JP2016074859A - Method for producing hydrous fuel, and apparatus for producing hydrous fuel - Google Patents

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秀司 泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To explore a novel solubilized composition which contributes to stabilization of a hydrous fuel and to provide a solubilization technique which can reproduce stability of a hydrous fuel even in scale-up to an industrial manufacturing level.SOLUTION: Provided is a method for producing a hydrous fuel having water contained in a fuel oil which serves as a base, comprising: an addition step of adding a solubilized composition to a fuel oil while stirring; a granulation step of forming oil particles having a diameter of 100 μm or less by jetting a mixture of the fuel oil and the solubilized composition; an emulsification step of forming an O/W-type emulsion by adding to oil particles water having a pH of 11 or more and an oxidation reduction potential of -600 mV or less; a conversion step of jetting the O/W type emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more to convert the same to a W/O type emulsion having a diameter of 10 μm or less; and a recovery step of recovering the W/O emulsion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ベースとなる燃料油に水を含有させた加水燃料の生成方法、及び加水燃料の生成装置に関する。   The present invention relates to a method for producing a hydrolyzed fuel in which water is contained in a base fuel oil, and an apparatus for producing a hydrolyzed fuel.

重油、軽油、ガソリン等の燃料油を効率よく燃焼させる研究・開発が従来から盛んに行われている。燃料油を完全に燃焼させることができれば、熱交換率の向上、炭素等の粒子状物質(PM)の低減、窒素酸化物(NOx)の低減、硫黄酸化物(SOx)の低減など、様々なメリットが得られる。そこで、近年、重油や軽油等の燃料油に水を混合した加水燃料が注目されている。加水燃料とは、液体燃料の連続相中に水の微粒子を分散させたものであり、一般に、W/O型エマルジョンの形態をとる燃料である。加水燃料を空気中に噴霧して着火すると、W/O型エマルジョンの表面側の油分が燃焼するとともに、燃焼熱の影響で内部側の水分が急激に沸騰及び気化し、W/O型エマルジョンは体積膨張する。これにより、水分を取り囲んでいた油分が微細化されながら周囲に飛散し、油分と空気との接触面積が増大する。その結果、油分の燃焼が促進され、加水燃料全体として高い燃焼効率が達成される。また、加水燃料は、水分を含有する分だけ加水燃料全体に占める油分含有量が少なくなるため、同体積の通常燃料を燃焼させた場合と同等の熱量が得られれば、限りある石油資源を節約できるという点においても有効である。   Research and development for efficiently burning fuel oils such as heavy oil, light oil, and gasoline have been actively conducted. If the fuel oil can be burned completely, various improvements such as improvement of heat exchange rate, reduction of particulate matter (PM) such as carbon, reduction of nitrogen oxide (NOx), reduction of sulfur oxide (SOx), etc. Benefits are gained. In recent years, therefore, attention has been focused on a hydrolyzed fuel obtained by mixing water with fuel oil such as heavy oil or light oil. A hydrous fuel is a fuel in which fine particles of water are dispersed in a continuous phase of a liquid fuel, and is generally a fuel that takes the form of a W / O emulsion. When water is sprayed into the air and ignited, the oil on the surface side of the W / O emulsion burns, and the moisture on the inner side suddenly boils and vaporizes due to the heat of combustion. Volume expansion. As a result, the oil surrounding the moisture is scattered around while being refined, and the contact area between the oil and air increases. As a result, combustion of the oil is promoted, and high combustion efficiency is achieved as the whole water-added fuel. In addition, because the water content of water is reduced by the amount of water contained in the water, the limited amount of oil resources can be saved if the amount of heat is the same as when burning the same volume of normal fuel. It is also effective in that it can be done.

このように加水燃料は多くのメリットを有するが、元来は親和性に乏しい油分と水分とを一体化したものであるため、長期に亘って油分と水分との混合状態(エマルジョン)を維持し続けることが難しく、安定性が大きな課題とされていた。そこで、加水燃料の安定性を向上させるための様々な技術が提唱されている。   In this way, although water fuel has many merits, it is originally a combination of oil and water with poor affinity, so it maintains a mixed state (emulsion) of oil and water for a long time. It was difficult to continue and stability was a major issue. Therefore, various techniques for improving the stability of the water fuel have been proposed.

例えば、燃料油に水を分散させるための薬剤として、脂肪酸アルカノールアミド、C3−4アルカノール、炭素数10〜26の脂肪酸、アミン、及びアンモニアを含む可溶化剤が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1によれば、可溶化剤に含まれるC3−4アルカノールの作用により、油相と水相との表面張力の差が低減されるため、水分が油中に効果的に分散するとされている。 For example, solubilizers containing fatty acid alkanolamides, C 3-4 alkanols, fatty acids having 10 to 26 carbon atoms, amines, and ammonia have been developed as agents for dispersing water in fuel oil (for example, patents) Reference 1). According to Patent Document 1, since the difference in surface tension between the oil phase and the water phase is reduced by the action of the C 3-4 alkanol contained in the solubilizer, moisture is effectively dispersed in the oil. ing.

また、燃料油、水、及び乳化剤を混合してエマルジョンを形成し、これをフィルタにかけて微細化することにより、透明な含水油を得ようとするものがあった(例えば、特許文献2を参照)。特許文献2によれば、エマルジョンをフィルタにかけることで、エマルジョンを構成する油分及び水分の分散径が小さくなり、油水分離を防止できるとされている。   In addition, there is a fuel oil, water, and an emulsifier that are mixed to form an emulsion, which is then refined by filtering to obtain a transparent hydrous oil (see, for example, Patent Document 2). . According to Patent Literature 2, by applying the emulsion to a filter, the oil and water dispersed diameters constituting the emulsion are reduced, and oil-water separation can be prevented.

さらに、燃料油と水との混合性を高めるため、酵素の力を利用しようとするものがあった(例えば、特許文献3を参照)。特許文献3によれば、水に酵素を溶解させた酵素水を使用することで、生成した加水燃料の安定性が向上するとされている。   Furthermore, in order to improve the mixing property of fuel oil and water, there was one that tried to use the power of an enzyme (see, for example, Patent Document 3). According to Patent Document 3, it is said that the stability of the produced hydrolyzed fuel is improved by using enzyme water in which an enzyme is dissolved in water.

特開2011−245470号公報JP 2011-245470 A 特許第5255162号明細書Japanese Patent No. 5255162 特開2012−72199号公報JP 2012-72199 A

安定性に優れた加水燃料を開発するにあたっては、互いの親和性が低い燃料油と水とを結びつける可溶化剤の役割が重要となる。一般に、可溶化剤は、複数の成分からなる組成物であり、その成分組成の組み合わせ及び配合量によって性質が大きく変わる。従って、加水燃料の開発においては、一定の試行錯誤を行って可溶化剤の成分を種々調製し、最適な組成及び配合量を見つけ出す必要がある。   In developing a hydrous fuel with excellent stability, the role of a solubilizer that binds fuel oil and water having low affinity to each other is important. In general, a solubilizer is a composition composed of a plurality of components, and the properties vary greatly depending on the combination and blending amount of the component compositions. Therefore, in the development of the water-added fuel, it is necessary to prepare various components of the solubilizer by performing a certain trial and error, and to find an optimum composition and blending amount.

一方、加水燃料の安定性は、燃料油に混合する水の特性や、油分と水分とを混合するときの環境(圧力等)によっても影響されることが、本発明者の研究により明らかとなってきた。   On the other hand, the study by the present inventor has revealed that the stability of the water-added fuel is also affected by the characteristics of the water mixed with the fuel oil and the environment (pressure, etc.) when the oil and water are mixed. I came.

この点に関し、特許文献1は、可溶化剤の成分について検討されているものの、燃料油に混合する水の特性については特に検討はなされていない。このため、燃料油に混合する水の状態によって、加水燃料の安定性にバラツキが生じる可能性がある。   In this regard, although Patent Document 1 has studied the components of the solubilizer, no particular study has been made on the characteristics of the water mixed in the fuel oil. For this reason, there is a possibility that the stability of the hydrated fuel varies depending on the state of the water mixed with the fuel oil.

