JP2004018704A - スラッギング防止用燃料添加剤及び燃料の燃焼方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粒径3〜200nmの超微粒子状のAl化合物、Si化合物、Ti化合物、Zr化合物の一種又は二種以上と、水溶性爆薬化合物を水に溶解又は分散させた組成物よりなる燃料添加剤を、液体燃料油又は固体燃料中に添加して燃焼させる。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種燃料、特に石炭、オイルコークス等に代表される灰分含有量の多い燃料の燃焼の際に燃料中の灰分に起因するスラッギングを防止することができるスラッギング防止用燃料添加剤及び燃料の燃焼方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
石炭やオイルコース、副生油等を燃料とするボイラ、回収ボイラ、各種加熱炉及び各種廃棄物、廃タイヤ等を焼却処理する種々の焼却炉等は、燃料及び廃棄物中の灰分に起因するクリンカーが生じ易く、またこれらの成長により、スラッギング(閉塞現象)を起こすことが知られている。
これらの障害を防止する対処法として、ボイラ等において水管の間隔を広げたり、スートブローを多数設置する方策が採られているが、それでも燃料の粗悪化や燃焼変動、負荷の変動等により、燃料等の灰分の含有量や生成した灰分の融点等によっては1ヶ月程度しか連続操業できない場合もあった。即ちスラッギングが生じてしまうため、操業を停止して炉内を冷却してクリンカーを剥離脱落する作業が必要であった。
また、これらの障害に対して、特開昭61−250416号公報、特開昭62−77508号公報等に記載されているように、従来より水酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、ドロマイト等のアルカリ土類金属化合物やmFeO・nFe2O3(m,nは0以上の数)で示されるFe化合物を水又は油に分散させた燃料添加剤を燃料中に添加するか、燃焼ガス中に注入することによりスラッギングを抑制しようとする試みも検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の燃料添加剤は、比較的灰分含有量の少ない燃料に対しては効果的に作用する。即ち灰の融点上昇、灰の軟質化、灰の黒色化等により、水管付着灰の性質を変えることにより、スラッギングを防止することができる。
しかしながら、石炭に代表される灰分含有量の多い燃料や、特に燃焼灰の融点の低い例えばプリマ炭等では、これら燃焼させた場合に生ずる水管付着灰が多量であり、時には粘着性のクリンカーとして水管及び水管壁に強固に付着し、さらに飛散灰を吸収して巨大なクリンカーを成長し易くなり、前記従来の燃料添加剤ではたとえ多量に添加してもスラッギングを抑制することが困難であった。
そして、現段階では、このような多量の灰分含有量の燃料を燃焼する際に生ずるスラッギングを有効に防止する手段は見出されていない。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑み鋭意研究の末得られたものであり、(A)粒径3〜200nmの超微粒子状のAl化合物、Si化合物、Ti化合物、Zr化合物の一種又は二種以上と、(B)水溶性爆薬化合物を水に溶解又は分散させた組成物よりなることを特徴とするスラッギング防止用燃料添加剤に関するものである。ここでいう粒径とは平均一次粒径を意味し、以後単に粒径と記す。
【0005】
また、本発明は、上記燃料添加剤を液体燃料油又は固体燃料中に添加して燃焼させるか、直接燃焼雰囲気中に添加して燃焼させることを特徴とする燃料の燃焼方法、及び固体燃料が石炭の場合、石炭粉砕工程の前で上記燃料添加剤を石炭に添加し、粉砕後燃焼させることを特徴とする燃料(石炭)の燃焼方法をも提供する。
【0006】
さらに、上記燃焼方法において、燃料添加剤投入時間における燃料中に含まれている灰分に起因する燃焼時の飛散スケール量100重量部に対して、燃料添加剤中の灰分として1〜50重量部を1日1〜5回、各々2時間以内、好ましくは各々30分〜2時間の短時間に間欠多量投入することにより、より効果的に燃料中の灰分に起因する障害を防止できることを見出した。
【0007】
即ち本発明者らは、非常に粒径の細かい特定の組成の燃料添加剤を用いて液体燃料油又は固体燃料を燃焼させることにより、生成灰の強度を低下させてスートブロー等で容易に掻き落とせるようにできることを見いだした。
