过该氮气供给线65c在分解气体供给线65a内流动的分解气体导入(添加)氮气，由此能够调整该分解气体中所含有的氧的浓度。
再者，氮气开闭阀66a、氮气供给源66b，可以使用与上述图3所示的氮气开闭阀32、氮气供给源33同样的结构。另外，氮气供给线65c不一定是必须的结构，也可以通过预先调整从上述图3所示的氮气供给线24向燃料气体供给线23供给的氮气的量以使得分解气体中所含有的氧相对于燃料成为适当浓度，从而省略。
应用了本发明的发电方法，如图11所示，具有：步骤S5-1，其通过燃烧气体来旋转驱动燃气涡轮61，所述燃烧气体是使用从上述分解气体锅炉1、分解气体涡轮11或分解热回收锅炉41排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和步骤S5-2，其通过燃气涡轮61的驱动而利用发电机62发电。
具体来说，上述图9(b)所示的发电装置，通过将与上述燃气涡轮61(涡轮部64)连结的发电机62驱动，能够进一步得到电力。
如以上那样，上述图9(a)、(b)所示的发电装置，能够使用从上述分解气体锅炉1、分解气体涡轮11或分解热回收锅炉41排出的分解气体来发电，通过将该分解气体中所含有的氧利用于燃料的燃烧，使效率进一步良好的发电成为可能。
再者，上述燃气锅炉51和燃气涡轮61，除了上述的将分解气体中所含有的氧利用于燃料的燃烧以外，具有与以往的将空气中的氧用于燃烧的燃气锅炉、燃气涡轮等同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
另外，对于在上述燃气锅炉51和燃气涡轮61所使用的燃料，只要是能够使用上述分解气体中所含有的氧进行燃烧的燃料即可，除了例如石油和/或煤、天然气等的化石燃料以外，可以使用生物质燃料等的替代燃料。此外可以从气体燃料、液体燃料、固体燃料之中适当选择使用。
并且，上述燃气锅炉51和燃气涡轮61，不限于上述图9(a)、(b)所示的结构，例如，也可以设为设置了流量调整部(流量调整单元)的结构，所述流量调整部用于分别调整向上述燃烧反应部56、63供给的燃料(Fuel)、分解气体(N2、O2)、氮气(N2)的流量。
另外，上述图9(a)、(b)所示的发电装置，对于上述燃气锅炉51和燃气涡轮61以外的结构，即上述的蒸汽涡轮52、发电机53、62、凝汽器54、供水泵55等，也可以使用与现有的结构同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
另一方面，应用了本发明的发电装置，也可以向上述图9(b)所示的发电装置进一步追加例如图12(a)、(b)所示那样的结构。
再者，图12(a)、(b)表示在图9(b)所示的发电装置中可以追加的排热回收锅炉71等的结构，图12(a)是采用了单轴型的情况的概略系统图，图12(b)是采用了多轴型的情况的概略系统图。
图12(a)、(b)所示的发电装置，是采用了排热回收方式的复合(复合循环)型的发电装置，是利用从上述燃气涡轮61(在图12中，仅图示涡轮部64)排出的燃烧气体(排气)的燃烧热(排热)的装置。
具体来说，该图12(a)、(b)所示的发电装置，除了上述图9(b)所示的结构(仅图示涡轮部64)以外，还大致具备：排热回收锅炉71，其通过来自燃烧气体(Ex-Gas)的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是从上述燃气涡轮61(涡轮部64)排出的；蒸汽涡轮72，其通过由排热回收锅炉71产生的蒸汽而旋转驱动；发电机73A(73B)，其通过蒸汽涡轮72的驱动而发电；凝汽器74，其将来自蒸汽涡轮72的蒸汽冷却并凝汽；和供水泵75，其将来自凝汽器74的凝汽水向排热回收锅炉71供水。
另外，在图12(a)所示的单轴型中，通过将上述燃气涡轮61(涡轮部64)和蒸汽涡轮72配置在同轴，成为驱动共同的发电机73A的结构。另一方面，在图12(b)所示的多轴型中，通过将上述燃气涡轮61(涡轮部64)和蒸汽涡轮72配置在不同轴，成为分别驱动不同的发电机73A、73B的结构。
应用了本发明的发电方法，如图13所示，具有：步骤S6-1，其通过来自燃烧气体的热回收而利用排热回收锅炉71产生蒸汽，所述燃烧气体是从上述燃气涡轮61(涡轮部64)排出的；步骤S6-2，其通过由排热回收锅炉71产生的蒸汽而将蒸汽涡轮72旋转驱动；和步骤S6-3，其通过蒸汽涡轮72的驱动而利用发电机73A(73B)发电。
具体来说，上述图12(a)、(b)所示的发电装置，将与上述燃气涡轮61(涡轮部64)连结的发电机73A驱动，并且通过由上述排热回收锅炉71产生的蒸汽而将蒸汽涡轮72旋转驱动，将与该蒸汽涡轮72连结的发电机73A(73B)驱动，由此能够进一步效率良好地得到电力。
并且，从蒸汽涡轮72排出的蒸汽，利用凝汽器74冷却并凝汽后，利用供水泵75向排热回收锅炉71供水，再次利用排热回收锅炉71通过与燃烧气体的热交换而成为蒸汽并进行循环。
如以上那样，图12(a)、(b)所示的发电装置，能够利用从上述燃气涡轮61排出的燃烧气体的燃烧热(排热)来发电，使热效率进一步高的发电成为可能。
再者，上述排热回收锅炉71具有与现有的排热回收锅炉等同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
另外，上述图12(a)、(b)所示的发电装置，对于上述排热回收锅炉71以外的结构，即上述的蒸汽涡轮72、发电机73A(73B)、凝汽器74、供水泵75等，也可以使用与现有的结构同样的结构。并且，对于附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等也是同样的。
再者，应用了本发明的发电装置，从取代火力发电厂、核能发电厂等的大规模的装置(发电设备)，到搭载于各种的机械装置、运输机器、电器等的小规模的装置(发电模块)，不论其大小，能够应用于各种尺寸的装置。
另外，应用了本发明的发电装置，其用途也不限于工厂(工业)用、住宅(家庭)用等，能够在所有领域利用，能够设计为设置(定置)型、可运输型、携带型等，以适合其用途。
另外，对于应用了本发明的分解气体锅炉1、分解气体涡轮11也是同样的，这些分解气体锅炉1、分解气体涡轮11，从在上述发电设备使用的大型的装置，到例如超小型锅炉、微型气体涡轮等的小型的装置，无论大小，能够应用于各种尺寸的装置。
另外，应用了本发明的分解气体锅炉1、分解气体涡轮11，其用途也不限于上述的发电用，能够与现有的燃气锅炉、燃气涡轮同样地用于各种用途。
并且，应用了本发明的分解气体锅炉1，不限于利用通过上述的氧化亚氮的分解而产生的分解热来产生蒸汽的锅炉，也可以是产生温水的锅炉。
另外，作为上述的从各锅炉1、51(蒸汽发生部7、57)、41、71到蒸汽涡轮2、52、42、72、凝汽器4、54、44、74、供水泵5、55、45、75的循环系统中的工作流体(蒸汽源)，一般地可以使用水(水蒸汽)。另一方面，在本发明中，也可以使用例如在地热发电等的二元循环发电中所使用的氨、正戊烷等的有机介质等，与水相比沸点低的物质等。再者，在本发明中，并不必须防止使用沸点比水高的物质作为工作流体。
另外，上述的各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72，为最大限度地利用该分解气体、燃烧气体或蒸汽，例如，也可以使用适合于分解气体、燃烧气体或蒸汽的特性而将高压涡轮和低压涡轮进行复合的结构、将高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮进行复合的结构等的复合式涡轮。另外，在这样的复合式涡轮中，可以设为将各涡轮配置成直列(同轴)或并列(多轴)的结构。
另外，上述的各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72，不限于通过将分解气体、燃烧气体或蒸汽从喷嘴(静叶片)吹到涡轮叶片(动叶片)时的冲击力，而使该涡轮叶片与涡轮轴一起旋转的冲动式涡轮，也可以是通过在流入涡轮叶片的分解气体、燃烧气体或蒸汽从涡轮叶片流出时膨胀的反力，使该涡轮叶片与涡轮轴一起旋转的反动式涡轮。并且，在上述的复合式涡轮中，可以将这些冲动式涡轮与反动式涡轮组合。
另外，对于上述的将各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72旋转而驱动各发电机12、62、3、43A、43B、53、73A、73B的发电系统，并不一定限定于将与这些各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72同轴连结的各发电机12、62、3、43A、43B、53、73A、73B旋转驱动的结构。例如，也可以设为在这些各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72，与各发电机12、62、3、43A、43B、53、73A、73B之间，设置了变速器、离合器等的结构。并且，也可以设为设置了对各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72的转速进行调整的单元(调速器)。
另外，在本发明中，也可以代替上述的各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72，例如，如往复机关(活塞、曲柄机构)那样，将上述分解气体或蒸汽向气缸导入，在该气缸内使活塞往复运动(往复活塞机构)，并且使介由该活塞和连杆而连结的曲柄轴旋转，由此将活塞的往复运动转换为曲柄轴的旋转运动而得到动力后，通过该动力将各发电机12、62、3、43A、43B、53、73A、73B驱动来得到电力。
另外，各发电机12、62、3、43A、43B、53、73A、73B，不限于通过旋转驱动而发电的发电机，也可以是通过往复运动(振动)等而发电的发电机。该情况下，可以设为具备了用于将采用上述的各气体涡轮11、61(涡轮部14、64)和各蒸汽涡轮2、42、52、72的旋转运动转换为往复运动(振动)等的转换机构等的结构。另外，也可以通过上述的往复活塞结构直接进行往复运动。
另外，应用了本发明的发电装置，不限于新设计的装置，也可以是将现有的火力发电厂等具备的燃气锅炉、燃气涡轮，或核能发电厂具备的原子炉，更换为上述本发明的分解气体锅炉1、分解气体涡轮11的装置。并且，也可以是将这些本发明的分解气体锅炉1、分解气体涡轮11追加到现有的设备上的装置。该情况下，与新设计的情况相比成本低且能够容易地利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮进行发电。
然而，在本发明中，可以在上述的利用通过氧化亚氮的分解而产生的能量来进行发电的发电装置中进一步组合热输送装置，所述热输送装置利用通过该氧化亚氮的分解而产生的能量来进行热输送。
即，在本发明中，能够构建从上述的分解氧化亚氮时产生的能量中同时提取电和热的、所谓的热电联供系统(cogenerationsystem)，由此能够提高整体的能源效率。
例如，应用了本发明的热电联供系统，如图14所示，能够设为具备了压缩式的热泵80的结构，该热泵80通过上述图1所示的蒸汽涡轮2、上述图2所示的分解气体涡轮11、上述图7(a)、(b)所示的蒸汽涡轮42、上述图9(a)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮61、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮72的任一个而驱动。
该情况下，能够构成下述热电联供系统：其利用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电，同时使用压缩式的热泵80进行热输送。