特許文献2は、可溶化剤として乳化剤を使用しているが、一般的な界面活性剤を使用しているに過ぎない。また、エマルジョンをフィルタにかけるという工夫をしているが、これによってエマルジョンの構造自体が化学的に変化するものではないため、恒久的な安定性が得られるかは疑問である。   In Patent Document 2, an emulsifier is used as a solubilizer, but only a general surfactant is used. Moreover, although it is devised that the emulsion is filtered, the structure of the emulsion itself does not change chemically, so it is doubtful whether permanent stability can be obtained.

特許文献3は、「酵素」という他の先行技術とは異なるアプローチを採るものであるが、酵素が加水燃料を安定化させるメカニズムが明らかになっておらず、酵素活性が得られる条件についても不明である。さらに、油分と水分との混合環境についても詳細な検討は行われていない。   Patent Document 3 takes an approach different from the other prior art called “enzyme”, but the mechanism by which the enzyme stabilizes the hydrolyzed fuel has not been clarified, and the conditions under which the enzyme activity can be obtained are unknown. It is. In addition, no detailed study has been conducted on the mixing environment of oil and moisture.

また、加水燃料を生成するにあたっては、工業的に大量生産できることが実用上極めて重要である。例えば、ある新規な可溶化組成物を開発し、実験室レベルで加水燃料の安定性が確認できたとしても、これをスケールアップすると同じ結果が得られないのはよくあることであり、このような可溶化技術では実用化は困難である。   In addition, in producing water-added fuel, it is extremely important in practice to be industrially mass-produced. For example, even if a new solubilized composition was developed and the stability of the hydrofuel was confirmed at the laboratory level, it is often the case that the same result is not obtained when this is scaled up. It is difficult to put it to practical use with such a solubilization technique.

この点に関し、特許文献1〜3においては、工業生産レベルまでスケールアップすることが十分に想定されておらず、仮に実験室レベルにおいて加水燃料の安定化に効果があったとしても、実際の製造現場において、それを再現できるかは不透明である。石油化学業界では、可溶化組成物の本来の性能向上だけでなく、スケールアップにも耐え得る製品を開発することが強く望まれている。   In this regard, in Patent Documents 1 to 3, it is not sufficiently assumed to scale up to the industrial production level, and even if there is an effect in stabilizing the hydrolyzed fuel at the laboratory level, the actual production Whether it can be reproduced in the field is unclear. In the petrochemical industry, it is highly desirable to develop products that can withstand not only the solubilized composition's inherent performance but also scale-up.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、加水燃料の安定化に寄与する新規な可溶化組成物を探索するとともに、工業生産レベルまでスケールアップした場合においても、加水燃料の安定性を再現可能な可溶化技術を確立することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in addition to searching for a novel solubilized composition that contributes to the stabilization of the hydrolyzed fuel, even when it is scaled up to an industrial production level, The purpose is to establish a solubilization technique capable of reproducing the sex.

上記課題を解決するための本発明に係る加水燃料の生成方法の特徴構成は、
ベースとなる燃料油に水を含有させた加水燃料の生成方法であって、
前記燃料油に可溶化組成物を攪拌しながら添加する添加工程と、
前記燃料油と前記可溶化組成物との混合物を噴射し、直径100μm以下の油粒子を形成する粒化工程と、
前記油粒子にpH11以上、酸化還元電位−600mV以下の水を添加し、O/W型エマルジョンを形成するエマルジョン化工程と、
前記O/W型エマルジョンを2.5MPa以上の圧力下で噴射し、直径10μm以下のW/O型エマルジョンに変換する変換工程と、
前記W/O型エマルジョンを回収する回収工程と、
を包含することにある。
In order to solve the above-mentioned problems, the characteristic configuration of the method for producing a hydrolyzed fuel according to the present invention is as follows:
A method for producing a hydrous fuel in which water is contained in a base fuel oil,
An addition step of adding the solubilized composition to the fuel oil while stirring;
A granulation step of injecting a mixture of the fuel oil and the solubilized composition to form oil particles having a diameter of 100 μm or less;
An emulsification step of adding water having a pH of 11 or more and a redox potential of −600 mV or less to the oil particles to form an O / W emulsion;
A conversion step of spraying the O / W type emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more and converting it into a W / O type emulsion having a diameter of 10 μm or less;
A recovery step of recovering the W / O type emulsion;
It is to include.

本構成の加水燃料の生成方法によれば、燃料油と可溶化組成物との混合物を噴射して直径100μm以下の油粒子を形成し(粒化工程)、この油粒子にpH11以上、酸化還元電位−600mV以下の水を添加してO/W型エマルジョンを形成している(エマルジョン化工程)。そして、O/W型エマルジョンを2.5MPa以上の圧力下で噴射することにより、直径10μm以下のW/O型エマルジョンに変換している(変換工程)。これらの各工程を経て形成されるW/O型エマルジョンは、長期に亘ってその状態を維持し続けることが判明した。このため、回収工程によって得られる加水燃料は容易に油水分離せず、透明であり続け、非常に安定性が高いものとなる。また、このような一旦O/W型エマルジョンにしてからW/O型エマルジョンに変換した加水燃料は、その高い安定性のためスケールアップしても安定性の低下が少なく、工業生産レベルで実施しても十分に耐え得る製品となる。   According to the method for producing a hydrolyzed fuel of this configuration, a mixture of a fuel oil and a solubilized composition is injected to form oil particles having a diameter of 100 μm or less (granulating step), and the oil particles have a pH of 11 or more and redox. Water having a potential of −600 mV or less is added to form an O / W type emulsion (emulsification step). And it is converted into a W / O emulsion having a diameter of 10 μm or less by injecting the O / W emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more (conversion step). It has been found that the W / O type emulsion formed through these steps continues to maintain its state over a long period of time. For this reason, the hydrolyzed fuel obtained by the recovery process does not easily separate from oil and water, remains transparent, and has very high stability. In addition, such a hydrofuel that has been once converted into an O / W emulsion and then converted into a W / O emulsion is less stable even when scaled up due to its high stability, and is carried out at an industrial production level. But it will be a product that can withstand even enough.

本発明に係る加水燃料の生成方法において、
前記可溶化組成物は、オレイン酸を55〜65重量%、プロピレングリコールを1〜5重量%、シクロヘキシルアミンを25〜35重量%、メタノールを1〜10重量%、及び25%アンモニア水を残部重量%含むことが好ましい。
In the method for producing a hydrolyzed fuel according to the present invention,
The solubilized composition comprises 55-65% by weight of oleic acid, 1-5% by weight of propylene glycol, 25-35% by weight of cyclohexylamine, 1-10% by weight of methanol, and the remaining weight of 25% ammonia water. % Is preferable.

本構成の加水燃料の生成方法によれば、燃料油と水とを結びつける可溶化組成物として、上記の適切な組成成分を適切な配合量に調製されたものを使用しているため、安定性に優れた加水燃料を生成することができる。   According to the method for producing a hydrolyzed fuel of this configuration, as the solubilized composition for linking fuel oil and water, the above-described appropriate composition component prepared in an appropriate blending amount is used. It is possible to produce an excellent water fuel.

本発明に係る加水燃料の生成方法において、
前記添加工程において、前記燃料油に添加される前記可溶化組成物は、前記燃料油の容量(A)に対する前記可溶化組成物の容量(B)の比率(A:B)として、37:2〜37:6に設定され、
前記エマルジョン化工程において、前記油粒子に添加される前記水は、前記燃料油の容量(A)に対する前記水の容量(C)の比率(A:C)として、37:6〜37:12に設定されていることが好ましい。
In the method for producing a hydrolyzed fuel according to the present invention,
In the adding step, the solubilized composition added to the fuel oil is 37: 2 as a ratio (A: B) of the volume (B) of the solubilized composition to the volume (A) of the fuel oil. To 37: 6,
In the emulsification step, the water added to the oil particles has a ratio (A: C) of the volume (C) of the water to the volume (A) of the fuel oil at 37: 6 to 37:12. It is preferable that it is set.

