Optimal design of an ammonia combustion furnace for a carbon-neutral society

 

Author:Yukihiko Okumura
Affiliation:Kagawa University, Faculty of Engineering and Design
Abstract:近年,水素を効率よく運搬・貯留するために水素キャリアとしてアンモニアが注目されている.かつ工場ではアンモニアを水素用途のみではなく,直接的に燃料として利用することが実用的観点から望まれている.しかしながら,アンモニアの燃焼速度は7.0 cm/s以下であり,炭化水素燃料(石油系燃料)と比較すると極端に低いために安定燃焼が困難であり,かつ強制燃焼させると大量のNOxを生成する.本研究では,難着火性のアンモニアを安定に燃焼させ,かつNOxを同時低減できる燃焼炉を設計する.バーナーや炉をベンチスケールレベル(最終的には実機レベル)まで大型化することを目指している.

 

Publication related to this research
(International conference paper)

  • Takeru Kitagawa, Mutsuki Fujii, Yasunari Takaki, Shinji Kambara, Yukihiko Okumura, "Heat transfer characteristics on the economizer under new-fuel combustion", HTSJ International Heat Transfer Symposium 2025, No. IOS9-2-01, 3 pages, May, 2025.
  • Zhifeng Xiao, Naoya Kusunoki, Yuki Takehara and Yukihiko Okumura, "Combustion characteristics of biosyngas under high-intensity conditions with a swirl-throttle structure", International Workshop on Environmental Engineering 2025, No. E304, 4 pages, July, 2025.
  • Shuto Eritate, Kei Kambara, Kazuyuki Uenoyama, Kazuhiro Maki, Shinji Kambara, Yukihiko Okumura, "Effect of ammonia off-gas on emission characteristics in 2kWth class small engine", International Workshop on Environmental Engineering 2025 (The Japan Society of Mechanical Engineers), No. E301, 3 pages, July, 2025.

 

(Domestic conference/workshop)

  • 奥村 幸彦, "アンモニア分解プロセスでのオフガスの燃焼利用", 日本機械学会技術講習会, 「カーボンニュートラル実現に向けた最新技術 - CO2排出ゼロの燃焼技術 -」(日本機械学会 環境工学部門主催),pp.1-25, 2025.12.
  • 辻村 翔太,星加 浩輔,横山 綜馬,楠 直哉,吉本 篤規,奥村 幸彦, "旋回-絞り構造バーナーのスケールアップに関する実験および数値解析的研究", 第63回 燃焼シンポジウム (日本燃焼学会主催), 講演No.B315, セッション:新燃料・代替燃料V,講演論文集:4 pages, 2025.11.
  • 本田 俊之, 藤井 睦月, 高木 康成, 神原 信志, 奥村 幸彦, "新燃料燃焼下における水冷管周りの伝熱特性 ― エコノマイザ特性に及ぼす排ガス速度の影響 ―", 日本機械学会熱工学コンファレンス 2025, 講演No.D-61, セッションOS-8バイオマス利用における熱工学的アプローチ(2),P.1, 2025.10.
  • 奥村幸彦, "アンモニアオフガスの燃焼利用とNH3/H2/N2火炎の反応解析", 日本機械学会2025年度年次大会, セッション:クリーンエネルギー社会に貢献するエネルギー変換技術,No.J061-07, [No.25-1] 5 pages, 2025.9.
  • 清水 夏生,奥村 幸彦, "アンモニア二段燃焼法における空気吹込み近傍の反応特性の解明", 第37回中国四国伝熱セミナー・下関, セッションA2, 1 page, 2025.9.
  • 北川 武瑠,藤井 睦月,高木康成, 神原 信志,奥村 幸彦, "新燃料燃焼下におけるエコノマイザの伝熱特性に及ぼす排ガス速度の影響", 第37回中国四国伝熱セミナー・下関, セッションA2, 1 page, 2025.9.
  • 辻村 翔太,星加 浩輔,横山 綜馬,楠 直哉,吉本 篤規, 奥村 幸彦, "旋回‐絞り構造バーナーのスケールアップ", 第34回日本エネルギー学会大会(日本エネルギー学会主催), 講演論文集: 講演No.5-1-2, セッション5-1燃焼・熱利用1 pp.136-137, 2025.8.
  • 奥村 幸彦, "日本における新エネルギー輸入・利用(水素・アンモニア)の動向 ― 電気事業に及ぼす影響 ―", 電気学会四国支部講演会, 招待講演(電気学会主催), pp.1-87, 2025.8.
  • 横山 綜馬,辻村 翔太, 星加 浩輔,楠 直哉,吉本 篤規, 井上 博之,奥村 幸彦, "アンモニア専焼バーナーのスケールアップと燃焼安定化(旋回強さおよび絞り構造の最適化設計)", 日本機械学会 環境工学総合シンポジウム2025, No.J301, 4 pages, 2025.7.
  • 奥村 幸彦, "水素・アンモニアを燃料として使用する場合における法律整備について", 第5回 法工学・環境工学連携セミナー, ~「水素」をキーワードとした未来社会~ ,pp.1-15, 2025 7.
  • 襟立 崇杜,神原 慧,上野山 和之,牧 和宏(Willbe) 神原 信志,奥村 幸彦, "2kWth級⼩型エンジンの排ガス特性に及ぼすNH3オフガス燃料の影響", 第62回日本伝熱シンポジウム, BPA-20, 4 pages, 2025.5.
  • 奥村 幸彦, "アンモニアオフガスの燃焼利用  - 新燃料の利用拡大に向けた提案 ―", 中四国熱科学・工学研究会研究討論会, 特別講演,pp.1-70, 2025.5.
  • 奥村 幸彦, "アンモニアクラッキングプロセスでのオフガス利用 ~ 燃焼利用への拡大に向けた一提案 ~", 堀場製作所 アンモニア燃焼セミナー, 招待講演,pp.1-52, 2025.4.

 




Posted : March 31,2026