石炭火力発電所ボイラのアンモニア混燃の燃焼特性およびボイラに与える影響を総括し、大規模なアンモニアを石炭の代替燃料として応用するための理論的および実践的根拠を提供することを目的とする。既存文献を系統的に検討し、アンモニア燃焼の基本的特性、火炎伝播特性、火炎形態および石炭ボイラに及ぼす影響を研究し、同時に、酸素供給燃焼、事前加熱燃焼および水素助燃など、燃焼強化の方法を論じた。結果として、アンモニア石炭混燃は酸露点を高めるものの、熱面積灰、結渣、摩耗および高温腐食などの問題を緩和でき、アンモニアの反応性が低いため炉腔損失を増加させる可能性があるが酸素供給燃焼などの戦略を採用することでこの問題を緩和することができる。アンモニアと小分子ガス燃料の混合燃焼に関する研究は多いが、アンモニアと石炭など大分子固体炭素水素燃料の混合燃焼に関する研究は少ない。アンモニア混燃はボイラ伝熱、熱面安全およびボイラ効率に重要な影響を与え、火焔温度低下、石炭煙生成量減少、煙気組成変化が伝熱効果と熱面状態に影響を与えるので、低温腐食および未燃尽アンモニアの排出問題に留意すべきである。アンモニア混燃は有効な低炭素燃焼技術であるが、大型火力発電ボイラでの適用は多くの挑戦に直面し、燃焼メカニズムおよび実際の適用効果をさらに深く研究し、燃焼設備を最適化し、システム効率性を高めるため追加研究が必要である。

石炭ボイラ;アンモニア燃料;燃焼特性;炭素削減;アンモニア混燃