JPH027353B2

JPH027353B2 -

Info

Publication number: JPH027353B2
Application number: JP58209960A
Authority: JP
Inventors: Koji Shigemitsu; Ko Jo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1990-02-16
Also published as: JPS60104190A; KR850003564A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は加水燃料油に関し、より詳しくは分散
結合の安定な、燃焼効率がよくかつ環境汚染の少
ない燃料特性のよい加水燃料油およびその製法に
関する。現在、我国では石油系燃料の殆ど90％以上を外
国から輸入し、貴重な外貨を消費しているが、そ
の石油資源は有限のもので、しかもその価格は
年々上昇し、供給量は減少の傾向を示しているた
め、石油を効率よく燃焼せしめ、大気汚染等の公
害を減少させる必要があることは周知の事実であ
る。この必要性を満たすために、今日まで世界各国
で多くの研究者等が種々の努力を重ねて来てお
り、その方法として燃焼効率を高めるための装置
の改善、燃料油供給法の改良とか、70年も前から
知られている「油に水を加えることにより燃焼効
果が上がる」という原理を応用して、油に最適量
の水を加えてエマルジヨン燃料をつくる試みがな
されて来た。しかしながらその殆どが経済的に価値が低い
か、または不安定なものが多く、本来の目的を達
成せしめるに値するとして評価されるものが見当
たらないのが現状である。発明者等は、20年前にソ連の科学者が発表した
「水の粒子の周りを油が囲んだとき、外側の油が
未燃焼ないし未完全燃焼の状態において、水の粒
子は熱の伝導作用によつて気化し、この気化した
水蒸気は急激にその体積を増大して（約5800倍に
なる）、外側の油の粒子をその拡散エネルギーに
よつて更に微細にするという霧化現象を起し、よ
り完全な燃焼にプラスになる」という微爆理論に
着目し、水の粒子の周りに油の粒子を均一に囲ま
せ、しかも半永久的に水と油の結合が持続し、完
全燃焼が行われるために原料重油よりも効率が高
く、加えて排出ガスの一酸化炭素が低い燃料を得
ることを研究し、それを可能ならしめたものであ
る。一般に水素（H₂）の化学連鎖反応過程におい
て、適当なH₂OはH₂の迅束な反応に有利である
ことが知られているが、同時にCOの化学連鎖反
応過程において適当なH₂OはCOの迅速な反応に
有利だということも知られている。如何なる燃料油もその反応過程において必ず
H₂とCOの発生過程があり、燃料油の中に適当な
H₂Oを加えると、H₂とCOの迅速な反応に効果が
あつて、燃料油自身の迅速な燃料にも効果がある
ことが知られている。また、H₂Oを含まないCOは燃焼中たくさんの
O₂を必要とするが、H₂Oを含んだCOは燃焼に必
要なO₂の量がかなり少なくてすむ、すなわち含
水燃料油は不含水燃料油より燃焼過程において過
剰酸素が比較的少ない。同一条件では含水燃料混合気は非含水燃料混合
気より燃焼時間が短くてすむし、同じ燃焼時間と
同じ燃料混合気の条件下では含水燃料がよりよく
完全に燃焼するものである。従つて、ボイラーの中で燃焼する適当な含水燃
料油は不含水燃料油に比し、より多く、より完全
燃焼するものである。すなわち、ボイラーの中で
すべての燃料油は一定燃焼条件下においてより良
く、より完全に燃焼効果を上げるためには、燃料
混合気中に適当な含水量を与なければならない。此の目的を達成するためにいろいろな試みはあ
るが、先述の如く従来のエマルジヨン燃料は界面
