JPH07190371A - 燃焼方法及び燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、炭化水素系燃料の燃焼によって発生
するＮＯｘの発生量を激減させしかも低コストで実現す
る方法を提供することを目的とする。 【構成】ガスタービン燃焼器の二段目燃料４ａは、燃料
流量計５で流量を測定された後、燃料ノズル６を通って
二段目予混合スワーラ７で圧縮空気１１ｂと予混合した
後、二段目燃焼室８で予混合燃焼する。燃料流量計５の
測定値は、制御線１８を介して添加物噴射弁制御装置１
６へ送られ、ここから制御線１９を使って添加物噴射弁
１７が制御される。 【効果】簡便な方法でＮＯｘ濃度を大幅に低減すること
ができ、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料の燃焼方法に係
り、特に、燃焼によって発生するＮＯｘ量を低減させ得
る燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、燃焼排ガスによる大気汚染を防止
するために、大気中に排出されるNOx値を低減する必要
がある。こうした必要性に対して、従来実施されてきた
方法については、１９８０年発行の日本機械学会編「燃
焼に伴う環境汚染物質の生成機構と抑制法」に記載され
ている。

【０００３】また、ＮＯｘの除去方法の従来技術とし
て、特開昭55−112824号公報及び特開平5−92124号公報
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
環境問題のクローズアップに伴い、特に産業用の大型燃
焼器に対しては、重点的にＮＯｘ排出量の規制が強化さ
れつつあり、ＮＯｘ生成量の抑制法だけでは規制基準に
対応できず、発生したＮＯｘをアンモニア還元法等によ
り分解させる脱硝法に頼らざるを得ないことが明らかに
なってきた。

【０００５】本発明は、従来のＮＯｘ低減方法の問題点
を解決し、ＮＯｘ発生量を効果的に低減した燃焼方法お
よび装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の燃焼方法は、Ｃ
Ｈと酸素（Ｏ）と窒素（Ｎ）が存在するような燃焼に係
わるものであり、炭化水素を含有する燃料と酸化剤とを
混合し、燃焼させるものであって、前記混合過程及び／
又は前記燃焼過程に発生するＣＨラジカルと反応する物
質を、前記混合過程中及び／又は前記燃焼過程中に、前
記ＣＨラジカルを減少させ得る量添加して、ＮＯｘの発
生量を低減させることを特徴とする。

【０００７】ここで、酸化剤とは、酸化性の強い物質の
ことであり、酸素又は塩素等が考えられる。燃焼装置に
使用する酸化剤としては酸素が好ましい。

【０００８】本発明で使用する燃料は、気体，液体又は
固体のいずれでも良く、例えば、メタン，エタン，プロ
パン，イソ−ブタン，ノルマル−ブタン，イソ−ペンタ
ン，ノルマル−ペンタン又は窒素等を含有するＬＮＧ
（化学便覧応用化学編Ｉプロセス編，日本化学会編，１
９８６年丸善参照）やアセチレンに代表されるような気
体，ガソリン，灯油や重油に代表されるような液体、又
は石炭のような固体が燃料となる。

【０００９】又、供給される酸素は、空気に含有されて
いるものであってもよく、前記燃料の酸化剤としての役
割を果たすものであれば良い。

【００１０】本発明において、発生するＣＨラジカル
は、活性化学種であり、プロンプトＮＯの生成に支配的
なものである。なお、ＮＯｘには、このプロンプトＮＯ
とゼルトビッチＮＯとがあるが、後者は、例えば、希薄
予混合燃焼のように燃焼温度を低下させることによっ
て、低減することができるが、前者は、ＣＨラジカルを
化学的に減少させることが必要となる。従って、プロン
プトＮＯとゼルトビッチＮＯと両方を低減することによ
ってシステムとして、更にＮＯｘの低減に寄与する。

【００１１】このＣＨラジカルは、燃料と酸素とが混合
する過程において発生する場合又は燃料と酸素とが燃焼
する過程において発生する場合等、いろいろな過程にお
いて発生するが、基本的にはどの過程において除去して
も良い。

【００１２】本発明におけるＣＨラジカルと反応する物
質とは、例えば、水素，アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃
Ｆであり、ＣＨラジカルを減少させ得る量を添加する必
要がある。これは、窒素濃度との関係において添加量を
考慮することが好ましく、窒素濃度に対して数ppm〜数
千ppmを添加させることが望ましい。なお、添加物につ
いては、水素が最も好ましく、アルカンを使用する場合
は、特に、ＣＨラジカルの発生を考慮し、添加量を数百
ppm 以下に制御する必要がある。又、ＣＣｌ₄ やＣＨ₃
Ｆ を使用する場合は、本来の燃焼反応を阻害しないよ
う考慮し、添加量を数十ppm 以下に制御する必要があ
る。

【００１３】つまり、本発明は、ＮＯｘの発生量そのも
のを低減するものであり、添加物によって、ＣＨラジカ
ルを除去し、ＮＯｘの生成反応を抑制するものである。

【００１４】又、本発明の燃焼方法は、炭化水素を含有
する燃料と酸素とを燃焼させるものであって、前記燃焼
過程に発生するＣＨラジカルと反応する物質を、前記燃
料に前記ＣＨラジカルを減少させ得る量を予め添加して
燃焼させることによってNOxの発生量を低減させること
を特徴とする。つまり、燃料に予め本発明に使用する添
加物を混合させ、燃焼させることによりシステム的に簡
便になる。

【００１５】又、本発明の燃焼方法は、炭化水素系燃料
と酸素とが含有する混合物を燃焼するものであって、前
記混合物に発生するＣＨラジカルと反応する物質を、前
記ＣＨラジカルを減少させ得る量を前記混合物に添加し
てＮＯｘの発生量を低減することを特徴とする。

【００１６】又、本発明の燃焼方法は、炭化水素を含有
する燃料と酸素との混合物を燃焼させるものであって、
前記混合物及び／又は前記燃焼中に発生するＣＨラジカ
ルと反応する添加物質を、ＣＨラジカルと窒素との反応
の速度定数及びＣＨラジカルと前記添加物質との反応の
速度定数の比に前記混合物中の窒素濃度を掛けた濃度以
上、添加することを特徴とする。

【００１７】ここで、ＣＨラジカルと窒素との反応の速
度定数をｋ₁ ，ＣＨラジカルと添加する物質との反応の
速度定数をｋ₂ とするとき、ＣＨラジカルと反応する物
質の添加量が、前記混合物中の窒素濃度にｋ₁とｋ₂との
比を掛けた濃度以上である。一方、本発明の燃焼装置
は、炭化水素を含有する燃料を供給する手段及び酸素を
含有する空気を供給する手段並びに前記燃料と空気とを
燃焼させる燃焼室を有するものであって、前記燃焼室に
発生するＣＨラジカルと反応する物質を添加する手段と
前記物質の添加量を制御する手段とを有し、前記燃料及
び／又は空気に起因して前記添加量を制御することを特
徴とする。