さらに、従来では行われたことのない短時間に集中的に多量添加する燃焼方法との組み合わせにより、石炭等の灰分含有量が多く、時には生成灰の融点の低い灰分を含有するような燃料を燃焼させる際に生ずるスラッギング等の障害を防止することに成功したのである。
その結果として、強固な水管付着灰や巨大なクリンカーをスートブロー等にて容易に剥離、脱落させ、伝熱面に対する熱吸収率を向上させ、さらに高温腐食、低温腐食を低減させ、未燃カーボン、SO3、NOXの生成を抑制させ、ボイラ等の運転を長期的に安定操業させることができるのである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料添加剤は、(A)成分として粒径3〜200nmの超微粒子状のAl化合物、Si化合物、Ti化合物、Zr化合物の一種又は二種以上を、水に安定に分散させた組成であり、それぞれアルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル、ジルコニアゾル等として市販もされている。粒径がこの範囲より大きいものでは十分なスラッギング防止効果が得られず、より好ましくは粒径10〜100nmである。
【0009】
(A)成分として市販のゾルを用いる場合にはこのゾル中に不純物としてアルカリ金属成分が含有されており、例えば合成コロイダルシリカの場合には、SiO220〜50重量%に対し、通常Na2Oが0.01〜0.7重量%、K2Oが0.1重量%以下の微量含まれている。アルカリ金属成分は(A)成分の水管及び水管炉壁への付着性向上とスケールの多孔質化に寄与するものである。アルカリ金属成分としては、後述する(B)成分の一部のアルカリ金属塩、(C)成分のキレート金属Na塩或いは界面活性剤のアルカリ金属塩等の水溶性物質などを微量添加しても良い。
【0010】
本発明の燃料添加剤には(B)成分として水溶性爆薬化合物を水に溶解させた組成であり、硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩等のカリウム、ナトリウム、アンモニウム塩の一種又は二種以上が含まれる組成である。それらの例としては、KNO3,NaNO3,NH4NO3,KClO3,NaClO3,NH4ClO3,KClO4,NaClO4,NH4ClO4,KBrO3,NaBrO3,NH4BrO3等があげられる。
【0011】
本発明の燃料添加剤は、その組成割合としては前記(A)及び(B)成分を、水に溶解又は分散させたものであるが、また必要に応じて、燃料油との乳化混合性、固体燃料へのぬれ性向上を目的として界面活性剤を使用しても良い。
用いられる界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸Na等のアルキルアリルスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルフォコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩などのアニオン界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、高級脂肪酸グリセリンエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキロールアミド等の非イオン界面活性剤が例示される。
【0012】
また、本発明の燃料添加剤には、必要に応じて粒径3〜200nmの超微粒子状のSi化合物単独及び/又はその表面の全体又は一部をAl化合物又はFe化合物でコーティング又は置換したアルミニウム変性又は鉄変性させたSi化合物、特にシリカを用いても良い。
【0013】
さらに、本発明の燃料添加剤には、必要に応じて(C)Mg、Fe、Caの何れかを金属として含むキレート金属Na塩又はアンモニウム塩の水溶液をMg、Fe、Caの酸化物(MgO、Fe2O3、CaO)濃度として5重量%以下添加することにより、種々の燃焼障害を改善することができる。
このキレート金属Na塩又はアンモニウム塩はキレート剤としてEDTA、NTA、DTPA(ジエチレントリアミン五酢酸)、HEDTA(N−(2−ヒドロキシルエチル)エチレンジアミン−N,N’,N’−三酢酸)、TTHA(トリエチレンテトラミン−N,N,N’,N”,N”’,N”’−六酢酸)、DHEG(ジヒドロキシエチルグリシン)、HIDA(N−(2−ヒドロキシルエチル)イミノ二酢酸)のMg、Fe、CaのNa塩又はアンモニウム塩であり、例えばEDTA・Mg・2Na、EDTA・Fe・(NH4)、EDTA・Ca・2Na等がある。
