WO2019131765A2 - 高濃度水素液燃焼方法 - Google Patents

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武治 甕
堀内 道夫
和田 健
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a highly-contributed high-concentration hydrogen liquid combustion method characterized by burning hydrogen water, which is a low-cost, low-risk material that can be mass-produced at low cost.
  • Examples of inventions relating to an apparatus and a method for producing hydrogen include the inventions described in Patent Documents 1 to 3.
  • Patent Document 1 discloses a dehydrogenation reactor that decomposes an organic hydride into hydrogen and a dehydrogenated substance by a dehydrogenation reaction, and a dehydrogenation reaction product generated by the dehydrogenation reaction in the dehydrogenation reactor.
  • Gas-liquid separation system that separates gas and liquid into dehydrogenation reactant having a hydrogen concentration higher than the dehydrogenation product generated in the reactor and condensed liquefied impurities, and dehydrogenation separated in the gas-liquid separation system
  • a hydrogen purifier for purifying a reactant into a first hydrogen-containing substance and a second hydrogen-containing substance having a higher hydrogen concentration than the first hydrogen-containing substance, and dehydrogenating the first hydrogen-containing substance separated by the hydrogen purifier
  • the hydrogen utilization system comprises a first hydrogen-containing material supply line which can be supplied to the inlet side of the organic hydride in the reactor, and a hydrogen utilization system which utilizes part or all of the first hydrogen content as thermal energy, Catalyst for burning hydrogen gas in first hydrogen content
  • a hydrogen producing apparatus is described which comprises a combustor and uses thermal energy generated in the catalytic combustor in the apparatus.
  • Patent Document 2 describes a method of producing hydrogen and electricity, comprising providing a system suitable for producing liquid hydrogen and / or electricity.
  • A) a gas reforming unit configured to at least: a) receive a natural gas supply and reform the natural gas to produce a hydrogen-containing gas; b) at least a portion of the hydrogen in the hydrogen-containing gas
  • a power generation unit configured to convert hydrogen to generate electricity, and c) receiving a portion of the hydrogen in the hydrogen-containing gas and liquefying hydrogen to generate liquid hydrogen
  • a hydrogen liquefaction unit powered by at least a portion of the electricity generated by the power generation unit during operation, such that the system removes liquid hydrogen and / or electricity
  • the configured operation i) operating the system to supply natural gas to the gas reforming unit and export liquid hydrogen in a first period, ii) a second period Supply natural gas to the gas reforming unit and operate the system to export electricity, the first period relates to the off-peak time when the external power demand is low, and the second period is the peak when the external power demand
  • Patent Document 3 discloses a heating step of heating the fuel in the presence of steam, and a conversion step of converting carbon dioxide and hydrogen by reacting carbon monoxide and steam among the product gases obtained in the heating step, and After cooling the product gas after the conversion step, a reforming step contacting with a carbon monoxide selective oxidation catalyst to make a reformed gas, and a hydrogen separation step of separating hydrogen from the reformed gas by a gas separation device; A method of producing hydrogen is described.
  • the carbon monoxide selective oxidation catalyst is cooled by cooling water, and the thermal energy recovered from the cooling water cooled with the carbon monoxide selective oxidation catalyst is used to produce steam supplied to the conversion step.
  • the gas separator is an alkali absorber that absorbs carbon dioxide by an alkali absorption method, and in the alkali absorber, the absorbent is pressurized and sent from the absorption tower to the regeneration tower, The interior of the regenerator is maintained near or above the critical pressure of carbon dioxide, and when the absorbent is fed from the regenerator to the absorber, the pressure is reduced by a pressure regulator.
  • the present invention has been developed based on the background as described above, and can be mass-produced at low cost, does not generate CO 2 or PM 2.5, etc., and has high social contribution high concentration hydrogen
  • the purpose is to provide a liquid combustion method.
  • the high concentration hydrogen liquid combustion method of the present invention is a high concentration concentration of oxidation reduction potential (ORP) of -100 mv to -300 mv by pressurizing and high temperature processing a hydrogen saturated liquid obtained by causing water to act on natural tourmaline A hydrogen solution is prepared, and a hydrogen generator such as sodium hydroxide, aluminum or magnesium chloride or a hydrogen generation aid is added to the high concentration hydrogen solution, and pressure and heat are applied using a pressure / heating can.
