JPH06507957A - 炭化水素燃料を燃焼する方法とシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素燃料を燃焼する方法とシステム技術分野 本発明は、汚染物質の排出、特にＮＯｘ排出の少ない炭化水素燃料を燃焼する方 法とシステムに関する。

従来技術 炭化水素燃料を燃焼することによって発生する排ガスが大気汚染の一因であるこ とは長く周知であった。排ガスは、典型的に酸化窒素（Ｎｏ）と二酸化窒素（Ｎ ｏ□）などの汚染物質を含み、これらは、高開度で結合してＮＯ！　（窒素酸化 物）、不燃炭化水素（ＵＨＣ）、−酸化炭素（ＣＯ）、また微粒子（主に炭素煤 ）となる。二酸化窒素は、地表スモッグや酸性雨を形成し、また成層圏オゾンを 枯渇させるので特に懸念される。Ｎ　Ｏｘは、いくつかの機構により形成される 。大気中の酸素と窒素との高温反応は、特に断熱火炎温度が華氏２８００度を越 えると、熱またはゼルドビッチ機構によりＮＯ工を形成する（“熱ＮＯＸ”）。

大気中の窒素と炭化水素燃料のフラグメント（ＣＨ，）との反応は、特に燃料が 過剰な状態では即発機構によりＮＯ，を形成する（“即発ＮＯｘ”）。窒素を含 有する燃料より放出された窒素と大気中の酸素との反応は、特に燃料の稀薄な状 態では燃料結合機構によりＮＯ工を形成する（“燃料結合Ｎ　Ｏｘ”）。典型的 な燃焼器におい′Ｃは、大気中の酸素及び窒素は燃料に混合された燃焼用の空気 中から容易に得られる。

大気汚染を抑制する必要が認識されている一方で、過去千年間に開発されてきた ものより高度な燃焼制御機構は、経済的活動を維持するため、燃焼効率を最大化 する目的で設計され、汚染物質の排出に対する配慮は二次的であった。例えば、 ｃｏ及びＵＨＣの発生は好ましくないとされてきたが、これは、これらが汚染物 質であるからという理由よりは、これらにより燃焼効率が低下するという理由か らである。燃焼効率や火炎の安定性を最大限にするため、燃料は度々拡散炎にお いて、化学量論的な、すなわち１．０を少し下回る当量比に可能な限り近い燃空 比にて燃焼される。当量比とは、実際の燃空比の化学量論的比率に対する比率で ある。１．０より大きな当量比は燃料の過剰な状態を示し、１．０より少ない当 量比は燃料の稀薄な状態を示す。燃料を１．０を少し下回る当量比にて燃焼する と、はぼ完全な燃焼が実現され、ＣＯ及びＵＨＣの発生を最少限にすると同時に 高温の火炎を生成して使用可能なエネルギーを最大にする。このような動作中に 発生する温度は、相当量のＮＯ，を生成するのに十分高い。故に、経済的関心に より生じる良好な熱効率を達成するという目標は、環境に対する関心から生じ、 また益々厳重になる環境規則により要求されるＮＯ，排出を最少限にとどめると いう目標は、互いに反目しているかのようである。

Ｎ　Ｏｘを減少させる非常に単純な方法が数種あるが、いずれも完全に満足のい くものではない。例えば、低窒素または窒素を含まない燃料を燃焼することによ り燃料結合Ｎ　Ｏｘの形成を最少限にとどめるか、または十分に防止することが できる。しかしながら、低窒素燃料の燃焼は熱ＮＯｘまたは即発Ｎ　Ｏｘの形成 の減少には役立たない。熱Ｎ　Ｏｘは、燃料が不均一に稀薄な状態において動作 することにより、すなわち、稀薄な拡散炎、または稀薄な予混合／予蒸発（Ｌ　 Ｐ　Ｐ）システムを使用することにより低減させることができる。

稀薄燃料の燃焼を実現するための余剰な空気は、火炎温度を低下させる希釈剤と して作用するので、形成された熱Ｎ　Ｏｘの量を低減させる。また余剰空気は、 大気中の窒素と反応するＣ　Ｈ＋の濃度を低下させるので、即発ＮＯＸの形成は 稀薄燃料の状態での動作により低減させることができる。しかしながら、熱Ｎ　 Ｏｘ及び即発ＮＯｘの形成が稀薄燃料の燃焼により低減される範囲は、非常に稀 薄な状態において起こる火炎の不安定性に規定されることがある。