【0014】
さらに本発明の燃料添加剤には、必要に応じて(D)ナフテン酸、イソステアリン酸、及びC12〜C22の不飽和脂肪酸又は飽和脂肪酸の一種又は二種以上で吸着処理したその粒径が5〜50nmの微細粒子からなるFeO・nFe2O3(nは0以上の数)、Mg(OH)2、CaCO3の一種又は二種以上を酸化物(Fe2O3、MgO、CaO)濃度として15重量%以下添加することにより、種々の燃焼障害を防止又は抑制することができる。
上記(D)成分のうち特にFeO・nFe2O3を用いたものを混合させると、炉内等で形成するスケールが黒色化され、熱吸収が増加され、それによりガス温度の上昇が抑制され、ボイラ運転がより長期に亘り安定化される。また、この(D)成分を水に分散させるには、水溶性界面活性剤を分散助剤として使用できるが、その水溶性界面活性剤の例としてはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル硫酸ナトリウム、C12〜C22の脂肪酸ナトリウム等が挙げられる。
【0015】
以下に本発明の燃料添加剤の作用を水性シリカゾルを例に説明する。
前記(A)成分として用いられるシリカゾルは高分子量の無水ケイ酸の超微粒子を水に分散させたコロイダルシリカ液であり、コロイダルシリカ粒子は図1のようになっている。
このコロイダルシリカ粒子は非晶質で、ほぼ真球状であり、非常に安定した状態で半永久的に水に分散している。このようなシリカゾルを集中的に燃焼炉内に添加すると、水分の蒸発に伴い、非常に微細な球状シリカ粒子や球状シリカ粒子の集合体となり、この集合体も球状で、それらの一部は水管炉壁に付着し、球状の緻密な滑り性のあるしかも離型性を有する薄い皮膜を形成し、他の一部は燃焼灰の粘着粒子の表面に付着し、灰の粘着性を低下させる。
また、この球状の超微粒子からなるシリカ(=(A)成分)に微量のアルカリ金属化合物が存在することで元来高融点で付着性の低い球状シリカ粒子やその集合体を効率的に水管や水管炉壁に付着させることができ、他の一部は燃焼灰の粘着粒子表面に効率的に付着被覆させて飛散灰の粘着性を低下させることができる。
そして、一時的に燃料添加剤を多量に添加すると、燃料添加剤中の球状シリカ粒子が付着灰の細孔に侵入し、付着灰全体を脆弱化させることができる。脆弱化が進行すると球状シリカ粒子のマイクロベアリング効果と称される滑り向上作用により、クリンカーの粉体化が可能になる。
さらに、これらの球状シリカ粒子は、1200℃程度の温度で非晶質から結晶質への結晶化が起こり、この際に球状シリカ粒子内部やその集合体内部に取り込まれている微量の水分子や粒子外側に存在する水酸基及び微量のNaやKが急激にガス化することなどにより、球状シリカ粒子やその集合体が膨張、多孔質となり、全体として破壊され易くなる。
また微量の水溶性爆薬化合物(=(B)成分)を付加させることで、一時的に爆発的燃焼をもたらす。これにより炉内燃焼状態を急激に変化させることができ、あたかもスートブローを広範囲に実施したかのような効果をもたらす。さらにこの(B)成分は(A)成分を炉内の隅々まで行き渡らせる効果ももたらす。
上記これらの作用の単独乃至複合された効果によりスートブロー等により簡単にクリンカーが水管表面及び水管炉壁表面より簡単に剥離脱落するのである。
【0016】
尚、上記球状シリカ粒子などの(A)成分の一次粒子径は前述のように粒径3〜200nmの超微粒子状であって、その範囲より粒径が大きいものでは十分なスラッギング防止効果が得られないことを説明したが、粒径の大きな例えば数μmの石英粒子では結晶質を粉砕して製造するため、粒径分布が大きく且つ形状も不規則である。これを集中的に燃焼炉内に添加すると、粒径が大きく分布も広く且つ形状も不規則であるが故に容易にすばやく水分の蒸発が終了し、シリカ粒子の形状は球状に変化することなく単なるシリカ粒子の集合体になる。集合体の強度は弱いものの膨張を起こさないため多孔質にならず、スケールの希釈効果程度しか効果が発揮できず、スラッギングの防止までには至らないと推察される。
【0017】
また、前記(A)及び(B)の成分を含む本発明の燃料添加剤の組成割合は、(A)成分が10〜50重量%、(B)成分が2重量%以下であり、残部が水であることが望ましい。
【0018】
本発明の燃料添加剤を用いるに際しては、燃料と共に連続的に添加しても良く、液体燃料の場合は燃料配管に強制注入させたり、サービスタンクに比例注入させたりすることができる。