【００１８】本発明の燃焼装置は、炭化水素を含有する
燃料を供給する手段，酸素を含有する空気を供給する手
段，前記燃料と空気とを燃焼させる燃焼室及び前記燃料
と空気とを混合させる混合通路を有するものであって、
前記燃焼室及び／又は混合通路に発生するＣＨラジカル
を減少させるために、前記ＣＨラジカルと反応する物質
を添加する手段を備え、前記燃料及び空気の混合割合に
基づいて前記物質の添加量を制御することを特徴とす
る。

【００１９】本発明の燃焼装置は、炭化水素を含有する
燃料を供給する手段及び酸素を含有する空気を供給する
手段並びに前記燃料と空気とを燃焼させる燃焼室を有す
るものであって、前記燃焼室に発生するＣＨラジカルと
反応する物質を添加する手段，前記物質の添加量を制御
する手段及び前記物質の濃度を測定する手段を有し、前
記濃度に起因して前記添加量を適正に制御することを特
徴とする。添加物質の測定手段は、例えば、燃料や空気
が流れる流路に形成される。なお、必ずしも濃度に限ら
ず、添加量等を測定しても良い。

【００２０】本発明のガスタービン燃焼器は、炭化水素
を含有する燃料を供給する手段，酸素を含有する空気を
供給する手段及び予混合通路を具備した予混合ノズル並
びに前記燃料と空気とを燃焼させる燃焼室を有するもの
であって、前記燃焼室及び／又は予混合通路に発生する
ＣＨラジカルを減少させるために、前記ＣＨラジカルと
反応する物質を添加する手段を備え、前記燃料及び空気
の混合割合に基づいて前記物質の添加量を制御すること
を特徴とする。本発明の燃焼器は、サーマルＮＯｘの低
減技術を加えれば、更に低ＮＯｘとすることができる。

【００２１】更に、本発明のコンバインドサイクル発電
システムは、空気と炭化水素系燃料とを燃焼させる燃焼
器と、前記燃焼器に空気を供給する圧縮機と、前記燃焼
器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、前
記ガスタービンから排出されるガスから熱回収を行うこ
とにより蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回
収ボイラからの蒸気により駆動される蒸気タービンとを
有するものであって、前記システム中で発生するＣＨラ
ジカルを減少させ得る量の前記ＣＨラジカルと反応する
物質を添加する手段を備えたことを特徴とする。こうし
た構成を取ることにより、従来、排熱回収ボイラに組み
込まれていたＮＯｘ除去のための装置を小型化でき、又
はガスタービンから排出されるガスが環境基準を満足す
れば省略化することもでき、ひいてはシステムの低コス
ト化につながる。

【００２２】本発明は、炭化水素系燃料の燃焼により発
生するＮＯｘの低減方法であって、燃焼反応で生じるＣ
Ｈラジカルと反応する物質を可燃性混合物中に添加して
NOxの発生量を低減することを特徴とする。添加物は、
基本的には添加すればその効果はあらわれ、より、顕著
にその効果を表わすためには、その添加量を制御する必
要がある。

【００２３】ＣＨラジカルと反応する物質として水素を
用いた場合、効果的にプロンプトＮＯの発生を低減させ
るためには窒素の０.０３％（３００ppm）以上を添加す
ることが好ましく、数百ppm 以上とすることもできる。
水素を用いる場合、焼温度が上がることが考えられるた
め、ゼルトビッチＮＯが増加しない程度の量を添加する
必要がある。このことは、全ての添加物質について言え
ることである。

【００２４】ＣＨラジカルと反応する物質としてアルカ
ンを用いた場合、効果的にプロンプトＮＯを低減させる
ためにはその添加量が３ppm〜２００ppmであることが好
ましく、数百ppm 以下とすることもできる。アルカン量
をこれ以上、例えば数千ppmまで高めると、逆に、ＣＨ
ラジカルの発生を促進する恐れがあり、好ましくない。
アルカンの添加効果は、燃焼温度依存性があり、８００
〜２０００℃であることが好ましい。

【００２５】ＣＨラジカルと反応する物質としてＣＣｌ
₄ を用いた場合、効果的にプロンプトＮＯを低減させる
ためにはその添加量が３ppm〜１００ppm（数百ppm 以
下）であることが好ましく、ＣＨラジカルと反応する物
質としてＣＨ₃Ｆ を用いた場合、その添加量が３０ppm
〜１２００ppm（数千ppm 以下）であることが好まし
い。また、本発明で使用する添加剤は、燃焼状態を監視
しながら、燃料中及び／又は空気中に注入することが好
ましく、或いは、燃焼器中に注入することが好ましい。
例えば、ガスタービンに応用する場合には、予混合ガス
中に注入しても良い。

【００２６】更に、本発明の燃焼装置は、電力を供給す
るために使用する発電用ガスタービン燃焼器のみなら
ず、例えば、自動車用のエンジンに使用することが可能
である。

【００２７】更に、本発明のガスタービン燃焼器は、炭
化水素を含有する燃料を供給する手段，酸素を含有する
空気を供給する手段及び予混合通路を具備した予混合ノ
ズル、並びに前記燃料と空気とが燃焼する燃焼室を有す
るものであって、燃焼室及び／又は予混合通路に発生す
るＣＨラジカルを減少させるために、ＣＨラジカルと反
応する物質を添加する手段を備え、燃料及び空気の混合
割合に基づいて物質の添加量をＣＨラジカルを減少させ
得る量に制御することを特徴とする。

【００２８】本発明は、発生したＮＯｘを除去する方法
として、従来からある触媒やアンモニアを用いた還元脱
硝法と共に用いると更に効果がある。

【００２９】しかし、こうした装置は巨大となるため、
設備費や運転費が多額になり、また場所をとるという問
題点もあるが本発明の方法を使用することにより、こう
した装置を使用せずに従来以上の効果を達成することが
できる。

【００３０】本発明は、燃焼中に発生するＮＯｘ量その
ものを低減するため、火炎温度を低下させＮＯｘの生成
量を抑制する希薄燃焼法，水／蒸気噴霧法、又は排気再
循環法などの方法とその原理を異にする。例えば、ガス
タービン燃焼器においては、燃焼を二段階に分け、火炎
の高温燃焼領域の時間を短くしてＮＯｘの生成量を抑制
する二段燃焼法などがこれに相当するが、こうした技術
と共に本発明のＮＯｘの低減方法を用いると一層効果が
ある。

