NOx低減と高負荷燃焼の同時機能を目指したアンモニアバーナーの開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04219
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 奥村 幸彦 香川大学, 創造工学部, 教授 (80262971)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 新燃料 / アンモニア / 高負荷燃焼 / NOx

研究成果の概要

地球温暖化は化石燃料の燃焼によって発生する二酸化炭素が主原因である．日本政府は2050年の脱炭素化を目指し，新燃料のアンモニア（383 kJ/mol-NH3)に注目している．しかしながら，従来の石油系由来の炭化水素系ガス燃料と比較して，燃焼機構は今なお不明な部分が多い．本研究では，新燃料アンモニアの燃焼機構の解明を行うとともに高負荷燃焼（単位体積当たりの発熱量の増加）を目指した．この高負荷燃焼により，ボイラのコンパクト化がはかれるとともに，燃焼設備の最小化，伝熱効率の増加，および省エネ技術に直接的に貢献できる．低着火性であることを克服し，新構想下でのバーナー開発について取り組んだ．

自由記述の分野

熱工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

工場ではアンモニアを水素用途のみではなく，直接的に熱利用（燃料：エネルギーキャリア）として併用利用することが実用的観点から望まれる．アンモニアはCO2を排出しない，すなわち地球温暖化ガス(CO2)の排出がゼロの燃料である．しかしながら，アンモニアの層流燃焼速度は7.0cm/s以下であり，従来の石油系燃料と比較すると低いために安定燃焼が困難である．かつ，強制的に燃焼させると大量の窒素酸化物(NOx)を生成する．そこで本研究では，この難燃性のNH3を安定に高負荷燃焼させ，かつNOxを同時低減できるバーナーを開発した．加えて，NH3火炎（新燃料）からのNOx低減のメカニズムを学術的に明らかにした．