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公開番号2025158302
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024060709
出願日2024-04-04
発明の名称燃焼装置、アンモニア評価方法
出願人三浦工業株式会社
代理人個人,個人
主分類F23J 7/00 20060101AFI20251009BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】アンモニアとアンモニアより燃焼速度の速い第1燃料(水素や炭化水素等)とを混焼する燃焼装置において、アンモニアの装置外への漏出を抑止する燃焼装置、及び、アンモニア評価方法を提供する。
【解決手段】燃焼装置は、アンモニア燃料と第1燃料とを燃焼させるバーナと、第1燃料供給ラインと、アンモニア燃料供給ラインと、燃焼ガスのNOx濃度を検出するNOx検出部と、制御部と、を備える。前記制御部は、前記バーナが、第1燃料燃焼モードと混焼モードとのいずれかの燃焼モードで燃焼を行うように制御する燃焼制御部と、前記第1燃料燃焼モードによる燃焼ガスのNOx濃度に基づいて設定される基準NOxレベルを記憶する基準NOx記憶部と、前記第1燃料燃焼モードでの燃焼中に前記NOx検出部によって検出されるNOx濃度と、前記基準NOxレベルとに基づいて、アンモニアの存在を評価するNOx評価部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニア燃料と、前記アンモニア燃料より燃焼速度の速い第１燃料とが供給され、燃焼させるバーナと、
前記バーナに前記第１燃料を供給する第１燃料供給ラインと、
前記バーナに前記アンモニア燃料を供給するアンモニア燃料供給ラインと、
前記バーナから噴出した前記第１燃料又は前記アンモニア燃料の少なくともいずれかが燃焼することにより発生する燃焼ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記バーナが、前記第１燃料を燃焼する第１燃料燃焼モードと、前記第１燃料と前記アンモニア燃料とを混焼する混焼モードとのいずれかの燃焼モードで燃焼を行うように制御する燃焼制御部と、
前記第１燃料燃焼モードによる燃焼ガスのＮＯｘ濃度に基づいて設定される基準ＮＯｘレベルを記憶する基準ＮＯｘ記憶部と、
前記第１燃料燃焼モードでの燃焼中に前記ＮＯｘ検出部によって検出されるＮＯｘ濃度と、前記基準ＮＯｘレベルと、に基づいて、アンモニアの存在を評価するＮＯｘ評価部と、
を備える燃焼装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記アンモニア燃料供給ラインにパージガスを供給するパージガス供給ラインを備え、
前記制御部は、前記パージガス供給ラインから前記アンモニア燃料供給ラインへの前記パージガスの供給を制御するパージ制御部をさらに備え、
前記バーナの燃焼開始時及び前記バーナの燃焼停止時の少なくともいずれかの場合に、
前記燃焼制御部は、前記バーナを前記第１燃料燃焼モードで燃焼させ、かつ、
前記パージ制御部は、前記ＮＯｘ評価部の評価結果に基づいて前記アンモニア燃料供給ラインに前記パージガスの供給を行う、
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記バーナの燃焼開始時及び前記バーナの燃焼停止時の少なくともいずれかの場合に、
前記燃焼制御部は、前記バーナを前記第１燃料燃焼モードで燃焼させ、かつ、
前記パージ制御部は、前記アンモニア燃料供給ラインへの前記パージガスの供給と停止を複数回行う、
請求項２に記載の燃焼装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記バーナが前記第１燃料燃焼モードで燃焼中に、前記ＮＯｘ評価部の評価結果に基づいて、アンモニアの漏出を判定するアンモニア漏れ判定部を備える、
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記アンモニア漏れ判定部の判断に基づいて異常対応動作を制御する異常対応動作制御部を備える、
請求項４に記載の燃焼装置。
【請求項６】
アンモニア燃料と、前記アンモニア燃料より燃焼速度の速い第１燃料とが供給され、燃焼させるバーナと、
前記バーナに、前記第１燃料を供給する第１燃料供給ラインと、
前記バーナに、前記アンモニア燃料を供給するアンモニア燃料供給ラインと、
前記バーナから噴出した前記第１燃料又は前記アンモニア燃料の少なくともいずれかが燃焼することにより発生する燃焼ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出部と、
