JP2010111839A - Aqueous fuel, and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水と燃料油を溶解または乳化混合した水成燃料及びその生成方法に関するものである。 The present invention relates to an aqueous fuel in which water and fuel oil are dissolved or emulsified and mixed, and a method for producing the same.
近年、限定埋蔵量である石油の急激な高騰や化石燃料燃焼時の排気ガスによる地球温暖化を防止する対策として、燃料油に水をエマルジョン混合したエマルジョン燃料が開発製品化されている。 In recent years, emulsion fuels in which water is mixed with fuel oil have been developed and developed as measures to prevent rapid warming of petroleum, which is a limited reserve, and global warming due to exhaust gas during fossil fuel combustion.
水と油の乳化混合は、油中水滴型混合と水中油滴型混合に大別されるが、従来のエマルジョン燃料油の殆どは、燃料油の中に20%以下の水分を混入した油中水滴型混合であり、高い水分含有率で、安定した油中水滴型混合または、水中油滴型混合のエマルジョン燃料は、殆ど皆無である。 Emulsified mixing of water and oil is roughly classified into water-in-oil type mixing and oil-in-water type mixing. Most conventional emulsion fuel oils are in oils containing 20% or less of moisture in the fuel oil. There is almost no emulsion fuel with water-type mixing, high water content and stable water-in-oil mixing or oil-in-water mixing.
本来、水は比熱が大きく不活性であるため、燃料油に水分が混入すると燃料油の燃焼エネルギーが水に奪われるため燃焼が不安定になる。しかし安定して均一に微細化した水で乳化混合された場合、基燃油に混合された水が、沸点以上に達すると、水蒸気爆発現象を起こし、基燃油のみを燃焼する場合よりも高い燃焼エネルギーが得られることが周知の事実とされている。 Originally, since water has a large specific heat and is inert, when water is mixed in the fuel oil, the combustion energy of the fuel oil is lost to the water, and combustion becomes unstable. However, when emulsified and mixed with water that has been stably and uniformly refined, when the water mixed with the base fuel reaches the boiling point or higher, a steam explosion occurs and combustion energy is higher than when only the base fuel is burned. It is a well-known fact that
しかし、上記のような効果を得るためには、できるだけ多くの水分を、長時間安定した状態で、微細な水滴として、基燃油中に乳化混合することが必要不可欠な条件となる。 However, in order to obtain the effects as described above, it is indispensable to emulsify and mix as much water as possible as fine water droplets in the base fuel oil in a stable state for a long time.
しかし、現在開発されているエマルジョン燃料は、水と基燃油を安定して乳化状態にするために特殊な乳化剤や界面活性剤のような添加物を使用したものが殆どで、長期保存した場合の酸化劣化や、多量の添加物使用により、流動性が悪くなり、燃焼エネルギーを十分に得られないことが問題とされてきた。(特許第3776188号・特許第3103923号)。 However, most emulsion fuels currently being developed use additives such as special emulsifiers and surfactants to stabilize water and base oil in an emulsified state. It has been a problem that due to oxidative deterioration and the use of a large amount of additives, fluidity is deteriorated and combustion energy cannot be obtained sufficiently. (Patent No. 3776188 and Patent No. 3103923).
また最近では、水を共鳴電磁波や電磁場エネルギー等により水分子の水素結合を、共鳴電磁波の共振エネルギーで分離して、水のクラスターを微細化し、水蒸気爆発を促進して、水を可燃剤とする方法も開発されているが、水が活性化し界面活性力が大きくなり油中に溶け込みやすくなる一方、一定量の油中含水量を超えると油水分離が早くなる傾向があり、水油分離防止のため、多量の塩化ナトリウム等を添加しているケースもあるが、塩化ナトリウム溶解物の沈殿による配液パイプのつまり等が懸念される。(特開2008−45022)。 Recently, water is separated from the hydrogen bonds of water molecules by resonance electromagnetic waves and electromagnetic field energy, etc., and the water is made combustible by refining water clusters and promoting water vapor explosion. Although a method has been developed, water is activated and the surface activity is increased, so that it can be easily dissolved in oil.On the other hand, when the water content in a certain amount is exceeded, oil-water separation tends to be accelerated, which prevents water-oil separation. Therefore, there is a case where a large amount of sodium chloride or the like is added, but there is a concern about clogging of the liquid distribution pipe due to precipitation of the sodium chloride solution. (JP 2008-45022).
