JPH05501889A - 硫黄含有可燃性組成の燃焼中における酸化硫黄化合物放出の抑制方法 - Google Patents

硫黄含有可燃性組成の燃焼中における酸化硫黄化合物放出の抑制方法

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JPH05501889A JP90506401A JP50640190A JPH05501889A JP H05501889 A JPH05501889 A JP H05501889A JP 90506401 A JP90506401 A JP 90506401A JP 50640190 A JP50640190 A JP 50640190A JP H05501889 A JPH05501889 A JP H05501889A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
硫黄含有可燃性組成の燃焼中における酸化硫黄化合物放出の抑制方法 関連出願の説明 本願は優先係属出願第780.783号(出願日1985年9月27日)及び同 第787,293号(出願日1985年10月15日)の一部継続出願である。 これら係属出願はそれぞれ、係属出願第653,808号(出願日1984年9 月24日)の分割出願及び一部継続出願である。さらに係属出願第653,80 8号は米国特許出願第547,892号(出願日1983年11月2日/198 6年10月21日付米国特許第4,618,348号として発行)の一部継続出 願であり、引用したこれら特許の開示内容はすべて、本明細書の一部として開示 される。 1、概 論 本発明は硫黄(S)含量の高い可燃性組成を燃焼させ、環境的に安全な低い酸化 硫黄化合物(Sol)放出を実現する方法に関する。 特に本発明は、硫黄含量の高い化合物と可溶性及び非可溶性硫黄吸収剤の添加物 とを混合することに関する。このような添加物を用いることで、燃焼効率に有害 な効果を示さない上に、単独で使用した場合のそれぞれの吸収剤の活性から期待 されるよりはるかにSOx放出を抑制できることが判明している。 これらの添加物は、炭化水素油及び石炭/水スラリーを含むすべての硫黄含量の 高い可燃性組成から生じるSOx放出を制御するために利用できる。強い粘性を 有する炭化水素は、微粒化以前の燃料すなわち、原炭化水素よりも非常に低い粘 性を有する水中油滴型エマルジョンとして燃焼させることができる。したがって 、空気汚染の虞れがあるため利用に適さない大量の炭化水素を事前に燃焼させる ことができる。 2、発明の背景 2.1.粘性炭化水素 大量の高品質で比較的安価な重原油が、現在では世界中の地域で回収可能となっ ている一方で、石油燃料及び他の石油生成物を消費し、このような高い需要によ って陥ったエネルギー危機は、これも世界中に存在する低重量の粘性炭化水素の 大量な備蓄に頼るという利益をもたらした。天然鉱床で存在する粘性炭化水素は 通常、粘性原油、ビチューメンあるいはタールとして分類され、その粘性から重 原油、天然ビチューメン、自然ビチューメン、油砂、タールサンド、ビチューメ ンサンドあるいはビチューメン鉱床、天然アスファルトと呼ばれてきた。これら の物質はすべて化学的に段階的移行しており、規格化された分析を行わなければ ほとんど区別することができない。[粘性炭化水素の一般的特性及び厳密な定義 あるいは分類に関する論文としては、「重原油及びタールサンドの未来」 (マ イニングインフォメーションサービス編、マグロ−ヒル社版、ニューヨーク19 81年)1頁目「概論」を参照されたい。後述する6゜2も参照のこと] 重原油備蓄の地域別分布は表1[r重原油及びタールサンドの未来」 (マイニ ングインフォメーションサービス編、マグロ−ヒル社版、ニューヨーク1981 年)16頁乃至28頁「重原油の世界地勢」 (メイヤー&デーツマン著(19 81年)より引用)に示される。現存原油の総見積置は6200xlO’バレル である。