  • ORP oxidation reduction potential
  • Water is made to act on ion-charged tourmaline having a permanent electrode to make hydrogen water, and ultra-high concentration hydrogen water is processed by physical pressurization and chemical catalyst mixing, and sprayed into a combustion furnace using a high pressure nozzle etc. It can be burned and used as energy.
  • a target combustion furnace for example, a high thermal combustion furnace such as a thermal power plant, a woody biomass power plant, a steel plant or a large boiler can be mentioned.
  • a high concentration hydrogen solution having an oxidation reduction potential (ORP) of -700 mv or less can be injected into the combustion furnace using, for example, a high pressure nozzle and burned.
  • ORP oxidation reduction potential
  • the high concentration hydrogen liquid is in the combustion in the combustion furnace and does not generate CO 2 and PM 2.5, and the combustion efficiency of the mixed combustion agent such as coal is enhanced to reduce global warming. And combustion costs can be reduced.
  • the present invention is configured as described above, and the following effects can be obtained.
  • the ultra-high concentration hydrogen water of the present invention is an original idea that has not been practiced conventionally, for example, using negative ion charged tourmaline of natural stone, causing water to act on tourmaline, water Negative ion saturated water, converted to hydrogen saturated water, processed into ultra-high concentration hydrogen water using physical pressure chemical catalyst, sprayed into coal fired power plant, steel plant wood biomass power plant combustion furnace and burned It is a thing. It is an invention of a unique idea that has never been done before, and it is a hydrogen water utilization technology with a wide range of social contributions and high effects.
  • the combustion technology of the high concentration processed hydrogen liquid in the present invention can use saturated hydrogen water produced by reacting water on natural tourmaline as a raw material, and hardly requires the cost of the raw material.
  • the high concentration hydrogen liquid is a combustion aid which is injected and burned into the high thermal combustion furnace, and is different from the combustion hydrogen gas in safety.
  • FIG. 2 is a schematic view of an ORP meter used in the simple test of Table 1;
  • FIG. 2 is a schematic view showing the state of combustion in the simplified test of Table 1;
  • It is an explanatory view showing the structure of high concentration hydrogen fluid combustion verification can in demonstration experiment II, and a test method.
  • It is explanatory drawing of the test method of demonstration experiment III.
  • It is a schematic diagram of demonstration experiment III.
  • It is explanatory drawing of the test plan of demonstration test IV.
  • It is a schematic diagram which shows the appearance of the combustion test in demonstration test IV.
  • FIG. 1 is a view for explaining processing of hydrogen liquid as a combustion agent.
  • the amount of hydrogen generated is represented by a unit called oxidation reduction potential ORP.
  • the amount of hydrogen generated is represented by a unit called oxidation reduction potential ORP. It has been confirmed that the numerical value of ORP is displayed in agreement with the numerical value expressed in conjunction with the amount of generated hydrogen ⁇ the combustibility of hydrogen. If the circled numbers in FIG. 1 are replaced with (1) to (14) and described, the numerical value of the hydrogen fluid and the numerical value until achieving the combustibility can be obtained in agreement.
  • (1) is a saturated hydrogen water obtained by acting water on quartz porphyry and tourmaline of natural stone, and the ORP is in the range of +200 mv to +230 mv.
  • hydrogen water in which water acts on tourmaline charges negative ions, and it is an ore of 84 to 85% of silicon, which is a composition element of tourmaline, and 7 to 8% of aluminum. It is a stone of a special property that exhibits flammability in
  • Hydrogen water in the stage (1) is used as a plant breeding and health drink material.
  • the changes in (2) to (7) are the ORP changes over time when the saturated hydrogen obtained in (1) was pressurized and heated.
  • (8) to (14) are the ORP values of the transition to complete combustion, in which the hydrogen water of (7) is given several conditions for combustion to be denatured.
  • (11) to (14) are combustion solutions processed to -700 to -1000 mv in ORP value obtained by adding a special sodium hydroxide material as a homogeneous stirring material for the purpose of ultra-high concentration for combustion .
  • the hydrogen liquid represented by the ORP value of -700 to -1000 mv is of a nature that can be used as a combustion agent (precisely, a combustion aid) of a coal-fired power plant, a steel mill, a large boiler or the like.
  • the hydrogen solution produced by acting on the tourmaline of (1) to (14) in FIG. 1 shows the entire flow of the technology of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a concept for use in coal thermal power generation and woody biomass power generation and processing of hydrogen liquid as a combustion agent.
