アンモニア/水素混合燃料の二段燃焼：低炭素燃料利用への実験的アプローチ
Two-Stage Combustion of Ammonia/Hydrogen Blends: An Experimental Approach to Low-Carbon Fuel Utilisation (原題)
Gonçalo Pacheco, Miguel A.A. Mendes, Pedro Jorge Coelho
🤖 gxceed AI 要約
日本語
NH3/H2混合燃料を用いた二段RQL燃焼器の実験研究。一段目は燃料過濃、二段目は希薄条件で運転し、二段目上流への水素注入がアンモニア燃焼率を向上させる。水素注入はアンモニアスリップを低減するが、NOxは基準値を超えて増加するトレードオフが確認された。約100〜300Wの運転窓でアンモニアスリップ10〜20ppmが得られる。
English
Experimental study of a two-stage RQL combustor burning NH3/H2 blends at 8.0–8.5 kW. Secondary hydrogen injection upstream of the secondary air inlet improved ammonia burnout, reducing slip to 10–20 ppm within a ~100–300 W window, but NOx rose above reference benchmarks (59/24 ppm) and exceeded 200 ppm in some cases. A clear trade-off between ammonia slip and NOx emissions is demonstrated.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
アンモニアは日本のGX実現に向けた次世代燃料として注目され、火力発電や産業炉での混焼実証が進む。本論文は燃焼器レベルでのNH3/H2混焼のNOxとアンモニアスリップのトレードオフを定量化し、国内のアンモニア混焼ロードマップや技術実証の基礎データとして参考になる。
In the global GX context
Ammonia co-firing is a key pillar of Japan's and Asia's decarbonization pathways for power and heavy industry. This study provides combustor-level experimental evidence on the NH3 slip vs. NOx trade-off, informing engineering benchmarks for low-carbon fuel utilisation and supporting the credibility of ammonia as a transition fuel in global decarbonization scenarios.
👥 読者別の含意
🔬研究者:NH3/H2二段燃焼における水素注入量とNOx・アンモニアスリップの関係を定量化した実験データを提供する。
🏢実務担当者:アンモニア混焼ボイラやガスタービンの運転条件設計において、NOx規制とアンモニアスリップ低減のバランスを検討する際の参考になる。
🏛政策担当者:アンモニア混焼の普及にはNOx排出基準との整合が課題であり、技術実証支援や規制設計の基礎資料として活用できる。
📄 Abstract（原文）
This study presents an experimental investigation of a laboratory-scale two-stage RQL-based combustor burning NH3/H2 fuel blends at a thermal input of 8.0–8.5 kW and atmospheric pressure using fuels containing 70–100% ammonia by volume in the first stage and 80–100% in two-stage operation. The first stage operated under fuel-rich conditions (ϕ1 = 1.2–1.4), while the second stage operated under globally lean conditions (ϕG = 0.5–0.9). Unlike conventional rich–quench–lean combustors, the secondary stage allows controlled hydrogen injection upstream of the secondary air inlet to enhance ammonia burnout. Temperature profiles and exhaust NH3, NOx and O2 concentrations were measured with and without secondary fuel injection. The burner operated stably over a wide range of fuel compositions, including pure ammonia, while maintaining reduced NOx emissions in the rich stage. Two-stage operation exhibited a clear trade-off: secondary hydrogen reduced ammonia slip, but NOx emissions increased above the 59 ppm and 24 ppm reference benchmarks under most conditions and exceeded 200 ppm in some cases. Incremental secondary hydrogen injection, tested with pure ammonia at ϕ1 = 1.3, ϕG = 0.6, identified an operating window of approximately 100–300 W, within which ammonia slip decreased to 10–20 ppm with a moderate increase in NOx above 300 W. Further reduction in ammonia slip was limited while NOx emissions continued to increase.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.3390/en19204774first seen 2026-10-11 04:42:22
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。