第−位ベネズエラはこの総量のほぼ半分を占める300,0XIO9に 相当する。続くカナダはほぼ同量の2950xlO’バレル(この量にはビチュ ーメンの炭化水素も含む)であり、一方、アメリカ合衆国はおよそ77X101 1バレルである。これらの数字を全体的に見れば、20度API未満である油の 全世界の備蓄量は約660X109バレルであると見積もることができる。まだ 発見されていない備蓄量が900xlO’バレルである。したがって、およそ四 つの原因により従来の原油より重原油はさらに豊富であることになる。 表工 世界重原油埋蔵量 (単位:10億バレル) 国 資 源 現 存 見積回復 ベネズエラ 3000 500 カナダ 2950 213 アメリ力合衆国 77 30 イタリア 12 1 マダガスカル 25 1 従来の軽油の備蓄が重油よりもはるかに早く枯渇し、粘性炭化水素を世界的な備 蓄を発展させることが、結局、世界の石油需要を支えるために必要となることは 明らかである。主に蒸気支援型回収方ルニアでは1日に250,000バレルの 重原油の現地生産が見積もられている。将来的には、[「重原油及びタールサン ドの未来」(マイニングインフォメーションサービス編、マグロ−ヒル社版、ニ ューヨーク1981年)13頁乃至15頁バーニア著「重原油及びタールサンド の未来」ではコ年間2000バレルずつ重油の生産に加えてタールサンドからの ビチューメンが増加し、世界の全石油生産量の3分の1にまで増える計画を見込 んでいる。重油資源のこのような急速な発展は石油地域を拡大させ、1)重油か らの生産に現存するエネルギー基盤からの恩恵を被らせ、2)輸送部門に対する 燃料供給及び石油化学プラントに対する原料を確実なものとし、3)世界石油価 格にとって安定的な要素となり、石油生産国の数を増加させ、4)石油生産の戦 略的及び政治的側面を抑制し、5)石炭変換における莫大な投資及び合成石油生 産に必要な他の施設を不要にすることができる。 2.2.水中油滴型エマルジョン 本技術分野において公知である可燃性エマルジョンの大半は水中油滴型エマルジ ョンであり、これは燃焼を向上させるため主に池内に比較的少量の水(全体積の 1乃至10%)を含有する。可燃性水中油滴型エマルジョンのいくつかがすでに 開示されている(米国特許第3.958,915号、同第4,273,611号 、同第4゜382.802号)。しかしながら、使用されるオイルフェイズが、 室温で液状である灯油、ガソリン、軽油、燃料油及び他の油等の軽燃料、低粘性 燃料及び他の低粘性油であることに注意すべきである。 可燃性揺変性ジェット燃料及び他の安全燃料が米国特許第3.352.109号 及び同第3,490,237号及び同第4.084゜940号に開示されている 。停止(静止)状態下では、これらの水中油滴型エマルジョンは停止粘性が10 00cpsのゲル状態であり、停止粘性が50,000乃至100,0OOcp sであれば好ましい。これらの揺変性水中油滴型エマルジョンは、高いポンプ率 (高いすべり率)の下では低い粘性を示す。 2.3.微生物界面活性化合物 多くの微生物が、生長し、エネルギーを生成するために唯一の炭素源として炭化 水素を用いる。炭化水素の基体は直線、枝状、環状あるいは芳香族である。この ような水溶性基体をすばやく吸収するため、微生物は油との間に広い接触領域を 必要とする。これは周囲の水性媒質において油を乳状にすることで達成される。 微生物を滞貨させる炭化水素はしばしばこのような乳化を促進する界面活性薬品 を合成し排泄する。 たとえば、nデカンのマイコバクテリウムロドクアス(mycobacteri um rhodochrous)N CI B 9905が成長することにより 、非イオン界面活性剤となることが[rJ、 App 1.細菌学」32.44 8(1969年)]ホルダム他により報告された界面活性薬品を生成する。