  • the method of processing the ORP value forms an outline of the processing contents ⁇ processing technology for implementing FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the contents of FIG. 1 and FIG. 2, and is a diagram for briefly explaining the contents of FIG. 1 and FIG.
  • Table 1 shows the contents of a simple test (verification test I) in which the combustibility of the hydrogen solution processed according to FIG. 2 was checked at each stage. 4 to 6 are schematic diagrams of the simple test. This test demonstrated the combustion performance of the hydrogen fluid indicated by the ORP value.
  • the photograph 1 in Table 1 corresponds to FIG.
  • FIG. 9 is a schematic view showing the state of intense burning in the stove on the start flame in Demonstration Experiment III.
  • FIG. 11 is a schematic view of a test machine used in the demonstration test IV
  • FIG. 12 is a schematic view showing a state of a combustion test.
  • CO 2 emissions 4. Per unit contribution to CO 2 emissions of the entire coal-fired power plant in this case. 5. For example, CO 2 reduction rate (%) when burning 50 tons / day.
  • Hydrogen liquid is sprinkled in the power plant combustion furnace until it is drinkable, and even before ignition, it is safe because it has the same content as ordinary water, with respect to its pollution safety as well as ignition.

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Abstract

低コストで、量産化が可能で、CO2やPM2.5等を発生させず、社会貢献度の高い高濃度水素液の燃焼加工法を提供する。直流微弱電流の永久電極を有し、遠赤外線電磁波並びに多量のマイナスイオンを放射する天然の電気石を使用して酸化還元電位(ORP)-700mv以下の高濃度水素液を加工し、地球温暖化軽減燃料助剤燃焼液とする。石炭火力発電所、木質バイオマス発電所、製鉄所、大型ボイラー等の燃焼助剤液として使用できる。高濃度水素液は、量産化、長期にわたる安定供給が可能で危険性の無い低コストの燃焼剤で、新しい発想の材料である。CO2の出ない、しかも厄介な焼却灰を排出しない電気石といった長期にわたり供給可能で国内未利用材による画期的高濃度水素水架構の燃焼剤となり得る。

Description

高濃度水素液燃焼方法
 本発明は、低コストで、量産化が可能で危険度の低い材料である水素水を燃焼させることを特徴とする貢献度の高い高濃度水素液燃焼方法に関するものである。
 地球環境に優しい水素社会を目指し、世界中の企業が研究・開発している。例えば、トヨタ自動車株式会社は既に燃料電池車「MIRAI(MIRAIはトヨタ自動車株式会社の登録商標)」を開発・販売し、世界を驚かせた。また、ドイツの水素実用化研究所「h2ヘルラル応用研究センター」は風車で余った電気を使って水を分解し、水素水を作ることによって、再生エネルギーを水素に変換し活用する技術実証の研究をしている。
 水素の製造装置や製造方法に関する発明として、例えば特許文献1~3に記載の発明がある。