【００３１】なお、本発明のＣＨラジカルの測定方法と
しては、ＣＨラジカルは特定波長の発光をするため、こ
うした波長、例えば、４００〜８００ｎｍ（望ましく
は、４００〜５００ｎｍ）のものを検出することによ
り、測定可能である。

【００３２】本発明によれば、ＮＯｘを低減するばかり
でなく、火炎の着火性も向上する。又、燃料を濃くする
ことができ、２段燃焼を行うガスタービンにおいては拡
散燃焼の割合を増やすことができる。燃焼ガス温度を高
くすることができるため、効率の向上させることもでき
る。こうしたことは、燃焼器の起動時に、特に有効であ
る。

【００３３】

【作用】炭化水素系燃料の燃焼によるＮＯｘの発生に
は、二つの化学反応機構が考えられる。一つは拡大ゼル
トビッチ（Ｚeldovich）機構と呼ばれている次の連鎖反
応機構である。

【００３４】

【化１】 Ｎ₂＋Ｏ→ＮＯ＋Ｎ …（化１）

【００３５】

【化２】 Ｎ＋Ｏ₂→ＮＯ＋Ｏ …（化２）

【００３６】

【化３】 Ｎ＋ＯＨ→ＮＯ＋Ｈ …（化３） 「化１」で示されるように、この反応機構ではＮＯを生
じるのに必要な窒素の分解が、酸素原子Ｏによってなさ
れ、「化１」には強い温度依存性がある。火炎温度を低
下させてＮＯｘの発生を抑制する方法は、この点に着目
したものである。

【００３７】上記の反応機構に加え、本発明の基本原理
である次のようなＮＯｘの発生機構が考えられる。

【００３８】

【化４】 Ｎ₂＋ＣＨ→ＨＣＮ＋Ｎ …（化４）

【００３９】

【化５】 ＨＣＮ＋ＯＨ→ＣＮ＋Ｈ₂Ｏ …（化５）

【００４０】

【化６】 ＣＮ＋Ｏ₂→ＮＯ＋ＣＯ …（化６） すなわちこの反応機構では、「化４」で示されるよう
に、窒素の分解は燃焼反応で生じるＣＨラジカルによっ
てなされ、生成したＮが「化２」「化３」によってＮＯ
に変化するだけでなく、同時に生成したＨＣＮも「化
５」「化６」によってＮＯを発生する。この反応機構で
発生するＮＯをプロンプト（Ｐrompt)ＮＯと呼ぶ。火炎
温度を低下させても、このＰrompt ＮＯの発生を抑制す
ることはできない。

【００４１】本発明では、ＣＨラジカルと急速に反応す
る物質Ｘを可燃性混合物中に添加して「化７」のように
ＣＨラジカルと反応させることによりＣＨラジカル濃度
を抑え、「化４」による窒素の分解を抑制してＰrompt
ＮＯの発生を低減させる。

【００４２】

【化７】 ＣＨ＋Ｘ→Ｙ …（化７） 本発明者らは、「化４」の存在を確認するため衝撃波管
を用いた実験を行った。この実験においては、衝撃波を
発生させて気体を瞬時に加熱し、火炎温度を模擬した状
態を作った。メタン１％，酸素２％をＡｒガスで希釈し
た混合ガスを瞬時に２５９７Ｋまで昇温したところ、メ
タンと酸素の燃焼反応によりＣＨラジカルが生成した。
ＣＨラジカルは波長４３１.４ｎｍ で発光した。この発
光強度は、ＣＨラジカル濃度に比例する。次に上記混合
ガスに窒素を添加して同様に加熱すると、ＣＨラジカル
発光強度が低下したことから、ＣＨラジカル濃度の減少
を確認した。この結果から「化４」が実際に発生してい
ることを確認した。

【００４３】将来の燃焼器に要求されているＮＯｘ排出
量は１０ppm 以下である。

【００４４】現在、低ＮＯｘ燃焼法として考えられてい
る予混合希薄燃焼法は、燃料濃度を小さくして火炎温度
を低下させ、Zeldovich ＮＯの生成量を抑えることを目
的としているが、燃料濃度を可燃限界まで小さくしても
この方法だけでは全ＮＯｘ排出量を１０ppm 以下に抑え
ることはできない。これは可燃限界に近づくにつれて、
全ＮＯ生成量に対するpromptＮＯの生成割合が増加して
くるためである。例えば、液化天然ガスの主成分である
メタンは炭化水素燃料の中ではpromptＮＯの生成が最も
少ないと言われているが、この燃料でさえ可燃限界濃度
で発生する全ＮＯ生成量の約６割はpromptＮＯである。
メタンの可燃限界における全ＮＯ生成量は十数ppm であ
るので、promptＮＯ生成量を５０％低減すれば、全ＮＯ
生成量を１０ppm 以下に抑えることが可能となる。

【００４５】promptＮＯの発生を抑えるには、ＣＨラジ
カルを他の物質と反応させ、窒素と反応しないようにす
ればよい。しかしながら注意しなければならないのは、
他の物質が可燃性ガス中に存在することにより、燃焼反
応自体が変化して何らかの悪影響が生じる可能性がある
ことである。これを防ぐ方法としてはＣＨラジカルとの
反応性がなるべく高い物質を用いて可能な限り添加量を
少なくすることである。

【００４６】一般に、物質どうしの反応性は反応速度定
数で表され、ＣＨラジカルとの反応の速度定数が特に大
きい物質としては、水素の他、Ｃ₃Ｈ₈，Ｃ₄Ｈ₁₀，Ｃ₅Ｈ
₁₂等のアルカン，ＣＣｌ₄，ＣＨ₃Ｆが挙げられる。

【００４７】Ｃ₃Ｈ₈，Ｃ₄Ｈ₁₀，Ｃ₅Ｈ₁₂等のアルカンや
ＣＣｌ₄，ＣＨ₃Ｆが燃焼に与える影響としては、添加量
を増やすと熱容量が増加し、燃焼反応が抑制されること
による失火が考えられる。そこでこれらの物質は必要最
小限の量だけ添加しなければならない。この量は次のよ
うにして決定する。「化４」の反応速度定数がｋ₁ 、
「化７」の反応速度定数がｋ₂ のとき、両反応の反応速
度が等しければ、両反応は同程度起こりうるので、prom
ptＮＯ生成量を５０％低減できる。そこでこのときの条
件式「数１」を満たすように添加物の濃度［Ｘ］を決め
る。

【００４８】

【数１】

【００４９】今、反応速度定数ｋ₁ として、１.６×１
０^-11exp(−５３.１／ＲＴ）cm³／ｓが報告されてい
る。（K.H.Becker,et al.,Chemical Physics Letter,１
９５，ｐ３３２，１９９２）。