J、 イグチらは[「農芸生物化学」33.1657(1969年)]界面活性薬品を 生産したキャンディダペトロフィリウム(Candida petrophil ium)がペプチド及び脂肪酸部から成ることを発見し、一方、T、スズキらは 「「農芸生物化学」33.1919(1969年)]アスロバクテル(Arth robacter)、ブレビバクテリウム(Brevibacterium)、 コリネバクテリウム(Corynebacterium)、ノカルジア(Noc ardia)のさまざまな菌株の培養ブイヨンのオイルフェイズにトレハロース 脂質を発見した。ワーグナーはノカルジアロドクロアス(Nocardia r hodochrous)及びマイコバクテリウム(Mycobacterium )、さらにオイル回復においてそれらを使用することによりトレハロースを生産 できると報告した(米国特許第4.392,892号及び同第4.286.66 0号)。 トルロブシスグロペンギエセリ(Torulopsis gropengies seri)は、ソフォロース脂質を生産することが判明し、一方、ラムツリピッ ド(rhamnolipids)がブセウドモナスアエルジノサ(Pseudo monas aeruginosa)菌株57B1によって生産されたことかに 、ヒサツカらにより報告され[「農芸生物化学」35.686(1971年)コ 、別ノP、アエロジノサ(P、 aeruginosa)菌株KY4025によ って生産されたことがS、イトウらにより報告された「「農芸生物化学」36. 2233 (1971年)コ。灯油上でコリネバクテリラムノ1イドロカーボク ラスタス(Corynebactjrium hydrocarboclast us)が成長することにより、他の性質として灯油、バンカーC燃料油及びその 他の燃料油を乳化した細胞外へテロ重合炭水化物がJ−E・ザジツク及びそのア ソシエートにより報告された[産業用細菌学の発展、12.87(1971年) 、生物工学、14.331 (1972年)、化学圏1.51(1972年)、 細菌学の臨界調査5.39、米国特許第3.997,398号]。 ガトニックらはアシネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacte r calcoaceticus)A T CC31012(事前に設計された アシネトバクチル(Acinetobacter)種ATCC31012及びR AG−1と呼ばれるもの)が境界面でエマルサン(emulsan)と呼ばれる 活性細胞外タンパク会合リボ多糖生体高分子を生産することを発見した。 これらの生体高分子が成長する間に細菌細胞のまわりのカプセルあるいは外層と して生産、構築され、最後には解放されるかあるいは触媒へ脱は変わる。この触 媒から生体高分子を細胞外生成物として集菌できる。アシネトバクチルカルコア セチカス(Acinetobacter calcoaceticus)A T  CC31012は、エタノールあるいは脂肪酸塩上で成長する場合、α−エマ ルサン(emulsan)を生産し[米国特許第4.230,801号、同第4 ,234.689号、同第4゜395.354号]、原油あるいはヘキサデカン 上で成長する場合、β−エマルサン(emulsan)を生産する[米国特許第 3.941,692号]。α−エマルサン(emulsans)及びβ−エマル サン(emulsanS)はサイ−エマルサン(emulsan)と呼ばれる〇 −説アシル形態へ誘導体化できる[米国特許第4,380,504号]。α−エ マルサン(emulsan)、β−エマルサン(emulsan)、サイ−エマ ルサン(emulsan)は除タンパクすることでそれぞれ、アポα−エマルサ ン(emulsan)、アポβ−エマルサン(emulsan)、アポサイ−エ マルサン(emulsan)を生成できる[それぞれ、米国特許第4.311, 830号、同第4.311,829号、同第4.311,831号に開示]。 クーパー及びザジック[adv、appl、細菌学、26.229頁乃至253 頁(1980年)]は微生物による界面活性化合物の生産について調査した。