Decomposition rates of solid intermediate products which are formed in decomposition of urea in high temperature atmosphere

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03968
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 古畑 朋彦 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80261585)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 座間 淑夫 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (30594113)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 尿素分解反応 / 尿素分解生成物 / 尿素SCR / NOx還元 / 燃焼排ガス後処理

Outline of Annual Research Achievements

燃焼排ガス中のNOxを除去するシステムとして尿素SCR法が実用化されている．このシステムでは尿素が高温の燃焼排ガス中で分解することにより生成するアンモニアをNOxの触媒上での還元に利用しているが，その分解過程で生成する固体の中間生成物が触媒上に堆積する可能性があり，特に始動時など排ガス温度が低い条件では問題になると考えられる．そこで本研究では，尿素および尿素の分解生成物の分解挙動について，排ガス中の水蒸気および触媒として利用されるゼオライトの影響も含めて，特に分解速度に着目して実験的に検討することを目的としている．令和2年度は，令和元年度と同様の実験手法により，主に尿素分解生成物としてのビウレット，シアヌル酸，メラミン，アンメリド，およびアンメリンの高温雰囲気中での分解速度，および水蒸気雰囲気中での分解速度を測定するとともに，ゼオライトの影響についても調査していくこととしていた．そこで，主にメラミンとアンメリドの分解挙動に及ぼす水蒸気の影響を調査するために，水蒸気を含む高温雰囲気中での分解実験を行った．その結果，メラミンについては水蒸気の有無による分解速度の変化は確認できなかった．一方，アンメリドについては，ゼオライト触媒添加時に水蒸気による質量減少速度，すなわち分解速度の増加が確認されたが，ゼオライト触媒がない場合には水蒸気の有無による変化は見られなかった．本研究の結論として，尿素の分解過程で生成する固体中間生成物の除去には一部の中間生成物を除き水蒸気の存在が有効であり，特にゼオライト触媒存在下では水蒸気の効果が増大することが示された．