前記バーナが、前記第１燃料を燃焼する第１燃料燃焼モードと、前記第１燃料と前記アンモニア燃料とを混焼する混焼モードとのいずれかの燃焼モードで燃焼を行うように制御する燃焼制御部を備える制御部と、
を備えた燃焼装置において、
前記第１燃料燃焼モードによる燃焼中に前記ＮＯｘ検出部によって燃焼ガス中のＮＯｘ濃度を検出する第１工程と、
前記第１工程で検出されたＮＯｘ濃度を前記ＮＯｘ濃度が検出された時間に関する時間情報と関連付けてＮＯｘ情報を作成し保存する第２工程と、
前記第２工程で保存された複数のＮＯｘ情報に基づいて、アンモニアの存在を評価する第３工程と、
を備えるアンモニア評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼装置、アンモニア評価方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラ等の燃焼装置において、バーナの燃料として天然ガスや石油燃料等の炭化水素系燃料が使用されている。この炭化水素系燃料の一部を、二酸化炭素を発生しないアンモニアに置き換えることにより、二酸化炭素の排出削減を図った燃焼装置等が様々に開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６３３２５７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンモニアとアンモニアより燃焼速度の速い第１燃料（水素系燃料ガスや炭化水素等）とを混焼する燃焼装置において、アンモニアが装置外へ漏出することは、人体への危険等の観点から好ましくない。
そのため、このような燃焼装置において、燃焼を停止する際には、アンモニアの供給を停止した後に、アンモニアを供給する配管に不活性ガス等でパージを行い、配管内に残るアンモニアをバーナで燃焼させる等の対策が採られている。しかし、アンモニアは、吸着性が高く、所定の体積の不活性ガスを流したとしても、配管内やバルブの表面等に吸着し、残存する場合があった。
【０００５】
また、このような燃焼装置において、第１燃料の専焼中に、アンモニアの供給を開始又は遮断するバルブ等が故障すると、アンモニアがバーナへ漏れてくる。仮に、アンモニアの漏出に気づかずに、燃焼を停止すると、装置外へアンモニアが漏出してしまい、好ましくない。
【０００６】
以上のことから、本発明は、アンモニアとアンモニアより燃焼速度の速い第１燃料（水素系燃料ガスや炭化水素等）とを混焼する燃焼装置において、アンモニアの装置外への漏出を抑止する燃焼装置、及び、アンモニア評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
【０００８】
本発明は、アンモニア燃料と、前記アンモニア燃料より燃焼速度の速い第１燃料とが供給され、燃焼させるバーナと、前記バーナに前記第１燃料を供給する第１燃料供給ラインと、前記バーナに前記アンモニア燃料を供給するアンモニア燃料供給ラインと、前記バーナから噴出した前記第１燃料又は前記アンモニア燃料の少なくともいずれかが燃焼することにより発生する排ガスのＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記バーナが、前記第１燃料を燃焼する第１燃料燃焼モードと、前記第１燃料と前記アンモニア燃料とを混焼する混焼モードとのいずれかの燃焼モードで燃焼を行うように制御する燃焼制御部と、前記第１燃料燃焼モードによる排ガスのＮＯｘ濃度に基づいて設定される基準ＮＯｘレベルを記憶する基準ＮＯｘ記憶部と、前記第１燃料燃焼モードでの燃焼中に前記ＮＯｘ検出部によって検出されるＮＯｘ濃度と、前記基準ＮＯｘレベルと、に基づいて、アンモニアの存在を評価するＮＯｘ評価部と、を備える燃焼装置に関するものである。
【０００９】
また、燃焼装置は、前記アンモニア燃料供給ラインにパージガスを供給するパージガス供給ラインを備え、前記制御部は、前記パージガス供給ラインから前記アンモニア燃料供給ラインへの前記パージガスの供給を制御するパージ制御部をさらに備え、前記バーナの燃焼開始時及び前記バーナの燃焼停止時の少なくともいずれかの場合に、前記燃焼制御部は、前記バーナを前記第１燃料燃焼モードで燃焼させ、かつ、前記パージ制御部は、前記ＮＯｘ評価部の評価結果に基づいて前記アンモニア燃料供給ラインに前記パージガスの供給を行うことが好ましい。
【００１０】
また、燃焼装置は、前記バーナの燃焼開始時及び前記バーナの燃焼停止時の少なくともいずれかの場合に、前記燃焼制御部は、前記バーナを前記第１燃料燃焼モードで燃焼させ、かつ、前記パージ制御部は、前記アンモニア燃料供給ラインへの前記パージガスの供給と停止を複数回行うことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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