特許 7662111 アンモニア混焼バーナ、並びにこれを用いたアンモニア混焼システムの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(54)【発明の名称】アンモニア混焼バーナ、並びにこれを用いたアンモニア混焼システムの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F23D 17/00 20060101AFI20250408BHJP

   F23C 99/00 20060101ALI20250408BHJP

   F23C 1/00 20060101ALN20250408BHJP

   F23C 1/08 20060101ALN20250408BHJP

   F23C 1/12 20060101ALN20250408BHJP

【ＦＩ】

F23D17/00 103

F23C99/00 309

F23C1/00 301

F23C1/08

F23C1/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024564475

(86)(22)【出願日】2024-06-06

(86)【国際出願番号】 JP2024020614

【審査請求日】2024-11-12

(31)【優先権主張番号】P 2023132239

(32)【優先日】2023-08-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】張 聚偉

【審査官】柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２３／１２０７０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－０４１７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２００１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２３／１２７６７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｄ １７／００

Ｆ２３Ｃ １／１２

Ｆ２３Ｃ １／００

Ｆ２３Ｃ １／０８

Ｆ２３Ｃ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室に設置されると共に、前記燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナであって、
炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路と、
アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、
を備え、
空気供給流路が、同心円状に設けられた二重筒形状の噴射ノズルの噴出口の外側を直接囲うように配設され、
前記炭素含有燃料供給流路が、炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルであり、
前記アンモニア供給流路が、アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に噴射する第２噴射ノズルであり、
前記噴射ノズルは、第２噴射ノズルが第１噴射ノズルを囲むように形成され、前記第１噴射ノズルと前記第２噴射ノズルとは同心円状に設けられた二重筒形状であり、
前記第１噴射ノズルの噴射方向及び前記第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、
前記空気供給流路は、前記燃焼室内にスワラを通して空気を供給する、アンモニア混焼バーナ。

【請求項2】

前記燃焼室と、
請求項１に記載のアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、
前記第１噴射ノズルを備えたバーナの、前記第１噴射ノズルの外側に前記第２噴射ノズルを設置することによって改造する、アンモニア混焼システムの製造方法。

【請求項3】

前記第１噴射ノズルの噴射方向及び前記第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、前記燃焼室内にスワラを通して空気を供給する空気供給流路を設置する、請求項２に記載のアンモニア混焼システムの製造方法。

【請求項4】

燃焼室と、
前記燃焼室に設置されると共に、前記燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、
前記アンモニア混焼バーナは、炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路と、アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、を備え、
空気供給流路が、同心円状に設けられた二重筒形状の噴射ノズルの噴出口の外側を直接囲うように配設され、
前記炭素含有燃料供給流路が、炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルであり、
前記噴射ノズルは、前記燃焼室内に空気を噴射する空気噴射ノズルが、第１噴射ノズルを囲むように形成され、前記空気噴射ノズルと前記第１噴射ノズルとは同心円状に設けられた二重筒形状であり、
前記空気噴射ノズルの噴射方向及び前記第１噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、
前記燃焼室内に空気を供給する前記空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に供給する前記アンモニア供給流路と、前記アンモニア供給流路にはスワラと、を設置する、アンモニア混焼システムの製造方法。

【請求項5】

燃焼室と、
前記燃焼室に設置されると共に、前記燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、
前記アンモニア混焼バーナは、炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路と、アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、を備え、
空気供給流路が、同心円状に設けられた二重筒形状の噴射ノズルの噴出口の外側を直接囲うように配設され、
前記炭素含有燃料供給流路が、炭素含有燃料及び空気を混合して前記燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルであり、
前記噴射ノズルは、第１噴射ノズルが、前記燃焼室内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズルを囲むように形成され、前記第１噴射ノズルと前記アンモニア噴射ノズルとは同心円状に設けられた二重筒形状であり、
前記第１噴射ノズルの噴射方向及び前記アンモニア噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、
前記燃焼室内に空気を供給する前記空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して前記燃焼室内に供給する前記アンモニア供給流路と、前記アンモニア供給流路にはスワラと、を設置する、アンモニア混焼システムの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アンモニア混焼バーナ、並びにこれを用いたアンモニア混焼システムの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石炭火力発電から排出されるＣＯ_２を削減するために、アンモニアと微粉炭の混合燃焼（以下、混焼）技術の開発が進められている。アンモニア（ＮＨ_３）は、水素原子（Ｈ）と窒素原子（Ｎ）との化合物であり、構成原子として炭素（Ｃ）を含まないことから、燃焼してもＣＯ_２を排出しない燃料として活用が期待される。

【0003】

一方で、アンモニアを燃料の一部として混焼させるボイラは、燃料の一部が石炭からアンモニアに置き換わることによって、アンモニアの燃焼に伴う窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加が懸念される。特許文献１には、アンモニアバーナと微粉炭バーナとが異なる位置に設けられたアンモニア混焼システムにおいて、アンモニア燃料、微粉炭及び燃焼用空気の供給量を制御する制御装置を備えることでＮＯｘの発生を抑制できることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２３－３９８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が同じ空間で燃焼することで、アンモニア及び炭素含有燃料による燃焼が競合する。そのため、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給されず、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加につながるという課題がある。