本構成の加水燃料の生成方法によれば、添加工程における燃料油と可溶化組成物との比率(A:B)と、エマルジョン化工程における燃料油と水との比率(A:C)とを適切に設定しているため、安定性に優れた加水燃料を生成することができる。   According to the method for producing a hydrolyzed fuel of this configuration, the ratio (A: B) of the fuel oil and the solubilized composition in the addition step and the ratio (A: C) of the fuel oil and water in the emulsification step are calculated. Since it is set appropriately, it is possible to produce a water fuel excellent in stability.

本発明に係る加水燃料の生成方法において、
前記回収工程において、前記W/O型エマルジョンから余分な水分を除去する水分除去工程を実行することが好ましい。
In the method for producing a hydrolyzed fuel according to the present invention,
In the recovery step, it is preferable to execute a water removal step of removing excess water from the W / O emulsion.

本構成の加水燃料の生成方法によれば、回収工程において、W/O型エマルジョンから余分な水分を除去することで、エマルジョン化に関与していない水分を排除しているため、生成した加水燃料は略すべてがW/O型エマルジョンの液体で構成され、燃焼カロリーが高い良質な燃料となる。   According to the method for producing a hydrolyzed fuel of this configuration, in the recovery step, excess water is removed from the W / O type emulsion, so that the water not involved in the emulsification is eliminated. Almost all is composed of a liquid of W / O type emulsion and becomes a high-quality fuel with high combustion calories.

上記課題を解決するための本発明に係る加水燃料の生成装置の特徴構成は、
ベースとなる燃料油に水を含有させた加水燃料の生成装置であって、
前記燃料油に可溶化組成物を攪拌しながら添加する添加手段と、
前記燃料油と前記可溶化組成物との混合物を噴射し、直径100μm以下の油粒子を形成する粒化手段と、
前記油粒子にpH11以上、酸化還元電位−600mV以下の水を添加し、O/W型エマルジョンを形成するエマルジョン化手段と、
前記O/W型エマルジョンを2.5MPa以上の圧力下で噴射し、直径10μm以下のW/O型エマルジョンに変換する変換手段と、
前記W/O型エマルジョンを回収する回収手段と、
を備えることにある。
In order to solve the above problems, the characteristic configuration of the water-added fuel generator according to the present invention is:
An apparatus for producing a hydrolyzed fuel in which water is contained in a base fuel oil,
Adding means for adding the solubilized composition to the fuel oil while stirring;
Granulating means for injecting a mixture of the fuel oil and the solubilized composition to form oil particles having a diameter of 100 μm or less;
Emulsification means for adding water having a pH of 11 or more and an oxidation-reduction potential of −600 mV or less to the oil particles to form an O / W type emulsion;
A converting means for injecting the O / W emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more and converting it into a W / O emulsion having a diameter of 10 μm or less;
Recovery means for recovering the W / O emulsion;
It is in having.

本構成の加水燃料の生成装置によれば、上述した加水燃料の生成方法と同様の優れた作用効果を奏する。
すなわち、O/W型エマルジョンを経て形成したW/O型エマルジョンは、長期に亘ってその状態を維持し続けるため、生成した加水燃料は容易に油水分離せず、透明であり続け、非常に安定性が高いものとなる。また、その高い安定性のためスケールアップしても安定性の低下が少なく、工業生産レベルで実施しても十分に耐え得る製品となる。
According to the apparatus for generating water with this configuration, the same excellent effects as those of the method for generating water with fuel described above can be achieved.
That is, since the W / O type emulsion formed through the O / W type emulsion keeps its state for a long period of time, the produced hydrolyzed fuel is not easily separated into oil and water, remains transparent and is very stable. It becomes a thing with high property. In addition, because of its high stability, even if it is scaled up, there is little decrease in stability, and it can be a product that can withstand even when implemented at the industrial production level.

本発明に係る加水燃料の生成装置において、
前記変換手段は、口径10〜20μmの噴射ノズルを有することが好ましい。
In the apparatus for generating water according to the present invention,
The conversion means preferably has an injection nozzle having a diameter of 10 to 20 μm.

本構成の加水燃料の生成装置によれば、口径10〜20μmの噴射ノズルを用いてO/W型エマルジョンを噴射することで、上記の適切な噴射圧が得られ、O/W型エマルジョンをW/O型エマルジョンへと確実に変換することができる。   According to the hydrofuel generating apparatus of this configuration, the above-described appropriate injection pressure is obtained by injecting the O / W type emulsion using an injection nozzle having a diameter of 10 to 20 μm. / O type emulsion can be reliably converted.

図1は、本発明の加水燃料の生成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hydrofuel generating apparatus according to the present invention.

以下、本発明の具体的な態様について説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the following embodiments and drawings.

加水燃料は、燃料油と水とを混合してエマルジョン化したものである。一般に、油分と水分とを混合したエマルジョンには、W/O型エマルジョンとO/W型エマルジョンとの二種類が存在する。加水燃料の場合、燃料油を空気中の酸素と反応させる必要があるため、最終的に燃料油が表面側に存在するW/O型エマルジョンの形態となっていることが望ましい。そのため、上述の特許文献を含め従来の技術においては、燃料油に水を可溶化させるに際し、W/O型エマルジョンを直接形成することが試みられてきた。   The hydrolyzed fuel is an emulsion obtained by mixing fuel oil and water. In general, there are two types of emulsions in which oil and water are mixed: W / O type emulsions and O / W type emulsions. In the case of the water fuel, since it is necessary to react the fuel oil with oxygen in the air, it is desirable that the fuel oil is finally in the form of a W / O emulsion in which the fuel oil exists on the surface side. Therefore, in the conventional techniques including the above-mentioned patent documents, it has been attempted to directly form a W / O type emulsion when water is solubilized in fuel oil.

一方、本発明者は、従来の可溶化技術では限界があると考え、加水燃料をより安定化できる技術について模索していたところ、燃料油に混合する水を特定の条件に調整し、その上で、最初にO/W型エマルジョンを形成してからこれをW/O型エマルジョンに変換すると、W/O型エマルジョンを直接形成した場合よりもはるかに安定な加水燃料を生成できることを突き止めた。従って、燃料油と水とのエマルジョンを形成するにあたっては、O/W型エマルジョンとW/O型エマルジョンとの両方の形態を採り得る可溶化組成物を開発する必要があり、そのためには、燃料油と水とを結び付けて一体化する可溶化組成物をどのような成分組成及び配合量に調製するかが重要なポイントとなる。   On the other hand, the present inventor considered that there is a limit in the conventional solubilization technology, and has been searching for a technology that can stabilize the hydrolyzed fuel. Thus, it has been found that when an O / W emulsion is first formed and then converted into a W / O emulsion, a hydro fuel can be produced that is much more stable than when the W / O emulsion is directly formed. Therefore, in forming an emulsion of fuel oil and water, it is necessary to develop a solubilized composition that can take both forms of an O / W type emulsion and a W / O type emulsion. It is an important point to determine what component composition and blending amount the solubilized composition that combines and integrates oil and water.

そこで、本発明の「加水燃料の生成方法、及び加水燃料の生成装置」について説明する前に、燃料油に水を安定的に可溶化させるために本発明者が鋭意開発した「可溶化組成物」について詳しく説明する。なお、本発明において使用可能な燃料油には、A重油、B重油、C重油、軽油、ガソリン等が挙げられる。また、燃料油に可溶化させる水については、詳しくは後述するが、水素イオン濃度(pH)及び酸化還元電位(ORP)を適切な状態に調整したものが使用される。   Therefore, before explaining the “hydrolyzed fuel production method and hydrous fuel production apparatus” of the present invention, a “solubilized composition” developed by the present inventor in order to stably solubilize water in fuel oil. Will be described in detail. The fuel oil that can be used in the present invention includes A heavy oil, B heavy oil, C heavy oil, light oil, gasoline, and the like. Further, the water to be solubilized in the fuel oil will be described in detail later, but water whose hydrogen ion concentration (pH) and oxidation-reduction potential (ORP) are adjusted to appropriate states is used.