固形燃料、特に石炭に添加する場合、給炭機に直接、又は給炭機ベルト上の石炭に添加し、石炭粉砕機(ミル)で粉砕、混練することにより、石炭微粒子表面に添加剤を接着させて燃焼させることができ、それによってクリンカー表面に効率的に添加剤成分を蒸着させることができる。
以下、図2に基づいて説明すると、受入石炭は石炭バンカー21に貯蔵され、給炭コンベア23に供給されるが、同時に計量器24で瞬時に計量され、給炭管(シュート)25から石炭粉砕機(ミル)26に供給される。本発明の燃料添加剤は注入点22で石炭に添加される。石炭粉砕機に落下した石炭はローラ29で連続的に粉砕され、80℃前後の一次空気28の供給により、一定粒子以下の粒度になった石炭粒子は風圧で上昇し、分級器を通過する微粒子のみが微粉炭送炭管27から燃焼室に供給される。粉砕・乾燥過程で添加した燃料添加剤は微粉石炭同様、水分を蒸発し、微粉石炭内部若しくは表面に、粒子として浸透乃至吸着して均一化する。火炎内部は1300℃前後の還元領域であるため、還元され溶融点が800〜1000℃の低融点のSi酸化物(SiO)を一時的に生成するため、バーナー近傍のクリンカ表面に接着が可能となる。
SiO2+C=SiO+CO↑
本来低融点の石炭灰がクリンカを生成するが、火炎温度より低い融点のSiOを一時的に作ることで、クリンカ表面へのSiの接着を可能とした。SiOは雰囲気中の酸素O2と反応し、次第にSiO2に酸化し、高融点で強固な皮膜を形成するのである。
SiO+1/2O2=SiO2
【0019】
そして、特にその添加方法を工夫することにより、より少ない使用量でより大きな効果を発揮させることができる。その添加方法とは、燃料添加剤投入時間における燃料中に含まれている灰分に起因する燃焼時の飛散スケール(灰分)量100重量部に対して燃料添加剤中の灰分として1〜50重量部を1日1〜5回、各々2時間以内、好ましくは30分〜2時間の短時間に間欠多量添加することであり、この添加方法により、スラッギングの防止効果を飛躍的に向上させることができるのである。
即ち本発明の燃料添加剤を燃料と共に連続的に添加する方法の場合にも、前述の作用によりクリンカーを多孔質にしてその強度を低下させることができるが、多量の燃料添加剤を添加しなければ、付着灰が容易に脱落できる程の強度低下を見込めないため、その使用量が多くなる。
これに対し、前述のように燃料添加剤を間欠多量添加した場合には、燃料添加剤を添加している間には強度の十分に低い灰が層状に付着し、燃料添加剤を添加していない間には強度の高い灰がその上に層状に付着する。そのため、仮にある程度厚い付着灰が形成されたとしても、灰自体の自重やスートブロー等で強度の低い層部分から剥離させてその上に付着した強度の高い層部分と共に脱落させることができる。この方法では短時間にのみ集中的に多量添加するので、合計使用量は連続的に添加した場合よりも少なくなる。したがって、この方法は、より少ない使用量でより大きな効果を発揮させることができる。
【0020】
【実施例】
実施例1(基礎試験)
▲1▼供試灰分(クリンカー)
プリマ炭を微粉炭ボイラーにて燃焼させた際に生成したクリンカーを微粉砕し、200メッシュをパスしたものを用いた。
▲1▼−1プリマ炭の性状
固有水分 6.2%
灰分 4.2%
揮発分 40.4%
固定炭素 49.2%
▲1▼−2クリンカー(灰分)組成
SiO2 54.4%
Fe2O3 11.3%
Al2O3 20.2%
CaO 2.9%
MgO 3.6%
Na2O 0.6%
K2O 1.9%
SO3 3.9%
その他 1.2%
【0021】
▲2▼試験方法
200メッシュ以下に粉砕されたサンプル灰に後述する▲3▼の供試添加剤を固形分として5%、10%添加し、十分に混合撹拌して均一組成とし、成型器にて直径10mm高さ15mmの円柱状に成型し、100℃で24時間乾燥させた。
得られた試料を高温加熱顕微鏡で20℃/minの割合で昇温させ、軟化点、融点、膨張率を観察測定し、テスト終了後に圧潰強度を測定した。
【0022】
▲3▼供試添加剤
〔配合例1〕
粒径10〜20nmのシリカゾルに硝酸アンモニウムを溶解した混合液
(A)成分;SiO2濃度として40重量%
(B)成分;NH4NO3濃度として0.5重量%
〔配合例2〕
粒径10〜20nmのアルミナゾルにEDTA・Fe・Na及び塩素酸カリウムを溶解させた混合液
(A)成分;Al2O3濃度として20重量%
(B)成分;KClO3濃度として0.2重量%
(C)成分;Fe2O3濃度として2重量%
〔配合例3〕
粒径10〜30nmのシリカゾルと粒径20〜50nmのチタニア超微粒子及び臭素酸ナトリウムを溶解した混合液