挙 げられた界面活性薬品のいくつかをリストアツブしたものが表IIである。 表11 微生物界面活性化合物 構造形式 生成微生物 炭水化物脂質 トレハロース−脂質 ノカルジア(Nocardia)、マイコバクテリウム( llycobacterium)、コリネバクテリウム(Corynebact erium)、アスロバクテル(Artbr。 bacter) ラムノース−脂質 ブセウドモナスアエルジノサ(pseudosonas a srugino@a) ソフォロースー脂質 キャンディダベトロヒカリス(Candida petr 。 pical is) アンネトバクチルカルコアセチカス (Aeinetobacter calcoaceticus)アミノ酸脂質 リポペプチド Iイアラス(Bacillus)、ストレプトマイセス(Str pto*yce@)、コリネノイクテリウム(Corynebacterium )、マイフバクテリウム(Mycobacteriu++)オルニチン−脂質  プセウドモナス(Pseudoaonas)、チオノインラス(Thiobac i l1us)、アグロバクテリウム(Agrobacterius)、 グル :17 ノイ/)fJしくGluconobacterium)、フォスフtリ ビド チオノ〈ンラス(Thiobacillus)、フリネ″クテリウム(C orynebacterium)、キャンディダ(Candida)、 マイクロコツカス(Micrococcus)、脂肪酸/中性脂質 ブセウドモ ナス(Pseudosonas)、マイココツカスQlycococcus)、 ベニ/1功ム(Penicillium)、アスペルギラス(ju+pergi  flus)、ア/ネトノスクテル(AcinetobacLer)、マイクロ コツカス(lli crococcus)、キャンデイダ(Candida)2 .4.燃焼ガスにおけるSo工の抑制ここ数年来、炭水化物燃料の燃焼中に生じ る大気汚染の直接的及び長期にわたる影響に関してますます関心が寄せられてい る。このような時代にあっては、相当な費用と労力がこの問題に対して費やされ ている。さらに、連邦、州、地方レベルにおける政府機関が環境条例を出してお り、これによって大気中に流せる汚染量が厳しく限定されている。したがって、 これらの燃料の利用者は、さらに高価な「クリーン燃焼」燃料を燃やすかあるい はこのような燃料の供給を避けるため、汚染度の高い燃料の燃焼ガスにより発生 する放出を抑制する方法を探すかいずれかを選択しなければならない。 最近、主要関心事となってきた汚染の段階は、H2S、COS。 SO2、SO3等のガス状硫黄化合物の段階である。大気中へ流れ出すと、これ らの化合物は大気の水蒸気及び酸素と反応して硫酸を形成し、これが植物及び動 物の生命に有害な腐食性の降水、「酸性雨」となるとされてきた。このため、ガ ス状硫黄化合物の量、特に燃料燃焼中に大気中へ流れる硫黄燃焼ガス、SOx中 に生じる硫黄酸化形に関して特に厳重な規制が設けられた。このような規制によ って硫黄濃度の高い燃料を通常の応用例で利用することはほとんど不可能となっ た。多くの上記粘性炭化水素燃料及び世界石炭備蓄のほとんどが、硫黄濃度が高 いため、世界の石油及び石炭備蓄の著しい部分を利用することで困難な環境問題 及び経済問題が生じる。世界中で炭化水素の保有を避けるため、その他の燃料の 利用が不可欠となる。 このため、科学者たちは硫黄濃度の高い燃料のガス状硫黄の放出を抑制しようと してきた。これには主に三つのアプローチが用いられてきた。まず、燃焼ガスは 大気中へ放出される前にSOx吸収剤を通るように流れ、流出ガスのSOXレベ ルを抑制できる。「スクラビング」としても知られるこの方法は、今日用いられ る中では最も一般的な方法である。しかしながら、装置の設計及び構成に対して 莫大な資本金が必要となるという大きな欠点を有する。それでも、これは現在用 いられている第一の30w制御方法である。 この代替的なアプローチとして、燃焼ガスの前に燃料から硫黄を除去する方法が ある。