〔可溶化組成物〕
本発明を実施するにあたって使用する可溶化組成物は、その成分組成として、不飽和脂肪酸、グリコール類、アミン類、アルコール類、及びアンモニアを含むように調製される。
[Solubilized composition]
The solubilized composition used in practicing the present invention is prepared so as to contain unsaturated fatty acids, glycols, amines, alcohols, and ammonia as its component composition.

不飽和脂肪酸は、炭素数が18以上のものが好ましく、例えば、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸等のモノ不飽和脂肪酸、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸等のジ不飽和脂肪酸、リノレン酸、ビノレン酸、エレオステアリン酸、ミード酸等のトリ不飽和脂肪酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸等のテトラ不飽和脂肪酸、ボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸等のペンタ不飽和脂肪酸、ドコサヘキサエン酸、ニシン酸等のヘキサ不飽和脂肪酸などが挙げられる。これらのうち、モノ不飽和脂肪酸であるオレイン酸が好ましく使用される。市販のオレイン酸を使用する場合は、濃度80重量%以上の高純度オレイン酸が好適に使用可能であり、この場合、可溶化組成物中のオレイン酸の含有量は、55〜65重量%、好適には58〜62重量%、最適には60重量%に調製される。   The unsaturated fatty acid preferably has 18 or more carbon atoms. For example, monounsaturated fatty acids such as oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, eicosenoic acid, erucic acid, nervonic acid, linoleic acid, eicosadienoic acid, Diunsaturated fatty acids such as docosadienoic acid, triunsaturated fatty acids such as linolenic acid, vinolenic acid, eleostearic acid, and mead acid, tetraunsaturated fatty acids such as stearidonic acid, arachidonic acid, eicosatetraenoic acid, adrenic acid, Examples include pentaunsaturated fatty acids such as boseopentaenoic acid, eicosapentaenoic acid, ozbond acid, and succinic acid, and hexaunsaturated fatty acids such as docosahexaenoic acid and nisic acid. Of these, oleic acid, which is a monounsaturated fatty acid, is preferably used. When using commercially available oleic acid, high-purity oleic acid having a concentration of 80% by weight or more can be suitably used. In this case, the content of oleic acid in the solubilized composition is 55 to 65% by weight, Preferably, it is adjusted to 58 to 62% by weight, optimally 60% by weight.

グリコール類は、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコールなどが挙げられる。これらのうち、プロピレングリコールが好ましく使用される。この場合、可溶化組成物中のプロピレングリコールの含有量は、1〜5重量%、好適には2〜4重量%、最適には3重量%に調製される。   Examples of glycols include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and the like. Of these, propylene glycol is preferably used. In this case, the content of propylene glycol in the solubilized composition is adjusted to 1 to 5% by weight, preferably 2 to 4% by weight, and most preferably 3% by weight.

アミン類は、第1級アミンが好ましく、例えば、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミン等の脂環属第1級アミン、メチルアミン、エチルアミン、メタノールアミン、エタノールアミン等の脂肪族第1級アミンなどが挙げられる。これらのうち、脂環属第1級アミンであるシクロヘキシルアミンが好ましく使用される。この場合、可溶化組成物中のシクロヘキシルアミンの含有量は、25〜35重量%、好適には28〜32重量%、最適には30重量%に調製される。   The amines are preferably primary amines, for example, alicyclic primary amines such as cyclopentylamine, cyclohexylamine, and cyclooctylamine, and aliphatic primary amines such as methylamine, ethylamine, methanolamine, and ethanolamine. Etc. Of these, cyclohexylamine which is an alicyclic primary amine is preferably used. In this case, the content of cyclohexylamine in the solubilized composition is adjusted to 25 to 35% by weight, preferably 28 to 32% by weight, and optimally 30% by weight.

アルコール類は、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが挙げられる。これらのうち、メタノールが好ましく使用される。この場合、可溶化組成物中のメタノールの含有量は、1〜10重量%、好適には3〜7重量%、最適には5重量%に調製される。   Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol and the like. Of these, methanol is preferably used. In this case, the content of methanol in the solubilized composition is adjusted to 1 to 10% by weight, preferably 3 to 7% by weight, and optimally 5% by weight.

アンモニアは、例えば、濃度が25%のアンモニア水が使用される。この場合、可溶化組成物中の25%アンモニア水の含有量は、上述の不飽和脂肪酸(最適には、オレイン酸)、グリコール類(最適には、プロピレングリコール)、アミン類(最適には、シクロヘキシルアミン)、及びアルコール類(最適には、メタノール)を除いた残部の重量%となる。なお、アンモニア水は、25%以外の濃度の水溶液も使用可能であり、その場合、アンモニア水に含まれるアンモニア成分のモル濃度を、25%アンモニア水を使用した場合と同量になるよう調整すればよい。   As the ammonia, for example, ammonia water having a concentration of 25% is used. In this case, the content of 25% aqueous ammonia in the solubilized composition is determined by the above unsaturated fatty acid (optimally oleic acid), glycols (optimally propylene glycol), amines (optimally, (Cyclohexylamine), and the remaining weight percent excluding alcohols (optimally methanol). It should be noted that an aqueous solution having a concentration other than 25% can be used as the aqueous ammonia. In this case, the molar concentration of the ammonia component contained in the aqueous ammonia is adjusted to be the same amount as when the 25% aqueous ammonia is used. That's fine.

〔加水燃料の生成装置・生成方法〕
次に、上記の可溶化組成物を用いて加水燃料を生成するために使用する本発明の加水燃料の生成装置について説明する。また、本発明の加水燃料の生成方法についても、あわせて説明する。
[Hydrofuel production equipment and production method]
Next, the hydrofuel generating apparatus of the present invention used for producing hydrous fuel using the solubilized composition will be described. Moreover, the production | generation method of the hydrolyzed fuel of this invention is also demonstrated collectively.

図1は、本発明の加水燃料の生成装置100の概略構成図である。なお、以降の説明では、加水燃料の生成装置100を単に「生成装置100」と称する。生成装置100は、主に、添加セクション10、粒化セクション20、エマルジョン化セクション30、変換セクション40、及び回収セクション50の各セクションから構成される。これらの各セクションは、本発明の加水燃料の生成方法の各工程(添加工程、粒化工程、エマルジョン化工程、変換工程、及び回収工程)を実施するための手段となる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus 100 for generating water of the present invention. In the following description, the water-added fuel generating device 100 is simply referred to as “generating device 100”. The production apparatus 100 mainly includes an addition section 10, a granulation section 20, an emulsification section 30, a conversion section 40, and a recovery section 50. Each of these sections is a means for carrying out each step (addition step, granulation step, emulsification step, conversion step, and recovery step) of the method for producing a hydrolyzed fuel of the present invention.