(A)成分;SiO2濃度として10重量%
(A)成分;TiO2濃度として25重量%
(B)成分;NaBrO3濃度として1重量%
〔配合例4〕
粒径20〜60nmのシリカゾルとジルコニアゾルに硝酸アンモニウム及び硝酸カリウムを溶解した混合液
(A)成分;SiO2濃度として35重量%
(A)成分;ZrO2濃度として10重量%,
(B)成分;NH4NO3濃度として0.3重量%
(B)成分;KNO3濃度として0.3重量%
〔配合例5〕
粒径20〜40nmのシリカゾル、過塩素酸ナトリウム及びオレイン酸で吸着処理した粒径10〜15nmのFeO・nFe2O3(n=1)、アルキルベンゼンスルホン酸Naによる水分散液の混合液
(A)成分;SiO2濃度として20重量%,
(B)成分;NaClO4濃度として0.1重量%
(D)成分;Fe2O3濃度として10重量%,
〔配合例6〕
粒径20〜60nmの表面アルミナ変性したシリカゾルに硝酸カリウムを溶解した混合液
(A)成分;SiO2濃度として18重量%,
(A)成分;Al2O3濃度として2重量%
(表面アルミナ変性シリカ濃度として20重量%)
(B)成分;KNO3濃度として0.4重量%
〔比較例1〕
粒径1〜5μmのシリカの水スラリー
(SiO2濃度として40重量%)
〔比較例2〕
粒径1〜5μmのアルミナの水スラリー
(Al2O3濃度として30重量%)
〔比較例3〕
粒径1〜5μmの水酸化マグネシウムの水スラリー
(Mg(OH)2濃度として40重量%)
〔比較例4〕
粒径1〜5μmの水酸化カルシウムの水スラリー
(Ca(OH)2濃度として35重量%)
〔ブランク〕
無添加
【0023】
▲4▼試験結果
【表1】
【0024】
▲5▼考察
1.本発明に係る配合例1〜6は、比較例1〜4及びブランクに比べて軟化点、融点の上昇が著しく、特に高添加量の場合に顕著に表れた。
2.同様に膨張率が大きく、比較例1〜4及びブランクに比べて優れていた。特に配合例1〜6の高添加量のものは膨張率が1.5〜1.9倍となり、非常に大きな値を示していた。
3.配合例1〜6は、比較例1〜4及びブランクに比べて圧潰強度が非常に小さな値を示していた。
4.灰分の膨張率が大きく、圧潰強度が小さいということは、配合例1〜6の灰は多孔質であり、しかも壊れやすいことを表している。
【0025】
実施例2(実装置による試験)
▲1▼ボイラ仕様
・型式;三菱重工(株)製単胴型微粉炭ボイラ
・蒸発量;350T/H
・使用圧力;13.7MPa
・石炭使用量;800t/日
・通風方式;平衡通風
・ミル(石炭粉砕機);3台(ローラーミル)
【0026】
▲2▼実装置の概略図
実験に用いた燃焼装置を図3に示した。
尚、図中、1はコールバンカー、2は給炭器、3はミル(粉砕機)、4は搬送用ブロア、5は薬品注入ポンプ、6は添加剤タンク、7は2次過熱器、8は3次過熱器、9は1次過熱器、10はエコノマイザー、11はバーナー、12はエアヒーター、13はEP(電気集塵機)、14は水封口、15は灰取り用水タンクである。また、白矢印は排気の流れを示し、黒矢印はスートブロー等にて落下する灰を示す。
【0027】
▲3▼試験方法
▲3▼−1概略
本実装置はプリマ炭専焼ボイラであり、ブランク試験において約1ヶ月で巨大なクリンカーが炉壁バーナー下部ゾーンに形成されることが覗き穴からの観察で確認されたので、試験期間を1ヶ月に設定した。
▲3▼−2供試添加剤
実施例1における配合例1及び比較例1の添加剤を用いた。
▲3▼−3添加剤の注入場所
ミル手前の給炭機ベルト上の石炭に添加した。
▲3▼−4添加剤の添加方法
配合例1の添加剤については、1日2回、各2時間、各2時間分の石炭中の灰分量の10%に相当する添加剤灰分量(SiO2+Na2O)を間欠注入した。
比較例1の添加剤については、前半(半月)石炭試料量の1/1000を連続注入した。
【0028】
▲4▼試験項目
▲4▼−1供試料;水封口下部灰取りタンクよりかき上げられるボトムクリンカー
▲4▼−2試験項目;重量、圧潰強度、見掛け比重
▲4▼−3測定間隙;3日に1回
【0029】
▲5▼試験結果
【表2】
一般に石炭灰の約10%がクリンカーとして回収されているが、配合例1の添加剤を添加した場合に1ヶ月間殆ど一定の値であるのに対して、比較例1の添加剤を添加した場合は、9日目(第3回目測定時)位から徐々に低下し、後半は急激に低下していた。