【0006】

そこで本開示は、アンモニア及び炭素含有燃料をそれぞれ空気と燃焼前に予混合して燃焼室に供給し、別々の空間で燃焼させてＮＯ_Ｘ排出量を低減させた、アンモニア混焼バーナ、並びにこれを用いたアンモニア混焼システムの製造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】

本開示に係るアンモニア混焼バーナは、燃焼室に設置されると共に、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナであって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路と、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、を備える。

【0008】

炭素含有燃料供給流路が、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルであってもよく、アンモニア供給流路が、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第２噴射ノズルであってもよい。

【0009】

第１噴射ノズルは、第２噴射ノズルを囲むように形成され、第２噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であり、第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する空気供給流路を備えていてもよい。

【0010】

第２噴射ノズルは、第１噴射ノズルを囲むように形成され、第１噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であり、第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する空気供給流路を備えていてもよい。

【0011】

アンモニア供給流路でアンモニア及び空気を混合するときの、アンモニアと空気との当量比は１．０以上であってもよい。

【0012】

本開示に係るアンモニア混焼システムの製造方法は、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルを備えたバーナの、燃焼室内に空気を供給する空気流路に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、アンモニア供給流路にはスワラと、を設置する。

【0013】

本開示に係るアンモニア混焼システムの製造方法は、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルが、燃焼室内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズルを囲むように形成され、アンモニア噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であるバーナの、燃焼室内に空気を供給する空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、アンモニア供給流路にはスワラと、を設置する。

【0014】

空気供給流路は複数の空気供給流路に区画され、複数の空気供給流路の少なくとも一部に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路を設置してもよい。

【0015】

本開示に係るアンモニア混焼システムの製造方法は、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルが、燃焼室内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズルを囲むように形成され、アンモニア噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であるバーナの、アンモニア噴射ノズルに連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給する第２噴射ノズルを設置する。

【0016】

第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する空気供給流路を設置してもよい。

【0017】

本開示に係るアンモニア混焼システムの製造方法は、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有するアンモニア混焼システムの製造方法であって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルを備えたバーナの、第１噴射ノズルの外側に、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第２噴射ノズルを設置することによって改造する。

【0018】

第２噴射ノズルは、第１噴射ノズルを囲むように形成され、第１噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよく、第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていて、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する空気供給流路を設置してもよい。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、アンモニア及び炭素含有燃料をそれぞれ空気と燃焼前に予混合して燃焼室に供給し、別々の空間で燃焼させてＮＯ_Ｘ排出量を低減させた、アンモニア混焼バーナ、並びにこれを用いたアンモニア混焼システムの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、第１実施形態に係るアンモニア混焼システムが備えるボイラの要部構成を示す概略図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るアンモニア混焼バーナの概要を示す断面図である。

【図3】図３は、第２実施形態に係るアンモニア混焼バーナの概要を示す断面図である。

【図4】図４は、第３実施形態に係るアンモニア混焼バーナの概要を示す断面図である。

【図5】図５は、第４実施形態に係るアンモニア混焼バーナの概要を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、いくつかの例示的な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0022】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のアンモニア混焼システムが備えるボイラ１を示す。図１に示すように、ボイラ１は、燃焼室２と、煙道３と、アンモニア混焼バーナ４と、二段燃焼空気供給部５と、アンモニア供給部６と、炭素含有燃料供給部７と、空気供給部８と、を備えている。

【0023】

燃焼室２は、垂直かつ筒状に設けられた炉壁によって構成され、燃料であるアンモニア及び炭素含有燃料を燃焼させて燃焼熱を発生させる炉体である。この燃焼室２では、燃料が燃焼することによって高温の燃焼ガスが発生する。また、燃焼室２の底部には、燃料の燃焼によって発生する灰分を外部に排出する排出口２ａが設けられている。

【0024】

煙道３は、燃焼室２の上部と接続され、燃焼室２で発生した燃焼ガスを排ガスとして外部に案内する。このような煙道３は、燃焼室２の上部から水平に延出する水平煙道３ａと、水平煙道３ａの端部から下方に延出する後部煙道３ｂとを備えている。

【0025】

ボイラ１は、燃焼室２の上部等に設置される過熱器（不図示）を備えている。過熱器は、燃焼室２で発生した燃焼熱と水とを熱交換することによって水蒸気を生成する。また、ボイラ１は、必要に応じて再熱器、節炭器、空気予熱器等を備える（いずれも不図示）。

【0026】

アンモニア混焼バーナ４は、燃焼室２の下部の壁部に配置されている。このアンモニア混焼バーナ４は、燃焼室２の周方向に複数設置されていてもよく、燃焼室２の高さ方向に複数設置されていてもよい。これらのアンモニア混焼バーナ４は、燃焼室２の下部に二次元状かつ対向配置されており、燃料を噴射して燃焼させる。これらのアンモニア混焼バーナ４は、いずれもアンモニア及び炭素含有燃料を燃料として燃焼室２内に噴射可能な複合バーナである。なお、燃焼室２にはアンモニア混焼バーナ４から噴射されたアンモニア及び炭素含有燃料を着火させる着火装置（不図示）が設けられている。また、ボイラ１は、アンモニア混焼バーナ４に対して燃焼空気を供給する空気供給部８を有している。アンモニア混焼バーナ４から燃焼室２内に燃焼空気と共に噴射されたアンモニア及び炭素含有燃料は、上述の着火装置の働きによって着火して燃焼する。