活性剤や乳化剤の力によつてエマルジヨンを形成
してはいるが、完全な結合ではないため、要求さ
れる保存期間に達しなかつたり、経済効果の低い
ものが殆どであつた。本発明は、省エネルギーと環境汚染防止のため
に役立つ加水重油をつくるために、水と重油を完
全に結合せしめ、水と油が分離せずに永く保存さ
れ貯蔵運搬にも耐え、燃焼効率が良く環境汚染の
ない排気ガスを排出する新しい加水燃料油及びそ
の製法を提供するものである。本発明による加水燃料油は、重質燃料油と水と
をポリビニルアルコールおよびノニルフエニルポ
リエチレングリコールエーテルの存在下に分散結
合せしめたものであり、所望により前記加水燃料
油はさらに少量のアルカリ金属塩素酸塩、デイー
ゼル油またはＡ重油からなる群から選ばれる添加
剤を含有することができる。本発明の加水燃料油
は、水の一部をエチレングリコールまたはエチレ
ングコールと飽和食塩水に代え凍結防止形態にす
ることができる。本発明に使用する重質燃料油はＢ，Ｃ重油であ
る。添加する水の量は、重質燃料油７〜10t当り
１〜5tである。使用されるポリビニルアルコール
は式：〔CH₂・CH（OH）―〕ｎで表わされ、ｎ
が約1700であるものが好ましい。ノニルフエニル
ポリエチレングリコールエーテルは式：（式中ｎは1500〜2500である。）で表わされ、ｎが約2000のものが好ましい。乳化分散剤のノニルフエニルポリエチレングリ
コールエーテル（以下NPEGEと表わす）及びポ
リビニルアルコール（以下PVAと表わす）は、
NPEGE0.01％及びPVA4％を含む水溶液（以下
４％Ｐ液と称する）に調整して使用することが好
ましく、重質燃料油７〜10tにつき４％Ｐ液20〜
80使用される。アルカリ金属塩素酸塩としては、通常、塩素酸
カリウムが使用され、これは助燃剤として煤や沈
殿物の発生を防止し、所望により重質燃料油７〜
10t当り40〜200ｇ使用され、予め４重量％の水溶
液として添加することが好ましい。デイーゼル油またはＡ重油を添加する時は重質
燃料油７〜10tにつき１〜25Kg使用され、重質燃
料油がＣ重油である時や加水量の多い場合に初期
点火を助け、舶用等の大きい内燃機関に用いる場
合に必要である。本発明の加水燃料油の配合例は次の如くであ
る。ＡＢ重油９〜11t、例えば10tに対し水１〜5t、
例えば2t、と４％Ｐ液30〜40、例えば40。ＢＣ重油９〜11t、例えば10tに対し水2.5〜
3.5t、例えば3t、４％Ｐ液25〜35、例えば30
及び４％KClO₃水溶液４Kg。ＣＣ重油6.5〜7.5t、例えば7tに対し水2.5〜
3.5t、例えば3t、４％Ｐ液25〜35、例えば30
、４％KClO₃水溶液2.8Kg及びデイーゼル油
10〜13Kg、例えば13Kg。ＤＣ重油7.5〜8.5t、例えば7tに対し水1.8〜
2.2t、例えば2t、４％Ｐ液25〜35、例えば30
、４％KClO₃水溶液2.8Kg及びＡ重油10〜12
Kg、例えば11Kg。ＥＣ重油9.5〜10.5t、例えば10tに対し水3.5〜
4.5t、例えば4t、４％Ｐ液25〜35、例えば30
、４％KClO₃水溶液４Kg及びデイーゼル油ま
たはＡ重油18〜22Kg、例えば20Kg。上記配合例において、Ｂ重油の場合に、 A′ Ｂ重油10tに対し水2t及び４％Ｐ液40Ｃ重
油の場合に、 B′ Ｃ重油10tに対し水3t、４％Ｐ液30、４％
KClO₃水溶液４Kg及びＡ重油またはデイーゼル
油20Kg、とすることができる。本発明の前記加水燃料油の冬季の凍結を防止す
るため、前記配合において添加する水の２〜15％
をエチレングリコールで置換することができる。この場合エチレングリコールで置換する水の量
は、気温により次のように変えることができる。