添加セクション10は、生成装置100における添加手段として機能するものであり、5基のケミカルタンク11〜15、ケミカル計量タンク16、2基の攪拌タンク17,18、及び燃料油タンク19を備えている。ケミカルタンク11〜15には、可溶化組成物の5つの構成成分が夫々貯留されている。可溶化組成物の5つの構成成分が、上述した最適な構成成分の場合を例に挙げて説明すると、ケミカルタンク11〜15には、(a)オレイン酸、(b)プロピレングリコール、(c)シクロヘキシルアミン、(d)メタノール、及び(e)25%アンモニア水が夫々蓄えられている。構成成分(a)〜(e)は、夫々のケミカルタンク11〜15に設けられているポンプ11a〜15aにより、ケミカル計量タンク16に搬送される。ケミカル計量タンク16では、搬送された構成成分(a)〜(e)が計量器16aによって計量される。本実施形態では、可溶化組成物中の構成成分(a)〜(e)の含有量として、オレイン酸が55〜65重量%、プロピレングリコールが1〜5重量%、シクロヘキシルアミンが25〜35重量%、メタノールが1〜10重量%、25%アンモニア水が残部重量%となるように計量される。好適には、オレイン酸が58〜62重量%、プロピレングリコールが2〜4重量%、シクロヘキシルアミンが28〜32重量%、メタノールが3〜7重量%、25%アンモニア水が残部重量%となるように計量される。最適には、オレイン酸が60重量%、プロピレングリコールが3重量%、シクロヘキシルアミンが30重量%、メタノールが5重量%、25%アンモニア水が残部重量%となるように計量される。ケミカル計量タンク16で軽量された各構成成分(a)〜(e)は、ケミカル計量タンク16に設けられているポンプ16bにより、攪拌タンク17又は18に注入される。どちらの攪拌タンク17,18に注入するかは、三方バルブ16cの切り替えによって行われる。また、燃料油タンク19には、加水燃料のベースとなる(f)燃料油が蓄えられている。(f)燃料油は、燃料油タンク19に設けられている定量ポンプ19aにより、攪拌タンク17又は18に注入される。どちらの攪拌タンク17,18に注入するかは、三方バルブ19bの切り替えによって行われる。例えば、三方バルブ16c及び三方バルブ19bが、ともに攪拌タンク17の側に切り替えられているケースについて説明する。攪拌タンク17への(f)燃料油の注入中又は注入完了後、ケミカル計量タンク16で適切な量に調整された可溶化組成物は、ケミカル計量タンク16に設けられているポンプ16bにより、攪拌タンク17に添加され、攪拌タンク17に設けられているプロペラ式の攪拌機17aにより混合液の攪拌が行われる(添加工程)。このとき、攪拌機17aの攪拌速度は、120〜180rpmに設定することが好ましい。添加工程において、(f)燃料油に添加される可溶化組成物の量は、(f)燃料油の容量(A)に対する可溶化組成物の容量(B)の比率(A:B)として、37:2〜37:6、好適には37:3〜37:5、最適には37:4に設定される。最適な比率の場合、例えば、370Lの(f)燃料油と40Lの可溶化組成物とが攪拌タンク17に投入され、攪拌機17aで攪拌・混合される。これにより、最終的に生成される加水燃料がより安定化したものとなる。なお、本実施形態のように2基の攪拌タンク17,18を設けている理由は、上記の添加工程では、粘度の大きい(f)燃料油と粘度の小さい可溶化組成物とを均一に混合させるのに時間が掛かるためである。2基の攪拌タンク17,18を設けて2系統で添加工程を実施すると、粘度の異なる二つの液の攪拌効率が向上し、次の粒化工程にスムーズに移ることができる。ただし、攪拌タンクを1基とした場合でも、添加工程に一定以上の時間を掛ければ、(f)燃料油と可溶化組成物との混合・攪拌は、特に問題なく実施可能である。   The addition section 10 functions as addition means in the generating apparatus 100 and includes five chemical tanks 11 to 15, a chemical metering tank 16, two stirring tanks 17 and 18, and a fuel oil tank 19. . In the chemical tanks 11 to 15, five components of the solubilized composition are respectively stored. The case where the five components of the solubilized composition are the optimum components described above will be described as an example. The chemical tanks 11 to 15 include (a) oleic acid, (b) propylene glycol, and (c). Cyclohexylamine, (d) methanol, and (e) 25% aqueous ammonia are each stored. The components (a) to (e) are transported to the chemical metering tank 16 by the pumps 11a to 15a provided in the chemical tanks 11 to 15, respectively. In the chemical measuring tank 16, the conveyed components (a) to (e) are measured by the measuring device 16a. In this embodiment, the content of the constituent components (a) to (e) in the solubilized composition is 55 to 65% by weight of oleic acid, 1 to 5% by weight of propylene glycol, and 25 to 35% by weight of cyclohexylamine. %, Methanol is 1 to 10% by weight, and 25% ammonia water is measured to be the remaining weight%. Preferably, oleic acid is 58 to 62% by weight, propylene glycol is 2 to 4% by weight, cyclohexylamine is 28 to 32% by weight, methanol is 3 to 7% by weight, and 25% aqueous ammonia is the remaining weight%. Is weighed. Optimally, it is weighed so that oleic acid is 60% by weight, propylene glycol is 3% by weight, cyclohexylamine is 30% by weight, methanol is 5% by weight, and 25% aqueous ammonia is the remaining weight%. The components (a) to (e) reduced in weight in the chemical measuring tank 16 are injected into the stirring tank 17 or 18 by a pump 16b provided in the chemical measuring tank 16. Which of the stirring tanks 17 and 18 is injected is performed by switching the three-way valve 16c. Further, the fuel oil tank 19 stores (f) fuel oil which is a base of the hydrolyzed fuel. (F) The fuel oil is injected into the agitation tank 17 or 18 by a metering pump 19 a provided in the fuel oil tank 19. Which of the stirring tanks 17 and 18 is injected is performed by switching the three-way valve 19b. For example, a case where both the three-way valve 16c and the three-way valve 19b are switched to the stirring tank 17 side will be described. (F) The solubilized composition adjusted to an appropriate amount in the chemical metering tank 16 during or after the injection of the fuel oil into the stirring tank 17 is stirred by the pump 16b provided in the chemical metering tank 16. The mixture is added to the tank 17 and the mixed solution is stirred by a propeller-type stirrer 17a provided in the stirring tank 17 (addition process). At this time, the stirring speed of the stirrer 17a is preferably set to 120 to 180 rpm. In the addition step, (f) the amount of the solubilized composition added to the fuel oil is (f) the ratio (A: B) of the volume (B) of the solubilized composition to the volume (A) of the fuel oil. 37: 2 to 37: 6, preferably 37: 3 to 37: 5, and most preferably 37: 4. In the case of the optimum ratio, for example, 370 L of (f) fuel oil and 40 L of the solubilized composition are charged into the stirring tank 17 and stirred and mixed by the stirrer 17a. Thereby, the water fuel finally produced becomes more stable. The reason why the two agitation tanks 17 and 18 are provided as in the present embodiment is that, in the addition step, (f) the fuel oil having a high viscosity and the solubilized composition having a low viscosity are uniformly mixed. This is because it takes time. When the two agitation tanks 17 and 18 are provided and the addition process is performed in two systems, the agitation efficiency of the two liquids having different viscosities is improved, and the next granulation process can be smoothly performed. However, even when only one stirring tank is used, (f) mixing and stirring of the fuel oil and the solubilized composition can be carried out without any problem if the addition process takes a certain amount of time.

粒化セクション20は、生成装置100における粒化手段として機能するものであり、高圧ポンプ21、噴射タンク22、及び噴射ノズル23を備えている。高圧ポンプ21は、攪拌タンク17又は18に蓄えられている攪拌混合物、すなわち、(f)燃料油と可溶化組成物とが均一に混ざり合った状態の混合液を噴射タンク22に圧送する。攪拌タンク17又は18の切り替えは、三方バルブ21aによって行われる。圧送された攪拌混合物は、噴射タンク22の内部に設けられた噴射ノズル23から噴射タンク22の内部に噴射される。ここで、噴射タンク22の内部には、上下方向で二分するように傾斜板22aが設けられている。傾斜板22aの上方側が噴射物を受け入れるアロジェットタンク22bとして機能し、下方側が噴射物を粒状体(後述の油粒子P1)と非粒状体とに分離しながら粒状体を熟成させるセパエージングタンク22cとして機能する。噴射ノズル23は、アロジェットタンク22bの側に向けられているため、噴射ノズル23から噴射された攪拌混合物は、直径100μm以下の油粒子P1となって傾斜板22aの上に噴き付けられ、その後、油粒子P1は傾斜板22aを滑り落ちてセパエージングタンク22cに溜められ、熟成される。   The granulation section 20 functions as granulation means in the generation apparatus 100 and includes a high-pressure pump 21, an injection tank 22, and an injection nozzle 23. The high-pressure pump 21 pumps the stirring mixture stored in the stirring tank 17 or 18, that is, (f) a mixed solution in which the fuel oil and the solubilized composition are uniformly mixed, to the injection tank 22. Switching of the stirring tank 17 or 18 is performed by a three-way valve 21a. The stirred mixture thus pumped is injected into the injection tank 22 from an injection nozzle 23 provided in the injection tank 22. Here, an inclined plate 22 a is provided inside the injection tank 22 so as to bisect in the vertical direction. The upper side of the inclined plate 22a functions as an allojet tank 22b that receives the injected material, and the lower side separates the injected material into granular materials (oil particles P1 described later) and non-granular materials, and separates the aging particles 22c. Function as. Since the injection nozzle 23 is directed toward the allojet tank 22b, the stirring mixture injected from the injection nozzle 23 is sprayed onto the inclined plate 22a as oil particles P1 having a diameter of 100 μm or less. The oil particles P1 slide down the inclined plate 22a and are stored in the separation aging tank 22c, and are aged.