具体来说，该压缩式的热泵80，如图14所示，大致具备：冷介质循环系统81，其循环冷介质R；压缩部82，其将冷介质循环系统81中的冷介质R压缩并送出；冷凝部83，其一边使由压缩部82压缩的冷介质R冷凝，一边从该冷介质R放出热；膨胀部84，其使通过冷凝部83而放热的冷介质R膨胀；和蒸发部85，其一边使由膨胀部84膨胀的冷介质R蒸发，一边使该冷介质R吸收热。
冷介质循环系统81包含将压缩部82、冷凝部83、膨胀部84和蒸发部85之间依次连接而成的配管(流路)。冷介质R作为进行热的输送的热媒介，通过伴随压力变化(压缩、膨胀)的状态变化(气化、液化)，一边反复吸热和放热，一边在冷介质循环系统81内循环。再者，作为这样的冷介质R，例如，可以使用氟碳(氟利昂)类(氢氟烃(HFC)、氢氯氟烃(HCFC)等)、二氧化碳、氨、烃(丙烷、丁烷、异丁烷等)、水等。
压缩部82包含压缩机(compressor)，通过与上述图1所示的蒸汽涡轮2、上述图2所示的分解气体涡轮11(涡轮部14)、上述图7(a)、(b)所示的蒸汽涡轮42、上述图9(a)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮61(涡轮部64)、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮72的任一个连结而驱动。冷介质R一边通过由该压缩部82压缩而升温，一边形成高温、高压的气体并向冷凝部83送出。
冷凝部83包含被称为冷凝器(condenser)的热交换器(放热器)，在由压缩部82压缩的冷介质R在内部通过期间，一边通过与外部的热交换进行冷凝，一边从该冷介质R放出热。由此，冷介质R形成常温、高压的液体并向膨胀部84送出。另外，压缩式的热泵80，通过在该冷凝部83侧设置风扇(送风单元)86，能够效率良好地向外部放出热气TH。并且，冷凝部83，也能够利用该热气TH进行加热，能够使用该放热(高温)侧的热交换器作为加热器(加热单元)。
膨胀部84包含膨胀阀(expansionvalve)或毛细管。冷介质R一边通过由该膨胀部84膨胀来降温，一边形成低温、低压的液体向蒸发部85输送。
蒸发部85包含被称为蒸发器(evaporator)的热交换器(吸热器)，在由膨胀部84膨胀了的冷介质R在内部通过期间，一边通过与外部的热交换进行蒸发，一边使该冷介质R吸收热。由此，冷介质R成为低温、低压的气体并向压缩部82输送。另外，在压缩式的热泵80中，通过在该蒸发部85侧设置风扇(送风单元)87，能够效率良好地向外部放出冷气TL。并且，在蒸发部85中，也能够利用该冷气TL进行冷却，能够使用该吸热(低温)侧的热交换器作为冷却器(冷却单元)。
具有以上那样的结构的压缩式的热泵80，可以构成以上述图1所示的蒸汽涡轮2、上述图2所示的分解气体涡轮11(涡轮部14)、上述图7(a)、(b)所示的蒸汽涡轮42、上述图9(a)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮61、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮72的任一个为动力源，一边使冷介质R在冷介质循环系统81内循环，一边进行热输送的热输送装置。
如以上那样，应用了本发明的热电联供系统，能够利用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量来进行发电，同时使用上述压缩式的热泵80进行热输送。并且，在本发明中，通过构建这样的热电联供系统，能够提高整体的能源效率。
再者，本发明并不一定限定于上述图14所示的热输送装置的结构，可以在不脱离本发明的主旨的范围中添加各种变更等。
例如，上述图14所示的热输送装置，代替上述压缩式热泵80，具备图15所示那样的压缩式的热泵80A，由此能够构成进行制冷和供暖的、所谓的空调。
再者，图15(a)表示制冷时的热泵80A的状态，图15(b)表示供暖时的热泵80A的状态。另外，在图15(a)、(b)所示的热泵80A中，对于与上述热泵80相同的部位，省略其说明，并且在附图中附带相同的标记。
具体来说，该压缩式的热泵80A，除了上述热泵80的结构以外，大致具备：四通阀(切换单元)88，其切换上述冷介质循环系统81内的冷介质R流动的方向；室内机89，其设置于屋内；和室外机90，其设置于屋外。
在此，室内机89侧的热交换器和室外机90侧的热交换器，通过由四通阀88切换冷介质R的流动方向，来交替发挥上述冷凝部83和上述蒸发部85的功能。即，在图15(a)所示的制冷时，室内机89侧的热交换器作为上述蒸发部85发挥作用，室外机90侧的热交换器作为上述冷凝部83发挥作用。另一方面，在图15(b)所示的供暖时，室内机89侧的热交换器作为上述冷凝部83发挥作用，室外机90侧的热交换器作为上述蒸发部85发挥作用。
在具备以上那样的压缩式的热泵80A的空调中，通过上述图1所示的蒸汽涡轮2、上述图2所示的分解气体涡轮11、上述图7(a)、(b)所示的蒸汽涡轮42、上述图9(a)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮61、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮61、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮72的任一个(在图15中省略图示)来驱动压缩部82。由此，在压缩式的热泵80A中，冷介质R一边在冷介质循环系统81内循环一边进行热输送。并且，能够在图15(a)所示的制冷时，通过室内机89侧的风扇87，向室内放出冷风(冷气)TL，在图15(b)所示的供暖时，通过室内机89侧的风扇87，向室内放出热风(热气)TH。
再者，在图15(a)所示的制冷时，通过室外机90侧的风扇86，向室外放出热气TH。另一方面，在图15(b)所示的供暖时，通过室外机90侧的风扇86，向室外放出冷气TL。
另外，在应用了本发明的空调中，除了上述的制冷和供暖以外，也可以具有进行室内的除湿的除湿功能。对于该除湿，例如，可举出通过挤压风量的制冷运转，利用室内机侧的热交换器使空气中的水分结露并除湿后，将干燥的空气送回室内的弱制冷除湿(干燥)方式，和/或利用室内机侧的热交换器使空气中的水分结露并除湿后，利用再热器将干燥的冷空气再加热后送回室内的再热除湿(热回收)方式等。
如以上那样，应用了本发明的热电联供系统，能够与利用通过上述的氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电同时地，使用上述压缩式的热泵80A进行热输送。并且，在本发明中，通过构建这样的热电联供系统，能够提高整体的能量效率。
再者，应用了本发明的热电联供系统，能够设为将上述图1、图2、图7、图9或图12所示的发电装置具备的发电机3、12、43A、43B、53、62、73A、73B之中任一发电机，替换为上述图14或图15所示那样的压缩式的热泵80、80A的结构。或者，能够设为与这些发电机3、12、43A、43B、53、62、73A、73B一起，上述图14或图15所示的压缩式的热泵80、80A，通过上述图1所示的蒸汽涡轮2、上述图2所示的分解气体涡轮11、上述图7(a)、(b)所示的蒸汽涡轮42、上述图9(a)所示的蒸汽涡轮52、上述图9(b)所示的燃气涡轮64、上述图12(a)、(b)所示的蒸汽涡轮72的任一个而驱动的结构。
另外，应用了本发明的热电联供系统，能够设为在上述图1、图2、图7、图9或图12所示的发电装置中进一步组合图16所示那样的吸收式的热泵100的结构。
该情况下，能够构成与与利用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电同时地，通过吸收式的热泵100来进行热输送的热电联供系统。
具体来说，该吸收式的热泵100，大致具备：冷介质循环系统101，其循环冷介质R；吸收液循环系统102，其与冷介质循环系统101连接，并且将吸收冷介质R的吸收液A进行循环；冷凝部103，其一边使冷介质循环系统101中的冷介质R冷凝，一边从该冷介质R放出热；蒸发部104，其一边使冷介质循环系统101中的冷介质R蒸发，一边使该冷介质R吸收热；吸收部105，其使吸收液循环系统102中的吸收液A吸收已蒸发的冷介质R；和再生部106，其使已吸收的冷介质R从吸收液循环系统102中的吸收液A蒸发。
冷介质循环系统101包含将冷凝部103、蒸发部104、吸收部105、与再生部106之间依次连接了的第1～第4配管(流路)107a～107d。冷介质R作为进行热的输送的热媒介，一边反复进行向吸收液A的吸收和从吸收液A的蒸发、以及伴随状态变化(气化、液化)的吸热和放热，一边在该冷介质循环系统101内循环。再者，在本例中，作为这样的冷介质R，使用了水。
吸收液循环系统102包含将吸收部105与再生部106之间依次连接了的第4和第5配管(流路)107d、107e。再者，第4配管107d是构成冷介质循环系统101和吸收液循环系统102的共同的配管。吸收液A一边反复进行冷介质R的吸收和冷介质R的蒸发，一边在该吸收液循环系统102内循环。再者，在本例中，作为这样的吸收液A，使用了水的吸收性高的溴化锂(LiBr)的水溶液。
冷凝部103具有：冷凝室103a，其与第1配管107a和第2配管107b连接；和冷凝器(condenser)103b，其配置于该冷凝室103a的内侧。另外，冷凝器103b作为放热(高温)侧的热交换器，与外部的放热器(冷却塔、室外机)108热连接。具体来说，在该冷凝器103b(冷凝室103a的内侧)与放热器108(冷凝室103a的外侧)之间，热管109被引导，使其内侧成为冷却液W流通(循环)的结构。再者，冷却液W例如可以使用水。
并且，该冷凝部103，如果由再生部106蒸发(气化)了的冷介质(水蒸汽)R在第1配管107a通过并向冷凝室103a供给，则在该冷凝室103a内，通过与冷凝器103b的热交换(与热管109的接触)，从冷介质R放出热。由此，冷介质R被冷凝(冷却)而变为液体(水)，从冷凝室103a通过第2配管107b向蒸发部104送出。
另外，在冷凝部103，从冷介质R放出的热被热管109内流动的冷却液W吸收(吸热)后，通过与外部的热交换而作为热气TH从放热器108放出。并且，在放热器108设置有风扇(送风单元)108a，能够在将该风扇108a驱动的状态下，效率良好地向外部放出热气TH。
再者，在冷凝部103，能够利用从上述放热器108放出的热气TH进行加热。即，能够使用上述放热器108作为加热器(加热单元)。再者，作为加热的应用领域，例如可举出供暖、热水供应、温水、干燥等。
蒸发部104具有：蒸发室104a，其连接第2配管107b和第3配管107c；和蒸发器(evaporator)104b，其配置于该蒸发室104a的内侧。另外，蒸发室104a内被减压而成为接近真空的状态(冷介质R容易蒸发(气化)的状态)。另一方面，蒸发器104b作为吸热(低温)侧的热交换器，与外部的吸热器(空调机、室内机)110热连接。具体来说，在该蒸发器104b(蒸发室104a的内侧)与吸热器110(蒸发室104a的外侧)之间，热管111被引导，成为冷却液C在其内侧流通(循环)的结构。再者，冷却液C例如可以使用水。
并且，该蒸发部104，如果由冷凝部103冷凝(液化)了的冷介质(水)R在第2配管107b通过并向蒸发室104a供给，则在该蒸发室104a内，通过与蒸发器104b的热交换(与热管111的接触)，冷介质R吸收热。
此时，由于蒸发室104a内被减压而成为接近真空的状态，因此从第2配管107b滴下的冷介质R通过与热管111接触，从而容易被蒸发(气化)。由此，冷介质R成为气体(水蒸汽)，从蒸发室104a通过第3配管107c向吸收部105送出。