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、植物由来の増粘剤を、PHを調整した水に微量添加し、水特に活性水の粘性を高めることにより、粘性が低く油水分離し易い基燃油でも安定して乳化混合され、水自体を可燃剤とした水と基燃油の水成燃料を生成する方法を提供することを目的としている。
このような課題を解決するために本発明者は、植物由来の増粘剤を、液性がPH9〜12を示す水に均一に溶解させ、鉱物油または植物油の燃料油と攪拌混合することにより、水と比重差のある燃料油の微粒子が、水中に均一で安定して懸濁することを応用して、水と基燃油を安定した乳化混合できることを見出し、本発明をなすに至った。 In order to solve such a problem, the present inventor uniformly dissolves a plant-derived thickener in water having a liquidity of PH 9 to 12, and stirs and mixes with mineral oil or vegetable oil fuel oil. The present inventors have found that water and base fuel oil can be stably emulsified and mixed by applying the fact that fine particles of fuel oil having a specific gravity difference from water are uniformly and stably suspended in water.
すなわち、上記課題を解決するために本発明の水成燃料生成方法は、PHを9〜12に調整した水に1000ppm程度の割合で、植物由来の増粘剤、例えばカラギナンを添加し、水の粘度を高めることにより、油滴を水中に安定して懸濁混合させたり、水滴を安定して油中に懸濁混合させる。 That is, in order to solve the above problems, the method for producing aquatic fuel of the present invention adds a plant-derived thickener, such as carrageenan, at a rate of about 1000 ppm to water adjusted to a pH of 9-12, By increasing the viscosity, oil droplets are stably suspended and mixed in water, or water droplets are stably suspended and mixed in oil.
上述の方法で、粘性を高めた水と基燃油を高せん断速度で攪拌混合することにより、水と油の粒子を微細にして、例えば水分の量を燃料油と同量まで増やした状態でも一定時間安定した懸濁状態の水成燃料を生成できる。 By stirring and mixing water and base fuel oil with increased viscosity at a high shear rate by the above-mentioned method, the water and oil particles are made finer, for example, even when the amount of water is increased to the same amount as fuel oil. A time-stabilized aquatic fuel can be produced.
一般的なエマルジョン燃料では、エマルジョン混合するための水を、共鳴電磁波や電磁場等で水素結合を分離し、クラスターの小さい活性化された水とすることにより、油中水滴型エマルジョン混合が促進され、水が可燃剤となり、高い燃焼熱が得られるとされている。他方、水のクラスターが小さくなり活性化された分、水中油滴型のエマルジョン混合の油水分離が早くなるため、水中油滴型エマルジョン燃料ほど大きな割合で水を混入できいという問題があった。本発明によれば、植物由来の増粘剤で活性水の粘性を調整することにより、活性水を、基燃油とほぼ同量まで増やした状態でも一定時間安定した懸濁状態の水成燃料を生成できる。 In general emulsion fuel, water mixing in the emulsion is promoted by water-in-oil emulsion mixing by separating hydrogen bonds with resonant electromagnetic waves and electromagnetic fields, etc., and using activated water with small clusters. It is said that water becomes a combustible and high combustion heat can be obtained. On the other hand, since the oil-water separation of the oil-in-water emulsion mixing becomes faster because the water cluster becomes smaller and activated, there is a problem that water cannot be mixed at a larger rate as the oil-in-water emulsion fuel. According to the present invention, by adjusting the viscosity of the active water with a plant-derived thickener, the suspension of the aquatic fuel that is stable for a certain period of time even when the active water is increased to approximately the same amount as the base fuel oil. Can be generated.