エマルジョン化セクション30は、生成装置100におけるエマルジョン化手段として機能するものであり、水タンク31、及びエマルジョン化タンク32を備えている。なお、エマルジョン化タンク32は、後述の変換セクション40におけるエマルジョン化タンク42と兼用するものである。水タンク31には、(f)燃料油と混合するための(g)水が蓄えられている。ここで、(g)水は、(f)燃料油とのエマルジョン化後の安定性を向上させるため、pH11以上、酸化還元電位−600mV以下に調整されている。このような水の条件は、本発明者が鋭意研究によって見出した新たな知見である。pHの調整は、例えば、アルカリ性薬剤を添加することにより行うことができるが、アルカリ性薬剤は、可溶化組成物に含まれている成分であるアンモニア水を用いることが好ましい。この場合、pHの調整に使用したアンモニア水に相当する量の25%アンモニア水を可溶化組成物から減量すればよい。酸化還元電位の調整は、例えば、高周波処理により行うことができる。このようにして調整された水を使用することで、後述するエマルジョンの変換工程におけるO/W型からW/O型への変換を効率よく行うことができる。(g)水は、水タンク31に設けられている定量ポンプ31aにより、エマルジョン化タンク32に注入される。さらに、エマルジョン化タンク32には、粒化セクション20のセパエージングタンク22cから油粒子P1がポンプ32aにより搬送される。これにより、エマルジョン化タンク32内において、油粒子P1と(g)水とが混合され、攪拌される。このときの攪拌は、主にポンプ32a又は後述するプランジャーポンプ41による液循環によって行われるが、エマルジョン化タンク32にプロペラ式の攪拌機(図示せず)を別途設け、攪拌翼による攪拌を行ってもよい。この場合、攪拌機の攪拌速度は、120〜180rpmに設定することが好ましい。油粒子P1と(g)水との攪拌が進行すると、やがて両者が一体化(可溶化)し、一旦O/W型エマルジョンが形成される。このO/W型エマルジョンは、pH11以上、酸化還元電位−600mV以下に調整された水の中に微細な油粒子P1が略完全に溶け込んでいるため、乳化(白濁)することなく透明な状態を呈している。エマルジョン化工程において、油粒子P1に添加される(g)水の量は、(f)燃料油の容量(A)に対する(g)水の容量(C)の比率(A:C)として、37:6〜37:12、好適には37:8〜37:10、最適には37:9に設定される。最適な比率の場合、例えば、370Lの(f)燃料油と90Lの(g)水とがエマルジョン化タンク32に投入され、攪拌・混合される。これにより、最終的に生成される加水燃料は透明性を維持し、安定化されたものとなる。   The emulsification section 30 functions as an emulsification means in the generating apparatus 100 and includes a water tank 31 and an emulsification tank 32. The emulsification tank 32 is also used as the emulsification tank 42 in the conversion section 40 described later. The water tank 31 stores (g) water for mixing with (f) fuel oil. Here, (g) water is adjusted to pH 11 or more and oxidation-reduction potential −600 mV or less in order to improve the stability after emulsification with (f) fuel oil. Such water conditions are new findings discovered by the present inventors through intensive research. The pH can be adjusted, for example, by adding an alkaline agent, and the alkaline agent is preferably ammonia water which is a component contained in the solubilized composition. In this case, the amount of 25% ammonia water corresponding to the ammonia water used for pH adjustment may be reduced from the solubilized composition. The redox potential can be adjusted by, for example, high frequency processing. By using water adjusted in this way, conversion from the O / W type to the W / O type in the emulsion conversion step described later can be performed efficiently. (G) Water is injected into the emulsification tank 32 by a metering pump 31 a provided in the water tank 31. Further, oil particles P1 are conveyed to the emulsification tank 32 from the separation aging tank 22c of the granulation section 20 by a pump 32a. Thereby, in the emulsification tank 32, the oil particle P1 and (g) water are mixed and stirred. The stirring at this time is mainly performed by liquid circulation by a pump 32a or a plunger pump 41 described later. A propeller-type stirrer (not shown) is separately provided in the emulsification tank 32, and stirring is performed by a stirring blade. Also good. In this case, the stirring speed of the stirrer is preferably set to 120 to 180 rpm. As the stirring of the oil particles P1 and (g) water proceeds, they eventually become integrated (solubilized), and an O / W emulsion is once formed. This O / W emulsion has a transparent state without emulsification (white turbidity) because fine oil particles P1 are almost completely dissolved in water adjusted to a pH of 11 or more and a redox potential of −600 mV or less. Presented. In the emulsification step, the amount of (g) water added to the oil particles P1 is (f) the ratio (A: C) of (g) water volume (C) to fuel oil volume (A), 37 : 6 to 37:12, preferably 37: 8 to 37:10, and most preferably 37: 9. In the case of the optimum ratio, for example, 370 L of (f) fuel oil and 90 L of (g) water are put into the emulsification tank 32 and stirred and mixed. Thereby, the water fuel finally produced | generated maintains transparency and becomes the stabilized thing.

変換セクション40は、生成装置100における変換手段として機能するものであり、プランジャーポンプ41、エマルジョン化タンク42、及びトルネードミキサー43を備えている。エマルジョン化タンク32(42)内に形成されたO/W型エマルジョンは、エマルジョン化タンク32(42)の下部に接続されたプランジャーポンプ41と、エマルジョン化タンク32(42)の上部に接続されたトルネードミキサー43とによってエマルジョン化タンク32(42)内を循環しながら攪拌される。このとき、プランジャーポンプ41によりO/W型エマルジョンを2.5MPa以上、好ましくは3.0MPa以上まで加圧すると、O/W型エマルジョンがトルネードミキサー43の噴射ノズル43aから噴射されたときに直径10μm以下の微粒子P2となる。そして、この微粒子P2は、驚くべきことにO/W型エマルジョンからW/O型エマルジョンに変換されたものとなっている(変換工程)。この特異な現象は、本発明者が初めて見出した新たな知見である。また、本発明者は、O/W型エマルジョンから変換されたW/O型エマルジョンは、長期に亘って透明な状態を保ち、安定性に優れたW/O型の状態を維持し続けることを確認した。さらに、一旦O/W型エマルジョンにしてからW/O型エマルジョンに変換して加水燃料を生成すると、高い安定性が持続するため、スケールアップした場合でも良好な再現性が得られることも確認した。   The conversion section 40 functions as conversion means in the generating apparatus 100 and includes a plunger pump 41, an emulsification tank 42, and a tornado mixer 43. The O / W type emulsion formed in the emulsification tank 32 (42) is connected to the plunger pump 41 connected to the lower part of the emulsification tank 32 (42) and to the upper part of the emulsification tank 32 (42). The tornado mixer 43 is agitated while circulating in the emulsification tank 32 (42). At this time, when the plunger pump 41 pressurizes the O / W emulsion to 2.5 MPa or more, preferably 3.0 MPa or more, the diameter of the O / W emulsion when the O / W emulsion is injected from the injection nozzle 43 a of the tornado mixer 43. The fine particle P2 is 10 μm or less. The fine particles P2 are surprisingly converted from an O / W emulsion to a W / O emulsion (conversion step). This unique phenomenon is a new finding discovered by the present inventors for the first time. In addition, the present inventor has shown that a W / O emulsion converted from an O / W emulsion maintains a transparent state for a long period of time, and continues to maintain a stable W / O type state. confirmed. Furthermore, once the O / W emulsion was converted to the W / O emulsion and then the hydrolyzed fuel was produced, high stability was maintained, and it was confirmed that good reproducibility could be obtained even when scaled up. .