【0027】

なお、ボイラ１に設置されるバーナの全てがアンモニア混焼バーナ４である必要はない。例えばボイラ１に、アンモニア混焼バーナ４の他に、石炭専焼のバーナ又はアンモニア専焼のバーナを備えていてもよい。

【0028】

二段燃焼空気供給部５は、アンモニア混焼バーナ４の上方にて燃焼室２と接続されており、燃焼室２の内部に二段燃焼用の空気を供給する。このような二段燃焼空気供給部５によって二段燃焼用の空気を供給することで、アンモニア混焼バーナ４で燃焼された燃料の未燃分が二段燃焼空気によって燃焼され、ボイラ１の収熱性能を高めると共に、排ガスに含まれる燃料の未燃分を減少させることができる。そして、燃料が燃焼されることで生成された燃焼ガスは、燃焼室２の下部から上部に移動し、煙道３を通じて外部に案内される。

【0029】

アンモニア混焼バーナ４に供給される炭素含有燃料は、化石燃料、バイオマス燃料及び合成燃料などを含む。化石燃料としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、液化天然ガス、灯油、重油、軽油、ガソリン、もしくは微粉炭などの石炭が挙げられる。微粉炭は、石炭を数マイクロメートル程度の大きさまで粉砕処理したものであり、ボイラ用の燃料として一般的に使用されている。

【0030】

一方、バイオマス燃料としては、例えば、間伐材、製材端材、剪定枝等の木質バイオマスを原料として破砕機で破砕処理して製造した破砕物、おが粉、木質バイオマスより製造したペレットなどが挙げられる。合成燃料は、メタネーション又はフィッシャートロプシュ反応などによって生成された炭化水素であってもよい。炭素含有燃料は組み合わせて使用することも可能であり、例えば、微粉炭にバイオマス燃料の粉体を混合した混合粉体を空気搬送によりアンモニア混焼バーナ４に供給することも可能である。

【0031】

アンモニア（ＮＨ_３）は、水素原子（Ｈ）と窒素原子（Ｎ）との化合物であり、構成原子として炭素（Ｃ）を含まないことから、燃焼してもＣＯ_２を排出しない燃料として活用が期待される。そして、ＣＯ_２排出量の削減のために、石炭火力発電所などの既存設備の一部を改造し、アンモニアと石炭を混ぜて燃焼させるアンモニア混焼システムの導入に関する技術開発が進められている。その一方で、燃料の一部が石炭からアンモニアに置き換わることによって、アンモニアの燃焼に伴う窒素酸化物（ＮＯｘ）の増加が懸念される。そのため、本実施形態においては、ＮＯ_Ｘ排出量を低減させたアンモニア混焼バーナを提供する。

【0032】

アンモニア供給部６は、アンモニア供給源６ａと、燃料アンモニア供給部６ｂと、アンモニア供給制御装置６ｃとを備えている。アンモニア供給源６ａは、アンモニアを貯蔵するタンク等からなる。なお、アンモニア供給源６ａは、必ずしもアンモニア供給部６の構成要素である必要はない。つまり、アンモニア供給部６は、外部に設置されたアンモニア供給源６ａからアンモニアを取り込むようにしてもよい。

【0033】

燃料アンモニア供給部６ｂは、アンモニア供給源６ａとアンモニア混焼バーナ４とを接続する燃料アンモニア供給配管６ｂ１と、燃料アンモニア供給配管６ｂ１の途中に設置される流量調節弁６ｂ２とを備えている。燃料アンモニア供給配管６ｂ１は、アンモニア供給源６ａから供給されたアンモニアをアンモニア混焼バーナ４に案内する配管であり、アンモニア供給流路４２を経由して、燃焼室２の内部にアンモニアを供給する。流量調節弁６ｂ２は、アンモニア供給源６ａから燃料アンモニア供給配管６ｂ１に供給されるアンモニアの流量を調節するバルブである。

【0034】

アンモニア供給制御装置６ｃは、流量調節弁６ｂ２を制御し、流量調節弁６ｂ２の開度を調節する。アンモニア供給制御装置６ｃは、外部の指令等に基づいて、流量調節弁６ｂ２の開度を調節することによってアンモニア供給源６ａから取り込まれるアンモニアの流量を調節する。

【0035】

炭素含有燃料供給部７は、アンモニア混焼バーナ４と接続されており、炭素含有燃料供給流路４１を経由して、燃焼室２の内部に炭素含有燃料を供給する。

【0036】

炭素含有燃料が微粉炭である場合は、石炭を粉砕して微粉炭とすると共に微粉炭をアンモニア混焼バーナ４に対して供給する。この炭素含有燃料供給部７は、例えば石炭を数マイクロメートル程度の粒径まで粉砕して微粉炭とするミルと、ミルによって生成された微粉炭をアンモニア混焼バーナ４に供給する給炭機とを備えている。なお、炭素含有燃料供給部７は、給炭機を備えずにミルから直接的に微粉炭をアンモニア混焼バーナ４に供給する構成とすることもできる。

【0037】

空気供給部８は、炭素含有燃料供給部７とアンモニア混焼バーナ４とを接続する配管の途中に接続され、炭素含有燃料に燃焼用の空気を供給する。炭素含有燃料に供給される空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。そして、アンモニア混焼バーナ４の炭素含有燃料供給流路４１は、炭素含有燃料及び空気を燃焼前に予混合して燃焼室内２に供給する。