另外，在蒸发部104，通过冷介质R蒸发时的气化热而使在热管109内流动的冷却液C冷却后，通过与外部的热交换而作为冷气TL从吸热器110放出。并且，在吸热器110设置有风扇(送风单元)110a，能够在将该风扇110a驱动的状态下，效率良好地向外部放出冷气TL。
再者，在蒸发部104，能够利用从上述吸热器110放出的冷气TL进行冷却。即，能够使用上述吸热器110作为冷却器(冷却单元)。再者，作为冷却的应用领域，例如可举出制冷、冷藏、冷冻、冷水、制冰等。
吸收部105包含吸收器(absorber)，该吸收器具有连接了第3配管107c、第4配管107d和第5配管107e的吸收室105a。
并且，在该吸收部105，如果由蒸发部104蒸发(气化)了的冷介质(水蒸汽)R在第3配管107c通过并向吸收室105a供给，则在该吸收室105内，冷介质R被吸收液吸收。
此时，从第5配管107e滴下的吸收液A成为吸湿性高的浓溶液，因此能够容易地将蒸发(气化)了的冷介质(水蒸汽)R吸收。并且，吸收了冷介质R的吸收液A成为稀溶液，从吸收室105a通过第4配管107d送向再生部106。
再生部106包含再生器(generator)，该再生器具有：再生室106a，其连接了第4配管107d、第5配管107e和第1配管107a；和加热器(加热单元)112，其加热该再生室106a。
并且，在该再生部106，如果吸收了冷介质R的吸收液A在第4配管107a通过并向再生室106a供给，则在该再生室106a内，使用加热器112将吸收了冷介质R的吸收液A加热，由此冷介质R从该吸收液A中蒸发(气化)。
由此，冷介质R成为气体(水蒸汽)，从再生室106a通过第1配管107a送向冷凝部103。另一方面，吸收液A成为浓溶液(容易吸收冷介质R的状态)，从再生室106a通过第5配管107e送向吸收部105。
如以上那样，该吸收式的热泵100，能够使冷介质R在冷介质循环系统101内循环，并且一边使吸收液A在吸收液循环系统102内循环，一边进行热输送。
并且，该吸收式的热泵100成为以下结构：在上述再生部106中，通过来自分解气体、燃烧气体的热回收，来加热上述再生室106a内的吸收液A，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的，所述燃烧气体是通过燃料的燃烧而产生的。
即，在该吸收式的热泵100中，将氧化亚氮的分解气体(N2、O2)、燃烧气体(Ex-Gas)向上述加热器112供给，所述氧化亚氮的分解气体是通过在上述分解反应器22(分解反应部6、13)中分解氧化亚氮而产生的，上述燃烧气体是通过在燃烧反应部56、63中燃烧燃料(Fuel)而产生的。
再者，对于向上述加热器112的分解气体或燃烧气体的供给方法，并没有特别限定，可以通过在从上述分解反应部6、13或上述燃烧反应部56、63排出的分解气体或燃烧气体流动的线路(流路)中设置上述加热器112，和/或使从上述分解反应部6、13或上述燃烧反应部56、63排出的分解气体或燃烧气体流动的线路(流路)的一部分分岔，在该分岔了的线路中设置上述加热器112，从而向上述加热器112供给分解气体或燃烧气体。
加热器112是安装在上述再生室106a的加热(高温)侧的热交换器，成为在分解气体、燃烧气体通过该热交换器的内部期间，通过与该分解气体、燃烧气体的热交换来加热上述再生室106a的结构。
再者，在加热器112的内部，以与上述再生室106a的传热面接触的状态设置有散热器(风扇)112a，所述散热器112a用于使与上述再生室106a之间的热传导性良好。由此，能够效率良好地加热上述再生室106a。
另外，该加热器112，可以根据其用途使用各种类型、大小的热交换器。例如，作为热交换器的种类，可举出管式(双管式、多管式(壳管式)、螺旋式等)、板式、再生式等，可以从它们之中适当选择使用以适合其用途。
具有以上那样的结构的吸收式的热泵100，可以与上述图1、图2、图7、图9或图12所示的发电装置不同地，构成利用上述通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量的热输送装置。
如以上那样，应用了本发明的热电联供系统，能够利用通过上述的氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电，同时使用上述吸收式的热泵100进行热输送。并且，在本发明中，通过构建这样的热电联供系统，能够提高整体的能源效率。
再者，本发明并不一定限定于上述图16所示的热输送装置的结构，能够在不脱离本发明的主旨的范围中添加各种变更等。
例如，如图17所示的吸收式的热泵100A那样地，也可以设为以下结构：设置了利用与氧化亚氮(N2O)的绝热膨胀相伴的冷却热，将上述冷凝室103a冷却的冷却器(冷却单元)113、将上述吸收室105a冷却的冷却器(冷却单元)114。
具体来说，这些冷却器113、114是安装在冷凝室103a和吸收室105a的冷却(低温)侧的热交换器，向该热交换器供给通过与解热膨胀相伴的温度下降(冷却热)而低温化了的氧化亚氮气体。并且，成为在低温的氧化亚氮气体通过该热交换器的内部期间，通过与氧化亚氮气体的热交换而将上述冷凝室103a和吸收室105a冷却的结构。
再者，在冷却器113、114的内部，以与上述冷凝室103a和吸收室105a的传热面接触的状态设置有散热器(风扇)113a、114a，该散热器113a、114a用于使与上述冷凝室103a和吸收室105a之间的热传导性良好。由此，能够效率良好地将上述冷凝室103a和吸收室105a冷却。
另外，该冷却器113、114，可以根据其用途使用各种类型、大小的热交换器。例如，作为热交换器的种类，可举出管式(双管式、多管式(壳管式)、螺旋式等)、板式、再生式等，可以从它们之中适当选择使用以适合其用途。
另外，图17所示的吸收式的热泵100A，具备：第1供给线115，其将通过从上述高压气体容器31a(在图17中未图示)放出并绝热膨胀而得到的低温的氧化亚氮气体(N2O)向冷却部供给；第2供给线116，其将从冷却器113、114排出的氧化亚氮气体向分解反应器22供给；第3供给线117，其将通过由分解反应器22分解氧化亚氮气体而得到的高温的分解气体(N2、O2)向加热器112供给；和排出线118，其从加热器112排出分解气体。
其中，第1供给线115是其一端侧与高压气体容器31a连接、其另一端侧与冷却器113、114的进入侧连接的配管(流路)。另一方面，第2供给线116是其一端侧与冷却器113、114的排出侧连接、其另一端侧与分解反应器22的进入侧(气体导入口22b)连接的配管(流路)。并且，这些第1和第2供给管115、116构成将从高压气体容器31a放出的氧化亚氮气体(N2O)向分解反应器22供给的氧化亚氮气体供给管(氧化亚氮气体供给单元)。
另一方面，第3供给线117是其一端侧与分解反应器22的排出侧(气体排出口22c)连接、其另一端侧与加热器112的进入侧连接的配管(流路)。另一方面，排出线118是其一端侧与加热器112的排出侧连接的配管(流路)。
再者，对于图17所示的吸收式的热泵100A的除此以外的结构，大致具备与上述图16所示的吸收式的热泵100同样的结构。因此，在该图17所示的吸收式的热泵100A中，对于与上述图16所示的吸收式的热泵100相同的部位，省略其说明，并且在附图中附带相同的标记。或者省略其图示。
并且，该吸收式的热泵100A，能够使冷介质R在冷介质循环系统101内循环，并且一边使吸收液A在吸收液循环系统102内循环，一边进行热输送。另外，该热输送装置，在上述再生部106使用加热器112加热吸收液A时，将通过氧化亚氮的分解而产生的分解热用作其热源。并且，该热输送装置，在冷凝室103a和吸收室105a使用冷却器113、114冷却冷介质R和吸收液A时，将与氧化亚氮的绝热膨胀相伴的冷却热用作其冷源。
具有以上那样的结构的吸收式的热泵100A，可以与上述图1、图2、图7、图9或图12所示的发电装置不同地，构成上述的利用与氧化亚氮的绝热膨胀相伴的冷却热、通过氧化亚氮的分解而产生的分解热的热输送装置。
如以上那样，应用了本发明的热电联供系统，能够利用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电，同时使用上述吸收式的热泵100A进行热输送。并且，在本发明中，通过构建这样的热电联供系统，能够提高整体的能源效率。
再者，上述图17所示的吸收式的热泵100A，成为设置了上述冷却器113、114的两方的结构，但也可以设为仅设置了这些冷却器113、114之中任一方的结构。
另外，对于上述本发明的特征部分，并不一定限定于上述图3所示的结构。例如，分解反应器22可以适当变更其形状、数量、配置等以适合上述热泵100、100a的设计。另外，对于与该分解反应器22连接的燃料气体供给线23和/或氮气供给线24、流量调整部25、温度测定器26、控制部27、加热器28、供电线路29、燃料气体开闭阀30、燃料气体供给源31、氮气开闭阀32、氮气供给源33等，也可以适当添加变更以适合上述热泵100、100a的设计。
另外，应用了本发明的热输送装置，除了上述图16和图17所示的吸收式的热泵100、100A的结构以外，也可以设为配置了使上述冷介质循环系统101中的冷介质R流通(循环)的泵(通液单元)、使上述吸收液循环系统102中的吸收液A流通(循环)的泵(通液单元)的结构。
并且，应用了本发明的热输送装置，可以设为具备了其他必要的附属设备(机器/部件)、保安设备(机器/部件)等的结构。
另一方面，在上述图16和图17所示的热输送装置中，对于上述的本发明的特征部分以外的结构，可以具有与现有的吸收式热泵同样的结构，例如，无论是第一种增热型的吸收式热泵，还是第二种升温型的吸收式热泵，都可以应用本发明。
另外，对于应用了本发明的吸收式热泵，不限于使用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的分解气体进行加热的直接燃烧方式，也可以将本发明应用于蒸汽加热方式，所述蒸汽加热方式是在通过来自上述的由氧化亚氮的分解产生的分解气体的热回收而产生蒸汽后，使用该蒸汽进行加热的方式。
并且，对于应用了本发明的吸收式热泵的形式，例如可举出单效吸收式、双效吸收式、三效吸收式的热泵等，可以将本发明应用于这些任意形式。
另外，对于冷介质R与吸收液A的组合，优选使用对于冷介质R的吸收性高的吸收液A，例如，除了上述的水(冷介质R)与溴化锂的水溶液(吸收液A)以外，可举出氨(NH3)的水溶液(冷介质R)与水(吸收液A)。其中，前者在空调领域中优选使用，后者在冷冻领域中优选使用。
再者，应用了本发明的热输送装置，由于能够得到上述的冷气(低温)TL和热气(高温)TH，因此能够用于冷冻空调领域的各种应用。例如，应用了本发明的热输送装置，能够应用于上述的进行制冷、供暖的空调这样的空调设备、空调机器等。另外，对于空调，也可以使其具有上述的进行室内除湿的除湿功能。
另外，对于加热领域，除了供暖以外，能够应用于进行热水供给、温水、干燥等的加热设备、加热机器等。另一方面，对于冷却领域，除了制冷以外，能够应用于进行冷藏、冷冻、冷水、制冰等的冷却设备、冷却机器等。
另外，应用了本发明的热输送装置，从大规模的到小规模的，无论其大小，能够应用于各种尺寸。并且，关于其用途，不限于工厂(工业)用、住宅(家庭)用等，可以在所有领域中利用，可以设计为设置(定置)型、可搬型、携带型等以适合其用途。
另外，应用了本发明的热电联供系统，可以设为具备了上述图14或图15所示的压缩式的热泵80、80A，并且具备了图16或图17所示的吸收式的热泵100、100a的结构。
该情况下，也可以构成利用上述的通过氧化亚氮的分解而产生的能量、通过燃料的燃烧而产生的能量进行发电，同时使用压缩式的热泵80、80A、吸收式的热泵100、100A进行热输送的热电联供系统。并且，在本发明中，通过构建这样的热电联供系统，能够提高整体的能源效率。