【表】さらに上記エチレングリコールを1/2量に減じ
仕上つた加水重油の１トンにつき40〜400c.c.の飽
和食塩水を添加することにより、天候気温に左右
されない安定した製品を得ることができる。本発明の加水燃料油は次のように製造される。撹拌機を設けたジヤケツト付容器中で加温した
水にポリビニルアルコールを溶解し、これにノニ
ルフエニルポリエチレングリコールエーテルを添
加してノニルフエニルポリエチレングリコールエ
ーテル0.01％を含有する４％ポリビニルアルコー
ル溶液を調整する。この溶液の所定量を40〜50℃
に加温した別容器の水に撹拌しながら加え、これ
を、また別な撹拌機付容器で40〜50℃に加温した
所定量の重質油に添加し、約20分間撹拌混合して
製品を得る。必要に応じ、４％KClO₃溶液やデイ
ーゼル油を加えて混合する。重質燃料油への前記
４％Ｐ液を添加した水の添加は噴霧化して行うの
が好ましい。本発明の加水燃料油は次表に示すような性質を
有する。

【表】

【表】従来の水と油の混合物、例えば燃料油にアルコ
ールや水を混合したもの、米国特許No.4158551の
ように、せいぜい22％の水と陰イオンのエトキシ
アルキルフエノール（ethoxylated alkylphenol）
とからなる乳化剤を使用する方法が公表されてい
るが、これらは能率ないし効率の犠牲が伴い、そ
の混合物は濁つていて結合が破れて分離する。今
までに知られる限りでは、水の粒子と油の粒子が
完全に結合し、それがタンクに貯蔵された時ある
いは道路上で運搬された時を問わず、分離しない
という特性を得るに至つていない。これに反し、本発明の加水燃料油は実施例にみ
られるように、極めて安定で長期間の保存にも耐
え、運搬する際にも（それが道路上、パイプ中を
問わず）水と油が分離するということがなく、燃
焼に際しては完全燃焼をするため、エネルギー損
失の原因であるススやタールの発生がなく、逆に
炉壁に沈着する本来なら当然エネルギーになるべ
きもの迄燃焼させて取り除くことが可能である。
またその排出ガスの一酸化炭素量は水による重油
の部分的な代用のため低下されるばかりでなく、
排出ガスの中のSO₂窒素酸化物、不燃炭化水素等
は低下され、エネルギー節約の有利性をもたらす
他、環境保全にも役立つものである。また析出物
や腐食をバーナーや炉壁におこさせない有利性も
ある。即ち従来の重油よりも本発明の加水重油は完全
燃焼によるエネルギーの高利用の他、燃焼装置の
寿命を伸ばす効果もあり、本質的にエネルギーコ
ストの引下げを可能とする。本発明に使用する添加剤は添加剤の量が僅少で
しかも極めて価格が安く、我国において大量に生
産され、廉価に輸出されているものであるばかり
でなく、この方法によつて製造された新しい加水
燃料油は、使用される燃焼装置に限界を要求しな
いし、熱エネルギーを必要とするあらゆる分野に
従来の重油と同様に使用できるものである。しかも運搬中と貯蔵中を問わず、水と油の粒子
の結合が均一安定で分離しないものである。本発明の加水燃料油の製造方法並びにそれに使
用される添加剤は、従来の無加水重油のみにては
期待出来ない完全燃焼と、それに伴う100％に近
い熱効率が期待され、しかも環境保全上好ましい
クリーンな排気ガスを排出し、燃焼機器の寿命を
のばす効果があり、少なくとも燃料費の20％以上
を節約出来る。本発明は70年も前に知られた油に
水を加えれば燃焼効果が向上する原理と、これを
最も効果的に水の働きを引き出すための微爆理論
を実際に最も安い経費と簡単な方法で実現し解決
したもので、これが実施により社会的国家的に多
大な経済効果を上げることになるものである。実施例１二重構造になつている内壁と外壁の間に蒸気を
通じて間接的に加熱出来る撹拌機付の釜に、水10
を入れ、これを90〜100℃に加熱しながら、撹
拌翼を80〜100r.p.mの速度で回転させながら
PVA（重合度1700のポリビニールアルコール）粉
末400ｇを徐々に投入し、完全に溶解させ、これ
に１ｇのノニルフエニルポリエチレングリコール
エーテルを加えてノニルフエニルポリエチレング
リコールエーテル0.01％を含む４％Ｐ液を作る。
次に加温用の水蒸気パイプ（蛇管）を装置した大
きな容器に10tのＢ重油を入れ、40〜50℃に温め
てから、又別な容器にて40〜50℃に温めた水2tに
対し30の４％Ｐ液を投入して充分混合せる水プ
ラス４％Ｐ液を徐々に、出来れば噴霧状にして添
加し、500〜1200r.p.mの速度で約20分間撹拌混合
して新しい加水燃料油約12tを得た。この加水燃
料油は燃焼に際し無加水重油よりもその燃焼に多
くの酸素を必要とせず、南九州公害分析センター
の計量値で示すとおり（表２）、その排出ガスの
CO₂値が高く、残存O₂量は少ない。又無加水重油
よりも１当りの蒸発量が大きく、排ガス温度が
低いことはボイラー（燃焼機関）の熱効率が大な
ることを示した。又表(1)の福岡県福岡工業試験場
の試験によれば、20％の水が加えられているにも
かかわらず、その熱量は無加水Ｂ重油が10470cal
であるのに対し、20％加水燃料油は10190calであ
ることはいかに省エネ効果をもたらすかが窺え
る。

