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アンモニアの燃焼技術と窒素酸化物 (Nox) 低減、抑制法

アンモニアの燃焼技術と窒素酸化物 (Nox) 低減、抑制法

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概要

本セミナーでは、水素キャリアとして有望視されている有機ハイドライドを取り上げ、有機ハイドライドの基礎や社会状況に加えて、貯蔵・運搬・生成に必要な基盤技術について解説いたします。
また、基幹技術である脱水素プロセスに関して、触媒に求められる性能や高性能化の方法論について分かりやすく解説するとともに、多元素合金触媒などの最先端の技術・材料についても紹介いたします。

開催日

  • 2022年9月26日(月) 10時00分 ～ 17時15分

受講対象者

  • 触媒・プロセス開発関連の研究者・技術者
  • 石油化学工業・水素エネルギー関連化学に携わる研究者・技術者
  • 脱炭素に係わるエンジニア

修得知識

  • ジメチルエーテル (DME) の基礎
  • DMEの製造法、DMEからの水素製造
  • DME、水素、二酸化炭素を媒体とした脱炭素社会
  • 有機ハイドライドに関する基礎知識と関連技術
  • 触媒の基礎知識と高性能化に必要な設計指針
  • 最先端技術である多元素合金触媒に関する知識
  • 脱炭素の可能性検討
  • 脱炭素のコスト
  • 水素を低い圧力で大量に輸送貯蔵できる水素貯蔵材料
  • 水素貯蔵材料の応用技術やサプライチェーンへの利活用

プログラム

第1部 脱炭素燃料としてのアンモニアの位置付けと直接・混焼技術

(2022年9月26日 10:00〜11:30)

　ブルーアンモニアやグリーンアンモニアを燃料として脱炭素発電システムを構成するための基礎知識および最新動向をわかりやすく解説します。アンモニアの化学的物性、燃焼の基礎、アンモニアの燃焼法と燃焼装置について概説した後、アンモニアを燃料とする脱炭素発電システムの構想を発電コストと関連付けて提案します。また、アンモニア燃焼で課題となるNOxやN2Oの発生メカニズムやその抑制法について解説します。

  1. 燃料アンモニアの動向と基礎知識
    1. 燃料アンモニア利用に関する政策動向
    2. 燃料としての物性と特長
    3. アンモニア製造プロセスの概要
    4. ブルーアンモニアとグリーンアンモニア
    5. ブルーアンモニアとグリーンアンモニアのコスト
  2. アンモニアの燃焼技術
    1. 燃焼の基礎
    2. アンモニアの燃焼装置
    3. アンモニアの燃焼技術
      1. 酸素富化燃焼 (直接燃焼)
      2. 水素との混焼
      3. 天然ガス (メタン) との混焼
    4. アンモニア/水素混合ガスの製造法
      1. アンモニア分解触媒
      2. アンモニア利用脱炭素発電システムの構成例
  3. NOxとN2Oの発生と抑制技術
    1. NOx/N2O生成・還元メカニズム
    2. アンモニア燃焼によるNOx/N2O発生
    3. NOx/N2O発生の抑制法
  4. 今後の展望 (まとめ)
    • 質疑応答

第2部 水素・アンモニア発電の技術開発の現況について

(2022年9月26日 12:15〜13:45)

　発電分野でのカーボンニュートラル実現における水素・アンモニア発電の重要性、水素・アンモニア発電の技術開発の現況と導入に向けた課題を概観し、水素・アンモニア発電の社会実装に向けた見通しについて考察する。具体的には、石炭火力へのアンモニア混焼技術の開発状況、ガスタービンや燃料電池への水素・アンモニア利用に向けた取り組みを紹介するとともに、その技術課題について説明する。あわせて、国の政策動向、水素・アンモニア燃料のサプライチェーン構築に向けた国内外のプレーヤーの動き、既設火力発電所への水素・アンモニア燃料導入に係わる課題を整理する。

  1. 水素・アンモニア発電の重要性
  2. 水素・アンモニア燃料のサプライチェーン構築に向けて
  3. 水素・アンモニア燃料導入に向けた政府の政策動向
  4. 国内外のプレーヤーの動き
  5. 発電所への水素・アンモニア燃料導入に係わる課題
  6. 石炭火力へのアンモニア混焼とNOx対策
  7. 水素・アンモニア燃料によるCO2フリー発電技術の開発状況
  8. 水素・アンモニア発電の社会実装に向けた課題と方策
    • 質疑応答

第3部 CO2フリー燃焼に向けたアンモニアバーナーの最適化設計

- 高負荷燃焼とNOx低減の同時機能の発現 –

(2022年9月26日 14:00〜15:30)

　脱炭素社会の実現に向けて、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。しかしながら、アンモニアの層流燃焼速度は 6.0cm/s 以下であり、従来の炭化水素燃料 (石油系燃料) と比較すると低く、安定燃焼が困難である。かつ、強制的に燃焼させると大量の窒素酸化物 (NOx) を生成する。
　そこで本セミナーでは、この難燃性の NH3 を安定に高負荷燃焼させ、かつ NOx を同時低減できるバーナーを実験および数値計算から設計していく。特に数値計算においては、NH3/H2 燃料を扱う場合のスキーム選択や ThermalNOx と Fuel NOx を分離した上でのバーナーにおける生成/消滅機構、およびNOx還元域のアクティブ設定について解説する。