従って、汚染物質、特にＮＯＸの排出を最低限に抑えると同時に炭化水素燃料を 効率的に燃焼する方法とシステムが当該技術において必要とされる。

発明の開示 本発明は、汚染物質、特にＮ　Ｏｘの排出を最低限に抑え、同時に炭化水素燃料 を効率的に燃焼する方法とシステムに関する。

本発明の一つの態様は、炭化水素燃料を燃焼する方法を有する。

燃料は、第一空気流と混合することにより１より大きい当量比を有する燃料と空 気の混合物を形成し、この混合物を触媒の酸化工程中の酸化触媒と接触させ部分 的に酸化させる。これにより、反応熱と、水素及び二酸化炭素を有する部分酸化 生成物流を発生する。部分酸化生成物流は第二空気流と混合し、主燃焼器におい て相当な量の熱Ｎ　Ｏｘが形成されない状態で完全燃焼され、従って、発生した 流出ガス中の熱Ｎ　Ｏｘ及び即発Ｎ　Ｏｘ量が減少する。

本発明のもう一つの態様は、炭化水素燃料を燃焼するシステムを有し、燃料と第 一空気流を混合して１より大きい当量比を有する燃料と空気の混合物を形成する 手段と、燃料を部分酸化して反応熱と、水素及び二酸化窒素を含有する部分酸化 生成物流を発生させることのできる酸化触媒を有する触媒の酸化工程と、部分酸 化生成物流と第二空気流とを混合する手段と、部分酸化生成物流を完全燃焼して 流出ガス流を発生させることのできる主燃焼器とを共に有する。

前述の、また他の本発明の特徴及び有利性は、次に述べる記述及び添付の図面に より更に明白にされる。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の基本的燃焼システムを示す図である。

第２図は、ガスタービンエンジンと連結して使用される本発明の燃焼システムを 示す図である。

第３図は、断熱火炎温度と第２図に示される燃焼システムからのＮ　Ｏｘ排出と 従来技術の燃焼システムを主燃焼器の一次ゾーンにおける当量比の関数として表 した図である。

本発明の好適な実施例 本発明は、触媒手段による部分酸化、熱処理、Ｎ　Ｏｘ及び他の汚染物質を抑制 するための火炎の安定性の強化の３つの方法を組み合わせて用い、住居用暖房設 備、工業用加工ヒータ、工業用ガスタービン、航空機ガスタービン、高速民間輸 送及び国家航空宇宙機計画などの目的に使用する、より高度な航空機エンジンな ど幅広い燃焼装置において炭化水素燃料を良好な熱効率で燃焼する。

本発明のこれらの態様は、本発明の基本的実施例を図示した第１図を参照するこ とにより更に深く理解されるものである。

第１図に示されるような流れを有する酸素で、好適な温度及び圧力下でも良い空 気流２は、第一空気流４、第二空気流６の２つのより小さな流れに分離される。

第一空気流４は燃料流８と、いかなる好適な温度及び圧力下で混合し、１より大 きな当量比を有する空気と燃料の混合物１０を形成する。当量比は２より大きく することもできるが、２．５から８の間が好ましい。当量比が約３から約５の間 が最も好ましい。燃料は、炭化水素ＣＩから０２゜、炭化水素Ｃ１からＣ２゜の 酸素化合物、及びこれらの混合物を含有するものでも良い。好適なガス状燃料は 、天然ガスやプロパンを含有するものである。また好適な液状燃料は、ケロシン 、Ｎｏｌ加熱オイル、Ｎｏ２加熱オイル及びＪｅｔＡ、ＪｅｔＢＳＪＰ−４、Ｊ Ｐ−５、ＪＰ−７、ＪＰ−８などの従来の航空機タービン燃料を含有するもので ある。燃料が液状の場合、空気と混合する前に、または空気と混合している間、 蒸発または噴霧させる必要がある。周知の従来の方法を用いて燃料を蒸発または 噴霧させることが必要である。

