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公開番号2024122204
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023029629
出願日2023-02-28
発明の名称燃料の製造装置及び燃焼装置
出願人エア・ウォーター株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類C01B 3/04 20060101AFI20240902BHJP(無機化学)
要約【課題】アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、燃料製造の省エネルギー化が可能な製造装置、並びに、該製造装置を含む燃焼装置を提供する。
【解決手段】アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、熱媒体との熱交換により、液化アンモニアからアンモニアガスを生成するための気化部;該気化部に接続され、該アンモニアガスの少なくとも一部を分解反応に供することによって水素含有ガスを生成するための分解反応部;並びに、燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と分解反応部との間で熱交換を行うための第1熱交換部、及び、燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と上記熱媒体との間で熱交換を行うための第2熱交換部からなる群より選択される少なくとも1つ;を含む製造装置、並びに、該製造装置を含む燃焼装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、
熱媒体との熱交換により、液化アンモニアからアンモニアガスを生成するための気化部と、
前記気化部に接続され、前記アンモニアガスの少なくとも一部を分解反応に供することによって水素含有ガスを生成するための分解反応部と、
下記する第１熱交換部及び第２熱交換部からなる群より選択される少なくとも１つと、
を含む、製造装置。
第１熱交換部：前記燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と、前記分解反応部との間で熱交換を行うための熱交換部
第２熱交換部：前記燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と、前記熱媒体との間で熱交換を行うための熱交換部
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記分解反応部において、前記アンモニアガスの一部から前記水素含有ガスが生成され、
前記製造装置は、前記アンモニアガスの残部と前記水素含有ガスとを混合して、前記燃料を生成するための混合部をさらに含む、請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記アンモニアガスの全部が前記分解反応部に導入されることにより前記水素含有ガスが生成され、
前記水素含有ガスが前記燃料である、請求項１に記載の製造装置。
【請求項４】
前記第１熱交換部及び前記第２熱交換部の両方を含む、請求項１に記載の製造装置。
【請求項５】
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とは、前記帯熱媒体を流通させるための流路で接続されており、
前記第２熱交換部で熱交換される帯熱媒体は、前記第１熱交換部で熱交換された後の帯熱媒体である、請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の製造装置と、
前記製造装置によって製造される前記燃料を燃焼させるための燃焼炉と、
を含む、燃焼装置。
【請求項７】
前記燃焼炉がリジェネレーティブバーナを備える、請求項６に記載の燃焼装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置、並びに、該製造装置を含む燃焼装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
脱炭素社会へ向けて、化石燃料に替わる、水素やアンモニアのような燃焼時に炭酸ガスを発生しない燃料を使用する動きが加速している。工業炉においても、アンモニアを燃料として利用するための開発が始まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０１５４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンモニアの燃焼速度は、化石燃料に比べて遅く（８ｃｍ／ｓｅｃ、参考：メタン４３ｃｍ／ｓｅｃ）、燃焼温度も低いことから、燃焼時に失火しやすいことが一般的に知られている。燃焼の安定化のために酸素富化の条件で燃焼させる方法があるが、この場合、燃焼温度が高くなりすぎて、温暖化係数の大きいＮＯｘが排出されるという問題がある。この問題を解決し、燃焼を安定化させ得る方法として、特開２０２２－０１５４６４号公報（特許文献１）には、アンモニアの分解により、燃焼速度の大きい水素ガス（３４６ｃｍ／ｓｅｃ）と窒素ガスとを生成させ、該水素ガス及び該窒素ガスとアンモニアとを含む改質アンモニア燃料を燃焼用空気と混合して燃焼させることが記載されている。
【０００５】
下記式で表されるように、アンモニアの分解反応は吸熱反応である。そのため、特許文献１に記載の方法では、アンモニア分解のための熱源としてヒーターを設けている。この方法では、改質アンモニア燃料を製造するために、アンモニア分解のための余分のエネルギー（４６ｋＪ／ｍｏｌ）が必要となり、該エネルギーをヒーターによって供給している。
【０００６】
TIFF
2024122204000002.tif
6
114
【０００７】
本発明の目的は、アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、燃料製造の省エネルギー化が可能な製造装置、並びに、該製造装置を含む燃焼装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の製造装置及び燃焼装置を提供する。
［１］アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、
熱媒体との熱交換により、液化アンモニアからアンモニアガスを生成するための気化部と、
前記気化部に接続され、前記アンモニアガスの少なくとも一部を分解反応に供することによって水素含有ガスを生成するための分解反応部と、
下記する第１熱交換部及び第２熱交換部からなる群より選択される少なくとも１つと、
を含む、製造装置。
第１熱交換部：前記燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と、前記分解反応部との間で熱交換を行うための熱交換部
第２熱交換部：前記燃料の燃焼によって生じる熱を含む帯熱媒体と、前記熱媒体との間で熱交換を行うための熱交換部
［２］前記分解反応部において、前記アンモニアガスの一部から前記水素含有ガスが生成され、
前記製造装置は、前記アンモニアガスの残部と前記水素含有ガスとを混合して、前記燃料を生成するための混合部をさらに含む、［１］に記載の製造装置。
［３］前記アンモニアガスの全部が前記分解反応部に導入されることにより前記水素含有ガスが生成され、
前記水素含有ガスが前記燃料である、［１］に記載の製造装置。
［４］前記第１熱交換部及び前記第２熱交換部の両方を含む、［１］に記載の製造装置。
［５］前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とは、前記帯熱媒体を流通させるための流路で接続されており、
前記第２熱交換部で熱交換される帯熱媒体は、前記第１熱交換部で熱交換された後の帯熱媒体である、［４］に記載の製造装置。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載の製造装置と、
前記製造装置によって製造される前記燃料を燃焼させるための燃焼炉と、
を含む、燃焼装置。
［７］前記燃焼炉がリジェネレーティブバーナを備える、［６］に記載の燃焼装置。
【発明の効果】
【０００９】
アンモニア及び水素を含有する燃料の製造装置であって、燃料製造の省エネルギー化が可能な製造装置、並びに、該製造装置を含む燃焼装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
リジェネレーティブバーナの動作を説明する図である。
リジェネレーティブバーナの動作を説明する図である。
本発明の第２実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
本発明の第３実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
本発明の第４実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
本発明の第５実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
本発明の第６実施形態に係る燃料の製造装置及びこれを含む燃焼装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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