【００５０】また、反応速度定数ｋ₂ は、Ｘとしてアル
カンを用いた場合には２９８Ｋで約１０^-10cm³／ｓ(S.Z
abarnick,et al.,Chemical Physics，１１２，ｐ４０
９，１９８７）、ＸとしてＣＣｌ₄，ＣＨ₃Ｆを用いた場
合には２９６Ｋで約１０^-10cm³／ｓ(S.Zabarnick,et a
l.,Chemical Physics，１２０，ｐ３１１，１９８８)と
報告されている。これらの反応速度定数を用いて、火炎
温度における必要な添加量を決めることができる。窒素
が多量に存在する場合の火炎温度８００，1500，２００
０℃に対する必要添加量の計算値を表１に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】これより必要添加量は、アルカンの場合３
〜２００ppm ，ＣＣｌ₄ の場合３〜１００ppm ，ＣＨ₃
Ｆ の場合３０〜１０００ppm であることがわかる。こ
れらの物質を添加してＣＨラジカルと反応させることに
よりＣＨラジカル濃度を抑え、「化４」による窒素の分
解を抑制してpromptＮＯの発生を低減させることがで
き、燃焼反応に悪影響を及ぼさないで全ＮＯ生成量を１
０ppm 以下に抑えることができる。

【００５３】水素は、炭化水素燃料中に添加すると着火
性を良くする効果があるので失火のおそれはない。しか
し、添加量を増やし過ぎると火炎温度を上昇させる効果
があり、Zeldovich ＮＯの生成量が増加してしまうので
ＮＯｘ抑制に効果的な濃度範囲に添加量を抑える必要が
ある。そこで、最適添加量を確認するため水素を添加し
た場合のＮＯｘ生成量を測定した。水素は「化７」によ
りＣＨラジカルと反応し、「化４」によって生成するＮ
Ｏｘを抑制することが分かった。水素を窒素の０.０３
％ 添加すると、ＮＯｘは５０％低減することが分か
る。しかしながら、水素添加量を増やして０.１％ まで
添加するとその効果はほとんど一定となり、それ以上の
添加はＮＯｘ生成量の抑制には有効でなくなる。

【００５４】従って、水素の最適添加量は０.０３〜０.
１％であることが分かる。この濃度範囲で水素を添加し
てＣＨラジカルと反応させることによりＣＨラジカル濃
度を抑え、「化４」による窒素の分解を抑制してprompt
ＮＯの発生を低減させることができ、さらにZeldovich
ＮＯの生成量も許容できる範囲に抑えて、全ＮＯ生成量
を１０ppm 以下に抑えることができる。

【００５５】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【００５６】図１は本発明をガスタービン燃焼器に適用
した一実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質
をガスタービン燃焼器内の火炎中に添加するものであ
る。

【００５７】ガスタービン燃焼器の一段目燃料１は、燃
料ノズル２を通って一段目燃焼室３へ供給され、一方、
空気１１ａは圧縮機１２で圧縮された後、圧縮空気１１
ｂとなり燃焼器ケーシング９内へ入って一段目燃焼室３
へ供給され、ここで拡散燃焼する。二段目燃料４ａは、
燃料流量計５で流量を測定された後、燃料ノズル６を通
って二段目予混合スワーラ７で圧縮空気１１ｂと予混合
した後、二段目燃焼室８で予混合燃焼する。燃料流量計
５の測定値は、制御線１８を介して添加物噴射弁制御装
置１６へ送られ、添加物噴射弁制御装置１６はこの信号
に基づいて添加物量を決定し、制御線１９を使って添加
物噴射弁１７を制御する。この結果、添加物１５ａは流
量が調節された添加物１５ｂとなり、添加物噴射口３４
から二段目燃焼室８の火炎中へ噴射される。燃焼ガス１
４ｂはトランジションピース１０を出た後、タービン１
３を回して発電し、排気１４ａとなって大気中に排出さ
れる。

【００５８】以上の構成により、水素，アルカン，ＣＣ
ｌ₄ 、又はＣＨ₃Ｆ 等のＣＨラジカルと反応する物質を
燃焼状態の変化に応じて前記ＣＨラジカルを減少させ得
る量だけ火炎中に添加することが可能となる。この結
果、燃焼反応に悪影響を与えることなく前記添加物質と
ＣＨラジカルが速やかに反応し、ＣＨラジカル濃度を効
果的に低減する。このことにより、前記ＣＨラジカルに
よる窒素の分解が抑制され、プロンプトＮＯの発生量を
低減することができる。

【００５９】ガスタービン燃焼器等の大型燃焼器に対し
てはＮＯｘ排出量の規制が強化されつつあるが、現在の
ところ有効な低ＮＯｘ燃焼法が開発されておらず、最終
的に脱硝装置によって排ガス処理しなければ大気中に放
出できない状況である。この脱硝装置は非常にコストが
かかり、また大きな設置スペースを必要としている。現
在、低ＮＯｘ燃焼法として考えられている希薄予混合燃
焼法は、燃料濃度を低くしかつ均一に燃焼させて火炎温
度を低下させることにより、ゼルドビッチＮＯの生成量
を抑制することを目的としている。従って、この方法だ
けではプロンプトＮＯの発生量を抑制することはできな
い。可燃限界近くでは全ＮＯ生成量に対するプロンプト
ＮＯの生成割合が増加してくるので、希薄予混合燃焼法
だけでは全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に抑えることはで
きない。また、希薄予混合燃焼法では可燃限界近くで燃
焼させるため失火が発生しやすい条件下にあり実用化上
の問題点となっている。

【００６０】本方法を実施すれば、プロンプトＮＯの発
生を効果的に抑えることができ、希薄予混合燃焼法と併
用すれば全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に低減することが
可能となる。また添加剤として水素を用いれば希薄予混
合燃焼時の着火性の向上を図ることもでき、希薄予混合
燃焼法の失火の問題を解決することもできる。

【００６１】以上のことから本発明を実施すれば、将来
のＮＯｘ排出量の規制強化にも脱硝装置を必要とせず対
応することができ、大気汚染を効果的にかつ低コストで
防止することができる。

【００６２】図２はＣＨラジカルの発生を確認した実験
結果を示す図である。衝撃波を発生させて試料ガスを瞬
時に加熱し、火炎温度を模擬した状態を作った。メタン
１％，酸素２％をＡｒガスで希釈した混合ガスを衝撃波
で瞬時に２５９７Ｋまで昇温したところ、図２に示すよ
うに、衝撃波加熱後約１００μｓでＣＨラジカル発光
（波長４３１.４ｎｍ)が生じることを確認した。これは
メタンと酸素の燃焼反応で、ＣＨラジカルが生成したこ
とを示しており、その発光強度はＣＨラジカル濃度に比
例する。