【0038】

また、空気供給部８は、燃料アンモニア供給配管６ｂ１の途中に接続され、アンモニアに燃焼用の空気を供給する。アンモニアに供給される空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。そして、アンモニア混焼バーナ４のアンモニア供給流路４２は、アンモニア及び空気を燃焼前に予混合して燃焼室２内に供給する。

【0039】

上記のように、アンモニア及び炭素含有燃料をそれぞれ空気と燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。アンモニア供給流路４２でアンモニア及び空気を混合するときの、アンモニアと空気との当量比は１．０以上であることが好ましく、１．１以上２.０以下であることがより好ましい。当量比とは、燃焼を行う際の混合気において、理論混合気時の燃料量に対する実際に投入された燃料量の比率を示す。当量比が１．０より大きい場合は燃料過濃状態であることを示す。

【0040】

アンモニア混焼バーナ４は、燃焼室２に設置されると共に、燃焼室２内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナである。そして、アンモニア混焼バーナ４は、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に供給する炭素含有燃料供給流路４１と、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路４２と、を備える。

【0041】

第１実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ａについて、図２を用いて説明する。アンモニア混焼バーナ４ａにおける炭素含有燃料供給流路４１は、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ａである。また、アンモニア混焼バーナ４ａにおけるアンモニア供給流路４２は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第２噴射ノズル４２ａである。すなわち、第１実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ａは、第１噴射ノズル４１ａと、第２噴射ノズル４２ａとを備えている。

【0042】

第１噴射ノズル４１ａは、第２噴射ノズル４２ａを囲むように形成され、第２噴射ノズル４２ａと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。すなわち、第１噴射ノズル４１ａを外筒部、第２噴射ノズル４２ａを内筒部とした、第２噴射ノズル４２ａのノズル軸線Ｌを中心とした、二重筒形状であってもよい。また、第１噴射ノズル４１ａの噴射方向及び第２噴射ノズル４２ａの噴射方向がノズル軸線Ｌと同方向を向いていてもよい。

【0043】

一方、アンモニア混焼バーナ４ａは、燃焼室２内にスワラ４５ａを通して空気を供給する２次空気供給流路４３ａを備える。そして、２次空気供給流路４３ａは、第１噴射ノズル４１ａの噴出口の外側を囲うように配設されている。

【0044】

上述の空気供給部８は、２次空気供給流路４３ａに接続され、火炎に対して径方向外側から燃焼用の２次空気を供給する。燃焼室２内に２次空気供給流路４３ａを経由して供給される２次空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。

【0045】

スワラ４５ａは、２次空気供給流路４３ａの上流側に設けられている。また、スワラ４５ａは、放射状に設けられた複数の羽根と、複数の羽根を回動させるモータ等の駆動装置を有しておいる。スワラ４５ａの複数の羽根が回転することによって２次空気供給流路４３ａへと流れる２次空気の旋回力を微調節する。そして、２次空気の旋回力により、燃焼室２内において、燃料及び空気の内部循環流が形成される。内部循環流とは、図２の点線及び矢印で示すように、燃焼室２内を、外側からノズル軸線Ｌに向かう循環流を示す。

【0046】

アンモニア混焼バーナ４ａでは、第２噴射ノズル４２ａからアンモニア及び空気が噴射され、第１噴射ノズル４１ａから炭素含有燃料及び空気が噴射される。さらに、アンモニア混焼バーナ４ａでは、燃焼用の２次空気が供給されて燃焼することによって、図２に示すように、アンモニア混焼バーナ４ａの前方に対して火炎Ｆ１及びＦ２が形成される。

【0047】

火炎Ｆ１は、第１噴射ノズル４１ａから炭素含有燃料及び空気が噴射されることによって燃焼された、炭素含有燃料火炎である。上記のように、２次空気の旋回力によって発生する、燃焼室２内における内部循環流により、火炎Ｆ１は、ノズル軸線Ｌの径方向外側に向かって形成される。

【0048】

一方、火炎Ｆ２は、第２噴射ノズル４２ａからアンモニア及び空気が噴射されることによって燃焼された、アンモニア火炎である。火炎Ｆ２は、ノズル軸線Ｌに沿って直線方向に形成される。このように火炎Ｆ１及びＦ２が形成されると、火炎Ｆ１の外縁領域（ノズル軸線Ｌの径方向外側の領域）と、火炎Ｆ２の先端領域は、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域となる。

【0049】

アンモニア混焼バーナ４ａの第２噴射ノズル４２ａから、アンモニア及び空気が混合して燃焼室２内に供給されるが、アンモニアは、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域に噴射される。酸素が豊富な領域でアンモニアが燃焼すると、アンモニアに含まれる窒素が酸素と結びついてＮＯｘが生成されやすいが、酸素濃度低下領域にてアンモニアが燃焼されると、アンモニアに含まれる窒素同士が結びついて窒素ガス（Ｎ_２）となる。そのため、アンモニア混焼バーナ４ａによれば、ＮＯｘの増加を抑制することが可能となる。

【0050】

このように、第１実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ａは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ａと、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第２噴射ノズル４２ａとを備える。そのため、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が別々の空間で燃焼され、アンモニアおよび炭素含有燃料による燃焼が競合することはない。さらに、一部の空気をアンモニアと燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。