さらに一般的なエマルジョン燃料は、粘性が不足して、エンジンの焼き付きを起こす可能性が高いが、本発明のよれば、燃料油に潤滑性のある鉱物油を添加し、生成される水成燃料の粘度を適当に高めることにより、エンジンの焼く付きを防止できることを特徴としている。 Furthermore, a general emulsion fuel has a low viscosity and is likely to cause engine seizure. However, according to the present invention, an aqueous fuel produced by adding a lubricating mineral oil to the fuel oil. It is characterized in that seizure of the engine can be prevented by appropriately increasing the viscosity of the engine.
本発明に係る水成燃料の生成方法によれば、小型装置を用いて、低コストで効率よく水成燃料を生成することができる。また水を可燃剤として高含水率で基燃油と安定混合することにより、地球温暖化の主要因である温室効果ガスの発生を低減することが可能となる。さらにバイオエチレンと混合した水成燃料を生成することにより一層、温室効果ガスの削減に効果的となる。 According to the method for producing a marine fuel according to the present invention, a marine fuel can be produced efficiently at low cost using a small apparatus. Further, by stably mixing water with a base fuel oil with a high water content as a combustible agent, it becomes possible to reduce the generation of greenhouse gases, which is a major cause of global warming. Furthermore, by producing aquatic fuel mixed with bioethylene, it becomes more effective in reducing greenhouse gases.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る水成燃料の生成装置のフローチャートを示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a flowchart of an apparatus for producing aquatic fuel according to the present invention.
空気圧縮機1から供給される圧縮空気を、圧縮空気管2を通して、空気流量調整弁3により流量調整し、共鳴電磁波を発生する天然石またはセラミックまたは金属を充填した共鳴電磁波発生装置5を通過させ、散気管7より、活性水タンク9に注入された水成燃料の原材料の水を曝気することにより水分子の水素結合を切断し、水をクラスターの微細な、溶存酸素量の多い活性水とする。 Compressed air supplied from the air compressor 1 is flow-adjusted by the air flow rate adjusting valve 3 through the
上記の水の曝気工程中に、植物由来の増粘剤を貯蔵した増粘剤貯蔵タンク12より、流量調整弁21を介して添加量を調整して増粘剤を、活性水タンク9に注入し、水の粘度を適宜高める。 During the aeration process of water, from the
上記の活性水の増粘工程において、あらかじめ電気分解処理やPH調整剤等で水のPHを9〜12に調整することにより、増粘剤が活性水に、均一に溶解される。 In the above-described thickening step of active water, the thickener is uniformly dissolved in the active water by adjusting the pH of water to 9 to 12 in advance by electrolysis or a pH adjuster.
また空気圧縮機1から供給される圧縮空気を、圧縮空気管2を通して、空気流量調整弁4により流量調整し、共鳴電磁波を発生する天然石またはセラミックまたは金属を充填した共鳴電磁波発生装置6を通過させ、散気管8より、基燃油タンク10に注入された水成燃料の原材料の基燃油を曝気することにより基燃油の炭化水素結合を切断し、基燃油を活性化させる。 The flow rate of the compressed air supplied from the air compressor 1 is adjusted by the air flow rate adjusting valve 4 through the
上記の基燃油の曝気工程中に、市販のエンジンオイル等の潤滑剤を貯蔵した潤滑油貯蔵タンク16より、流量調整弁26を介して添加量を調整して基燃油タンク10に注入し、水成燃料の潤滑性を適宜改善する。 During the aeration process of the above-mentioned base fuel oil, the amount of addition is adjusted through the flow
共鳴電磁波を発生する圧縮空気で曝気された活性水を活性水移送ポンプ13で活性水タンク9から吸引し、共鳴電磁波を発生する圧縮空気で曝気された基燃油を基燃油ポンプ14で基燃油タンクから吸引し、活性水と基燃油を2液混合スタティックミキサー17により、攪拌混合し、水成燃料タンク11に注入する。 Active water aerated with compressed air that generates resonant electromagnetic waves is sucked from the active water tank 9 by the active