【００６３】図３は窒素とＣＨラジカルとの反応を確認
した実験結果を示す図である。図２の実験条件と同じ組
成のメタン／酸素混合ガスに窒素１％添加して同様に衝
撃波加熱した。図３に示すようにＣＨラジカルの発光強
度は急激に低下した。この結果から、窒素とＣＨラジカ
ルとの反応が実際に生じていることを確認した。このこ
とは、ＣＨラジカル濃度を低減すれば窒素の分解反応が
抑制され、ＮＯの生成量が低下することを示している。

【００６４】図４は本発明の効果を確認した実験結果を
示す図である。添加物として水素を用いた場合のＮＯｘ
濃度の減少割合を示している。水素を窒素の０.０３％
添加すると、ＮＯｘは５０％低減することが分かる。ま
た、水素添加量を増やしていくとＮＯｘは減少していく
が、０.５％ まで添加するとその効果はほとんど一定と
なり、それ以上の添加はＮＯｘ生成量の抑制には有効で
なくなることが分かる。従って、水素の最適添加量は
０.０３〜０.５％であることが分かる。本来、水素は添
加さえすればＣＨラジカルの低減に効果がある。この効
果を有効に活用し、ＮＯｘ生成量を半減するためには
０.０３％ 以上の添加が必要である。

【００６５】以上の結果から、水素は「化７」によりＣ
Ｈラジカルと反応し、「化４」によって生成するＮＯｘ
を抑制することが分かった。この濃度範囲で水素を添加
してＣＨラジカルと反応させることによりＣＨラジカル
濃度を抑え、「化４」による窒素の分解を抑制してプロ
ンプトＮＯの発生を低減できることが分かる。

【００６６】図５は本発明をガスタービン燃焼器に適用
した一実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質
をガスタービン燃焼器の燃料中に予め混入しておく方法
である。図１におけるガスタービン燃焼器は簡略化して
示している。

【００６７】燃料３５ａは、燃料流量計５で流量を測定
されており、この測定信号が制御線１８を介して添加物
噴射弁制御装置１６へ送られ、添加物噴射弁制御装置１
６はこの信号に基づいて添加物量を決定し、制御線１９
を使って添加物噴射弁１７を制御する。この結果、添加
物１５ａは流量が調節されて添加物１５ｂとなり燃料３
５ｂへ混入された後、燃焼器２０へ供給される。添加物
混入後の燃料３５ｂは、圧縮機１２で圧縮された圧縮空
気１１ｂと燃焼器２０で混合され燃焼する。燃焼器２０
を出た燃焼ガス１４ｂはタービン１３を回して発電し、
排気１４ａとなって出ていく。

【００６８】以上の構成により、水素，アルカン，ＣＣ
ｌ₄又はＣＨ₃Ｆ等の物質を燃料流量の変化に応じてＣＨ
ラジカルを減少させ得る量だけ燃料中に添加することが
可能となる。この結果、火炎中で発生するＣＨラジカル
と前記添加物質とが燃焼反応に悪影響を与えることなく
火炎中で速やかに反応し、ＣＨラジカル濃度を効果的に
低減する。このことにより、前記ＣＨラジカルによる窒
素の分解が抑制され、プロンプトＮＯの発生量を低減す
ることが可能となる。

【００６９】以上のように本発明を実施すればプロンプ
トＮＯの発生を効果的に抑えることができ、希薄予混合
燃焼法と併用すれば全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に低減
することが可能となる。従って、将来のＮＯｘ排出量の
規制強化にも脱硝装置を必要とせず対応することがで
き、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止することが
できる。

【００７０】図６は本発明をガスタービンに適用した一
実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質をガス
タービン燃焼器の燃焼用空気中に予め混入しておく方法
である。

【００７１】圧縮空気１１ｂは、空気流量計２１で流量
を測定されており、この測定信号が制御線１８を介して
添加物噴射弁制御装置１６へ送られ、添加物噴射弁制御
装置１６はこの信号に基づいて添加物量を決定し、制御
線１９を使って添加物噴射弁１７を制御する。この結
果、添加物１５ａは流量が調節されて添加物１５ｂとな
り、圧縮空気１１ｂへ混入された後、燃焼器２０へ供給
される。添加物混入後の圧縮空気１１ｂは、燃料３５ｂ
と燃焼器２０で混合され燃焼する。燃焼器２０を出た燃
焼ガス１４ｂはタービン１３を回して発電し、排気１４
ａとなって出ていく。

【００７２】以上の構成により、水素，アルカン，ＣＣ
ｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等の物質を燃焼用空気流量の変化に応
じてＣＨラジカルを減少させ得る量だけ燃焼用空気中に
添加することが可能となる。この結果、火炎中で発生す
るＣＨラジカルと前記添加物質とが燃焼反応に悪影響を
与えることなく火炎中で速やかに反応し、ＣＨラジカル
濃度を効果的に低減する。このことにより、前記ＣＨラ
ジカルによる窒素の分解が抑制され、プロンプトＮＯの
発生量を低減することが可能となる。

【００７３】以上のように本発明を実施すればプロンプ
トＮＯの発生を効果的に抑えることができ、希薄予混合
燃焼法と併用すれば全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に低減
することが可能となる。従って、将来のＮＯｘ排出量の
規制強化にも脱硝装置を必要とせず対応することがで
き、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止することが
できる。

【００７４】図７は本発明をガスタービン燃焼器に適用
した一実施例を示す構成図で、火炎からの発生量の測定
結果をもとにＮＯ生成を抑制する物質の添加量を決定
し、ＮＯ生成を抑制する物質をガスタービン燃焼器の燃
料中に予め混入しておく方法である。

【００７５】燃料３６の一部と空気はパイロットノズル
３７へ供給され、ここで拡散燃焼する。さらに、燃料３
６の一部は燃料ノズル３８を通って燃焼室３９へ供給さ
れ、空気はスワーラ４０を通って旋回流となり予混合器
４１内で燃料と混合されて燃焼室３９へ供給され、予混
合燃焼する。燃焼室３９の内壁には光学フィルター４２
が付けられた発光検出器４３が設置されており、燃焼室
３９の火炎からの発光を検出する。ＣＨラジカルは励起
準位から基底準位へ遷移する際、波長431.4nmの光を放
出するので、透過波長が４３１.４ｎｍ の光学フィルタ
ーを使用すればＣＨラジカルからの発光を選択的に検出
することができる。発光検出器４３から発光強度に対応
した信号が信号線４４を通って演算器４５へ送られ、演
算器４５は火炎内のＣＨラジカル濃度に対応した信号レ
ベルからＮＯ生成を抑制するために必要な添加物の添加
量を算出し、信号線４６を介して添加物噴射弁制御装置
１６へ信号を送る。添加物噴射弁制御装置１６は受け取
った信号から添加物噴射弁１７の弁開度を決定し、制御
線４７を介して添加物噴射弁１７を制御することによ
り、添加物１５ａの流量を調節し、ＮＯ抑制に最適な添
加量の添加物１５ｂが燃料３６に混入される。燃焼ガス
はトランジションピース１０を通ってタービンへ送られ
る。