【0051】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るアンモニア混焼バーナについて説明する。図１で示した、アンモニア混焼システムが備えるボイラ１については、アンモニア混焼バーナ４以外は上記第１実施形態と共通しているので、その説明を省略する。その他、第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0052】

第２実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｂについて、図３を用いて説明する。アンモニア混焼バーナ４ｂにおける炭素含有燃料供給流路４１は、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｂである。また、アンモニア混焼バーナ４ｂにおけるアンモニア供給流路４２は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第２噴射ノズル４２ｂである。すなわち、第２実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｂは、第１噴射ノズル４１ｂと、第２噴射ノズル４２ｂとを備えている。

【0053】

第２噴射ノズル４２ｂは、第１噴射ノズル４１ｂを囲むように形成され、第１噴射ノズル４１ｂと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。すなわち、第２噴射ノズル４２ｂを外筒部、第１噴射ノズル４１ｂを内筒部とした、第１噴射ノズル４１ｂのノズル軸線Ｌを中心とした、二重筒形状であってもよい。また、第１噴射ノズル４１ｂの噴射方向及び第２噴射ノズル４２ｂの噴射方向がノズル軸線Ｌと同方向を向いていてもよい。

【0054】

一方、アンモニア混焼バーナ４ｂは、燃焼室２内にスワラ４５ｂを通して空気を供給する２次空気供給流路４３ｂを備える。そして、２次空気供給流路４３ｂは、第２噴射ノズル４２ｂの噴出口の外側を囲うように配設されている。

【0055】

上述の空気供給部８は、２次空気供給流路４３ｂに接続され、火炎に対して径方向外側から燃焼用の２次空気を供給する。燃焼室２内に２次空気供給流路４３ｂを経由して供給される２次空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。

【0056】

スワラ４５ｂは、第１実施形態のスワラ４５ａと同様の機能を持ち、２次空気供給流路４３ｂの上流側に設けられ、２次空気供給流路４３ｂへと流れる２次空気の旋回力を微調節する。アンモニア混焼バーナ４ｂでは、第１噴射ノズル４１ｂから炭素含有燃料及び空気が噴射され、第２噴射ノズル４２ｂからアンモニア及び空気が噴射される。さらに、アンモニア混焼バーナ４ｂでは、燃焼用の２次空気が供給されて燃焼することによって、図３に示すように、アンモニア混焼バーナ４ｂの前方に対して火炎Ｆ１及びＦ２が形成される。

【0057】

火炎Ｆ２は、第２噴射ノズル４２ｂからアンモニア及び空気が噴射されることによって燃焼された、アンモニア火炎である。２次空気の旋回力によって発生する、燃焼室２内における内部循環流（図３の点線及び矢印）により、火炎Ｆ２は、ノズル軸線Ｌの径方向外側に向かって形成される。一方、火炎Ｆ１は、第１噴射ノズル４１ｂから炭素含有燃料及び空気が噴射されることによって燃焼された、炭素含有燃料火炎であり、ノズル軸線Ｌに沿って直線方向に形成される。このように火炎Ｆ１及びＦ２が形成されると、火炎Ｆ２の外縁領域（ノズル軸線Ｌの径方向外側の領域）と、火炎Ｆ１の先端領域は、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域となる。

【0058】

アンモニア混焼バーナ４ｂの第２噴射ノズル４２ｂから、アンモニア及び空気が混合して燃焼室２内に供給されるが、アンモニアは、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域に噴射される。そのため、第１実施形態と同様に、アンモニア混焼バーナ４ｂによれば、窒素酸化物ＮＯｘの増加を抑制することが可能となる。

【0059】

このように、第２実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｂは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｂと、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第２噴射ノズル４２ｂとを備える。そのため、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が別々の空間で燃焼され、アンモニアおよび炭素含有燃料による燃焼が競合することはない。さらに、一部の空気をアンモニアと燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。

【0060】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るアンモニア混焼バーナについて説明する。図１で示した、アンモニア混焼システムが備えるボイラ１については、アンモニア混焼バーナ４以外は上記第１実施形態と共通しているので、その説明を省略する。その他、第３実施形態の説明において、上記の実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0061】

第３実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｃについて、図４を用いて説明する。アンモニア混焼バーナ４ｃにおける炭素含有燃料供給流路４１は、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｃである。また、アンモニア混焼バーナ４ｃにおけるアンモニア供給流路４２は、アンモニア及び２次空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路４２ｃである。すなわち、第３実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｃは、第１噴射ノズル４１ｃと、アンモニア供給流路４２ｃとを備えている。

【0062】

アンモニア混焼バーナ４ｃは、燃焼室２内に燃焼用の空気を噴射する空気噴射ノズル４６ｃを備える。上述の空気供給部８は、空気噴射ノズル４６ｃに接続されている。燃焼室２内に空気噴射ノズル４６ｃを経由して噴射される空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。空気噴射ノズル４６ｃは、第１噴射ノズル４１ｃを囲むように形成され、第１噴射ノズル４１ｃと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。すなわち、空気噴射ノズル４６ｃを外筒部、第１噴射ノズル４１ｃを内筒部とした、第１噴射ノズル４１ｃのノズル軸線Ｌを中心とした、二重筒形状であってもよい。また、第１噴射ノズル４１ｃの噴射方向及び空気噴射ノズル４６ｃの噴射方向がノズル軸線Ｌと同方向を向いていてもよい。

