川重冷熱工業ら、低NOx排出のドライ式水素専焼バーナーを開発

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川重冷熱工業は2018年5月14日、川崎重工と共同でNOx排出を抑えたドライ式低NOx水素専焼バーナーを開発したと発表した。同社によるとNOx排出値は世界最小レベルだという。

水素は燃焼時にCO2を排出しないが、火炎温度が高いために天然ガス燃焼時と比較して約3倍のNOxが発生する。従来は燃焼室への蒸気噴霧や排ガス再循環によって火炎温度を下げることでNOxの発生量を抑えていたが、追加設備が必要であったり、NOx抑制効果に限界があるなどの課題があった。

今回、川崎重工の水素焚きガスタービン開発で得られた水素燃焼に関する知見を生かして、独自の水素と空気の混合方式を開発。蒸気噴霧や排ガス再循環が不要なドライ方式を採用すると共に、ボイラーの燃焼条件となる低空気比においても、天然ガス焚き並の低NOx排出量を実現した。

同社らが実施した水素専焼バーナーを貫流ボイラーに組み込んだ実験では、換算蒸発量750kg/hの水素燃焼を実施。定格負荷においてNOx発生量が天然ガス焚きボイラーの保証値60ppmを大きく下回る40ppm程度に抑えられることを確認した。

水素は石油化学プラントなどにおいて副産物として発生するが、今回の開発によってこれらの未利用エネルギーを貫流ボイラーで有効利用することで、工場の燃費コスト低減とCO2排出量ゼロ、低NOxの両立による環境負荷低減を実現するという。

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