燃料と空気の混合物１０は触媒の酸化工程へ流入し、酸化触媒１１に接触して部 分酸化され、熱反応及びＨ！、二酸化炭素、主にＣＯを含んだ部分酸化生成物流 １２及び未反応炭化水素燃料を発生する。この場合の触媒酸化は、無炎の急速な 酸化、または熱による燃焼を保持するために必要な温度を下回る、すなわち有炎 の従来の燃焼に必要な温度を下回る温度、また相当量の熱ＮＯｘを形成する温度 を下回る温度における酸化熱分解を意味する。部分酸化は燃料をＣＯ□及びＨ， Ｏに完全に変換し、燃料に蓄えられている化学的エネルギーを十分に作用させる には不十分な酸素しか得られないということを意味する。触媒手段によって燃料 をＣＯ及びＨ８また他の二酸化炭素に部分酸化させることにより、下流の熱燃焼 器の火炎前面内のＣＨ＋フラグメントを形成する炭化水素燃料の量を低減する。

従って、下流の熱燃焼において形成される即発Ｎ　Ｏｘの量を低減する。実際に 形成されるＨ２、ＣＯ及び未反応の炭化水素燃料は、触媒の酸化工程における温 度（華氏約３００度から１８００度）に依存する。これより高温下では平衡な生 成物の組成が変化するため、より低温下に比べ比較的より多くの燃料がＨ２及び ＣＯへ変換される。酸化触媒は燃料を部分酸化することのできるいかなる触媒で も良い。好適な触媒はプラチナ、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、パラジウ ムなどのプラチナ系金属、またこれらの混合物である酸化クロム、酸化コバルト 及びアルミナなどである。また触媒は、触媒の酸化工程において広がる状態下で 部分酸化を開始できるものが好ましい。すなわち、外部の熱源からの付加的な加 熱を必要としないものであることが望ましい。しかしながら、場合によっては、 二次的に働く流体、抵抗性の加熱、または触媒の一時的な上流熱燃焼を用いて触 媒を予め加熱することもできる。触媒は、アルミナまたは同様の基質上に支持で きる。更にグラニユール、エクストル−デート（ｅｘｔ　ｒｕｄａｔｅｓ）　、 または金属熱交換器の表面、金属箔、金属ハニカム、セラミックハニカム上のコ ーティングなどのいかなる従来の形態上に支持することができる。好ましい触媒 は、プラチナ系金属、特にアルミナ支持体上に配置されたプラチナ・ロジウムが 好ましい。複数の触媒は、段を有する触媒床に組み込むこともできる。触媒の酸 化工程は、従来の触媒反応装置の設計技術に従って設計することができる。

部分酸化が起こると同時に、反応熱の一部が熱移動流１４により触媒の酸化工程 から抽出され、温度と部分酸化生成物流１２の組成を制御する。この動作は熱処 理と称される。触媒の酸化工程から少量の熱を抽出する、または熱を全く抽出し ないことによって比較的多量のＨ！及び比較的少量の未反応の炭化水素燃料を含 む比較的高温の部分酸化生成物流がつくられる。この結果、下流燃焼における即 発Ｎ　Ｏｘ比較的にはほとんど形成されない。比較的多量の熱を触媒の酸化工程 より抽出する都合、比較的少量のＨ！及び比較的多量の未反応の炭化水素燃料を 含む比較的低温の部分酸化生成物流がつくられる。多量の未反応の炭化水素燃料 から生ずる即発ＮＯｘの増加は、少なくとも下流の熱燃焼器において形成される 熱ＮＯＸの減少により部分的にオフセットされる。また、より低温の部分酸化生 成物流は、下流の熱燃焼器において、より低温の断熱火炎温度を生ずる。熱処理 を用いて温度と部分酸化生成物流の組成を制御することにより、燃焼システム内 に形成されるＮ　Ｏｘの総量を制御して特定の動作状況に適応させることができ る。熱処理を用いることにより、触媒の酸化工程内に発生する反応熱を最大５０ パーセントまで抽出することができる。約２０パーセントの反応熱を抽出するこ とが好ましく、３パーセントから２０パーセントまでの反応熱を抽出することが 最も好ましい。必要であれば、触媒の酸化工程の下流において熱を抽出すること もできる。この場合、部分酸化生成物流１２の温度のみが制御可能となる。反応 熱の一部を抽出するために熱交換器を用いることもできる。熱交換器は、従来の 熱交換器の設計技術に従って設計することもでき、触媒の酸化工程と一体となっ た一部分であっても別個の設備であっても良い。熱移動流１４は、初期において は、触媒の酸化工程また部分酸化生成物流より熱が抽出されることができればい かなる温度であっても良いが、熱処理後のこの温度は抽出された熱の量に依存す る。熱移動流１４は、空気、水、または他の媒体でも良く、熱処理後は、当業者 が加熱されたこのような流れを有用と考えるいかなる方面においても使用するこ とができる。熱移動流１４を効果的に用いることにより、本発明の熱効率は従来 の燃焼システムと少なくとも同様である。