【0063】

一方、アンモニア混焼バーナ４ｃは、燃焼室２内にスワラ４５ｃを通してアンモニア及び２次空気を混合して供給するアンモニア供給流路４２ｃを備える。そして、アンモニア供給流路４２ｃは、空気噴射ノズル４６ｃの噴出口の外側を囲うように配設されている。

【0064】

上述の空気供給部８は、アンモニア供給流路４２ｃに接続され、火炎に対して径方向外側から燃焼用の２次空気を供給する。燃焼室２内にアンモニア供給流路４２ｃを経由して供給される２次空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。

【0065】

スワラ４５ｃは、第１実施形態のスワラ４５ａと同様の機能を持ち、アンモニア供給流路４２ｃの上流側に設けられ、アンモニア供給流路４２ｃへと流れる２次空気の旋回力を微調節する。アンモニア混焼バーナ４ｃでは、第１噴射ノズル４１ｃから炭素含有燃料及び空気が噴射され、燃焼用の空気が噴射される。さらに、アンモニア混焼バーナ４ｃでは、アンモニア供給流路４２ｃからアンモニア及び２次空気が供給されることによって、図４に示すように、アンモニア混焼バーナ４ｃの前方に対して火炎Ｆ１及びＦ２が形成される。

【0066】

火炎Ｆ２は、アンモニア供給流路４２ｃからアンモニア及び２次空気が供給されることによって燃焼された、アンモニア火炎である。２次空気の旋回力によって発生する、燃焼室２内における内部循環流（図４の点線及び矢印）により、火炎Ｆ２は、ノズル軸線Ｌの径方向外側に向かって形成される。一方、火炎Ｆ１は、第１噴射ノズル４１ｃから炭素含有燃料及び空気が噴射されることによって燃焼された、炭素含有燃料火炎であり、ノズル軸線Ｌに沿って直線方向に形成される。このように火炎Ｆ１及びＦ２が形成されると、火炎Ｆ２の外縁領域（ノズル軸線Ｌの径方向外側の領域）と、火炎Ｆ１の先端領域は、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域となる。

【0067】

アンモニア混焼バーナ４ｃのアンモニア供給流路４２ｃから、アンモニア及び２次空気が混合して燃焼室２内に供給されるが、アンモニアは、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域に噴射される。そのため、第１実施形態と同様に、アンモニア混焼バーナ４ｃによれば、ＮＯｘの増加を抑制することが可能となる。

【0068】

このように、第３実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｃは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｃと、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路４２ｃとを備える。そのため、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が別々の空間で燃焼され、アンモニアおよび炭素含有燃料による燃焼が競合することはない。さらに、一部の空気をアンモニアと燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。

【0069】

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係るアンモニア混焼バーナについて説明する。図１で示した、アンモニア混焼システムが備えるボイラ１については、アンモニア混焼バーナ４以外は上記第１実施形態と共通しているので、その説明を省略する。その他、第４実施形態の説明において、上記の実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0070】

第４実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｄについて、図５を用いて説明する。アンモニア混焼バーナ４ｄにおける炭素含有燃料供給流路４１は、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｄである。また、アンモニア混焼バーナ４ｄにおけるアンモニア供給流路４２は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路４２ｄである。すなわち、第４実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｄは、第１噴射ノズル４１ｄと、アンモニア供給流路４２ｄとを備えている。

【0071】

アンモニア混焼バーナ４ｄは、燃焼室２内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズル４７ｄを備える。上述の燃料アンモニア供給配管６ｂ１は、アンモニア噴射ノズル４７ｄに接続されている。第１噴射ノズル４１ｄは、アンモニア噴射ノズル４７ｄを囲むように形成され、アンモニア噴射ノズル４７ｄと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。すなわち、第１噴射ノズル４１ｄを外筒部、アンモニア噴射ノズル４７ｄを内筒部とした、アンモニア噴射ノズル４７ｄのノズル軸線Ｌを中心とした、二重筒形状であってもよい。また、第１噴射ノズル４１ｄの噴射方向及びアンモニア噴射ノズル４７ｄの噴射方向がノズル軸線Ｌと同方向を向いていてもよい。

【0072】

一方、アンモニア混焼バーナ４ｄは、燃焼室２内にスワラ４５ｄを通してアンモニア及び２次空気を混合して供給するアンモニア供給流路４２ｄを備える。そして、アンモニア供給流路４２ｄは、第１噴射ノズル４１ｄの噴出口の外側を囲うように配設されている。

【0073】

上述の空気供給部８は、アンモニア供給流路４２ｄに接続され、火炎に対して径方向外側から燃焼用の２次空気を供給する。燃焼室２内にアンモニア供給流路４２ｄを経由して供給される２次空気は、空気供給部８の上流に設けられた加熱装置（不図示）によって加熱されており、常温よりも高い温度となっている。

【0074】

スワラ４５ｄは、第１実施形態のスワラ４５ａと同様の機能を持ち、アンモニア供給流路４２ｄの上流側に設けられ、アンモニア供給流路４２ｄへと流れる２次空気の旋回力を微調節する。