  1. 研究背景
  2. 火炎構造の計測方法 (実験)
  3. 高負荷燃焼 (乱流燃焼) の実現化
  4. アンモニア同軸バーナーの火炎構造の結果 (実験)
  5. 火炎長に及ぼす高速空気流 の影響
  6. NOx値 (実験)
  7. 数値解析 (富岳)
  8. 支配方程式と境界条件の設定
  9. 計算モデルとアルゴリズムの設定
  10. 計算空間と格子 (メッシュ) の設定
  11. 解析結果
  12. シミュレーション精度 (信頼性)
  13. 低燃焼性を示すNH3の燃焼メカニズム
  14. 最適な反応スキームの選択および燃焼速度 (NH3/H2) に及ぼすスキームの影響
  15. NOx値 (精度の検証)
  16. N系の主要反応パス (NOxの生成・消滅機構)
  17. Thermal NOxとFuel NOxの分離
  18. まとめ (高負荷燃焼とNOx低減の同時機能の発現)
    • 質疑応答

第4部 既設微粉炭火力におけるアンモニア混焼時の低NOx対策

(2022年9月26日 15:45〜17:15)

　カーボンを含まないアンモニアの火力発電での燃料利用は、CO2排出量を直接削減できる有望な手段として期待されている。その一方で、石炭中に含まれる1~2%の窒素分に起因して発生するNOxの低減には、メーカ各社が長年苦労して取り組んできた経緯もあり、窒素分を含むアンモニアの混焼によるNOxの増加は最大の懸念事項であった。当所では、戦略的イノベーション創造プログラム (SIP) およびNEDO事業での研究により、既設微粉炭火力へのアンモニア混焼率20%を目標とした低NOx燃焼技術の開発に取り組んできた。
　本講演では、既設微粉炭火力に適用可能なアンモニア混焼時の低NOx燃焼技術について紹介する。

  1. 背景
  2. 電力中央研究所でのこれまでの取り組み状況
  3. アンモニアの燃料としての主な特徴
  4. 既設微粉炭火力発電所での利用方法と主な課題
  5. アンモニア混焼時の懸念事項
  6. 電力中央研究所保有の燃焼試験設備
  7. 燃焼場へのアンモニア供給方法
  8. アンモニア注入条件の違いがNOx濃度に及ぼす影響
  9. アンモニア混焼時のNOx濃度に及ぼす石炭種の影響
  10. アンモニア注入バーナ段の違いがNOx濃度に及ぼす影響
  11. アンモニア注入ノズルの改良による低NOx効果
  12. 燃焼用空気条件の適正化による低NOx効果
  13. アンモニア混焼に関する現行プロジェクトの概要
  14. 今後の展望
  15. まとめ
    • 質疑応答
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講師

  • 神原 信志 氏
    岐阜大学 工学部 化学・生命工学科 物質化学コース
    教授, 副学長
  • 野口 嘉一 氏
  • 奥村 幸彦 氏
    香川大学 創造工学部
    教授
  • 木本 政義 氏
    電力中央研究所 エネルギートランスフォーメーション研究本部 プラントシステム研究部門
    上席研究員
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主催

株式会社 技術情報協会
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お問い合わせ

本セミナーに関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 60,000円 (税別) / 66,000円 (税込)
複数名
: 55,000円 (税別) / 60,500円 (税込)

複数名同時受講割引について

  • 2名様以上でお申込みの場合、1名あたり 55,000円(税別) / 60,500円(税込) で受講いただけます。
    • 1名様でお申し込みの場合 : 1名で 60,000円(税別) / 66,000円(税込)
    • 2名様でお申し込みの場合 : 2名で 110,000円(税別) / 121,000円(税込)
    • 3名様でお申し込みの場合 : 3名で 165,000円(税別) / 181,500円(税込)
  • 同一法人内による複数名同時申込みのみ適用いたします。
  • 受講券、請求書は、代表者にご郵送いたします。
  • 他の割引は併用できません。

アカデミック割引

  • 1名様あたり 30,000円(税別) / 33,000円(税込)

日本国内に所在しており、以下に該当する方は、アカデミック割引が適用いただけます。

  • 学校教育法にて規定された国、地方公共団体、および学校法人格を有する大学、大学院、短期大学、附属病院、高等専門学校および各種学校の教員、生徒
  • 病院などの医療機関・医療関連機関に勤務する医療従事者
  • 文部科学省、経済産業省が設置した独立行政法人に勤務する研究者。理化学研究所、産業技術総合研究所など
  • 公設試験研究機関。地方公共団体に置かれる試験所、研究センター、技術センターなどの機関で、試験研究および企業支援に関する業務に従事する方
  • 支払名義が企業の場合は対象外とさせていただきます。
  • 企業に属し、大学、公的機関に派遣または出向されている方は対象外とさせていただきます。

ライブ配信セミナーについて

  • 本セミナーは「Zoom」を使ったライブ配信セミナーとなります。
  • お申し込み前に、 視聴環境 と テストミーティングへの参加手順 をご確認いただき、 テストミーティング にて動作確認をお願いいたします。
  • 開催日前に、接続先URL、ミーティングID​、パスワードを別途ご連絡いたします。
  • セミナー開催日時に、視聴サイトにログインしていただき、ご視聴ください。
  • ご自宅への書類送付を希望の方は、通信欄にご住所・宛先などをご記入ください。
  • タブレットやスマートフォンでも受講可能ですが、機能が制限される場合があります。
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