火炎中一酸化窒素濃度分布のレーザー計測：燃焼装置の設計·実時間計測の新しいツール

摘要

燃焼排出の窒素酸化物(NO{sub}x)の中で一酸化窒素(NO)は極めて重要であり、ゼロエミッションを目指して、排出削減は永続的に要求される。 在来の濃度計測法は、サンプリングプローブで吸引した試験ガスを、化学発光式分析器に送る方式のものであるが、幾つかの欠点を持つ。一つは、ガス吸引管内で化学反応が起きて、一酸化窒素濃度が変化することであり、一部は二酸化窒素に変化する。また、点計測に限定され、プローブ挿入によって測定場が乱され、時間が掛かるという点も計測法の弱点である。 ここで紹介するレーザー誘起蛍光法(Laser-Induced Fluorescence, LIF)を用いた新しい迅速濃度分布計測法は、幾つかのメリットを持つ。一つは、バーナー等燃焼装置の試作·設計段階で、計測データを利用した装置改善が可能になり、低NO{sub}x燃焼を効率的に実現できる点である。 また、計測時間が制御に必要な時間よりも短い場合には、実時間計測が可能になり、計測データを基にした燃焼制御によって、NO{sub}xの排出低減を実現できる。 これはガスタービン·微粉炭燃焼炉等の大型発電施設において期待される。