在本发明中所使用的氧化亚氮，可以进行工业制造。具体来说，对于工业制造氧化亚氮的方法，例如，可举出采用了以下的(1)～(3)的方法。
(1)氨直接氧化法
2NH3+2O2→N2O+3H2O
(2)硝酸铵热分解法
NH4NO3→N2O+2H2O
(3)氨基磺酸法
NH2SO3H+HNO3→N2O+H2SO4+H2O
再者，对于工业制造的氧化亚氮，例如，可举出纯度99.9(3N)～99.999(5N)％的高纯度氧化亚氮、纯度97.0％以上(日本药典)的医疗用氧化亚氮、纯度98％以上的工业用氧化亚氮等。
除此以外，对于氧化亚氮的制造方法，可举出采用了以下的(4)～(10)的方法。
(4)尿素分解法
2(NH2)2CO+2HNO3+H2SO4→2N2O+2CO2+(NH4)2SO4+2H2O
(5)由羟胺的制法
4NO+2NH2OH→3N2O+3H2O
2NH2OH+NO2+NO→2N2O+3H2O
2NH2OH+O2→N2O+3H2O
(6)由有机反应的副生N2O
从己二酸的制造工序的副生N2O的回收。
从乙二醛的制造的副生N2O的回収。
(7)亚硝酸或亚硝酸盐的还原
以温亚硫酸、钠、汞合金、氯化亚锡二等为还原剂还原亚硝酸或亚硝酸盐的溶液。
(8)硝酸的还原
将硝酸用锌或锡还原，或用二氧化硫还原。
(9)硝酸盐的还原
2KNO3+6HCOOH→N2O+4CO2+5H2O+2HCOOK
(10)连二次硝酸的脱水
H2N2O2+H2SO4→H2SO4·H2O+N2O
并且，所制造的氧化亚氮，由气体厂商填充至上述高压气体容器31a后，向上述燃料气体供给源31输送并暂时储存在燃料气体储存部。另一方面，高压气体容器31a能够通过在使用后退还给气体厂商、进行再填充而重复使用。
另外，对于燃料气体的供给方法，不限于使用上述高压气体容器31a供给(更换高压气体容器31a)的方法，可以采用使用例如油轮(tanker)、油罐车(tanktruck)等的输送单元，向设置于上述燃料气体供给源31的储存罐(高压气体容器31a)供给的方法。并且，也可以采用将含有氧化亚氮的燃料气体通过管道向设置于上述燃料气体供给源31的储存罐(高压气体容器31a)供给的方法。
再者，对于氮气的供给方法，也不限于使用上述高压气体容器33a供给(更换高压气体容器33a)的方法，可以采用与上述的燃料气体的供给方法同样的方法供给。并且，对于上述图9(a)、(b)所示的发电装置的燃料(Fuel)、氮气(N2)等的供给方法也是同样的。
在本发明中，通过使用上述催化剂21，能够降低氧化亚氮的分解开始温度。并且，氧化亚氮的分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，能够持续地进行之后供给的氧化亚氮的分解。
因此，在本发明中，在氧化亚氮的分解开始前，只将上述催化剂21预热即可。并且，氧化亚氮的分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，能够一边将上述催化剂21的温度保持在分解氧化亚氮所需要的温度以上，一边使氧化亚氮的分解持续地进行。
具体来说，上述催化剂21的温度，从催化剂活性的观点来看优选为200～600℃的范围，从分解反应容易性的观点来看更优选为350～450℃的范围。即，在本发明中，优选进行采用上述加热器28的预热和/或采用上述控制部27的分解气体的温度控制，以使得上述催化剂21的温度成为这样的范围。
另一方面，氧化亚氮自身在约500℃以上自我分解，因此也可以通过将上述反应器22保持在自我分解温度以上，从而不使用上述催化剂21地使氧化亚氮的分解持续地进行。但是，在不使用上述催化剂21而使氧化亚氮自我分解的情况下，已知作为分解副产物产生NOx气体。因此，在本发明中，为防止上述NOx气体的产生，优选使用上述催化剂21。再者，上述催化剂21即使在氧化亚氮的自分解温度以上也可以使用。
对于燃料气体的温度，只要是氧化亚氮不液化的温度即可，通常可以在常温以下使用。另一方面，燃料气体也可以预热至比常温高的温度而使用。例如，在燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度低的情况下，通过将该燃料气体预热，能够促进氧化亚氮的分解。
对于燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，并没有特别限定，可以使用例如在1～100％的范围调整的浓度，并且，在需要得到更多的能量的情况下，可以使用在超过50％且100％以下的范围调整的浓度，甚至可以使用在超过70％且100％以下的范围调整的浓度。另外，通过进行上述的氧化亚氮的浓度调整，能够调整氧化亚氮的分解反应速度等。
另外，在本发明中，通过进行上述的氧化亚氮的浓度调整，能够利用分解气体作为呼吸气体。具体来说，空气，其体积的约80％为氮(N2)，约20％为氧(O2)，因此，例如，将上述燃料气体中所含有的氧化亚氮(N2O)与氮(N2)的比例以体积比(摩尔比)计设为N2O:N2＝1:1。即，向上述燃料气体中添加氮气，使该燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度成为50％，则在该燃料气体中所含有的氧化亚氮最终分解为氮和氧时，1摩尔氧化亚氮分解为1摩尔氮和0.5摩尔氧，因此该分解气体中所含有的氮(N2)与氧(O2)的比例以体积比(摩尔比)计成为N2:O2＝4:1。由此，能够使分解气体中所含有的氮(N2)与氧(O2)的比例接近空气组成，因此能够利用该分解气体作为呼吸气体。
具体来说，在使用上述分解气体作为呼吸气体的情况下，优选将其氧浓度设为18～24％左右的范围，该情况下，优选将燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度设为44～63％左右的范围。
另外，在本发明中，可以使用氧化亚氮的浓度低于44％的气体，即作为燃料气体可以使用氧化亚氮的浓度低的气体。该情况下，虽然通过燃料气体中所含有的氧化亚氮的分解而产生的能量(能量密度)变低，但是通过减缓该燃料气体中所含有的氧化亚氮的分解反应，能够抑制上述的由于分解气体而暴露在高温高压下的催化剂21、分解反应器22等的各部件的劣化(例如热疲劳、氧化等)。即，在本发明中，可以考虑上述的催化剂21、分解反应器22等的各部材料的耐热性和耐氧化性，调整燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度。
另一方面，在本发明中，可以使用氧化亚氮的浓度超过63％的气体，即作为燃料气体可以使用氧化亚氮的浓度高的气体。该情况下，能够提高通过燃料气体中所含有的氧化亚氮的分解而产生的能量(能量密度)，能够谋求提高上述分解气体锅炉1和分解气体涡轮11的输出。
特别是在本发明中，即使使用了氧化亚氮的浓度为100％的气体，也可以使用上述催化剂21使氧化亚氮的分解持续地进行。再者，在本发明中，不仅可以使用高纯度(例如纯度99.9(3N)～99.999(5N)％)的氧化亚氮，也可以考虑氧化亚氮的制造成本等，使用与其相比纯度低的(例如纯度低于97％)氧化亚氮。
上述的采用氮气等的氧化亚氮的浓度调整，可以是在氧化亚氮的分解前向燃料气体中添加氮气等的方法，也可以是在氧化亚氮的分解后向分解气体中添加氮气等的方法。并且，也可以使用预先进行了氧化亚氮的浓度调整的燃料气体。
再者，对于上述燃料气体中所含有的氧化亚氮以外的成分，除了为了上述的氧化亚氮的调整而添加的氮等以外，可举出后述的在氧化亚氮的制造时混入了的未反应物、副产物、空气、不可避免的杂质等。
另外，在本发明中，可以设置测量上述分解气体中的氧浓度的氧浓度计(氧测量单元)。该情况下，测量上述分解气体中所含有的氧的浓度，基于该测量结果，能够精度良好地进行上述的分解气体的温度控制。
再者，向上述分解反应器22导入的燃料气体的空间速度(SV：SpaceVelocity)，设定为最佳值以适合其设计即可，例如，可以在10～140,000hr-1的范围、优选为100～10,000hr-1的范围设定。
以下，对于「日本特开2002-153734号公报」中记载的氧化亚氮分解用催化剂进行说明。
从工厂、焚烧设备排出的排气中所含有的氧化亚氮的浓度为10％以下，另一方面，从手术室排出的剩余麻醉气体中所含有的氧化亚氮的浓度，虽说利用剩余麻醉气体排除装置通过压缩空气而多少被稀释，但也为70％以下，是非常高的浓度。本发明的氧化亚氮的分解催化剂是能够与从低浓度到高浓度的氧化亚氮的分解相对应的催化剂。
另外，本发明的氧化亚氮的分解催化剂，能够进行在比较低的温度下的分解处理，即使在水分共存的情况下也难以受到由水分导致的活性劣化，并且能够将NOx的产生量抑制为允许浓度以下，相对于以往的分解催化剂，能够将NOx的产生量降低至约1/10～1/100以下。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂，可以使用选自下述催化剂中的至少1种催化剂，即含有铝、镁和铑3种金属作为必须成分的下述〔1〕～〔3〕的任一种催化剂：〔1〕铝、镁和铑担载于载体的催化剂，〔2〕镁和铑担载于氧化铝载体的催化剂，〔3〕在由铝的至少一部分和镁形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体上担载有铑的催化剂；以及含有铝与铑2种金属和选自锌、铁、锰与镍中的至少1种金属作为必须成分的下述〔4〕～〔6〕的任一种催化剂：〔4〕在载体上担载有选自锌、铁、锰与镍中的至少1种金属、和铝与铑而成的催化剂，〔5〕在氧化铝载体上担载有选自锌、铁、锰与镍中的至少1种金属、和铑而成的催化剂，〔6〕在由铝的至少一部分以及选自锌、铁、锰和镍的至少1种金属形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体上担载有铑的催化剂。
作为〔1〕的催化剂所使用的载体，可使用选自氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化铈、二氧化钛和氧化锡中的载体，作为〔4〕的催化剂所使用的载体，可使用选自氧化铝、二氧化锆、二氧化铈、二氧化钛和氧化锡中的载体。载体可使用表面积分别为30～300m2/g左右的载体，对于形状没有特别限制，可以根据反应器或反应方法选择粒状、粉末状、蜂窝状等适合于各自的形状。
在〔1〕的催化剂中，载体上担载的铝和镁，优选铝以相对于镁的原子比计至少为2以上被含有。另外，镁优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～20.0质量％被含有。
另外，优选铝的至少一部分与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物，尖晶石型结晶性复合氧化物例如可以通过将担载了铝和镁的载体烧成而生成。尖晶石结构是具有XY2O4的化学式的氧化物所体现的结构，属于立方晶系，已知Al和Mg形成MgAl2O4的尖晶石结构。本发明的氧化亚氮的分解催化剂，虽然其理由尚不清楚，但认为铝的至少一部分与镁形成了尖晶石型结晶性复合氧化物，发挥使氧化亚氮的分解能提高、并且使NOx的产生量降低的效果。
在〔4〕的催化剂中，载体上担载的选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属以及铝，优选铝以相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计至少为2以上被含有。另外，选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～40.0质量％被含有。