【００７６】以上の構成により、燃焼ガス中で発生して
いるＣＨラジカル量を直接モニターすることができる。
従って、水素，アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等のＣ
Ｈラジカルと反応する物質を燃焼状態の変化に応じて前
記ＣＨラジカルを減少させ得る量だけ正確に火炎中に添
加することが可能となる。この結果、燃焼反応に悪影響
を与えることなく前記添加物質とＣＨラジカルが速やか
に反応し、ＣＨラジカル濃度を効果的に低減する。この
ことにより、前記ＣＨラジカルによる窒素の分解が抑制
され、プロンプトＮＯの発生量を低減することができ
る。

【００７７】以上のように本発明を実施すればプロンプ
トＮＯの発生を効果的に抑えることができ、希薄予混合
燃焼法と併用すれば全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に低減
することが可能となる。また添加剤として水素を用いれ
ば希薄予混合燃焼時の着火性の向上を図ることもでき、
希薄予混合燃焼法の失火の問題を解決することもでき
る。従って、将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも脱硝装
置を必要とせず対応することができ、大気汚染を効果的
にかつ低コストで防止することができる。

【００７８】図８は本発明をガスタービン燃焼器に適用
した一実施例を示す構成図で、燃料中にＮＯ生成を抑制
する物質が始めから含まれている場合に、ガスタービン
燃焼器の燃料中に添加物を最適量添加する方法を示した
ものである。

【００７９】燃料３６の一部と空気はパイロットノズル
３７へ供給され、ここで拡散燃焼する。さらに、燃料３
６の一部は燃料ノズル３８を通って燃焼室３９へ供給さ
れ、空気はスワーラ４０を通って旋回流となり予混合器
４１内で燃料と混合されて燃焼室３９へ供給され、予混
合燃焼する。燃料３６に含まれている添加物濃度と燃料
流量は添加物濃度検出器４８で測定されており、この測
定信号が信号線４９を介して演算器４５へ送られ燃料中
への添加物の追加量が算出され、信号線５０を介して添
加物噴射弁制御装置１６へ信号を送る。添加物噴射弁制
御装置１６は受け取った信号から添加物噴射弁１７の弁
開度を決定し、制御線５１を介して添加物噴射弁１７を
制御することにより、添加物１５ａの流量を調節し、Ｎ
Ｏ抑制に最適な添加量の添加物１５ｂが燃料３６に混入
される。燃料ガスはトランジションピース１０を通って
タービンへ送られる。

【００８０】以上の構成により、燃料中にＮＯ生成を抑
制する物質が始めから含まれている場合でも、燃料中の
添加物濃度を最適化することができる。従って、水素，
アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等のＣＨラジカルと反
応する物質を燃料性状および燃料状態の変化に応じて前
記ＣＨラジカルを減少させ得る量だけ正確に火炎中に添
加することが可能となる。この結果、燃焼反応に悪影響
を与えることなく前記添加物質とＣＨラジカルが速やか
に反応し、ＣＨラジカル濃度を効果的に低減する。この
ことにより、前記ＣＨラジカルによる窒素の分解が抑制
され、プロンプトＮＯの発生量を低減することができ
る。

【００８１】以上のように本発明を実施すればプロンプ
トＮＯの発生を効果的に抑えることができ、希薄予混合
燃焼法と併用すれば全ＮＯ生成量を１０ppm 以下に低減
することが可能となる。また添加剤として水素を用いれ
ば希薄予混合燃焼時の着火性の向上を図ることもでき、
希薄予混合燃焼法の失火の問題を解決することもでき
る。従って、将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも脱硝装
置を必要とせず対応することができ、大気汚染を効果的
にかつ低コストで防止することができる。

【００８２】図９は本発明をコンバインドサイクル発電
システムに適用した一実施例を示す構成図である。圧縮
機１２で圧縮された圧縮空気６１と燃料はガスタービン
燃焼器２０で混合され燃焼し、燃焼ガス６２はタービン
１３を回してガスタービン発電機５５で発電する。その
後、燃焼ガス６３は排熱回収ボイラ５２へ送られ、排熱
によって蒸気を発生した後、ボイラ排ガス６４となり熱
交換器６０で残余熱を回収された後、排気ガス６５とな
って大気中に放出される。排熱回収ボイラ５２で発生し
た蒸気６６は蒸気タービン５３を回して蒸気タービン発
電機５４で発電する。蒸気タービン５３を回した後の蒸
気６７は復水器５６で水に戻された後、復水ポンプ５８
でヒータ５９および一部熱交換器６０へ送られ、加熱さ
れた後ボイラ給水６９となり給水ポンプ５７によって排
熱回収ボイラ５２へ供給される。ここでガスタービン燃
焼器の燃料３５ａは、燃料流量計５で流量を測定されて
おり、この測定信号が制御線１８を介して添加物噴射弁
制御装置１６へ送られ、添加物噴射弁制御装置１６はこ
の信号に基づいて添加物量を決定し、制御線１９を使っ
て添加物噴射弁１７を制御する。この結果、添加物１５
ａは流量が調節されて添加物１５ｂとなり燃料３５ｂへ
混入された後、燃焼器２０へ供給される。以上の構成に
より、水素，アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等の物質
を燃料流量の変化に応じてＣＨラジカルを減少させ得る
量だけ燃料中に添加することが可能となる。この結果、
火炎中で発生するＣＨラジカルと前記添加物質とが燃焼
反応に悪影響を与えることなく火炎中で速やかに反応
し、ＣＨラジカル濃度を効果的に低減する。このことに
より、前記ＣＨラジカルによる窒素の分解が抑制され、
プロンプトＮＯの発生量を低減することが可能となる。
この結果、希薄予混合燃焼法と併用すれば、脱硝装置な
しで排ガス中のＮＯｘ濃度を排出規制値以下に抑えるこ
とができる。また脱硝過程で無駄に捨てられていた残余
熱の回収が可能となり、排熱回収率の向上により、エネ
ルギーの有効活用を図ることができる。以上のように本
発明を実施すれば、将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも
脱硝装置を必要とせず対応することができ、大汚汚染を
効果的にかつ低コストで防止することができる。

