ラージ•エディ•シミュレーションによる微粉炭燃焼場のNO_x生成予測: 異なるスケールの燃焼場への適用

摘要

Large-eddy simulation (LES) is applied to predict characteristics of NO_x formation in two different pulverized coal combustion fields. A laboratory-scale open-type pulverized coal flame generated by a triple stream co-axial swirl burner and a large-scale combustion test furnace with practical complex burners are targeted. The results of the computation on the laboratory-scale burner show that NO formed due to the oxidation reaction of nitrogen from volatile matter of coal rapidly decreases just downstream of the region where the peak value appears due to the reduction reaction. The trend becomes marked with increasing O_2 concentration. The results of the large-scale furnace show that the gas temperature and O_2 and NO concentrations are qualitatively captured by the present LES. This suggests the usefulness of the LES for predicting the characteristics of NO_x formation in coal flames.%昨今の火力発電用の燃料費の高騰に伴う電気料金の引き上げや，固定価格買取制度の導入に伴う再生可能エネルギーの重要性が増加する中，依然として電源別発電電力量に占める火力発電の割合は大きい。なかでも世界各地に広く分布し，かつ埋蔵量も豊富であり，他の化石燃料に比べて価格が低い石炭の利用促進は，わが国のエネルギー安全保障にとって極めて重要であるといえる。一方で，石炭は石油や天然ガスに比較して単位発熱量あたりのCO_2排出量が多く，SO_x,NO_xの生成量も多い。そのため，これらの排出量を減らし，環境負荷を小さくするための技術開発が重要である。