另外，优选铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物。尖晶石型结晶性复合氧化物可以通过将担载有铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的载体烧成而生成。已知铝以及锌、铁、锰和镍形成MAl2O4(M＝Zn、Fe、Mn、Ni)的尖晶石结构。本发明的氧化亚氮的分解催化剂，虽然其理由尚不清楚，但认为铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物，发挥使氧化亚氮的分解能提高、并且使NOx的产生量降低的效果。
〔2〕的催化剂所使用的载体为氧化铝，对氧化铝没有特别限制，可以使用表面积为50～300m2/g左右的氧化铝。在氧化铝上担载的镁，优选以铝相对于镁的原子比计至少为2以上被含有。镁优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～20.0质量％被含有。另外，优选铝的至少一部分和与形成尖晶石型结晶性复合氧化物。
〔5〕的催化剂所使用的载体为氧化铝，对氧化铝没有特别限制，可以使用表面积为50～300m2/g左右的氧化铝。在氧化铝上担载的选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属，优选以铝相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计至少为2以上被含有。选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属，优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～40.0质量％被含有。另外，优选铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物。
〔3〕的催化剂使用由铝的至少一部分和镁形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体。〔3〕的催化剂中的铝与镁的原子比，优选以铝相对于镁的原子比计至少为2以上被含有。另外，镁优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～20.0质量％被含有。
〔6〕的催化剂，使用由铝的至少一部分以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体。〔6〕的催化剂中的铝与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比，优选以铝相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计至少为2以上被含有。另外，选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属，优选以金属原子换算为催化剂整体的0.1～40.0质量％被含有。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂所含有的铑，使用〔1〕～〔6〕的任一催化剂的情况下，优选以金属原子换算为催化剂整体的0.05～10质量％，进一步优选为0.1～6.0质量％。通过使铑的担载量增加能够使低温中的催化剂活性提高，但如果考虑催化剂的成本则不优选担载10质量％以上，并且如果为0.05质量％以下则得不到充分的氧化亚氮的分解活性。
接下来对于本发明的氧化亚氮的分解催化剂的制造方法进行说明。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂可以使用各种制造方法，可以使用例如(1)浸渗法、(2)共沉淀法、(3)混炼法、等等。以下，将这三个制造方法举例，对本发明的氧化亚氮的分解催化剂的制造方法进行说明。
(1)使用浸渗法的催化剂的制造方法
使用浸渗法，则能够制造上述的〔1〕～〔6〕的催化剂。制造〔1〕的催化剂的情况下，使选自氧化铝、二氧化硅、二氧化锆、二氧化铈、二氧化钛和氧化锡的载体，首先浸渗铝和镁的无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)。在制造〔4〕的催化剂的情况下，使选自氧化铝、二氧化锆、二氧化铈、二氧化钛和氧化锡的载体，首先浸渗铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)。在制造〔2〕的催化剂的情况下，使氧化铝载体浸渗镁的无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)。在制造〔5〕的催化剂的情况下，使氧化铝载体浸渗选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)。铝盐、锰盐、以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种的金属盐，优选全都使用硝酸盐。
制造〔1〕的催化剂的情况下，作为铝和镁的担载于载体的量，优选担载为以铝相对于镁的原子比计成为2以上，并且优选使镁的担载量成为催化剂整体的0.1～20.0质量％。制造〔4〕的催化剂的情况下，作为铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的担载于载体的量，优选担载为以铝相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计成为2以上，并且优选使选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的担载量成为催化剂整体的0.1～40.0质量％。在制造〔2〕的催化剂的情况下，优选担载为以锰相对于铝的原子比计成为1/2以下，并且优选使镁的担载量成为催化剂整体的0.1～20.0质量％。另外，在制造〔5〕的催化剂的情况下，优选担载为以选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属相对于铝的原子比计成为1/2以下，并且优选使选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的担载量成为催化剂整体的0.1～40.0质量％。
将作为目标的金属盐担载于载体后，将载体干燥进行烧成处理，由此能够得到例如含有铝和镁，且铝的至少一部分与镁形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，使用该载体作为〔1〕的催化剂的载体。另外，同样地，能够得到含有铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属，且铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，使用该载体作为〔4〕的催化剂的载体。例如〔1〕的催化剂中的浸渗了铝盐和镁盐后的干燥温度、〔4〕的催化剂中的浸渗了铝盐以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属盐后的干燥温度各自没有特别限制，优选为80～150℃的温度范围，进一步优选为100～130℃的温度范围。另外，干燥气氛没有特别限制，可以使用氮和空气。干燥时间没有特别限制，使用了浸渗法的情况下，通常为2～4小时左右即可。
浸渗并干燥后的载体的烧成处理，可以在400～900℃的温度范围进行，优选为500～700℃。烧成温度低于400℃的情况下，结晶化不充分，在900℃以上导致载体的比表面积的减少而不优选。烧成时间没有特别限定，1～10小时左右即可，优选为2～4小时左右，可以使烧成温度阶段性地变化。长时间的烧成，由于其效果饱和因此在经济性上不优选，短时间的烧成则有时其效果小。另外，烧成可以使用烧成炉、马弗炉等进行，作为此时的流通气体，可以使用氮或空气的任一种。
接着，将铑盐担载于上述的烧成而得到的载体。作为铑盐，可以使用无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)，优选使用硝酸盐。担载铑盐的工序，例如在制造含有铝、镁和铑3种金属作为必须成分的催化剂的情况下，优选对使用上述的方法而得到的铝的至少一部分与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体进行，可以与使载体浸渗铝和镁的工序、或使氧化铝载体浸渗担载镁的工序同时进行。另外，铑的担载量优选成为催化剂整体的0.05～10质量％。
同样地，担载铑盐的工序，在制造含有铝和铑2种金属以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属作为必须成分的催化剂的情况下，优选对使用上述的方法而得到的铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体进行，可以与使载体浸渗担载铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的工序、或使氧化铝载体浸渗担载选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的工序同时进行。另外，优选使铑的担载量成为催化剂整体的0.05～10质量％。在此，如果使用铝的至少一部分预先与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，则通过与上述同样地将铑盐担载于该载体从而能够制造〔3〕的催化剂。另外，如果使用铝的至少一部分预先与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，则通过将铑盐担载于该载体从而能够制造〔6〕的催化剂。
接着，将该担载了铑的催化剂前驱体在与上述同样的干燥条件下干燥，并将已干燥的催化剂前驱体烧成。该烧成温度优选为200～500℃，进一步优选为300～400℃。烧成而得到的催化剂可以作为氧化亚氮分解催化剂使用，但优选进一步进行还原处理，通过进行还原处理，能够得到活性更高的含有铑的催化剂。还原处理，例如，可以通过以下方法进行：(1)在用肼还原后进行再干燥，并进行烧成的方法；或(2)氢还原的方法，优选采用氢还原的方法。采用氢还原的方法的情况下，还原温度优选为200～500℃，更优选为300～400℃。还原时间没有特别限定，可以以1～10小时左右处理，优选为2～4小时左右。另外，可以不进行烧成处理地进行还原处理，该情况下也能够得到活性高的含有铑的催化剂。作为不进行烧成处理地进行还原处理而制造催化剂的方法，优选在200～500℃的温度进行氢还原的方法。
(2)采用共沉淀法的催化剂的制造方法
采用共沉淀法，则能够制造上述的〔3〕和〔6〕的催化剂。作为采用共沉淀法制造〔3〕的催化剂的方法，例如向含有铝和镁的硝酸盐的水溶液滴下氨水并使其中和沉淀，根据需要进行成熟放置、过滤水洗，由洗净水的电导率等确认充分进行了水洗。接着，在与浸渗法同样的条件下干燥10～12小时左右后，将所得到的干燥体粉碎，使粒度一致而成型。进而在氮或空气气氛中，通过在与浸渗法同样的条件下进行烧成处理，得到铝的至少一部分与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体。
作为铝和镁的量，优选使铝相对于镁的原子比计成为2以上，镁优选含有以金属原子换算为催化剂整体的0.1～20.0质量％。将铑盐担载于这样得到的铝的至少一部分与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，作为其方法、担载量以及之后的处理方法可以与上述的浸渗法同样地进行。