【００８３】図１０は本発明を自動車用エンジンに適用
した一実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質
をエンジンの燃料中に予め混入しておく方法である。

【００８４】エンジン２２へ燃料２６を噴射する燃料噴
射弁２３は制御線３０を介して開弁時間制御回路２４に
よって制御されており、噴射量を制御された燃料２７と
燃焼用空気２８はエンジン２２内で燃焼し、排気ガス２
９となって放出される。開弁時間制御回路２４からの信
号は制御線３１を介して添加物添加量演算器２５へ送ら
れ、エンジンの状態に応じた最適な添加量が計算され
る。この結果は制御線３２を介して添加物噴射弁制御装
置１６へ送られ、添加物噴射弁制御装置１６はこの信号
に基づいて弁開度を決定し制御線３３を介して添加物噴
射弁１７を制御することにより、添加物１５ａは流量が
調節され燃料２６へ混入される。

【００８５】以上の構成により、水素，アルカン，ＣＣ
ｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等のＣＨラジカルと反応する物質を燃
料流量変化に応じて前記ＣＨラジカルを減少させ得る量
だけ燃料中に添加することが可能となる。この結果、火
炎中で発生するＣＨラジカルと前記添加物質とが燃焼反
応に悪影響を与えることなく火炎中で速やかに反応し、
ＣＨラジカル濃度を効果的に低減する。このことによ
り、前記ＣＨラジカルによる窒素の分解が抑制され、プ
ロンプトＮＯの発生量が低減することができる。自動車
用エンジンからの排気ガスに対しては、最近、ＮＯｘ排
出量の規制が強化されつつある。このため、希薄燃焼法
により燃焼ガス温度を下げゼルドビッチＮＯを低減する
対策が取られつつある。しかし、自動車用エンジンで使
用するガソリンや軽油などの液体燃料の燃焼では、ガス
タービン燃焼器で使用するＬＮＧ等の燃焼に比べ、高分
子量の炭化水素を多量に含む燃料組成であること、また
火炎面では燃料過濃状態で燃焼することによって、特に
プロンプトＮＯが多量に発生する。従って、プロンプト
ＮＯを低減することが低ＮＯｘ化の抜本的対策として不
可欠であるが、プロンプトＮＯ低減に有効な燃焼法が開
発されておらず、最終的に触媒装置による排ガス処理に
頼らなければならない状況である。

【００８６】前記の方法により本発明を実施すれば、Ｎ
Ｏの低減に有効な物質をエンジンの状態に応じて燃料中
に最適な量だけ添加することにより、プロンプトＮＯの
発生を効果的に抑えられ、エンジン内の燃焼で発生する
ＮＯｘ濃度を大幅に低減することができる。この結果、
将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも触媒装置への負担軽
減、あるいは触媒装置を必要とせず対応することがで
き、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止することが
できる。

【００８７】図１１は本発明を自動車用エンジンに適用
した一実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質
をエンジンの燃焼用空気中に予め混入しておく方法であ
る。エンジン２２へ燃料２６を噴射する燃料噴射弁２３
は制御線３０を介して開弁時間制御回路２４によって制
御されており、噴射量を制御された燃料２７と燃焼用空
気２８はエンジン２２内で燃焼し、排気ガス２９となっ
て放出される。開弁時間制御回路２４からの信号は制御
線３１を介して添加物添加量演算器２５へ送られ、エン
ジンの状態に応じた最適な添加量が計算される。この結
果は制御線３２を介して添加物噴射弁制御装置１６へ送
られ、添加物噴射弁制御装置１６はこの信号に基づいて
弁開度を決定し制御線３３を介して添加物噴射弁１７を
制御することにより、添加物１５ａは流量が調節され燃
焼用空気２８へ混入される。以上の構成により、水素，
アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等のＣＨラジカルと反
応する物質を空気流量変化に応じて前記ＣＨラジカルを
減少させ得る量だけ空気中に添加することが可能とな
る。この結果、火炎中で発生するＣＨラジカルと前記添
加物質とが燃焼反応に悪影響を与えることなく火炎中で
速やかに反応し、ＣＨラジカル濃度を効果的に低減す
る。このことにより、前記ＣＨラジカルによる窒素の分
解が抑制され、プロンプトＮＯの発生量を低減すること
ができる。以上の方法により本発明を実施すれば、ＮＯ
の低減に有効な物質をエンジンの状態に応じて燃焼用空
気中に最適な量だけ添加することにより、プロンプトＮ
Ｏの発生を効果的に抑えられ、エンジン内の燃焼で発生
するＮＯｘ濃度を大幅に低減することができる。この結
果、将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも触媒装置への負
担軽減、あるいは触媒装置を必要とせず対応することが
でき、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止すること
ができる。

【００８８】図１２は本発明を自動車用エンジンに適用
した一実施例を示す構成図で、ＮＯ生成を抑制する物質
をエンジン内に注入する方法である。

【００８９】エンジン２２へ燃料２６を噴射する燃料噴
射弁２３は制御線３０を介して開弁時間制御回路２４に
よって制御されており、噴射量を制御された燃料２７と
燃焼用空気２８はエンジン２２内で燃焼し、排気ガス２
９となって放出される。開弁時間制御回路２４からの信
号は制御線３１を介して添加物添加量演算器２５へ送ら
れ、エンジンの状態に応じた最適な添加量が計算され
る。この結果は制御線３２を介して添加物噴射弁制御装
置１６へ送られ、添加物噴射弁制御装置１６はこの信号
に基づいて弁開度を決定し制御線３３を介して添加物噴
射弁１７を制御することにより、添加物１５ａは流量が
調節されエンジン２２内に注入される。以上の構成によ
り、水素，アルカン，ＣＣｌ₄、又はＣＨ₃Ｆ等のＣＨラ
ジカルと反応する物質をエンジンの状態に応じてエンジ
ン内に注入することが可能となる。この結果、火炎中で
発生するＣＨラジカルと前記添加物質とが燃焼反応に悪
影響を与えることなく火炎中で速やかに反応し、ＣＨラ
ジカル濃度を効果的に低減する。このことにより、前記
ＣＨラジカルによる窒素の分解が抑制され、プロンプト
ＮＯの発生量を低減することができる。