 特許文献1には、有機ハイドライドを脱水素反応により水素と脱水素物質とに分解する脱水素反応器と、脱水素反応器での前記脱水素反応により生成された脱水素反応物を脱水素反応器で生成された脱水素反応物よりも水素濃度の高い脱水素反応物と凝縮された液化不純物とに気液分離する気液分離系と、気液分離系にて気液分離された脱水素反応物を第1水素含有物と、第1水素含有物よりも水素濃度の高い第2水素含有物とに精製する水素精製器と、水素精製器で分離された第1水素含有物を脱水素反応器における有機ハイドライドの入口側に供給可能な第1水素含有物供給ラインと、第1水素含有物の一部または全部を熱エネルギーとして利用する水素利用系と、を備え、水素利用系は、第1水素含有物内の水素ガスを燃焼させる触媒燃焼器を備え、触媒燃焼器で発生した熱エネルギーを装置内で用いることを特徴とする水素製造装置が記載されている。
 特許文献2には、水素および電気を生成する方法が記載されており、液体水素および/または電気を生成するのに適したシステムを設けるステップを備えている。そのシステムが、少なくとも、a)天然ガス供給を受け、天然ガスを改質して水素含有ガスを生成するように構成されるガス改質ユニットと、b)水素含有ガスにおける水素の少なくとも一部を受け、水素を変換して電気を生成するように構成される発電ユニットと、c)水素含有ガスにおける水素の一部を受け、水素を液化して液体水素を生成するように構成される水素液化ユニットであって、動作の間、発電ユニットによって生成される電気の少なくとも一部によって、給電される、水素液化ユニットと、を備えており、システムが、液体水素および/または電気を移出するように構成される動作の間、i)第1期間において、天然ガスをガス改質ユニットに供給し、液体水素を移出するようにシステムを動作させ、ii)第2期間において、天然ガスをガス改質ユニットに供給し、電気を移出するようにシステムを動作させ、第1期間は、外部電力需要が低いオフピーク時間に関係し、第2期間は、外部電力需要が高いピーク時間に関係する、方法が記載されている。
 特許文献3には、燃料を水蒸気存在下で加熱する加熱工程と、加熱工程で得られた生成ガスのうち、一酸化炭素と水蒸気とを反応させることにより二酸化炭素と水素に転化する転化工程と、転化工程後の生成ガスを冷却した後、一酸化炭素選択的酸化触媒と接触させ改質ガスとする改質工程と、改質ガスからガス分離装置によって水素を分離する水素分離工程と、を有する水素製造方法が記載されている。一酸化炭素選択的酸化触媒は冷却水によって冷却されており、一酸化炭素選択的酸化触媒を冷却した冷却水が回収した熱エネルギーは、転化工程へ供給する水蒸気の製造に利用される、水素製造方法であって、ガス分離装置が、アルカリ吸収法によって二酸化炭素を吸収するアルカリ吸収装置であり、アルカリ吸収装置においては、吸収塔から再生塔へと吸収液が加圧されて送られることによって、再生塔内が二酸化炭素の臨界圧付近又は臨界圧以上に維持されており、再生塔から吸収塔へと吸収液が送液される際、圧力調整装置によって減圧させている。
特開2017-065937号公報 特許第5899231号公報 特許第5629259号公報
 本発明は、上述のような背景のもとに開発されたものであり、低コストで、量産化が可能で、COやPM2.5等を発生させず、社会貢献度の高い高濃度水素液燃焼方法を提供することを目的としている。
 本発明の高濃度水素液燃焼方法は、天然電気石に水を作用させて得られる水素飽和液を加圧・高温加工することで、酸化還元電位(ORP)が-100mv~-300mvの高濃度水素液を作成し、前記高濃度水素液に水酸化ナトリウム、アルミニウム、または塩化マグネシウム等の水素発生剤または水素発生助剤を加え、加圧・加熱缶を使用して加圧および加熱することにより、酸化還元電位(ORP)が-700mv以下の超高濃度水素液を作成し、前記超高濃度水素液をCOを発生しない燃焼剤として燃焼炉へ噴霧し、燃焼剤として利用することを特徴とするものである。
 永久電極を有するイオン帯電電気石に水を作用させて水素水を作り、物理的加圧、化学触媒混合により超高濃度水素水を加工し、高圧ノズルなどを使用して燃焼炉内に噴霧し燃焼させ、エネルギーとして利用することができる。
 対象となる燃焼炉としては、例えば火力発電所、木質バイオマス発電所、製鉄所、または大型ボイラー等の高熱燃焼炉などを挙げることができる。
 燃焼炉へ噴霧し燃焼させる方法としては、酸化還元電位(ORP)-700mv以下の高濃度水素液を、例えば高圧ノズルを使用して燃焼炉へ噴射し、燃焼させることができる。
 -700mv以下の高濃度水素液に関しては、基礎となる水素液を天然電気石に水を作用させて得られる水素飽和液を加圧・高温加工し、酸化還元電位(ORP)を-100mv~-300mvの高濃度とし、この酸化還元電位(ORP)を-100mv~-300mvに加工した高濃度水素液に、水酸化ナトリウム、アルミニウム、または塩化マグネシウム等の水素発生剤または水素発生助剤を加圧、加熱缶を使用することで、酸化還元電位(ORP)を-700mv以下の超高濃度水素液を製造することができる。