另外，作为采用共沉淀法制造〔6〕的催化剂的方法，例如向含有铝的硝酸盐以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的硝酸盐的水溶液滴下氨水并使其中和沉淀，根据需要进行成熟放置、过滤水洗，由洗净水的电导率等确认充分地进行了水洗。接着，在与浸渗法同样的条件下干燥10～12小时左右后，将所得到的干燥体粉碎，使粒度一致而成型。进而在氮或空气气氛中，通过在与浸渗法同样的条件下进行烧成处理，得到铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体。
作为铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的量，优选使铝相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计成为2以上，选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属优选含有以金属原子换算为催化剂整体的0.1～40.0质量％。将铑盐担载于这样得到的铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体，作为其方法、担载量以及之后的处理方法可以与上述的浸渗法同样地进行。
(3)采用了混炼法的催化剂的制造方法
采用混炼法，则能够制造〔3〕和〔6〕的催化剂。作为采用混炼法制造〔3〕的催化剂的方法，例如，向氧化铝和/或氢氧化铝、与氧化镁、氢氧化镁和/或镁盐，例如根据需要添加水，并机械地混合，将所得到的混合物干燥，进而在与浸渗法同样的条件下进行烧成处理，能够得到上述的尖晶石型结晶性复合氧化物。作为铝和镁的量，优选使铝相对于镁的原子比计成为2以上，镁优选含有以金属原子换算为催化剂整体的0.1～20.0质量％。
将铑盐担载于这样得到的铝的至少一部分与镁形成尖晶石型结晶性复合氧化物的烧成体，作为其方法、担载量以及之后的处理方法可以采用与上述的浸渗法同样的方法。另外，铑盐也可以在将氧化铝等进行机械混合时预先添加。
作为采用混炼法制造〔6〕的催化剂的方法，例如，向氧化铝和/或氢氧化铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种氧化物、氢氧化物和/或金属盐，例如根据需要添加水，并进行机械混合，将所得到的混合物干燥，进而在与浸渗法同样的条件下进行烧成处理，能够得到上述的尖晶石型结晶性复合氧化物。另外，作为铝以及选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的量，优选以铝相对于选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属的原子比计成为2以上，选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属，优选含有以金属原子换算为催化剂整体的0.1～40.0质量％。
将铑盐担载于这样得到的铝的至少一部分与选自锌、铁、锰和镍中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的烧成体，作为其方法、担载量以及之后的处理方法可以采用与上述的浸渗法相同的方法。另外，铑盐也可以在将氧化铝等机械混合时预先添加。
接着对于使用了本发明的分解催化剂的氧化亚氮的分解方法进行说明。使用本发明的分解催化剂进行氧化亚氮的分解反应的情况下，可以在200～600℃的温度范围进行。优选在300～500℃的温度范围，进一步优选在350～450℃的温度范围，使本发明的催化剂与氧化亚氮以气相接触即可。如果温度低于200℃则氧化亚氮的分解不充分，并且，如果为600℃以上则有催化剂寿命变短的倾向，因此不优选。作为催化剂床的方式，并没有特别限制，一般地优选使用固定床。
另外，以往的使用了钯的催化剂，由于水分的影响而使催化剂的活性降低，即使除去水分也不能恢复到原来的活性，与此相对，本发明的分解催化剂具有以下特征：虽然有时由于1～3％的水分共存而使活性略微降低，但如果除去水分则恢复到原来的活性。
接着对于能够使用本发明的分解催化剂进行分解的气体组成进行说明。从工厂、焚烧设备排出的排气中所含有的氧化亚氮的浓度为10％以下，通过使用本发明的分解催化剂，能够分解排气中所含有的1ppm～10％的浓度的氧化亚氮。另一方面，从手术室通过剩余麻醉气体排除装置而排出的氧化亚氮的浓度有时达到3～70％的非常高的浓度。另外，在分解麻醉气体中所含有的氧化亚氮的情况下，成为通常存在13～20％的氧的反应，成为在对分解催化剂来说苛刻的条件下的反应。因此，如果能够进行除热，并且温度控制能够充分进行，则分解处理的氧化亚氮的浓度没有特别限制，但由于氧化亚氮分解为氮和氧的反应为放热反应，因此氧化亚氮的浓度可以为3～50％，优选为3～25％，进一步优选为3～10％。
每单位催化剂的供给气体量即空间速度(SV：SpaceVelocity)可以为10hr-1～20000hr-1的范围，优选为100hr-1～10000hr-1的范围。
以下，对于「日本特开2002-253967号公报」中记载的氧化亚氮分解用催化剂进行说明。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂是能够分解从低浓度到高浓度的氧化亚氮的催化剂。从手术室排出的剩余麻醉气体中所含有的氧化亚氮的浓度，虽说通过压缩空气多少被稀释为70％以下，但也是非常高的浓度，但如果使用本发明的氧化亚氮的分解催化剂则能够应对。
另外，本发明的氧化亚氮的分解催化剂，即使在受到了由剩余麻醉气体中所含有的挥发性麻醉剂所导致的劣化的情况下，也能够通过进行赋活再生而恢复活性。并且能够在比较低的温度下分解氧化亚氮，即使在水分共存的情况下也难以受到由水分导致的活性劣化，能够将NOx的产生量抑制为允许浓度以下，相对于以往的分解催化剂，能够将NOx的产生量降低至约1/10～1/100以下的水平。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂，其特征在于，含有选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属作为必须成分，能够使用以下的(1)～(3)的任一催化剂。
(1)在选自二氧化硅或二氧化硅-氧化铝中的载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属而成的催化剂。
(2)在二氧化硅载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属；(b)铝；以及(c)选自锌、铁和锰中至少1种金属而成的催化剂。
(3)在二氧化硅-氧化铝的载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属；以及(d)选自镁、锌、铁和锰中的至少1种金属而成的催化剂。
(1)的催化剂所使用的载体是二氧化硅或二氧化硅-氧化铝，这些载体没有特别限制，可以使用表面积为50～300m2/g左右的载体。对于形状没有特别限制，可以根据反应器或反应方法，选择粒状、粉末状、蜂窝状等适合于各自的形状。
(2)的催化剂所使用的载体是二氧化硅，虽然没有特别限制，但可以使用表面积为50～300m2/g左右的载体。对于形状没有特别限制，可以根据反应器或反应方法，选择粒状、粉末状、蜂窝状等适合于各自的形状。
担载于二氧化硅载体的成分之中，选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属，优选含有催化剂质量整体的0.1～5.0质量％，进一步优选含有0.2～1.0质量％。有时即使含有催化剂质量整体的5.0质量％以上的选自(c)之中的金属效果也会饱和。
担载于二氧化硅载体的铝，优选以相对于选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属的原子比计含有至少2以上。另外，优选铝的至少一部分与选自(c)的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物，尖晶石型结晶性复合氧化物，例如可以通过将担载有铝以及选自锌、铁和锰中的至少1种金属的载体烧成而生成。
尖晶石结构是具有XY2O4的化学式的氧化物所体现的结构，属于立方晶系，已知Al与Zn、Fe、Mn分别形成ZnAl2O4、FeAl2O4、MnAl2O4的尖晶石结构。本发明的氧化亚氮的分解催化剂，其理由尚不清楚，但认为通过铝的至少一部分与选自(c)中的至少1种金属的一部分或全部形成尖晶石型结晶性复合氧化物，发挥使氧化亚氮的分解能提高、并且使NOx的产生量降低的效果。
(3)的催化剂所使用的载体是二氧化硅-氧化铝，虽然没有特别限制，但可以使用表面积为50～300m2/g左右的载体。担载于二氧化硅-氧化铝载体的选自镁、锌、铁和锰(d)中的至少1种金属，优选含有催化剂质量整体的0.1～5.0质量％，进一步优选含有0.2～1.0质量％。有时即使含有催化剂质量整体的5.0质量％以上的选自(d)中的金属效果也会饱和。
(3)的催化剂所含有的铝，优选以相对于选自镁、锌、铁和锰(d)中的至少1种金属的原子比计含有至少2以上。另外，优选铝的至少一部分与选自(d)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物。尖晶石型结晶性复合氧化物可以通过使二氧化硅-氧化铝载体担载选自(d)中的至少1种金属，并烧成载体而生成。
本发明的氧化亚氮的分解催化剂所含有的选自铑、钌和钯(a)中的至少1种贵金属，在使用上述的(1)～(3)的任一催化剂的情况下，优选含有催化剂质量整体的0.05～10质量％，进一步优选含有0.1～6.0质量％。通过使选自(a)中的至少1种贵金属的担载量增加能够使低温中的催化剂活性提高，但如果考虑催化剂的成本则不优选担载10质量％以上，并且如果为0.05质量％以下有时得不到充分的氧化亚氮的分解活性。
接着对于本发明的氧化亚氮分解催化剂的制造方法进行说明。
本发明的氧化亚氮分解催化剂可以采用各种制造方法，可以采用例如(1)浸渗法、(2)共沉淀法、(3)混炼法、等的方法。以下对于采用浸渗法制造上述的(2)的催化剂的方法进行说明，但本发明当然不限定于此。
采用浸渗法制造(2)的催化剂的方法可以包含以下的3个工序。
〔1〕在二氧化硅载体上，担载(b)铝、以及(c)选自锌、铁和锰中的至少1种金属的工序。
〔2〕将从工序〔1〕得到的载体在400～900℃烧成的工序。
〔3〕在从工序〔2〕得到的已烧成的载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属的工序。
在工序〔1〕中，使二氧化硅载体浸渗铝的无机酸盐、以及选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属的无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)。优选铝和选自(c)中的至少1种金属的盐都使用硝酸盐。
作为将铝和选自(c)中的至少1种金属担载于载体的量，优选以相对于选自(c)中的至少1种金属的原子比计成为2以上那样地担载铝，并且优选选自(c)中的至少1种金属的担载量成为催化剂整体的0.1～5.0质量％。
进行了工序〔1〕后，优选将载体干燥，进而进行烧成工序〔2〕，由此能够得到含有铝和选自(c)中的至少一种金属，且已担载的铝的至少一部分与选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属形成了尖晶石型结晶性复合氧化物的载体。进行了工序〔1〕后的干燥温度没有特别限制，优选为80～150℃的温度范围，进一步优选为100～130℃的温度范围。另外，干燥气氛没有特别限制，优选使用空气。干燥时间没有特别限制，采用了浸渗法的情况下，通常为2～4小时左右即可。