【００９０】以上の方法により本発明を実施すれば、Ｎ
Ｏの低減に有効な物質をエンジンの状態に応じてエンジ
ン内に最適な量だけ注入することにより、プロンプトＮ
Ｏの発生を効果的に抑えられ、エンジン内の燃焼で発生
するＮＯｘ濃度を大幅に低減することができる。この結
果、将来のＮＯｘ排出量の規制強化にも触媒装置への負
担軽減、あるいは触媒装置を必要とせず対応することが
でき、大気汚染を効果的にかつ低コストで防止すること
ができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明を実施すれば、炭化水素系燃料の
燃焼によって発生するＮＯｘ量を簡単な装置によって大
幅に低減することができ、大気汚染を効果的にしかも低
コストで防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】ＣＨラジカルの発生を確認した実験結果を示す
図である。

【図３】窒素とＣＨラジカルとの反応を確認した実験結
果を示す図である。

【図４】本発明の効果を確認した実験結果を示す図であ
る。

【図５】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図６】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図７】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図８】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図９】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図１０】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図１１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図１２】本発明の一実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…一段目燃料、２，６，３８…燃料ノズル、３…一段
目燃焼室、４ａ，４ｂ…二段目燃料、５…燃料流量計、
７…二段目予混合スワーラ、８…二段目燃焼室、９…燃
焼器ケーシング、１０…トランジションピース、１１ａ
…空気、１１ｂ，６１…圧縮空気、１２…圧縮機、１３
…タービン、１４ａ，１４ｂ，６２，６３…燃焼ガス、
１５ａ，１５ｂ…添加物、１６…添加物噴射弁制御装
置、１７…添加物噴射弁、１８，１９，３０，３１，３
２，３３，４７，５１…制御線、２０…燃焼器、２１…
空気流量計、２２…エンジン、２３…燃料噴射弁、２４
…開弁時間制御回路、２５…添加物添加量演算器、２
６，２７，３５ａ，３５ｂ，３６…燃料、２８…燃焼用
空気、２９，６５…排気ガス、３４…添加物噴射口、３
７…パイロットノズル、３９…燃焼室、４０…スワー
ラ、４１…予混合器、４２…光学フィルター、４３…発
光検出器、４４，４６，４９，５０…信号線、４５…演
算器、４８…添加物濃度検出器、５２…排熱回収ボイ
ラ、５３…蒸気タービン、５４…蒸気タービン発電機、
５５…ガスタービン発電機、５６…復水器、５７…給水
ポンプ、５８…復水ポンプ、５９…ヒータ、６０…熱交
換器、６４…ボイラ排ガス、６６，６７…蒸気、６８…
復水、６９…ボイラ給水。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炭化水素を含有する燃料と酸化剤とを混合
   し、燃焼させる燃焼方法において、前記混合過程及び／
   又は前記燃焼過程に発生するＣＨラジカルと反応する物
   質を、前記混合過程中及び／又は前記燃焼過程中に、前
   記ＣＨラジカルを減少させ得る量添加して、ＮＯｘの発
   生量を低減させることを特徴とする燃焼方法。
2. 【請求項２】炭化水素を含有する燃料と酸素とを燃焼さ
   せる燃焼方法において、前記燃焼過程に発生するＣＨラ
   ジカルと反応する物質を、前記燃料に前記ＣＨラジカル
   を減少させ得る量を予め添加して燃焼させることによっ
   てＮＯｘの発生量を低減させることを特徴とする燃焼方
   法。
3. 【請求項３】炭化水素系燃料と酸素とが含有する混合物
   を燃焼する燃焼方法において、前記混合物に発生するＣ
   Ｈラジカルと反応する物質を、前記ＣＨラジカルを減少
   させ得る量を前記混合物に添加してＮＯｘの発生量を低
   減することを特徴とする燃焼方法。
4. 【請求項４】炭化水素を含有する燃料と酸素との混合物
   を燃焼させる燃焼方法において、前記混合物及び／又は
   前記燃焼中に発生するＣＨラジカルと反応する添加物質
   を、ＣＨラジカルと窒素との反応の速度定数及びＣＨラ
   ジカルと前記添加物質との反応の速度定数の比に前記混
   合物中の窒素濃度を掛けた濃度以上、添加することを特
   徴とする燃焼方法。
5. 【請求項５】炭化水素を含有する燃料を供給する手段及
   び酸素を含有する空気を供給する手段並びに前記燃料と
   空気とを燃焼させる燃焼室を有する燃焼装置において、 前記燃焼室に発生するＣＨラジカルと反応する物質を添
   加する手段と前記物質の添加量を制御する手段とを有
   し、前記燃料及び／又は空気に起因して前記添加量を制
   御することを特徴とする燃焼装置。
6. 【請求項６】炭化水素を含有する燃料を供給する手段，
   酸素を含有する空気を供給する手段、前記燃料と空気と
   を燃焼させる燃焼室及び前記燃料と空気とを混合させる
   混合通路を有する燃焼装置において、 前記燃焼室及び／又は混合通路に発生するＣＨラジカル
   を減少させるために、前記ＣＨラジカルと反応する物質
   を添加する手段を備え、前記燃料及び空気の混合割合に
   基づいて前記物質の添加量を制御することを特徴とする
   燃焼装置。
7. 【請求項７】炭化水素を含有する燃料を供給する手段及
   び酸素を含有する空気を供給する手段並びに前記燃料と
   空気とを燃焼させる燃焼室を有する燃焼装置において、 前記燃焼室に発生するＣＨラジカルと反応する物質を添
   加する手段，前記物質の添加量を制御する手段及び前記
   物質の濃度を測定する手段を有し、前記濃度に起因して
   前記添加量を制御することを特徴とする燃焼装置。
8. 【請求項８】炭化水素を含有する燃料を供給する手段，
   酸素を含有する空気を供給する手段及び予混合通路を具
   備した予混合ノズル並びに前記燃料と空気とを燃焼させ
   る燃焼室を有するガスタービン燃焼器において、 前記燃焼室及び／又は予混合通路に発生するＣＨラジカ
   ルを減少させるために、前記ＣＨラジカルと反応する物
   質を添加する手段を備え、前記燃料及び空気の混合割合
   に基づいて前記物質の添加量を制御することを特徴とす
   るガスタービン燃焼器。
9. 【請求項９】空気と炭化水素系燃料とを燃焼させる燃焼
   器と、前記燃焼器に空気を供給する圧縮機と、前記燃焼
   器からの燃焼ガスにより負荷を取り出すガスタービン
   と、前記ガスタービンから排出されるガスにより蒸気を
   発生させる排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラから
   の蒸気により負荷を取り出す蒸気タービンとを有するコ
   ンバインドサイクル発電システムにおいて、 前記システム中で発生するＣＨラジカルを減少させ得る
   量の前記ＣＨラジカルと反応する物質を添加する手段を
   備えたことを特徴とするコンバインドサイクル発電シス
   テム。