 本発明の高濃度水素液燃焼方法では、高濃度水素液が燃焼炉内燃焼にあってCO及びPM2.5を発生せず、石炭等混合燃焼剤の燃焼効率を高め、地球温暖化削減、並びに燃焼コスト削減を図ることができる。
 本発明は、以上のような構成からなり、次のような効果が得られる。
(1) コストが小さく、量産化が可能で、危険度が低く、COやPM2.5、焼却灰などが発生しない。
(2) 本発明の超高濃度水素水は、従来、実施されたことがない独自発想のものであり、例えば天然石のマイナスイオン帯電電気石を使用し、電気石に水を作用させ、水をマイナスイオン飽和水、水素飽和水に変換し、物理的圧力化学触媒を使用して超高濃度水素水に加工、石炭火力発電所、製鉄所木質バイオマス発電所燃焼炉に噴霧し、燃焼させる内容のものである。従来にないユニークな発想の発明であり、社会貢献が広く、効果が高い水素水利用技術である。
(3) 本発明における高濃度加工水素液の燃焼技術は、天然の電気石に水を作用させて生ずる飽和水素水を原材料として使用することができ、原材料費をほとんど必要としない。
 水を電気分解して水素水を加工する場合は、コスト的な問題もあるが、天然石・電気石は自然資源として大量に未利用で存在しており、経済性は極めて高い。特に低価格の他に、CO・PM2.5が発生せず、焼却灰も出ない特質と、大量の安定供給が図れるというメリットは極めて大きい。
 高濃度水素液は、高熱燃焼炉の中へ噴射して燃焼する燃焼助剤であり、燃焼水素ガスと異なり安全性が高い。
水素液を燃焼剤として加工することを説明した図である。 石炭火力発電・木質バイオマス発電に利用するための概念と燃焼剤としての水素液の加工などを示した説明図である。 図1、図2の内容をグラフ化した図である。 表1の簡易試験(実証試験I)に関する概要図である。 表1の簡易試験に用いたORPメーターの概要図である。 表1の簡易試験における燃焼の様子を示す概要図である。 実証実験IIにおける高濃度水素液燃焼検証缶の構造と、試験方法を示す説明図である。 実証実験IIIの試験方法の説明図である。 実証実験IIIの概要図である。 実証試験IVの試験計画の説明図である。 実証試験IVで用いた試験機の概要図である。 実証試験IVにおける燃焼試験の様子を示す概要図である。
 以下、本発明を添付した図面などに基づいて詳細に説明する。
 図1は、水素液を燃焼剤として加工することを説明した図である。
 水素の発生量は、酸化還元電位ORPという単位で表される。水素の発生量は、酸化還元電位ORPという単位で表される。ORPの数値は、水素の発生量→水素の燃焼性と連動して表される数値と一致して表示されることを確認している。図1の丸付き数字を(1)~(14)に置き換えて説明すると、水素液の数値と燃焼性を実現するに至る数値が一致して得られる。
 (1)は天然石の石英斑岩・電気石に水を作用して得られる飽和水素水であり、ORPは+200mv~+230mvの範囲である。電気石に水が作用した水素水は水を電気分解して生ずる水素水と異なり、マイナスイオンを帯電しており、電気石の組成元素である珪素84~85%、アルミニウム7~8%という鉱石の中にあって燃焼性を発揮する特殊な性質の石材である。
 (1)の段階の水素水は植物育成、健康飲用材として使用される。(2)~(7)の変化は、(1)で得られた飽和水素を加圧・加熱した時間経過のORP変化である。(8)~(14)は、(7)の水素水を燃焼用に幾つかの条件を与えて変性した完全燃焼に至る移行のORP数値である。
 (8)~(10)の-400~-600mvの主としてアルミニウム材を加えて得られる。(1)~(6)の水素水は電気石と加圧・加熱が連続して行われており、(8)~(10)の段階はアルミニウムを混在させて得られる高濃度の水素液である。
 (11)~(14)→は燃焼用の超高濃度を目的として特殊な水酸化ナトリウム材を均質撹拌材として投入して得られるORP数値で-700~-1000mvに加工した燃焼用液剤である。
 この-700~-1000mvのORP数値によって表現される水素液は、石炭火力発電所、製鉄所、大型ボイラー等の燃焼剤(正確には燃焼助剤)として使用可能な性質のものである。
 従って、図1における(1)~(14)の電気石に作用して生ずる水素液は本件発明の技術の全体の流れを示したものである。
 図2は、石炭火力発電・木質バイオマス発電に利用するための概念と燃焼剤としての水素液の加工などを示した説明図である。目的とする濃度は、ORP数値の加工方法は、図1を実施する加工内容→加工技術の概要を成すものである。
