JP2008546968A - 固体アンモニア貯蔵媒体からのアンモニアの安全な制御された送出のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
2 真空ポンプ
3 緩衝容積部
4 供与弁
5 消費部
6 コントローラ
7 加熱器
8 排気ガス導管
9 SCR(選択還元触媒)DeNOX触媒
10 アンモニアを燃料とする燃料電池
11 アンモニア分解反応器
12 燃料電池
Claims (26)
- アンモニアを貯蔵し、送出する方法であって、
(a)容器を提供するステップと、
(b)前記容器の中に吸収/脱離によってアンモニアを貯蔵/送出することができる、吸収されたアンモニアを含有する固体材料を配置するステップと、
(c)前記容器の作動温度で前記固体の対応する熱力学的平衡アンモニア圧力より下にある前記容器の中のアンモニア気相圧力に到達するために真空ポンプを用いて脱離によってアンモニアの放出をもたらすステップと
を含む方法。 - 前記アンモニア含有材料がアンモニアで飽和されている、請求項1に記載の方法。
- 前記アンモニアの脱離プロセスの冷却効果が、前記容器の内容物に熱を供給することによって補われる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記アンモニアの脱離プロセスによって引き起こされる前記貯蔵材料の温度の降下が、電気抵抗式加熱器からの熱または化学的プロセスからの熱を供給することによって補われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニアの脱離プロセスによって引き起こされる前記貯蔵材料の温度の降下が、燃焼プロセスからの排出ガスからの廃熱の形で熱を供給することによって補われる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニアの脱離プロセスによって引き起こされる前記貯蔵材料の温度の前記降下が、ガソリン、ディーゼルまたはエタノールなど他の炭化水素燃料、あるいはアンモニアまたは水素など合成燃料で作動する自動車のユニットの排出ガスからの熱を供給することによって補われる、請求項5に記載の方法。
- 前記アンモニア含有材料が金属アンミン錯体である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニア貯蔵材料が一般式、Ma(NH3)nXzの塩であり、式中、Mが、Li、Na、KまたはCsなどアルカリ金属、Mg、CaまたはSrなどアルカリ土類金属、および/あるいはV、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、CuまたはZnなど遷移金属、あるいはNaAl、KAl、K2Zn、CsCuまたはK2Feなどそれらの組合せから選択される1つまたは複数の陽イオンであり、Xが、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸塩、チオシアネート、硫酸塩、モリブデン酸塩およびリン酸塩のイオンから選択される1つまたは複数の陰イオンであり、aが塩分子1個当りの陽イオンの数であり、zが塩分子1個当りの陰イオンの数であり、nが2から12の配位数である、請求項7に記載の方法。
- 前記イオン性塩がMgCl2、CaCl2、SrCl2またはそれらの混合物である、請求項8に記載の方法。
- 前記飽和アンモニア含有材料が、前記容器の中に配置される前に前記飽和固体材料の理論的最大骨格密度の70%より上である密度を有する高密度のブロック、ロッド、シリンダ、リング、または立方体など縁を有する単位に圧縮される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニアの放出の速度が、前記真空ポンプによって順に制御される前記容器の内側の真空のレベルの確立によって決定される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アンモニアの送出が、リダククション弁、流量コントローラ、弁または類似のタイプの装置によってさらに制御される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、燃焼プロセスからの排出ガスの中のNOXの選択還元触媒に用いられる、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、ディーゼル、ガソリン、天然ガスまたは任意の他の化石燃料を燃料とする固定式および可動式の燃焼機関からのNOX排出量削減に用いられる、請求項13に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、メタノール、エタノール、水素、メタン、エタン、またはアンモニアおよび水素など任意の他のバイオまたは合成燃料を燃料とする固定式または可動式燃焼機関からのNOXの排出量削減に用いられる、請求項13に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、石炭、天然ガス、油または任意の他の化石燃料を燃料とする固定式または可動式動力装置からのNOXの排出量削減に用いられる、請求項13に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、アンモニアを燃料とする燃料電池に燃料として給送される、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記放出されるアンモニアが、アンモニアが窒素および水素に分解されるアンモニア分解反応器に給送され、少なくとも前記水素が水素を燃料とする燃料電池に燃料として給送される、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 燃焼機関または燃焼プロセスの酸素含有排出ガスからNOXを除去するためのシステムであって、
(a)容器であって、前記容器の内側で吸収/脱離によってアンモニアを貯蔵/送出することができる固体材料を有する容器と、
(b)前記容器の中で気相アンモニアの減圧を起こすための手段であって、前記容器が前記容器の作動温度で前記固体の対応する平衡アンモニア圧力より下にあり、それにより脱離によってアンモニアの放出をもたらす手段と、
(c)前記アンモニア脱離プロセスによって引き起こされる温度の降下を補償するために前記容器の内容物を加熱し、それによって所望の作動温度を維持するための任意の手段と、
(d)前記容器から排出ガスの中にガス状のアンモニアを導入するための手段と、
(e)前記供与されたアンモニアと反応することによってNOXを還元するための触媒と、
(f)前記触媒より下流のガスからのアンモニアのスリップを最小限に抑えながら高NOX変換を得るために、NOXとアンモニアの最適比をもたらすようにアンモニアの量を制御するための手段と
を備えるシステム。 - ガス状のアンモニアおよび還元触媒を用いることによって燃焼機関または燃焼プロセスの酸素含有排出ガスの中のNOXの選択還元触媒のためにアンモニアを供給するための装置であって、
(a)容器であって、前記容器の内側の吸収/脱離によってアンモニアを貯蔵/送出することができる固体材料を有する容器と、
(b)前記容器の中で気相アンモニアの減圧を起こすための手段であって、前記容器が前記容器の作動温度で前記固体の対応する平衡アンモニア圧力より下にあり、それにより脱離によってアンモニアの放出をもたらす手段と、
(c)前記アンモニア脱離プロセスによって引き起こされる温度の降下を補償するために前記容器の内容物を加熱し、それによって所望の作動温度を維持するための任意の手段と、
(d)前記容器から排出ガスの中にガス状のアンモニアを導入するための手段と、
(e)前記供与されたアンモニアと反応することによってNOXを還元するための触媒と、
(f)前記機関の作動条件に応じて排気配管の中に導入されるアンモニアの量を制御するための手段と、
を備える装置。 - 自動車、トラック、列車、船、または任意の他の原動機付機械に適用されるとき、請求項13に記載の方法によるNOXの還元のために用いる、請求項20に記載の装置。
- 電気を生成する動力装置に適用されるとき、請求項13に記載の方法によるNOXの還元のために用いる、請求項20に記載の装置。
- 脱離によってアンモニアの放出をもたらすために吸収/脱離によってアンモニアを貯蔵/送出することができる固体アンモニア貯蔵材料を有する容器の中で気相の減圧を起こすためのポンプの利用法。
- 前記容器が、前記アンモニア脱離プロセスによって引き起こされる温度の降下を補償するために前記貯蔵容器を加熱し、それによって前記容器を所望の作動温度に維持する手段をさらに備える、請求項23に記載の利用法。
- 前記放出されるアンモニアが、アンモニアを燃料とする燃料電池で燃料として用いられる、請求項23または24に記載の利用法。
- 前記放出されるアンモニアが、アンモニアが窒素および水素に分解されるアンモニア分解反応器に給送され、少なくとも前記水素が水素を燃料とする燃料電池で燃料として用いられる、請求項23または24に記載の利用法。
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