【目的】 電力網のピーク調整および低炭素水素製造の需要を満たすため。 【方法】 アンモニアをエネルギー貯蔵媒体として用い、アンモニア-水素燃焼・分解のカップリング数値モデルを構築し、一般型、多孔質型、二層多孔質型、段階的4種類のバーナ構造と、分解域へのアンモニア入口速度がNOx排出特性およびアンモニア分解効率に及ぼす影響機構を体系的に解析した。モデルにはNi-Pt/Al_2O3の動力学および多孔質媒体の抵抗・熱伝達モデルを導入し、文献の実験と照合し平均絶対誤差は4.4％未満であった。 【結果】 アンモニア分解吸熱により燃焼域温度が大幅に低下し、熱的NO生成が抑制され、N_2Oはわずかに増加（約7×10–5％）したが、全体としてNOx排出は大幅に減少した。4種類の燃焼器ではアンモニア分解率がすべて99.99％に達したが、高分解率領域の分布は異なり、段階的燃焼器はNOx生成を効果的に低減する一方、二次冷却アンモニア混入により分解開始が遅延した。二層多孔質燃焼器は熱蓄積が十分だが、局所的な高温がNO生成を促進し、単層多孔質燃焼器はNOx制御と分解供熱の最良のバランスを実現した。さらに研究により、分解域のアンモニア入口速度増加は吸熱効果を強化し燃焼温度を低下させ、NO減少幅がN_2O増加幅を上回るためNOx全体が更に低減し、アンモニア入口速度10 m/s条件でも分解率は90％以上を維持した。 【結論】 本研究はアンモニア-水素燃焼・分解統合系の熱・化学的相乗機構を解明し、発電側ピーク調整シナリオにおける単層多孔質燃焼器を優先構造として提案し、アンモニアエネルギー貯蔵・水素製造・低NOx協調設計の理論的基盤および工学的参考を提供する。

アンモニア-水素エネルギー貯蔵;アンモニア-水素燃焼;アンモニア分解水素製造;燃焼-分解結合;NO_x制御