烧成工序〔2〕可以在400～900℃的温度范围进行，优选为500～700℃。烧成温度低于400℃的情况下，有时结晶化不充分，在900℃以上则有载体的比表面积减少的倾向而不优选。烧成时间没有特别限定，可以为1～10小时左右，优选为2～4小时左右，也可以使烧成温度阶段性地变化。长时间的烧成，有时其效果饱和而在经济性上不优选，短时间的烧成则有时其效果小。另外，烧成可以使用烧成炉、马弗炉等进行，作为此时的流通气体，可以使用氮或空气的任一种。
接着，进行工序〔3〕，该工序在由工序〔2〕得到的、铝的至少一部分与选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的载体上，担载选自铑、钌和钯(a)中的至少1种贵金属的盐。作为选自(a)中的至少1种贵金属的盐，可以使用无机酸盐(硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐等)或有机酸盐(草酸盐、乙酸盐等)，优选使用无机酸盐的硝酸盐。
工序〔3〕，优选对铝的至少一部分与选自(c)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物的在工序〔2〕中得到的载体进行，也可以与工序〔1〕同时进行。在该情况下，在同时进行工序〔1〕和工序〔3〕后进行工序〔2〕，优选铝的至少一部分与选自(c)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物。在任何情况下，选自铑、钌和钯(a)中的至少1种贵金属的担载量都优选成为催化剂质量整体的0.05～10质量％。
接着，将进行了工序〔3〕的催化剂前驱体，在与上述同样的干燥条件下干燥。已干燥的催化剂前驱体优选进行还原处理，通过进行还原处理，能够得到活性高的、含有选自(a)中的至少1种贵金属的催化剂。还原处理，例如能够通过以下方法进行：(1)在用肼还原后进行再干燥，并进行烧成的方法；或(2)氢还原的方法，优选采用氢还原的方法。采用氢还原的方法的情况下，还原温度优选为200～500℃，更优选为300～400℃。还原时间没有特别限定，可以以1～10小时左右处理，优选为2～4小时左右。另外，上述的已干燥的催化剂前驱体可以不进行(1)或(2)的还原处理，在氮气或空气中烧成。作为此时的烧成温度，优选为200～500℃，更优选为300～400℃。
接着对于使用上述的氧化亚氮分解催化剂的氧化亚氮的分解方法进行说明。
本发明的氧化亚氮的分解方法有以下4种方法。本发明的氧化亚氮的分解方法(1)，其特征在于使含有氧化亚氮的气体与上述的催化剂在200～600℃接触。另外，本发明的氧化亚氮的分解方法(2)，其特征在于，催化剂是在包含二氧化硅或二氧化硅-氧化铝的载体上，担载选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属而成的，使含有氧化亚氮的气体与该催化剂在200～600℃接触，在分解过程中确认了催化剂的活性下降时，停止含有氧化亚氮的气体的供给并加热至500℃～900℃，将催化剂赋活再生后，再次开始含有氧化亚氮的气体的供给。
本发明的氧化亚氮的分解方法(3)，其特征在于，催化剂是在载体为二氧化硅的该载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属、(b)铝、以及(c)选自锌、铁和锰中的至少1种金属而成的，使含有氧化亚氮的气体与该催化剂在200～600℃接触，在分解过程中确认了催化剂的活性下降时，停止含有氧化亚氮的气体的供给并加热至500℃～900℃，将催化剂赋活再生后，再次开始含有氧化亚氮的气体的供给。
另外，本发明的氧化亚氮的分解方法(4)，其特征在于，催化剂是在载体为二氧化硅-氧化铝的该载体上，担载(a)选自铑、钌和钯中的至少1种贵金属、以及(d)选自镁、锌、铁和锰中的至少1种金属而成的，使含有氧化亚氮的气体与该催化剂在200～600℃接触，在分解过程中确认了催化剂的活性下降时，停止含有氧化亚氮的气体的供给并加热至500℃～900℃，将催化剂赋活再生后，再次开始含有氧化亚氮的气体的供给。
在本发明的氧化亚氮的分解方法中，含有氧化亚氮的气体与分解催化剂的接触温度为200～600℃，优选为300～500℃，进一步优选为350℃～450℃。接触温度低于200℃的情况下，有时氧化亚氮的分解不充分，并且，为600℃以上时则有催化剂寿命变短的倾向。另外作为催化剂床的方式，没有特别限制，可以采用固定床。
作为含有氧化亚氮的气体的组成，从工厂、焚烧设备排出的排气中所含有的氧化亚氮的浓度通常为1000ppm以下，但通过手术室的剩余麻醉气体排除装置排出的氧化亚氮的浓度达到约8～50％的非常高的浓度。另外，由于剩余麻醉气体中通常存在13～20％的氧，因此对于分解催化剂来说成为苛刻的条件。如果能够进行除热，并且能够进行温度控制，则与分解催化剂接触的氧化亚氮浓度没有特别限制，但由于氧化亚氮分解为氮和氧的反应为放热反应，因此氧化亚氮浓度可以为50％以下，优选为25％以下，进一步优选为5％左右。每单位催化剂的供给气体量即空间速度(SV：SpaceVelocity)优选为10hr-1～20000hr-1的范围，更优选为100hr-1～10000hr-1的范围。
另外含有氧化亚氮的气体，有时含有挥发性麻醉剂，但本发明的氧化亚氮分解催化剂难以受到由挥发性麻醉剂导致的中毒，并且即使在受到由挥发性麻醉剂导致的中毒而使催化剂活性下降的情况下，通过采用本发明的分解方法，也能够使催化剂活性恢复，长时间地进行氧化亚氮的分解。因此，在确认了氧化亚氮分解催化剂的活性降低的情况下，可以暂时停止含有氧化亚氮的气体的供给，在进行烧成处理而将催化剂赋活再生后，再次开始含有氧化亚氮的气体的供给。
将催化剂赋活再生的烧成处理可以在500～900℃的温度进行，优选在600～800℃，进一步优选在650～750℃的温度对活性下降了的分解催化剂进行烧成处理即可。进行烧成处理期间，可以使氦、氮等惰性气体和/或空气在催化剂层流通，惰性气体中也可以含有氧。使用空气简便因此优选。作为烧成处理时间为10分钟～12小时，优选为20分钟～6小时，进一步优选为30分钟～2小时左右。上述的、担载了选自铑、钌和钯(a)中的至少1种贵金属的催化剂之中，难以受到由挥发性麻醉剂导致的中毒、并且易于恢复催化剂的活性的是含有钌的催化剂，其以下可看到按照铑、钯的顺序而活性下降的倾向。因此，优选至少使用钌作为选自(a)中的贵金属成分。另外，在进行了烧成处理后，可以进行采用氢的还原处理。
本发明的分解方法(3)所使用的催化剂，担载于二氧化硅载体的成分之中，优选含有催化剂质量整体的0.1～5.0质量％的选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属，进一步优选含有0.2～1.0质量％。有时即使含有催化剂质量整体的5.0质量％以上的选自(c)中的金属效果也会饱和。
担载于二氧化硅载体的铝，优选以相对于选自锌、铁和锰(c)中的至少1种金属的原子比计含有至少2以上。另外，优选铝的至少一部分与选自(c)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物，尖晶石型结晶性复合氧化物例如可以通过将担载了铝以及选自锌、铁和锰中的至少1种金属的载体烧成而生成。
上述的分解方法(4)所使用的催化剂，担载于二氧化硅-氧化铝载体的、选自镁、锌、铁和锰(d)中的至少1种金属，优选含有催化剂质量整体的0.1～5.0质量％，进一步优选含有0.2～1.0质量％。有时即使含有催化剂质量整体的5.0质量％以上的选自(d)中的金属效果也会饱和。
另外，铝优选以相对于选自镁、锌、铁和锰(d)中的至少1种金属的原子比计含有至少2以上。另外，优选铝的至少一部分与选自(d)中的至少1种金属形成尖晶石型结晶性复合氧化物。尖晶石型结晶性复合氧化物可以通过使二氧化硅-氧化铝载体担载选自(d)中的至少1种金属，并对载体进行烧成而生成。
本发明的氧化亚氮的分解方法中所使用的催化剂所含有的选自铑、钌和钯(a)中的至少1种贵金属，在使用上述的(1)～(4)的任一分解方法的情况下，都优选含有催化剂质量整体的0.05～10质量％，进一步优选含有0.1～6.0质量％。通过使选自(a)中的至少1种贵金属的担载量增加能够使低温中的催化剂活性提高，但如果考虑催化剂的成本则不优选担载10质量％以上，并且如果为0.05质量％以下则有时得不到充分的氧化亚氮的分解活性。
实施例
以下，通过实施例使本发明的效果更清楚。再者，本发明并不限定于以下的实施例，可以在不变更其主旨的范围进行适当变更而实施。
在本实施例中，将填充了2.12g(4ml)的氧化亚氮分解用催化剂(昭和電工(株)制，将5％的铑和1％的锌担载于氧化铝载体(日揮ユニバーサル(株)制)，粒状，平均粒径：3.2mm)的分解反应器(镍制反应管，1/2英寸直径，催化剂的层高57mm)，利用加热器(陶瓷电管状炉，100V，500W)加热至约350℃，一边通过下降流向该分解反应器供给浓度为100％的氧化亚氮(N2O)气体，一边进行氧化亚氮气体的分解。
另外，将氧化亚氮气体向分解反应器供给时，通过流量调整阀在20～2422cc/min的范围进行了流量调整。并且，测定此时向分解反应器供给的氧化亚氮气体的线速度(LV：LinearVelocity)[m/min]和空间速度(SV：SpaceVelocity)[hr-1]，并且利用温度测定器测定了分解氧化亚氮气体后的反应容器内的放热温度(催化剂的温度)的最大值max[℃]。另外，测定分解氧化亚氮气体后的NOx的产生量[ppm]，求出了该氧化亚氮气体的分解率[％]。将该测定结果归纳示于表1。另外，由表1的测定结果，将氧化亚氮气体的线速度(LV)与反应容器内的放热温度和氧化亚氮气体的分解率的关系归纳示于图18。
[表1]
如表1和图18所示，已知通过进行上述的向分解反应器供给的氧化亚氮气体的流量调整，即使是浓度为100％的氧化亚氮气体也能够以高的分解率(99％以上)分解氧化亚氮气体。
另外，在上述表1中所示的LV＝12.75m/min、SV＝17190hr-1的条件下，停止采用加热器的加热，测定了其1小时(hr)后的反应容器内的放热温度和氧化亚氮气体的分解率。
其结果，已知在加热器的停止后通过由氧化亚氮气体的分解而产生的分解热，也能够一边维持反应容器内的放热温度，一边以与加热时相同水平的分解率(98.7％)持续分解氧化亚氮气体。因此，从加热器的停止后经过约1小时(hr)后，停止氧化亚氮气体的供给，强制结束了氧化亚氮气体的分解。因此，已知通过由氧化亚氮气体的分解而产生的分解热，能够不进行采用加热器的加热而持续地分解之后供给的氧化亚氮气体。
产业可利用性
根据本发明，能够通过利用由氧化亚氮的分解而产生的分解热、分解气体，利用作为对地球环境好的能源的氧化亚氮。另外，由于氧化亚氮作为分解气体最终分解为氮和氧，因此也能够有效利用该分解气体作为新的资源。并且，由于氧化亚氮也能够用于工业生产，因此在本发明中，其产业上的利用价值非常高。
如上所述，氧化亚氮是在常温、大气压下稳定的气体，且毒性低，因此安全性高并容易操作。另外，作为填充于高压气体容器的液化高压气体，能够在分解前容易地进行运输、储藏等。
另外，氧化亚氮的熔点低(约-90℃)，即使在宇宙空间也不冻结，因此不止在地球上的利用，在地球以外的天体(例如月球、火星等)、宇宙空间(例如宇宙空间站、宇宙飞船等)的利用也是可能的。
并且，在本发明中，由于氧化亚氮能够分解为氮和氧，因此例如在宇宙空间站、宇宙飞船等的宇宙环境、水下空间站、潜水艇等的水下环境中，不仅作为宇宙活动、水下活动所需要的能量的供给源，还能够作为生命维持所需要的呼吸气体的供给源很好地活用。
另外，在本发明中，通过将由氧化亚氮的分解而得到的氧与氢、甲醇等的适当燃料混合，也能够利用于例如燃料电池(一次电池)等。并且，也能够与蓄电池(二次电池)等组合。