これは硫黄成分を、硫黄成分に対して燃料よりも強い親和性を有する溶剤 へ抽出することで達成できる。しかしながら、このような溶剤は高価であり、硫 黄と共に燃焼ガス燃料成分を大量に抽出してしまうことがある。このため、この 方法は非実用的であるとされている。 石油炭化水素の場合、もっと便利な方法として、水素を加え硫黄化合物の硫黄を 石油フラクションから分離可能な硫化水素(H2S)へ変換する方法がある。し かしながら、この方法も莫大な資本金が必要となる。 第三のアプローチでは、燃料が燃焼処理において硫黄及び酸化硫黄化合物を除去 するよう作用する硫黄吸収剤と混合されている。このアプローチの著しい利点は 固形化合物を吸収剤として利用できるということである。このような化合物は燃 焼中に固形位相のままであり、したがって、硫黄−硫黄吸収剤の結合物を最後に 収集するのが容易である。また、燃焼ゾーンででは化学反応が生じるため、温度 がきわめて高くなりこれにより吸収剤種がきわめて反応しやすくなる。したがっ て、吸収力が直接、SOxの拘束に役立つ。 しかしながら、この方法の主要な欠点は、適当な硫黄吸収剤が不足していること であり、したがって、効率よく硫黄を除去することは困難である。たとえば、コ ツチルは石炭/水スラリーを利用した実験において石灰(Ca O)が(100 %の硫黄除去を達成するために)必要な化学量を50%超えて存在する場合、S Oxレベルが50%減少し、石灰が必要な化学量の2倍である場合、SOxレベ ルは80%まで減少することを発見した(米国特許第3,941゜552号)。 トウーバーらは(燃料、883頁乃至891頁、59号、1980年12月所載 )ソーダ灰を吸収剤として利用した硫黄濃度の高い油の燃焼実験を水中油滴型エ マルジョンで行い、いくらか良好な結果(ソーダ灰が(NaCOs)必要な化学 量の50%であれば45%のSO2除去を達成できる)が得られたと発表した。 しかしながら、商業用ボイラーでは、高濃度のナトリウム塩を使用することは、 広(知られている汚損の副作用のため好ましく、この汚損のためボイラーを關繁 に清掃する必要がある。 したがって、効果的に30w放出を制限し、汚損のような有害な効果をもたらさ ない効率の良い硫黄吸収薬品が必要である。 3、発明の要約 本発明の目的は、硫黄含量の多い炭化水素及び石炭の燃焼中に酸化硫黄(Soり の放出を減少させることができる方法を提供することである。特に、本発明の目 的は炭化水素、石炭、石炭/水スラリー、水中炭化水素型エマルジョンを含む硫 黄含有物質が安全かつ効率良く、SOX放出が地方の規制基準未満の値にまで減 少する環境的に問題のないやり方で燃焼できる方法に関する。 本発明のもう一つの目的は、燃焼中に、直接炭化水素あるいは石炭を用いる場合 よりも硫黄放出が低くなるクリーン燃焼可燃性組成を提供することである。 本発明は、硫黄含量の高い炭化水素及び石炭に対して非可溶性及び可溶性硫黄吸 収剤の添加物を燃焼前に加えることにより、燃焼中の50w放出量を減少させる 方法を提供する。硫黄吸収剤のこの添加物により得られる30w放出の減少率は 、個々の吸収剤の減少効率に基づき予測されるよりもはるかに高い、すなわち、 この添加物成分がSOx除去効率に対して相互に接触効果を示すことが判明した 。これらの吸収剤を使用することにより、硫黄含量の高い炭化水素の燃焼中にS Ox放出を環境的に問題のないレベルにまで引き下げ、このような物質を商業的 に有用にすることができる。 本発明はさらに、微粒化以前の燃料(水中炭化水素型エマルジョン)を形成し、 非可溶性/可溶性吸収剤添加物をこの微粒化以前の燃料へ加えることにより、粘 性の、硫黄含量の高い炭化水素の燃焼中にSOx放出を減少させる方法を提供す る。上記の非乳化燃焼組成と同様に、この添加物により、微粒化以前の燃料が燃 焼する際、SOx放出を著しく減少できる。吸収剤で処理された石炭/水スラリ ーを燃料として利用することで同様の減少が観察される。 