 図3は、図1、図2の内容をグラフにしたものであり、図1、図2の内容を簡単に説明した図である。表1は、図2によって加工された水素液を段階ごとに燃焼性をチェックした簡易試験内容(実証試験I)である。図4~図6は簡易試験に関する概要図である。この試験により、ORP数値で示された水素液の燃焼性能が実証された。なお、表1における写真-1は図4に相当するものである。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔実証試験II〕
 実証実験II(検証予備試験)として、図7に示すような構造の高濃度水素液燃焼検証缶を設計し、屋外での実証試験を行い、ORP-840mv水素液が燃焼することを確認した。
〔実証試験III〕
 実証試験IIIとして、上述の実証実験IIの検証缶及びORP-840mv水素液を使用し、図8に示す実証試験を行った。
 図9は実証実験IIIにおいて、種火上のストーブで激しく燃焼している様子を示した概要図である。
〔実証試験IV〕
 続いて、実証試験IVとして、図10に示す試験計画を策定し、超高濃度水素液の加工・現場使用検証を行った。
 図11実証試験IVで用いた試験機の概要図、図12は燃焼試験の様子を示す概要図である。
 これら実証試験I~IVにより、本発明の高濃度水素液燃焼方法の火力発電所、木質バイオマス発電所、製鉄所、または大型ボイラー等への適用の可能性を確認した。
 例えば、石炭火力発電所に於ける採用利点を踏まえ、事業化するための考え方は以下の通りである。
1.石炭火力発電所燃焼炉における燃焼性の確認。
2.燃焼における発熱性能(石炭との比較)。
3.COの排出量。
4.この場合の石炭火力発電所全体のCO排出に対する単位当たりの貢献度。
5.例えば、50トン/日燃焼した場合のCO減少率(%)。
6.石炭燃焼トン当たりの燃焼価格と水素液の燃焼価格トン当たりを比較し、発電所の経営効率を図る。
7.石炭火力発電所の場合、使用する石炭品質、燃焼方法によって内容が異なるため、使用企業現場で効果のテストをする必要がある。
8.水素液は、設備をすれば100トン/日も可能である。
9.水素液は飲用可能なものまで、発電所燃焼炉で散布、燃焼前は着火も、公害的安全性は普通の水と同じ内容であり、安全である。
 

Claims (4)

  1.  天然電気石に水を作用させて得られる水素飽和液を加圧・高温加工することで、酸化還元電位(ORP)が-100mv~-300mvの高濃度水素液を作成し、前記高濃度水素液に水酸化ナトリウム、アルミニウム、または塩化マグネシウム等の水素発生剤または水素発生助剤を加え、加圧・加熱缶を使用して加圧および加熱することにより、酸化還元電位(ORP)が-700mv以下の超高濃度水素液を作成し、前記超高濃度水素液をCOを発生しない燃焼剤として燃焼炉へ噴霧し、燃焼剤として利用することを特徴とする高濃度水素液燃焼方法。
  2.  請求項1記載の高濃度水素液燃焼方法において、前記燃焼炉は火力発電所、木質バイオマス発電所、製鉄所、または大型ボイラー等の高熱燃焼炉であることを特徴とする高濃度水素液燃焼方法。
  3.  請求項2記載の高濃度水素液燃焼方法において、前記酸化還元電位(ORP)が-700mv以下の超高濃度水素液を、燃焼炉へ高圧ノズルを使用して噴射し、燃焼させることを特徴とする高濃度水素液燃焼方法。
  4.  請求項1、2または3記載の高濃度水素液燃焼方法において、前記超高濃度水素液が燃焼炉内燃焼にあってCO及びPM2.5を発生せず、石炭等混合燃焼剤の燃焼効率を高め、地球温暖化削減、並びに燃焼コスト削減を図ることを特徴とした高濃度水素液燃焼方法。
     
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3481761B2 (ja) * 1996-01-30 2003-12-22 忠正 中村 電解水の生成方法
JP4004181B2 (ja) * 1999-05-19 2007-11-07 日本環境保全株式会社 灰処理装置用の燃料の燃焼方法、灰処理装置用のバーナー及び灰処理装置
JP4244270B2 (ja) * 2001-03-05 2009-03-25 日本環境保全株式会社 ポリ塩化ビフェニルの燃焼分解方法及び高温焼却装置
JP2008149245A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Tadayoshi Fukagawa 機能水及びその製法
KR20090041072A (ko) * 2007-10-23 2009-04-28 주식회사 이앤이 Brown's Gas를 이용한 워터오일과 그 제조시스템및 그 제조방법
JP5358030B2 (ja) * 2012-03-07 2013-12-04 立比古 小川 還元パウダー及びその製造方法
JP2017025133A (ja) * 2015-07-16 2017-02-02 サンライズ・エナジー株式会社 化合物燃料製造システム

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