触媒酸化及び熱処理後は、冷却された部分酸化生成物流１２は、第二空気流６と 主燃焼器において混合され、熱燃焼反応により完全に燃焼され、その際、流出ガ ス１６を発生する。冷却された部分酸化生成物流は、拡散炎における燃焼に先立 って第二空気流と混合される。熱Ｎ　Ｏｘの形成を最少限にとどめるため、主燃 焼器における断熱火炎温度は華氏約２８００度よりも低いことが好ましい。断熱 火炎温度及び火炎の安定性の主燃焼器における特性は部分酸化生成物流の温度と 組成及び燃焼器内の当量比に左右される。Ｈ８は、元来の燃料に比べ軽量で反応 しやすく、第二空気流とより良好に混合するため、通常、部分酸化生成物流中の Ｈ！は、火炎の安定性を強化する。部分酸化生成物流がより多量のＨ２を含有し 、より高温でより良好な混合を生ずるため、火炎の安定性は、触媒の酸化工程か ら抽出される熱がごく少量か、または熱を全く抽出さない場合、特に強化される 。更に安定性の高い火炎は、主燃焼器がより低い当量比にて動作され、更に低温 の断熱火炎温度を生じさせ、熱Ｎ　Ｏｘの形成を更に減少させる。いずれの場合 にしても、主燃焼器は、全体の当量比が１．０より低い状態で動作させて、完全 な燃焼を確認する必要がある。主燃焼器は、従来の燃焼器あるいはより高度な燃 焼器も含め、部分酸化生成物流を燃焼するのに好適であればいかなる燃焼器であ っても良く、燃焼ゾーンは単一でも複数でも良い。主燃焼器は、ＬＰＰ燃焼器で あれば好ましい。主燃焼器は、従来技術に従って設計することもできる。

第２図に示されるように、本発明とガスタービンとを結合させることにより、更 に付加的な利点が得られる。空気流２２は、圧縮機内に流入して好適な温度及び 圧力に圧縮される。圧縮機から流出した空気は、制御可能に第一空気流２４、− 炭窒気流２６、及び二次空気流２８の３つの流れに分離される。第一空気流２４ は、燃料流３０と混合して１．０より大きな当量比を有する燃料と空気の混合物 ３２を形成する。燃料と空気との混合物３２は、触媒の酸化工程に流入して酸化 触媒３３に接触して部分的に酸化され、反応熱及びＨ！及び二酸化炭素を含有す る部分酸化生成物流３４を生ずる。反応熱の一部は、熱交換器内で二次空気流２ ８によって取り除かれ、二次空気流２８を加熱し部分酸化生成物流３４を冷却す る。冷却された部分酸化生成物流３４は、−炭窒気流２６と混合し、燃焼生成物 流３６を発生させる相当量の熱ＮＯ８が形成されない温度にて、主燃焼器の一部 ゾーンにおいて熱により燃焼される。−次ゾーンの燃料と空気の当量比は、１． ０より大きくても１．０より小さくても良いが、熱ＮＯｘ及び即発ＮＯＸの両方 の形成を最少限にするためには１．０より小さいことが好ましい。燃焼生成物流 ３６は、二次空気流２８により希釈される。二次空気流は、主燃焼器の希釈孔よ り二次ゾーンへ加えられ排ガス流３８を発生する。二次空気流は、燃焼生成物流 ３６を希釈し冷却し、また触媒の酸化工程から抽出された熱を排ガス流３８へ返 還する。この結果、排ガス流３８の温度、燃焼システムの熱効率、及び排ガス内 のＣＯとＵＨＣの量は、従来の燃焼システム装置を用いた場合とほぼ同様となる 。または、希釈用空気としてこれら全ての二次空気流２８を用いるかわりに、二 次空気流２８の一部を一部ゾーンに加えて燃焼空気を付加的に供給することもで きる。二次ゾーンから流出した後、排ガス流３８は、タービンを横切るように膨 張し、シャフトワークを生じ圧縮機を動作する。