この水成燃料タンク11に注入された水成燃料は、水成燃料ポンプ移送ポンプ15により、スタティックミキサー18を介して循環され、高速せん断により均一で長時間安定した水成燃料が生成される。 The aquatic fuel injected into the aquatic fuel tank 11 is circulated through the
この水成燃料生成方法には、流量調整弁21〜26が配置され、最適な装置運転状態が得られるようになっている。この流量調整弁を遠隔操作することにより自動運転も可能となる。 In this aquatic fuel generation method, flow
すなわち、本実施形態の水成燃料生成方法によれば、水成燃料生成用の水と基燃油を共鳴電磁波を照射して活性化し、活性化された水に植物由来の増粘剤を1000ppm程添加し粘性を高め、活性化した基燃油にエンジンオイル等の潤滑剤を添加し潤滑性を高めて、活性水と基燃油を、安定して溶解または乳化混合可能となり、小型装置を用いて、低コストで効率よく水成燃料を生成することができる。 That is, according to the aqueous fuel generation method of the present embodiment, the water for generating the aqueous fuel and the base fuel oil are activated by irradiating resonance electromagnetic waves, and about 1000 ppm of the plant-derived thickener is added to the activated water. Add and increase viscosity, add lubricant such as engine oil to activated base fuel oil to improve lubricity, and active water and base fuel oil can be dissolved or emulsified stably, using a small device, Aquatic fuel can be produced efficiently at low cost.
本発明の実施例として、植物由来の増粘剤約2gを添加した共鳴電磁波にて処理された活性水約20Lとエンジンオイル2gを添加したA重油約20Lを、攪拌混合し水成油生成タンクに移送した後、さらにギヤポンプとスタティックミキサーにより5分間、循環攪拌混合し生成された水成燃料を24時間静置後、ボイラー及ディーゼルエンジンの燃料として使用したところ両方とも極めて順調に運転されることが確認された。 As an example of the present invention, about 20 L of active water treated with resonance electromagnetic waves added with about 2 g of plant-derived thickener and about 20 L of A heavy oil added with 2 g of engine oil are stirred and mixed to produce an aquatic oil production tank. After being transferred to, the aqua fuel produced by circulating and mixing with a gear pump and static mixer for 5 minutes is allowed to stand for 24 hours and then used as fuel for boilers and diesel engines. Was confirmed.
本発明によれば、共鳴電磁波で活性化した水の粘度を基燃油の粘度に合わせて適当に高め、さらに潤滑剤を適量添加した基燃油とを、高含水比率で安定して混入した水成燃料の生成が可能となり、既存の燃料油の代替燃料とすることができ、化石燃料の燃焼による二酸化炭素の発生を大幅に削減できる。 According to the present invention, the viscosity of water activated by resonance electromagnetic waves is appropriately increased in accordance with the viscosity of the base fuel oil, and the base fuel oil to which a proper amount of lubricant is added is stably mixed with a high moisture content. The fuel can be generated, can be used as a substitute for the existing fuel oil, and the generation of carbon dioxide due to the combustion of fossil fuel can be greatly reduced.
1 空気圧縮機
2 圧縮空気管
3 空気流量調整弁
4 空気流量調整弁
5 共鳴電磁波発生装置
6 共鳴電磁波発生装置
7 散気管
8 散気管
9 活性水タンク
10 基燃油タンク
11 水成燃料タンク
12 増粘剤タンク
13 活性水移送ポンプ
14 基燃油移送ポンプ
15 水成燃料移送ポンプ
16 潤滑剤タンク
17 2液混合スタティックミキサー
18 スタティックミキサー
19 活性水供給配管
20 基燃油供給配管
21〜26 流量調整弁DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2014196404A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 年明 恒松 | Liquid fuel treatment method |
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2008
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