【0075】

さらに、アンモニア混焼バーナ４ｄは、アンモニア供給流路４２ｄを囲うように配設される３次空気供給流路４４ｄを備えている。３次空気供給流路４４ｄは、火炎に対して径方向外側から燃焼用の３次空気を供給する。そして、アンモニア供給流路４２ｄ及び３次空気供給流路４４ｄの上流側には、スワラ４５ｅを備える。スワラ４５ｅは、アンモニア供給流路４２ｄへと流れる２次空気、及び３次空気供給流路４４ｄへと流れる３次空気の旋回力を微調節する。

【0076】

アンモニア混焼バーナ４ｄでは、アンモニア噴射ノズル４７ｄからアンモニアが噴射され、第１噴射ノズル４１ｄから炭素含有燃料及び空気が噴射される。さらに、アンモニア混焼バーナ４ｄでは、アンモニア供給流路４２ｄからアンモニア及び２次空気が供給され、燃焼用の３次空気が供給されることによって、図５に示すように、アンモニア混焼バーナ４ｄの前方に対して火炎Ｆ１及びＦ２が形成される。

【0077】

火炎Ｆ２は、アンモニア噴射ノズル４７ｄからアンモニアが噴射される、又はアンモニア供給流路４２ｄからアンモニア及び２次空気が噴射されることによって燃焼された、アンモニア火炎である。アンモニア噴射ノズル４７ｄからアンモニアが噴射されて燃焼された火炎Ｆ２は、ノズル軸線Ｌに沿って直線方向に形成される。一方、アンモニア供給流路４２ｄからの噴射によって燃焼された火炎Ｆ２は、２次空気及び３次空気の旋回力によって発生する、燃焼室２内における内部循環流（図５の点線及び矢印）により、ノズル軸線Ｌの径方向外側に向かって形成される。

【0078】

一方、火炎Ｆ１は、第１噴射ノズル４１ｄから炭素含有燃料及び空気が噴射されることによって燃焼された、炭素含有燃料火炎である。火炎Ｆ１は、燃焼室２内における内部循環流により、ノズル軸線Ｌの径方向外側に向かって、火炎Ｆ２の間に挟まれるような位置に形成される。

【0079】

このように火炎Ｆ１及びＦ２が形成されると、火炎Ｆ２の外縁領域（ノズル軸線Ｌの径方向外側の領域）と、火炎Ｆ１及び火炎Ｆ２の先端領域は、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域となる。

【0080】

アンモニア混焼バーナ４ｄのアンモニア噴射ノズル４７ｄ及びアンモニア供給流路４２ｄから、アンモニアが燃焼室２内に供給されるが、アンモニアは、酸素濃度が低い酸素濃度低下領域に噴射される。そのため、第１実施形態と同様に、アンモニア混焼バーナ４ｄによれば、ＮＯｘの増加を抑制することが可能となる。

【0081】

このように、第４実施形態に係るアンモニア混焼バーナ４ｄは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室２内に噴射する第１噴射ノズル４１ｄと、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路４２ｄとを備える。そのため、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が別々の空間で燃焼され、アンモニアおよび炭素含有燃料による燃焼が競合することはない。さらに、一部の空気をアンモニアと燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。

【0082】

上記のように、アンモニア混焼バーナは、燃焼室に設置されると共に、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させる。そして、アンモニア混焼バーナは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路又は第１噴射ノズルと、アンモニア及び空気を混合して燃焼室２内に供給するアンモニア供給流路又は第２噴射ノズルと、を備える。そのため、混焼の際、アンモニアと炭素含有燃料が別々の空間で燃焼され、アンモニアおよび炭素含有燃料による燃焼が競合することはない。さらに、一部の空気をアンモニアと燃焼前に予混合して、最適な条件を調整し燃焼させることで、それぞれの燃焼に最適な量の酸素が供給され、ＮＯ_Ｘ排出量及び灰中未燃分の増加を抑えることが可能である。

【0083】

アンモニア混焼システムは、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有している。このようなアンモニア混焼システムの製造方法としては、必ずしも各設備を新しく建設する必要はなく、微粉炭バーナのような既存設備を改造することで製造コストを削減することができる。例えば、既存の微粉炭バーナに、燃焼室内に２次空気を供給する２次空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路を設置することが可能である。また、既存の微粉炭バーナの、燃料室内に燃料又は空気を噴射する噴射ノズルを、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第２噴射ノズルに置換することも可能である。

【0084】

［アンモニア混焼システムの製造方法１］
製造方法としては、例えば、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルを備えたバーナを改造する。具体的には、燃焼室内に空気を供給する２次空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、２次空気供給流路にアンモニアを供給する。そして、２次空気流路は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路に置換されることになる。このようにして、アンモニア混焼バーナに、アンモニア供給流路を設置する。さらに、アンモニア供給流路にスワラを設置する。改造されたアンモニア混焼バーナは、第１噴射ノズルと、アンモニア供給流路と、を備えることになる。なお、空気噴射ノズルが、第１噴射ノズルを囲むように形成され、第１噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。このようにして、上記第３実施形態（図４）に係るアンモニア混焼バーナ４ｃを製造することができる。