第２図に示されるようなシステムは、特にタービンがオフピーク電力で動作され る際、動作において数々の付加的な柔軟性を持つガスタービンを提供することが できる。主燃焼器内の、より軽量で反応しやすい燃料を燃焼することにより、火 炎の安定性は向上し、また他の燃料と比較して燃焼を低い当量比にて維持すると 同時に行われる広い燃焼限界を得ることができる。更に、空気流を一次流及び二 次流に分配する制御機能は、−次ゾーン内の当量比の動力制御に用いることが可 能で、電力レベルが変化しても当量比は均一に保たれる。

試験１ 第２図に示される触媒の酸化工程に組み込まれたガスタービンと２つのゾーンを 有する主燃焼器は、当該技術において周知の従来技術を用いたコンピュータを模 範とした。触媒の酸化工程は、詳細な化学動力的モデルとして示され、主燃焼器 の一次ゾーンは、完全に攪拌された反応装置として示され、主燃焼器の二次ゾー ンは、プラグ流反応装置として示された。大気１８．９で華氏８４７度の圧縮空 気は、３つの流に分離された。すなわち、空気の７．５パーセントは第一空気流 へ、４２．５パーセントが一次空気流へ、５０パーセントが第二空気流へ分離さ れた。第一空気流は、華氏８０度にてメタンと混合され、温度が華氏５６４度で 当量比が４．０である燃料と空気との混合物が形成された。燃料と空気の混合物 は、触媒の酸化工程において部分的に酸化され、１２ＶＯ１％（容積百分率）の ＣＨ４，８ｖｏ１％のＣ０１１９ｖｏ１％のＨｌを含む部分酸化生成物流を生じ た。触媒の酸化工程内の滞在時間は、２０ｍｓ　ｅ　ｃ（ミリ秒）で、熱処理を 用いて二次空気流を華氏１１９２度まで加熱することによって、温度は華氏１３ ４０度に保たれた。華氏１３４０度で触媒の酸化工程より流出する部分酸化生成 物流は、主燃焼器の一次ゾーン空気流中で一次空気流と混合され、滞在時間０． １ｍ５ｅｃ、当量比０．６で熱により燃焼された。華氏２７５０度で６ｐｐｍ（ 百方分率）のＮｏと６．０００ｐｐｍのＣＯを含有する燃焼生成物流は、主燃焼 器二次ゾーンにおいて、滞在時間６．０ｍ５ｅｃ、当量比０．　３で二次空気流 と混合し、排ガスを生じた。二次ゾーンより流出された排ガスは華氏２０４９度 で３ｐｐｍのＮＯと、６ｐｐｍのＣＯを含有していた。

試験２ 主燃焼器における幅広い動作を設計するため、試験１の型が用い量比は０．４に 保たれた。本試験では、メタンと天然ガスとが燃料として使用された。−次ゾー ンの当量比は、０．６より１．５まで変化させ、断熱火炎温度はこれに従って変 化させた。二次ゾーンの当量比は０．３に固定された。また触媒の酸化工程を有 していないこと以外において、同様の主燃焼器を有する従来技術の燃焼システム の型が用意された。従来技術システムの型は、最初の型と同じ状態で動作された 。しかし、部分酸化生成物流のかわりにメタンを一次ゾーンに供給した。両方の 型から得られるデータは、第３図に示される。曲線３１．３２及び右側の目盛り は、変化する一次ゾーン当量比に対して算出された一次ゾーン断熱火炎温度を示 す。曲線３３．３４及び左側の目盛りは、変化する一次ゾーン当量比に対して算 出された二次ゾーンにおけるＮＯｘ濃度を示す。曲線３１及び３３は、従来技術 システムによる動作を示し、曲線３２及び３４は、本発明による動作を示してい る。第３図は、本発明によれば特定の当量比においてＮＯ，の排出レベルを係数 ３がら５に低減でき、断熱火炎温度を特定の当量比において数百度引き下げるこ とができることを示している。本発明によれば、従来技術と比較して数々の利点 を得ることができる。