本発明はさらに、微粒化以前の燃料及び石炭スラリーを含む硫黄含有可燃性化合 物と、燃焼のさいSOx放出を減少させる可溶性/非可溶性硫黄吸収剤の添加物 とから成る燃料組成を提供する。 4、命 名 用語「ヒドロカルボツル(hydrocarbosol)Jは、個々の炭化水素 液滴が、主に炭化水素/水界面に存在する水溶性生物乳化剤分子により本質的に 囲まれるかあるいは覆われ、生物乳化剤分子が液滴コアレソセンスに対する効果 的なバリアーを形成することで、連続的な低粘性水相において、懸濁あるいは分 散された分離炭化水素液滴の保守を助長させるような生物乳化剤安定化水中炭化 水素型エマルジョンとして定義される。 用語「水溶性」は水中分散可能物質を含むように定義される。 用語「粘性炭化水素」は、自然に生じる原油あるいは精製作業の後に残った残留 油として定義され、これらの油の通常の特徴は、粘性が102乃至106センチ ポアズ以上であるかあるいは、約20度API以下のAPI重力であり、金属含 量、硫黄含量、アスファルテン含量が高く及び/又は流動点が高い。用語「粘性 炭化水素」は次の命名も含むものとする。すなわち、真空残留物、ビスブレーカ 残留物、接触分解型残留物、接触硬化残留物、コークス器残留物、RO3E ( 残留油照臨界値抽出)残留物、タール及びカットバックタール、ビチューメン、 ピッチ及び炭化水素処理の残留物を記述した他のあらゆる用語を含む。 用語「微粒化以前の燃料」は、可燃性燃料として使用される上述の方法により形 成されるヒドロカルボツル(hydrocarbosol)及び粘性水中炭化水 素型エマルジョンとして定義される。 用語「生物乳化剤(bioemulsifier)Jは、これらに限定されるわ けではないものの、高分子量、高分子性質、特殊三次元構造、疎水性及び親水性 部分、炭化水素における控えめな溶解度を含む特性のあらゆる組合せにより、炭 化水素/水界面へしっかりと結合し、水中炭化水素型エマルジョンにおいて個々 の炭化水素液滴の表面を本質的に覆い、分散した液滴を効果的に保守し、コアμ ・ソセンスを避け、これにより水中炭化水素型エマルジョンに対して相当な安定 性を与える生物学的な誘導物質として定義される。生物乳化剤の一例はα−エマ ルサンである。 用語「生物界面活性剤」は、水と炭化水素との界面緊張を減少させ、その結果、 付加的な界面領域をつくりだすのに必要なエネルギー(混合エネルギー)を減少 させるなんらかの生物学的な誘導物質として定義される。生物界面活性剤の一例 が糖脂質である。 用語「界面活性剤パッケージ」は、通常、パラフィン含量が全重量の約50%以 下であり芳香族含量が全重量の約15%以上であって、その粘性が華氏150度 で約100センチポイズであることを特徴とする粘性炭化水素の水中炭化水素型 エマルサンを形成するのに有用なんらかの組成として定義される。この組成は化 学界面活性剤、あるいは化学界面活性剤の化合、あるいは共界面活性剤と生物界 面活性剤との化合、あるいは化学界面活性剤と生物乳化剤との化合、化学界面活 性剤と生物界面活性剤と生物乳化剤との化合より成り、これは化学乳化安定剤も 含み、さらに液状でもよい。 これら組成の多糖構造及びこれら物質の例外的な生物乳化剤活性を示す用語「エ マルサン」は、アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacte r calcoaceticus)A T CC31012及びその誘導体ある いは変異体により生成されたこれらのカプセル/細胞外微生物タンパク質会合リ ポヘテロ多糖を属として同定し、これはα−エマルサンとβ−エマルサンとに細 分化できる。「アポエマルサン」という命名は、このエマルサンより得られた除 タンパク化リボ多糖を属として同定する。 用語「α−エマルサン」は、アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinet obacter calcoaceticus)A T CC31012及びそ の誘導体あるいは変異体により生成されたこれらの細胞外微生物タンパク質会合 リボ多糖をさす。