【0085】

空気供給流路は複数の空気供給流路に区画され、複数の空気供給流路の少なくとも一部に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路を設置してもよい。例えば、燃焼室内に空気を供給する２次空気供給流路を、２次空気供給流路及び３次空気供給流路に区画したうえで、２次空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、２次空気供給流路にアンモニアを供給する。このようにして、２次空気供給流路は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路に置換される。一方、３次空気供給流路は３次空気を燃焼室内に供給する。さらに、アンモニア供給流路及び３次空気供給流路の上流側にスワラを設置することにより、上記第４実施形態（図５）のアンモニア供給流路４２ｄ及び３次空気供給流路４４ｄと同様に、アンモニア供給流路及び３次空気供給流路を設置することができる。

【0086】

［アンモニア混焼システムの製造方法２］
製造方法としては、例えば、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルが、燃焼室内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズルを囲むように形成され、アンモニア噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であるバーナを改造する。具体的には、燃焼室内に空気を供給する２次空気供給流路に連結経路を接続することによって改造して、２次空気供給流路にアンモニアを供給する。そして、２次空気供給流路は、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路に置換されることになる。このようにして、アンモニア混焼バーナに、アンモニア供給流路を設置する。さらに、アンモニア供給流路にスワラを設置する。改造されたアンモニア混焼バーナは、第１噴射ノズルと、アンモニア供給流路と、を備えることになる。

【0087】

空気供給流路は複数の空気供給流路に区画され、複数の空気供給流路の少なくとも一部に連結経路を接続することによって改造して、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路を設置してもよい。例えば、２次空気供給流路はアンモニア供給流路に置換される一方で、３次空気供給流路は３次空気を燃焼室内に供給する。さらに、アンモニア供給流路及び３次空気供給流路の上流側にスワラを設置することにより、上記第４実施形態（図５）に係るアンモニア混焼バーナ４ｄを製造することができる。

【0088】

［アンモニア混焼システムの製造方法３］
製造方法としては、例えば、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルが、燃焼室内にアンモニアを噴射するアンモニア噴射ノズルを囲むように形成され、アンモニア噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であるバーナを改造する。具体的には、アンモニア噴射ノズルに連結経路を接続することによって改造して、アンモニア供給流路に空気を供給する。そして、アンモニア噴射ノズルは、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給する第２噴射ノズルに置換されることになる。このようにして、アンモニア混焼バーナに、第２噴射ノズルを設置する。改造されたアンモニア混焼バーナは、第１噴射ノズルと、第２噴射ノズルと、を備えることになる。

【0089】

第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていてもよい。また、２次空気供給流路にスワラを設置して、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する２次空気供給流路を設置してもよい。このことにより、上記第１実施形態（図２）に係るアンモニア混焼バーナ４ａを製造することができる。

【0090】

［アンモニア混焼システムの製造方法４］
製造方法としては、例えば、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第１噴射ノズルを備えたバーナを改造する。具体的には、第１噴射ノズルの外側に、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に噴射する第２噴射ノズルを設置することによって改造する。改造されたアンモニア混焼バーナは、第１噴射ノズルと、第２噴射ノズルと、を備えることになる。

【0091】

第２噴射ノズルは、第１噴射ノズルを囲むように形成され、第１噴射ノズルと同心円状に設けられた二重筒形状であってもよい。また、第１噴射ノズルの噴射方向及び第２噴射ノズルの噴射方向がノズル軸線と同方向を向いていてもよい。２次空気供給流路にスワラを設置して、燃焼室内にスワラを通して空気を供給する２次空気供給流路を設置してもよい。このことにより、上記第２実施形態（図３）に係るアンモニア混焼バーナ４ｂを製造することができる。

【0092】

以上説明した通り、本実施形態に係るアンモニア混焼バーナは、燃焼室に設置されると共に、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させる。そして、アンモニア混焼バーナは、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室内に供給する炭素含有燃料供給流路と、アンモニア及び空気を混合して燃焼室内に供給するアンモニア供給流路と、を備える。また、アンモニア混焼システムは、燃焼室と、燃焼室内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナと、を有している。そのため、アンモニア混焼システムの製造方法としては、微粉炭バーナのような既存設備を改造することで製造コストを削減することができる。

【0093】

いくつかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正または変形をすることが可能である。上記実施形態のすべての構成要素、及び請求の範囲に記載されたすべての特徴は、それらが互いに矛盾しない限り、個々に抜き出して組み合わせてもよい。

【0094】

本開示は、例えば、国際連合が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７『すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する』及び目標１３『気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる』に貢献することができる。

【0095】

特願２０２３－１３２２３９号（出願日：２０２３年８月１５日）の全内容は、ここに援用される。

【符号の説明】

【0096】

１ ボイラ
２ 燃焼室
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ アンモニア混焼バーナ
４１ 炭素含有燃料供給流路
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ 第１噴射ノズル（炭素含有燃料供給流路）
４２，４２ｃ，４２ｄ アンモニア供給流路
４２ａ，４２ｂ 第２噴射ノズル（アンモニア供給流路）
４３ａ，４３ｂ ２次空気供給流路（空気供給流路）
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ，４５ｅ スワラ

【要約】

アンモニア混焼バーナ（４）は、燃焼室（２）に設置されると共に、燃焼室（２）内にアンモニア及び炭素含有燃料を供給して燃焼させるアンモニア混焼バーナ（４）であって、炭素含有燃料及び空気を混合して燃焼室（２）内に供給する炭素含有燃料供給流路（４１）と、アンモニア及び空気を混合して燃焼室（２）内に供給するアンモニア供給流路（４２）と、を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】