回収セクション50は、生成装置100における回収手段として機能するものであり、水分除去フィルタ51、及び加水燃料貯蔵タンク52を備えている。変換セクション40においてO/W型エマルジョンから変換されたW/O型エマルジョンの微粒子P2は、エマルジョン化タンク42に設けられたポンプ42aによって水分除去フィルタ51に圧送される。水分除去フィルタ51を通過したW/O型エマルジョンは、エマルジョン化に関与していない余計な水分が排除される。これにより、生成した加水燃料は略すべてがW/O型エマルジョンの微粒子P2からなる液体で構成されることとなり、加水燃料を燃焼させたときの燃焼カロリーを向上させることができる。水分が除去されたW/O型エマルジョンは、ポンプ51aにより加水燃料貯蔵タンク52に搬送され、製品としての加水燃料が完成する。なお、加水燃料貯蔵タンク52に貯留された加水燃料において、万一水分の混入が検知された場合は、図示しない戻り管により加水燃料貯蔵タンク52から攪拌タンク17,18に加水燃料が戻され、再度同じ処理が行われる。   The recovery section 50 functions as a recovery means in the generation apparatus 100 and includes a moisture removal filter 51 and a hydrolyzed fuel storage tank 52. The fine particles P2 of the W / O emulsion converted from the O / W emulsion in the conversion section 40 are pumped to the moisture removal filter 51 by the pump 42a provided in the emulsification tank 42. The W / O type emulsion that has passed through the moisture removal filter 51 eliminates excess moisture that is not involved in emulsification. As a result, almost all of the generated water fuel is composed of a liquid composed of the fine particles P2 of the W / O emulsion, and the calorie burned when the water fuel is burned can be improved. The W / O type emulsion from which the water has been removed is conveyed to the hydrolyzed fuel storage tank 52 by the pump 51a, and hydrous fuel as a product is completed. In addition, in the case where water is mixed in the water stored in the water storage tank 52, water is returned from the water storage tank 52 to the agitation tanks 17 and 18 through a return pipe (not shown). The same process is performed again.

以上の各セクションを経由して生成された加水燃料は、高い安定性のため恒久的に可溶化状態(油分と水分とが完全に混ざり合った透明な状態)を維持し続けることが可能であり、商品価値の高い製品となっている。また、本発明によって得られる加水燃料は、工業生産レベルで実施しても、ユーザーの要求に十分に耐え得る製品となっている。   The hydrofuel produced via each of the above sections can continue to maintain a permanently solubilized state (transparent state where oil and water are completely mixed) for high stability. It has become a product with high commercial value. Moreover, even if it implements at the industrial production level, the water-added fuel obtained by this invention is a product which can fully endure a user's request | requirement.

〔燃焼性能評価〕
本発明により得られる加水燃料の燃焼性能を評価するため、エンジン付き発電機による出力試験を実施した。発電機は、デンヨー株式会社製のエンジン発電機(型式:DCA−90SPH)を使用した。発電機のエンジンを稼働させる燃料として、以下の表1に示す二種類の加水燃料(実施例1、及び実施例2)を使用した。加水燃料を生成するために使用する可溶化組成物の成分組成は、オレイン酸60重量%、プロピレングリコール3重量%、シクロヘキシルアミン30重量%、メタノール5重量%、及び25%アンモニア水残部重量%(2重量%)である。また、比較のため、加水燃料ではないJIS K 2205に準拠したA重油(比較例1)、及びJIS K 2204に準拠した軽油(比較例2)についても、同様のエンジン付き発電機による出力試験を実施した。
(Combustion performance evaluation)
In order to evaluate the combustion performance of the hydrous fuel obtained by the present invention, an output test using a generator with an engine was performed. The generator used was an engine generator (model: DCA-90SPH) manufactured by Denyo Corporation. As fuel for operating the engine of the generator, two types of hydrolyzed fuel (Example 1 and Example 2) shown in Table 1 below were used. The component composition of the solubilized composition used to produce the hydrolyzed fuel is 60% by weight oleic acid, 3% by weight propylene glycol, 30% by weight cyclohexylamine, 5% by weight methanol, and 25% by weight remaining ammonia water ( 2% by weight). In addition, for comparison, an output test using the same generator with an engine was also performed for A heavy oil (Comparative Example 1) based on JIS K 2205, which is not a hydrofuel, and light oil based on JIS K 2204 (Comparative Example 2). Carried out.

Figure 2016074859
Figure 2016074859

表1より、A重油ベースの加水燃料(実施例1)及び軽油ベースの加水燃料(実施例2)は、加水燃料全体に占める燃料油の含有量が60%であるにも関わらず、いずれも燃料油が100%であるA重油(比較例1)及び軽油(比較例2)と比べて遜色のない出力が得られた。   From Table 1, both the heavy fuel oil-based fuel oil (Example 1) and the light oil-based water fuel (Example 2) have a fuel oil content of 60% of the total water content. Compared with heavy fuel oil A (comparative example 1) and light oil (comparative example 2) in which the fuel oil is 100%, an output comparable to that obtained was obtained.

また、詳細については省略するが、本発明により得られる加水燃料を、クリーニング工場で使用されるボイラーの燃料として継続的に使用したところ、燃焼カロリー、燃費、及び排ガスの状態において、特に目立った問題は見られず、通常の燃料油と変わりなく使用できることを確認した。   Further, although details are omitted, when the hydrofuel obtained by the present invention is continuously used as a fuel for boilers used in cleaning factories, particularly conspicuous problems in terms of combustion calories, fuel consumption, and exhaust gas It was confirmed that it can be used as usual fuel oil.

これらの結果から、本発明により得られる加水燃料は、重油や軽油に代わる新しい燃料となり得るものであり、重油や軽油等の通常燃料が使われる既存設備においても問題なく使用できることが確認された。   From these results, it was confirmed that the water-added fuel obtained by the present invention can be used as a new fuel in place of heavy oil or light oil, and can be used without problems even in existing facilities where normal fuel such as heavy oil or light oil is used.

〔環境性能評価〕
本発明により得られる加水燃料の環境性能を評価するため、燃焼後のガス(排ガス)の成分を分析した。成分分析は、代表として、A重油ベースの加水燃料(実施例1)の燃焼ガス、及び加水燃料ではないA重油(比較例1)の燃焼ガスについて行った。燃焼ガスの分析結果を以下の表2に示す。
[Environmental performance evaluation]
In order to evaluate the environmental performance of the hydrofuel obtained by the present invention, the components of the gas (exhaust gas) after combustion were analyzed. As a representative, the component analysis was performed on the combustion gas of A fuel oil based on A heavy oil (Example 1) and the combustion gas of A fuel oil (Comparative Example 1) that is not a water fuel. The analysis results of the combustion gas are shown in Table 2 below.