第一に、本発明は、触媒手段による部分酸化、熱処理、火炎の安定性という３つ の技術を提供し、良好な熱効率を維持しながら、ＮＯｘ及び他の汚染物質の排出 を低減することができる。３つの技術のいずれかの使用範囲は、燃焼システムの 動作及び設計に合わせて変化させ、システムを効果的に活用することができる。

第二に、燃料中の炭化水素分子の多くが触媒の酸化工程において、Ｈ２と二酸化 炭素とに変換されるため、煤を生成する炭化水素分子が主燃焼器においてより少 なくなる。煤の生成が減少すると、結果的に微粒子の排出が少なくなり、燃焼器 の壁部に発散する熱移動が少ない。

三番目に、より発散の少ない加熱とともに、熱処理による主燃焼器内の断熱火炎 温度の低下は、燃焼器の材料の寿命を伸ばし、より安価な材料の使用を可能にす る。

四番目に、主燃焼器の一次及び二次ゾーンへの空気量の制御機能は、−次ゾーン におけるオフピーク動作における当量比の動力的制御を可能にする。このような 制御手段は、ガスタービンにおいては特に有益なものとなる。

三番目に、本発明は、更にＮＯｘ排出を抑えるため、濃厚混合撚−焼−焼入れ一 希薄混合燃焼（ｒｉｃｈ−ｂｕｒｎ−ｑｕｅｎｃｈ−１ｅａｎ−ｂｕｒｎ）　、 または、他の高度な燃焼技術にも使用可能な柔軟性を有する。

本発明は、ここに図示、記載された特定の実施例に限定されず、クレームされる 発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく様々な変更または修正が為されることは 言うまでもない。

