新能源・產業技術綜合開發機構(NEDO)
石腦油裂解爐試驗:NOx維持不變,85%熱量改用氨
石腦油裂解爐的主要熱量全部以100%氨供應,並成功完成將整座爐子85%熱量改用氨的試驗。NOx與既有設備處於同一水準,但壁面燃燒器與商用爐的穩定運轉,以及低碳氨的供應,仍是今後的課題。
石腦油裂解爐是在石油化學工業區製造乙烯與丙烯的爐子。這類爐子一方面生產塑膠與合成纖維的原料,另一方面為了取得以高溫裂解石腦油所需的熱量,會燃燒副產的廢氣,並排放燃燒產生的CO2。
如果改用氨,燃燒時不會產生碳來源的CO2。不過,氨的燃燒傳播速度較慢,而且含有氮,因此會依燃燒條件產生NOx(氮氧化物)。在維持爐溫的同時更換燃料,又不增加排放,過去一直很困難。
以氨作為燃料的難題
石腦油裂解爐以高溫裂解石腦油,生產乙烯、丙烯等塑膠與合成纖維的原料。氨在燃燒時不會產生碳來源的CO2,但由於含有氮,會依燃燒條件產生NOx。此外,如果製造氨所需的氫、電力與熱不是低碳的,製造過程中的排放仍會存在。以化石來源的石腦油作為原料所產生的排放也不會消失。

以氨供應大部分熱量
NEDO(日本新能源與產業技術綜合開發機構)與4家公司開發了設置在石腦油裂解爐底部與壁面的燃燒器(燃燒燃料的裝置)。在試驗爐中,負責主要熱量的底部燃燒器以100%氨燃燒。另一方面,壁面燃燒器則100%使用石腦油裂解爐的廢氣甲烷。
即使如此,以熱量為基準,整座爐子的氨替代率仍可達85%。NOx排放量與既有設備處於同一水準。發布方表示,截至2026年8月,就以石腦油裂解爐為對象的試驗爐運轉而言,這是世界最高水準的混燒率。換句話說,這顯示裂解爐的主要熱源可以改用氨。不過,壁面燃燒器仍然使用甲烷。

工廠的爐子改變之前
如果這項技術能在商用規模下穩定運轉,並且持續取得低碳氨,就能在千葉的石油化學工業區,以氨加熱製造洗髮精瓶與衣料纖維原料的爐子。這有可能大幅減少從煙囪排出的燃燒產生的CO2。這也將成為一種不必全面改造既有裂解爐的選擇。
這樣的景象有其前提。如果製造氨所需的氫、電力與熱不是低碳的,製造過程中的排放仍會存在。以化石來源的石腦油作為原料所產生的排放也不會消失。NEDO與4家公司表示,今後將在壁面燃燒器也使用氨,並以整座爐子100%專燒,以及在商用規模爐進行示範為目標。若要進一步減少燃燒產生的CO2,就必須同時解決壁面燃燒器、NOx管理、連續運轉,以及氨的供應。