Figure 2016074859
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燃焼ガス組成に関し、実施例1は比較例1よりも二酸化炭素が多く検出され、反対に酸素は少なく検出された。これは、実施例1の加水燃料は、比較例1のA重油と比べて燃焼効率が高く、略完全燃焼に近い状態で燃焼したためと考えられる。加水燃料がA重油よりも燃焼効率が優れていることは、実施例1の排ガス温度が比較例1の排ガス温度よりも高くなっていたことからも推察される。排ガス流速、湿り排ガス量、及び乾き排ガス量については、いずれも実施例1は比較例1よりも低くなっており、排ガスの発生そのものが低減されていることが明らかとなった。ばいじんについては、実施例1及び比較例1のいずれも規制基準値を下回っているが、特に実施例1はばいじんの発生が非常に少なくなっており、排ガスのクリーン化に有効であることが分かった。硫黄酸化物濃度、硫黄酸化物排出量、窒素酸化物濃度、及び酸素換算値については、実施例1は比較例1より低減されているか、あるいは若干増加しても問題のない程度であり、規制基準値を下回る結果となった。以上より、本発明により得られる加水燃料は、燃焼による有害物質の発生が低減され、その発生量も規制基準値を満たすものであり、さらに、従来の重油等と比べて環境面においても優れた燃料であることが確認された。   Regarding the combustion gas composition, Example 1 detected more carbon dioxide than Comparative Example 1, and conversely detected less oxygen. This is presumably because the water-added fuel of Example 1 had higher combustion efficiency than the heavy oil A of Comparative Example 1, and burned in a state close to nearly complete combustion. It can be inferred from the fact that the combustion efficiency of hydrous fuel is higher than that of heavy fuel oil A because the exhaust gas temperature of Example 1 is higher than the exhaust gas temperature of Comparative Example 1. Regarding the exhaust gas flow rate, the wet exhaust gas amount, and the dry exhaust gas amount, Example 1 is lower than Comparative Example 1, and it has become clear that the generation of exhaust gas itself is reduced. As for soot and dust, both Example 1 and Comparative Example 1 are below the regulation standard value. In particular, Example 1 shows that the generation of soot and dust is very small, and it is found that it is effective for cleaning exhaust gas. It was. Regarding the sulfur oxide concentration, sulfur oxide emission amount, nitrogen oxide concentration, and oxygen conversion value, Example 1 is less than Comparative Example 1 or slightly increased, and there is no problem. The result was below the standard value. As described above, the water-added fuel obtained by the present invention reduces the generation of harmful substances due to combustion, and the generation amount also satisfies the regulation standard value. Furthermore, it is superior in terms of environment compared to conventional heavy oil and the like. Confirmed to be fuel.

本発明の加水燃料の生成方法、及び加水燃料の生成装置は、石油化学工業、石油精製業、エネルギー産業、火力発電所、自動車製造業等の各種工業において利用可能であるが、オフィスビル、工場、集合住宅、一般住宅等において設置される自家発電設備に本発明の技術を適用することも可能である。   The hydrolyzed fuel production method and hydrous fuel production apparatus of the present invention can be used in various industries such as petrochemical industry, petroleum refining industry, energy industry, thermal power plant, automobile manufacturing industry, office buildings, factories, etc. It is also possible to apply the technology of the present invention to private power generation facilities installed in apartment houses, general houses, and the like.

10 添加セクション(添加手段)
11〜15 ケミカルタンク
16 ケミカル計量タンク
17,18 攪拌タンク
19 燃料油タンク
20 粒化セクション(粒化手段)
21 高圧ポンプ
22 噴射タンク
23 噴射ノズル
30 エマルジョン化セクション(エマルジョン化手段)
31 水タンク
32 エマルジョン化タンク
40 変換セクション(変換手段)
41 プランジャーポンプ
42 エマルジョン化タンク
43 トルネードミキサー
43a 噴射ノズル
50 回収セクション(回収手段)
51 水分除去フィルタ
52 加水燃料貯蔵タンク
100 加水燃料の生成装置
10 Addition section (addition means)
11-15 Chemical tank 16 Chemical metering tank 17, 18 Agitation tank 19 Fuel oil tank 20 Granulation section (granulation means)
21 High-pressure pump 22 Injection tank 23 Injection nozzle 30 Emulsification section (emulsification means)
31 Water tank 32 Emulsification tank 40 Conversion section (conversion means)
41 Plunger pump 42 Emulsification tank 43 Tornado mixer 43a Injection nozzle 50 Recovery section (recovery means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 Moisture removal filter 52 Hydrolyzed fuel storage tank 100 Hydrolyzed fuel production apparatus

Claims (6)

ベースとなる燃料油に水を含有させた加水燃料の生成方法であって、
前記燃料油に可溶化組成物を攪拌しながら添加する添加工程と、
前記燃料油と前記可溶化組成物との混合物を噴射し、直径100μm以下の油粒子を形成する粒化工程と、
前記油粒子にpH11以上、酸化還元電位−600mV以下の水を添加し、O/W型エマルジョンを形成するエマルジョン化工程と、
前記O/W型エマルジョンを2.5MPa以上の圧力下で噴射し、直径10μm以下のW/O型エマルジョンに変換する変換工程と、
前記W/O型エマルジョンを回収する回収工程と、
を包含する加水燃料の生成方法。
A method for producing a hydrous fuel in which water is contained in a base fuel oil,
An addition step of adding the solubilized composition to the fuel oil while stirring;
A granulation step of injecting a mixture of the fuel oil and the solubilized composition to form oil particles having a diameter of 100 μm or less;
An emulsification step of adding water having a pH of 11 or more and a redox potential of −600 mV or less to the oil particles to form an O / W emulsion;
A conversion step of spraying the O / W type emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more and converting it into a W / O type emulsion having a diameter of 10 μm or less;
A recovery step of recovering the W / O type emulsion;
A method for producing a water-containing fuel.
前記可溶化組成物は、オレイン酸を55〜65重量%、プロピレングリコールを1〜5重量%、シクロヘキシルアミンを25〜35重量%、メタノールを1〜10重量%、及び25%アンモニア水を残部重量%含む請求項1に記載の加水燃料の生成方法。   The solubilized composition comprises 55-65% by weight of oleic acid, 1-5% by weight of propylene glycol, 25-35% by weight of cyclohexylamine, 1-10% by weight of methanol, and the remaining weight of 25% ammonia water. The method for producing water-containing fuel according to claim 1, comprising: 前記添加工程において、前記燃料油に添加される前記可溶化組成物は、前記燃料油の容量(A)に対する前記可溶化組成物の容量(B)の比率(A:B)として、37:2〜37:6に設定され、
前記エマルジョン化工程において、前記油粒子に添加される前記水は、前記燃料油の容量(A)に対する前記水の容量(C)の比率(A:C)として、37:6〜37:12に設定されている請求項1又は2に記載の加水燃料の生成方法。
In the adding step, the solubilized composition added to the fuel oil is 37: 2 as a ratio (A: B) of the volume (B) of the solubilized composition to the volume (A) of the fuel oil. To 37: 6,
In the emulsification step, the water added to the oil particles has a ratio (A: C) of the volume (C) of the water to the volume (A) of the fuel oil at 37: 6 to 37:12. The method for producing a hydrolyzed fuel according to claim 1 or 2, wherein the method is set.
前記回収工程において、前記W/O型エマルジョンから余分な水分を除去する水分除去工程を実行する請求項1〜3の何れか一項に記載の加水燃料の生成方法。   The method for producing a water-hydrated fuel according to any one of claims 1 to 3, wherein a water removal step of removing excess water from the W / O emulsion is performed in the recovery step. ベースとなる燃料油に水を含有させた加水燃料の生成装置であって、
前記燃料油に可溶化組成物を攪拌しながら添加する添加手段と、
前記燃料油と前記可溶化組成物との混合物を噴射し、直径100μm以下の油粒子を形成する粒化手段と、
前記油粒子にpH11以上、酸化還元電位−600mV以下の水を添加し、O/W型エマルジョンを形成するエマルジョン化手段と、
前記O/W型エマルジョンを2.5MPa以上の圧力下で噴射し、直径10μm以下のW/O型エマルジョンに変換する変換手段と、
前記W/O型エマルジョンを回収する回収手段と、
を備える加水燃料の生成装置。
An apparatus for producing a hydrolyzed fuel in which water is contained in a base fuel oil,
Adding means for adding the solubilized composition to the fuel oil while stirring;
Granulating means for injecting a mixture of the fuel oil and the solubilized composition to form oil particles having a diameter of 100 μm or less;
Emulsification means for adding water having a pH of 11 or more and an oxidation-reduction potential of −600 mV or less to the oil particles to form an O / W type emulsion;
A converting means for injecting the O / W emulsion under a pressure of 2.5 MPa or more and converting it into a W / O emulsion having a diameter of 10 μm or less;
Recovery means for recovering the W / O emulsion;
An apparatus for producing a hydrolyzed fuel.
前記変換手段は、口径10〜20μmの噴射ノズルを有する請求項5に記載の加水燃料の生成装置。   The said conversion means is a production | generation apparatus of the hydrated fuel of Claim 5 which has a 10-20 micrometer injection nozzle.
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