第１図 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成５年１１月 １５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炭化水素燃料を燃焼する方法であって、（ａ）燃料を第一空気流と混合して 、１より大きな当量比を有する燃料と空気の混合物を形成し、 （ｂ）燃料と空気の混合物を触媒の酸化工程内の酸化触媒に接触させることによ り燃料を部分的に酸化させて反応熱と水素及び二酸化炭素を含有する部分酸化生 成物流を発生させ、（ｃ）部分酸化生成物流を第二空気流と混合し、（ｄ）相当 量の熱ＮＯｘを形成しない状態にて主燃焼機内の部分酸化生成物流を完全燃焼す ることにより量の減少した熱及び即発ＮＯｘを含有する流出ガスを発生させるこ とを特徴とした前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ２．工程（ｂ）の後、反応熱の一部を抽出することにより部分酸化生成物流を冷 却することを特徴とする請求項１に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ３．工程（ｂ）の後、反応熱が最大５０パーセントまで抽出されることを特徴と する請求項２に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ４．工程（ｂ）の後に抽出された熱を流出ガス流へ移動させることにより流出ガ ス流を加熱することを特徴とする請求項２に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する 方法。 ５．加熱された流出ガス流をタービンを横切るように膨脹させることにより電力 を生ずることを特徴とする請求項４に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ６．主燃焼機が一次ゾーン及び二次ゾーンを有し、工程（ｂ）の後に抽出された 熱が二次ゾーン内の流出ガス流へ移動されることを特徴とする請求項４に記載の 前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ７．熱が触媒の酸化工程より抽出されることにより触媒の酸化工程及び部分酸化 生成物流の両方を冷却する請求項２に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ８．触媒の酸化工程における当量比が少なくとも約２であることを特徴とする請 求項２に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 ９．酸化触媒がプラチナ、ロジウム、イリジウム、レテニウム、パラジウムによ って構成されるグループ、またこれらの混合物である酸化クロム、酸化コバルト 、またアルミナより選択されることを特徴とする請求項１に記載の前記炭化水素 燃料を燃焼する方法。 １０．部分酸化生成物流及び第二空気流が燃焼の前に混合されていることを特徴 とする請求項１に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 １１．部分酸化生成物流及び第二空気流が拡散炎において混合されることを特徴 とする請求項１に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 １２．ガスタービンにおいて炭化水素燃料を燃焼する方法であって、（ａ）圧縮 機中にて空気流を圧縮し、 （ｂ）空気流を制御可能に第一空気流、一次空気流、二次空気流に分離し、 （ｃ）燃料を第一空気流と混合し、１より大きな当量比を有する燃料と空気の混 合物を形成し、 （ｄ）燃料と空気の混合物を触媒の酸化工程内の酸化触媒に接触させることによ り燃料を部分的に酸化させて反応熱と水素及び二酸化炭素を含有する部分酸化生 成物流を発生させ、（ｅ）反応熱の一部を二次空気流へ移動することにより部分 酸化生成物流を冷却し、 （ｆ）冷却された部分酸化生成物流を一次空気流と混合し、（ｇ）冷却された部 分酸化生成物流を相当量のＮＯｘが形成されない状態にて主燃焼機の一次ゾーン 内おいて燃焼することにより燃焼生成物流を発生させ、 （ｈ）燃焼生成物流を加熱された二次空気流と混合することにより流出ガス流を 発生させ、 （ｉ）流出ガス流をタービンを横切るように膨脹させることにより電力を生ずる ことを特徴とする前記ガスタービンにおいて炭化水素燃料を燃焼する方法。 １３．炭化水素燃料を燃焼するシステムであって、（ａ）燃料を第一空気流と混 合し、１より大きな当量比を有する燃料と空気の混合物を形成する手段と、（ｂ ）燃料を部分的に酸化させることが可能で、反応熱と水素及び二酸化炭素を有す る部分酸化生成物流を発生させる酸化触媒を有する触媒の酸化工程と、 （ｃ）部分酸化生成物流を第二空気流と混合する手段と、（ｄ）部分酸化生成物 流を完全燃焼することが可能で、流出ガス流を発生させる主燃焼機とを共に有す ることを特徴とする前記炭化水素燃料を燃焼するシステム。 １４．反応熱を触媒の酸化工程または部分酸化生成物流より抽出することによっ て部分酸化生成物流を冷却する手段を有することを特徴とする請求項１３に記載 の前記炭化水素燃料を燃焼するシステム。 １５．抽出された熱を流出ガス流へ移動し、流出ガス流を加熱する手段を有する ことを特徴とする請求項１４に記載の前記炭化水素燃料を燃焼するシステム。 １６．加熱された流出ガス流をタービンを横切るように膨脹させることにより電 力を生ずる手段を有することを特徴とする請求項１５に記載の前記炭化水素燃料 を燃焼するシステム。 １７．主燃焼機が一次ゾーン及び二次ゾーンを有し、抽出された熱を二次ゾーン 内の流出ガス流へ移動する手段を有することを特徴とする請求項１５に記載の前 記炭化水素燃料を燃焼するシステム１８．酸化触媒がプラチナ、ロジウム、イリ ジウム、レテニウム、パラジウムによって構成されるグループ、またこれらの混 合物である酸化クロム、酸化コバルト、またアルミナより選択されることを特徴 とする請求項１３に記載の前記炭化水素燃料を燃焼する方法。 １９．部分酸化生成物流を第二空気流と混合する手段が、混合を燃焼の前に発生 させることを可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の前記炭化水素燃料 を燃焼するシステム。 ２０．部分酸化生成物流を第二空気流と混合する手段が、混合を拡散炎において 発生させることを可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の前記炭化水素 燃料を燃焼するシステム。 ２１．炭化水素燃料を燃焼するシステムであって、（ａ）圧縮された空気が第一 空気流、一次空気流、二次空気流に制御可能に分離する手段と、 （ｂ）燃料を第一空気流と混合し、１より大きい当量比を有する燃料と空気の混 合物を形成し、 （ｃ）燃料を部分的に酸化することが可能で、反応熱と水素及び二酸化炭素を発 生させる酸化触媒を有する触媒の酸化工程と、（ｄ）反応熱の一部を二次空気流 へ移動することにより部分酸化生成物流を冷却する手段と、 （ｅ）冷却された部分酸化生成物流を一次空気流と混合する手段と、 （ｆ）冷却された部分酸化生成物流を燃焼することが可能で、燃焼生成物流を発 生させる主燃焼機の一次ゾーンと、（ｇ）燃焼生成物流を加熱された二次空気流 と混合する手段と、（ｈ）燃焼生成物流を希釈することが可能で、流出ガス流を 発生させる主燃焼機の二次ゾーンとを有することを特徴とする前記炭化水素燃料 を燃焼するシステム。