配合例1と比較例1とでは1ヶ月間に15.1t((10.21−8.70)×10=)の差が出たが、目視観察においても比較例1の場合では火炉水封口上部に巨大なクリンカーが堆積しており、ボイラ停止後クリンカーを剥離脱落させ、その重量を測定したところ、約15tであり、ボトムクリンカーの重量差と符合していた。
【0030】
【表3】
平均値より計算すると、配合例1は比較例1に比べて見掛け比重で48%低下しており、燃焼石炭灰が空隙率の増大、即ち多孔質化して壊れ易くなって、スートブロー等により簡単に剥離脱落されることが知れた。
【0031】
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の燃料添加剤は、各種燃料、特に石炭焚きボイラを代表とする無機成分(灰分)含有量の多い燃料の燃焼において、燃料中の灰分に起因するスラッギング障害を、生成するクリンカーの性状を多孔性にして圧潰強度を低下させることができ、特に本発明の燃料添加剤を間欠多量添加した場合には、より少ない使用量でより大きな効果を発揮させることができ、付着灰を水管表面や水管炉壁表面より容易に剥離脱落させて防止し、さらに高・低温腐食を防止すると共に未燃カーボン、SO3、NOXの生成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コロイダルシリカ粒子を示す概念図である。
【図2】石炭への燃料添加剤の投入系統及びその燃焼状態を示す概略図である。
【図3】実施例2にて使用した燃焼装置の概略図である。
Claims (10)
- 粒径3〜200nmの超微粒子状のAl化合物、Si化合物、Ti化合物、Zr化合物の一種又は二種以上と、水溶性爆薬化合物を水に溶解又は分散させた組成物よりなることを特徴とするスラッギング防止用燃料添加剤。
- 粒径3〜200nmの超微粒子状のAl化合物、Si化合物、Ti化合物、Zr化合物の一種又は二種以上は10〜50重量%、水溶性爆薬化合物は2重量%以下、残部が水であることを特徴とする請求項1に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- 粒径3〜200nmの超微粒子状のSi化合物は、シリカ単独及び/又はシリカの表面の全体又はその一部をAl化合物又はFe化合物でコーティング又は置換したアルミニウム変性又は鉄変性させたシリカであることを特徴とする請求項1又は2に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- 水溶性爆薬化合物は、硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、臭素酸塩の一種又は二種以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- 水溶性爆薬化合物は、カリウム、ナトリウム、アンモニウム塩であることを特徴とする請求項4に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- Mg、Fe、Caの何れかを金属として含むキレート金属Na塩又はアンモニウム塩の水溶液をMg、Fe、Caの酸化物(MgO、Fe2O3、CaO)濃度として5重量%以下含有することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- ナフテン酸、イソステアリン酸、及びC12〜C22の不飽和脂肪酸又は飽和脂肪酸の一種又は二種以上で吸着処理したその粒径が5〜50nmの微細粒子からなるFeO・nFe2O3(nは0以上の数)、Mg(OH)2、CaCO3の一種又は二種以上を水溶性界面活性剤を用いて水に分散させてなる組成物を酸化物(Fe2O3、MgO、CaO)濃度として15重量%以下含有することを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のスラッギング防止用燃料添加剤。
- 請求項1〜7に記載の燃料添加剤を液体燃料油又は固体燃料中に添加して燃焼させるか、直接燃焼雰囲気中に添加して燃焼させることを特徴とする燃料の燃焼方法。
- 請求項1〜7に記載の燃料添加剤を石炭粉砕工程の前で石炭に添加し、粉砕後燃焼させることを特徴とする燃料の燃焼方法。
- 燃料添加剤投入時間における燃料中に含まれている灰分に起因する燃焼時の飛散スケール量100重量部に対して、燃料添加剤中の灰分として1〜50重量部を1日1〜5回、各々2時間以内の短時間に間欠多量投入することを特徴とする請求項8又は9に記載の燃料の燃焼方法。
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