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公開番号2025103858
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221541
出願日2023-12-27
発明の名称工業炉
出願人三建産業株式会社,ロザイ工業株式会社,国立大学法人広島大学,個人
代理人個人,個人
主分類F23C 7/02 20060101AFI20250702BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】特にコスト高になることなく、窒素酸化物の低減を図りつつアンモニアを効果的に燃焼させる工業炉を提供する。
【解決手段】炉壁101に設けられたバーナ10の中央に配置され燃焼空気を炉内に吐出させるエアノズル11と、アンモニアを炉内に吐出させるアンモニアノズル12が設けられた金属または非鉄金属の工業炉100であって、エアノズル11とアンモニアノズル12を炉の側壁101に、エアノズル11に対してアンモニアノズル12を、エアノズル11の鉛直下側に一定の距離をとって配置し、エアノズル11に対してアンモニアノズル12を前記一定の距離分、水平方向にした設けた場合よりも、窒素酸化物(NO_X)の発生を抑えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炉壁に設けられたバーナの中央に配置され燃焼空気を炉内に吐出させるエアノズルと、アンモニアを前記炉内に吐出させるアンモニアノズルが設けられた金属または非鉄金属の工業炉であって、
前記エアノズルと前記アンモニアノズルを前記炉の側壁に、前記エアノズルに対して前記アンモニアノズルを、前記エアノズルの鉛直下側に一定の距離をとって配置し、
前記エアノズルに対して前記アンモニアノズルを前記一定の距離分、水平方向にした設けた場合よりも、窒素酸化物（ＮＯ
X
）の発生を抑えたことを特徴とする工業炉。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記エアノズルの直径をＤとし、前記エアノズルと前記アンモニアノズルの中心間の距離をＬとした場合、Ｌ／Ｄの値が、１．５０以上となるように前記エアノズルの位置に対して前記アンモニアノズルを配置したことを特徴とする請求項１に記載の工業炉。
【請求項３】
前記エアノズルの直径をＤとし、前記エアノズルと前記アンモニアノズルの中心間の距離をＬとした場合、Ｌ／Ｄの値が、２．００以上４．００以下となるように前記エアノズルの位置に対して前記アンモニアノズルを配置したことを特徴とする請求項１に記載の工業炉。
【請求項４】
前記アンモニアノズルから、アンモニアだけが吐出されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の工業炉。
【請求項５】
前記アンモニアノズルから、アンモニアと化石燃料が混合されたものが吐出されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一つに記載の工業炉。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニアを燃料として燃焼させる工業炉に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化抑制の観点から、燃焼しても二酸化炭素を発生しないアンモニアが新たな燃料として注目を集めているが、アンモニアを化石燃料と混合したりアンモニアだけで燃焼させると窒素酸化物（ＮＯ
X
）の排出量が増大することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の燃焼装置は、石炭にアンモニアを加えて燃焼する場合の窒素酸化物増大の課題を解決するものである。
【０００４】
アンモニアが新たな燃料として注目を集めているものの、これまでアンモニアを燃料として有効に使用する工業炉は存在せず、現状、研究開発段階にある。
それはすなわち、一般に、アンモニアの燃焼速度は天然ガスの２５％程度で、燃焼させると窒素酸化物（ＮＯ
X
）の排出量が増大して規制値（１８０ｐｐｍ、Ｏ
2
＝１１％換算）より高くなり、燃料として使えないことに起因する。
アンモニアを燃料とし、これまでの機器で燃焼させると、窒素酸化物（ＮＯ
X
）の排出量が規制値の３倍以上になることもある。また、脱炭素のきっかけとなる温暖化係数が二酸化炭素の２５０～３００倍といわれる一酸化二窒素（Ｎ
2
Ｏ）を発生させることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７０２０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対して、本発明者らは、窒素酸化物（ＮＯ
X
）の排出量を少しでも抑えるため、燃焼空気を炉内に吐出させるエアノズルと、アンモニアを炉内に吐出させるアンモニアノズルの配置位置に着目して実験を行ったところ、エアノズルとアンモニアノズルを水平に配置したときより、エアノズルに対してその下側にアンモニアノズルを配置したときの方が、窒素酸化物（ＮＯ
X
）の排出量を抑えることができることがわかった。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、特にコスト高になることなく、簡易な方法で窒素酸化物の排出を抑制しつつアンモニアを効果的に燃焼させる工業炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、炉壁（１０１）に設けられたバーナ（１０）の中央に配置され燃焼空気を炉内に吐出させるエアノズル（１１）と、アンモニアを前記炉内に吐出させるアンモニアノズル（１２）が設けられた金属または非鉄金属の工業炉（１００）であって、
前記エアノズル（１１）と前記アンモニアノズル（１２）を前記炉の側壁（１０１）に、前記エアノズル（１１）に対して前記アンモニアノズル（１２）を、前記エアノズル（１１）の鉛直下側に一定の距離をとって配置し、
前記エアノズル（１１）に対して前記アンモニアノズル（１２）を前記一定の距離分、水平方向にした設けた場合よりも、窒素酸化物（ＮＯ
X
）の発生を抑えたことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記エアノズル（１１）の直径をＤとし、前記エアノズル（１１）と前記アンモニアノズル（１２）の中心間の距離をＬとした場合、Ｌ／Ｄの値が、１．５０以上となるように前記エアノズル（１１）の位置に対して前記アンモニアノズル（１２）を配置したことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記エアノズル（１１）の直径をＤとし、前記エアノズル（１１）と前記アンモニアノズル（１２）の中心間の距離をＬとした場合、Ｌ／Ｄの値が、２．００以上４．００以下となるように前記エアノズル（１１）の位置に対して前記アンモニアノズル（１２）を配置したことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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