【表】

【表】実施例２実施例１と同様の装置及び方法で、Ｃ重油10t
に対し、水3t、４％Ｐ液（0.01％ノニルフエニル
ポリエチレングリコールエーテルを含む）25、
４Kgの４％KClO₃水溶液、20KgのＡ重油を加えて
新しい加水重油約13tを得た。この加水Ｃ重油の燃焼効果も実施例１で得た加
水燃料油と同様のすばらしい結果を得ることが出
来た。実施例３実施例１の配合において使用した水2tのうち、
40をエチレングリコールで置換し以下同様の操
作工程を経てつくつた加水燃料油は、−15℃の冷
凍能力のある庫内にその一部を容器に取つて一昼
夜放置してもなお凍結現象が見られなかつた。実施例４又実施例３において水と置換するエチレングリ
コールを1/2に減らし、代りに飽和食塩水480c.c.を
加え撹拌混合して得た製品は、同様の冷凍試験に
おいて凍結を免れ、実施例１で得た製品と何ら変
らぬ好結果が得られた。上記各実施例からとつた放置の試料は現在まで
成分の分離がみられない。

Claims

【特許請求の範囲】１重質燃料油７〜10tにつき、水１〜5tとノニ
ルフエニルポリエチレングリコールエーテル0.01
％及びポリビニルアルコール４％とからなる水溶
液20〜80を含む加水燃料油。２前記ポリビニルアルコールが式〔CH₂・CH（OH）−〕ｎで表わされ、ｎが500〜2500であり、ノニルフエ
ニルポリエチレングリコールエーテルが式で表わされ、ｎが1500〜2500である、特許請求の
範囲第１項記載の加水燃料油。３重質燃料油７〜10tにつき、水１〜5tとノニ
ルフエニルポリエチレングリコールエーテル0.01
％、ポリビニルアルコール４％からなる水溶液20
〜80およびアルカリ金属塩素酸塩40〜200gを
含む加水燃料油。４重質燃料油７〜10tにつき、水１〜5tとノニ
ルフエニルポリエチレングリコールエーテル0.01
％及びポリビニルアルコール４％からなる水溶液
20〜80とを含む加水燃料油において、前記の水
の約２〜15％の量を同量のエチレングリコールで
置換し凍結防止性を付与した加水燃料油。５重質燃料油７〜10tにつき水１〜5tとノニル
フエニルポリエチレングリコールエーテル0.01％
及びポリビニルアルコール４％からなる水溶液20
〜80とを含む加水燃料油において、前記の水１
〜15％の量を同量のエチレングリコールで置換
し、さらに製品1t当り40〜400c.c.の飽和食塩水を
添加してなる凍結防止性を付与した加水燃料油。６所定量のポリビニルアルコールを水に溶解
し、これにノニルフエニルポリエチレングリコー
ルエーテルを加えて0.01％のノニルフエニルポリ
エチレングリコールエーテルを含むポリビニルア
ルコール４％水溶液を調整し、この溶液の所定量
を所定量の水に加え、所望によりアルカリ金属塩
素酸塩水溶液、デイーゼル油またはＡ重油からな
る群から選ばれる添加剤とともにあらかじめ加温
された重質燃料油に加えて均一に分散結合させる
ことを特徴とする加水燃料油の製法。