应用了本发明的发电装置能够作为驱动电动车(包含混合动力车)的电源利用。另外，通过应用了本发明的分解气体涡轮而驱动的蒸汽涡轮，和应用了本发明的分解气体涡轮，能够作为进行汽车(包含混合动力车)的驱动的动力源利用。作为这些情况的优点，可举出能够使用作为燃料安全的氧化亚氮、和排出气体中不含有二氧化碳。
附图标记说明
1…分解气体锅炉2…蒸汽涡轮3…发电机4…凝汽器5…供水泵6…分解反应部7…蒸汽发生部
11…分解气体涡轮12…发电机13…分解反应部14…涡轮部
21…氧化亚氮分解用催化剂22…分解反应器(分解反应部)22a…主体部22b…气体导入口22c…气体排出口23…燃料气体供给线(燃料气体供给单元)24…氮气供给线(氮气供给单元，浓度调整单元)25…流量调整部(流量调整单元)26…温度测定器(温度测定单元)27…控制部(控制单元)28…加热器(预热单元)29…供电线路30…燃料气体开闭阀31…燃料气体供给源31a…高压气体容器32…氮气开闭阀33…氮气供给源33a…高压气体容器
41…分解热回收锅炉42…蒸汽涡轮43A、43B…发电机44…凝汽器45…供水泵
51…燃气锅炉52…蒸汽涡轮53…发电机4…凝汽器55…供水泵56…燃烧反应部57…蒸汽发生部58a…分解气体供给线58b…燃料供给线58c…氮气供给线59a…氮气开闭阀59b…氮气供给源
61…燃气涡轮62…发电机63…燃烧反应部64…涡轮部65a…分解气体供给线65b…燃料供给线65c…氮气供给线66a…氮气开闭阀66b…氮气供给源
71…排热回收锅炉72…蒸汽涡轮73A、73B…发电机
74…凝汽器75…供水泵
80、80A…压缩式的热泵81…冷介质循环系统82…压缩部
83…冷凝部84…膨胀部85…蒸发部86、87…风扇(送风单元)88…四通阀(切换单元)89…室内机90…室外机R…冷介质TH…热气TL…冷气
100、100A…吸收式的热泵101…冷介质循环系统102…吸收液循环系统103…冷凝部103a…冷凝室103b…冷凝器104…蒸发部104a…蒸发室104b…蒸发器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…放热器109…热泵110…吸热器111…热泵112…加热器(加热单元)113…冷却器(冷却单元)114…冷却器(冷却单元)112a、113a、114a…散热器(散热片)115…第1供给线116…第2供给线117…第3供给线118…排出线R…冷介质A…吸收液W、C…冷却液TH…热气TL…冷气

Claims (19)

1.一种发电装置，具备：
分解气体锅炉，其通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电，
所述分解气体锅炉具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解，
所述分解气体锅炉具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
2.一种发电装置，具备：
分解气体涡轮，其通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动；和
发电机，其通过所述分解气体涡轮的驱动而发电，
所述分解气体涡轮具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解，
所述分解气体涡轮具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
3.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备流量调整单元，所述流量调整单元对向所述分解反应部供给的燃料气体的流量进行调整，
通过调整向所述分解反应部供给的燃料气体的流量，来进行所述分解气体的温度控制。
4.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
所述浓度调整单元通过向所述燃料气体中添加氮，来进行所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度调整。
5.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，
所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备温度测定单元，所述温度测定单元对所述氧化亚氮分解用催化剂或分解气体的温度进行测定，
基于由所述温度测定单元得到的测定结果，进行采用所述流量调整单元的流量调整、或采用所述浓度调整单元的浓度调整。
6.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备预热单元，所述预热单元对所述氧化亚氮分解用催化剂进行预热，
在开始所述氧化亚氮的分解前，进行所述氧化亚氮分解用催化剂的预热。
7.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，
所述分解气体锅炉或分解气体涡轮具备氮气供给单元，所述氮气供给单元向所述分解反应部供给氮气，
在停止向所述分解反应部的燃料气体的供给后，向所述分解反应部供给氮气。
8.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，还具备：
分解热回收锅炉，其通过来自从所述分解气体涡轮排出的分解气体的热回收而产生蒸汽；
蒸汽涡轮，其通过由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
9.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，还具备：
燃气锅炉，其通过来自燃烧气体的热回收而产生蒸汽，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
蒸汽涡轮，其通过由所述燃气锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
10.根据权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于，还具备：
燃气涡轮，其通过燃烧气体而旋转驱动，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
发电机，其通过所述燃气涡轮的驱动而发电。
11.根据权利要求10所述的发电装置，其特征在于，还具备：
排热回收锅炉，其通过来自从所述燃气涡轮排出的燃烧气体的热回收而产生蒸汽；
蒸汽涡轮，其通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而旋转驱动；和
发电机，其通过所述蒸汽涡轮的驱动而发电。
12.一种发电方法，包括：
通过来自分解气体的热回收而利用分解气体锅炉产生蒸汽的步骤，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的；
通过由所述分解气体锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤，
向配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂的分解反应部，供给含有所述氧化亚氮的燃料气体，在该分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，继续分解之后供给的燃料气体中的氧化亚氮，
所述分解气体锅炉具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
13.一种发电方法，包括：
通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而将分解气体涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述分解气体涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤，
向配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂的分解反应部，供给含有所述氧化亚氮的燃料气体，在该分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，继续分解之后供给的燃料气体中的氧化亚氮，
所述分解气体涡轮具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
14.根据权利要求13所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自从所述分解气体涡轮排出的分解气体的热回收而利用分解热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过由所述分解热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
15.根据权利要求12或13所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自燃烧气体的热回收而利用燃气锅炉产生蒸汽的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；
通过由所述燃气锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
16.根据权利要求12或13所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过燃烧气体而将燃气涡轮旋转驱动的步骤，所述燃烧气体是利用从所述分解气体锅炉、分解气体涡轮或分解热回收锅炉排出的分解气体，使燃料燃烧时的燃烧气体；和
通过所述燃气涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
17.根据权利要求16所述的发电方法，其特征在于，还包括：
通过来自从所述燃气涡轮排出的燃烧气体的热回收而利用排热回收锅炉产生蒸汽的步骤；
通过由所述排热回收锅炉产生的蒸汽而将蒸汽涡轮旋转驱动的步骤；和
通过所述蒸汽涡轮的驱动而利用发电机发电的步骤。
18.一种分解气体锅炉，其特征在于，通过来自分解气体的热回收而产生蒸汽或温水，所述分解气体是通过氧化亚氮的分解而产生的，
所述分解气体锅炉具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解，
所述分解气体锅炉具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
19.一种分解气体涡轮，其特征在于，通过由氧化亚氮的分解产生的分解气体而旋转驱动，
所述分解气体涡轮具备：分解反应部，其配置有分解所述氧化亚氮的氧化亚氮分解用催化剂；和燃料气体供给单元，其向所述分解反应部供给含有氧化亚氮的燃料气体，
在所述分解反应部中，利用所述氧化亚氮分解用催化剂将所述燃料气体中所含有的氧化亚氮分解后，通过由该氧化亚氮的分解而产生的分解热，之后供给的燃料气体中的氧化亚氮被继续分解，
所述分解气体涡轮具备浓度调整单元，所述浓度调整单元对所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度进行调整，
通过调整所述燃料气体中所含有的氧化亚氮的浓度，来进行所述分解气体的温度控制。
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