リポ多糖成分(すなわち、会合タンパク質なしで)は、D−ガ ラクトサミン及びアミノウロン酸を主成分として成る完全にN−アシル化され、 部分的に0−アシル化されたヘテロ多糖であり、リポ多糖成分には全重量の少な くとも5%の脂肪酸エステルが含有され、(1)脂肪酸は約10乃至約18炭素 原子を含有し、(2)このような脂肪酸の全重量の約50%以上が2−水酸化デ カン酸及び3−水酸化デカン酸とから成る。したがって、除タンパク化されたα −エマルサンは「アポα−エマルサン」と呼ばれる。 用語「β−エマルサン」は、アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinet obacter calcoaceticus)A T CC31012及びそ の変異体により生成されたこれらの細胞外微生物タンパク質会合リボ多糖を示す 。リポ多糖成分(すなわち、会合タンパク質なしで)はD−ガラクトサミン及び アミノウロン酸を主成分として成る完全にN−アシル化され、部分的にO−アシ ル化されたヘテロ多糖であり、すポ多糖成分には全重量の少なくとも5%未満の 脂肪酸エステルが含有され、(1)脂肪酸は約10乃至約18炭素原子を含有し 、(2)このような脂肪酸の全重量の約50%未満が2−水酸化デカン酸から成 る。除タンパク化されたβ−エマルサンは[アポβ−エマルサン]と呼ばれる。 用語「サイ−エマルサン」はエマルサンより得られた0−アシル化された細胞外 微生物タンパク質会合リポ多糖をさす。このようなサイ−エマルサンの無タンパ ク成分はD−ガラクトサミン及びアミノウロン酸を主成分とする完全にN−アシ ル化されたヘテロ多糖であり、O乃至1%の脂肪酸エステルを含有する。whe n present脂肪酸は約10乃至約18炭素原子を含有する。これら無タ ンパク成分はどのように調整されているかにかかわらず「アポ−サイ−エマルジ ョン」と呼ばれる。 用語「ポリアニオンへテロ多糖生体高分子」は(a)糖部分のほぼすべてがN− アシル化されたアミノ糖であり、その一部がN−アシル化−D−ガラクトサミン でありその他の部分がN−アシル化されたアミノウロン酸であり、このようなヘ テロ多糖のN−アシル基の一部がN−3−水酸化デカン基であり、(b)このよ うなヘテロ多糖の少なくとも0.2マイクロモル/mgが脂肪酸エステルから成 る生体高分子を示す。さらにこの脂肪酸エステルは(1)脂肪酸は約10乃至約 18炭素原子を含有し、(2)このような脂肪酸の全重量の約50%以上が2− 水酸化デカン基及び3−水酸化デカン酸から成る。 用語rsOxjは酸化の度合いに関係なく硫黄燃焼中のすべての酸化硫黄化合物 を示す。 用語「炭化水素」は自然発生的な石油原油、残留物、あるいは石炭を含む留出物 として定義される。 用語「硫黄含有燃焼化合物」は計測可能な量の硫黄化合物を有しており、燃焼さ れた場合に計測可能な量のSOxを生産するすべての可燃性化合物をさす。 用語「高い硫黄含量」は燃焼された場合、地方規制局によって設定された基準を 超えるSOX放出レベルを有するすべての化合物を含む。 用語「スラリー」は基あるいは微粉量形相が連続液相において分散されるすべて の分散質を含む。 4、
【図面の簡単な説明】 第1図は、除去効率を30%及び50%炉負荷で過剰酸素%と硫黄吸収剤として の追加した1%及び2%のCaC0,との関数として示したグラフである。 第2図は、除去効率を30%及び50%炉負荷での3種類のCaCO3/ N  a 2 CO3硫黄吸収剤装置に対する過剰酸素%の関数として示したグラフで ある。 第3図は、除去効率を30%及び50%炉負荷でのCaC0z/10%カルシウ ム酢酸塩吸収剤装置としてのグラフである。 6、発明の詳細な説明 6.1.界面活性剤パッケージ 微粒化以前の燃料を形成するのに適した界面活性剤パッケージは、幅広いさまざ まな化学的及び微生物の界面活性剤で構成することができ、油中水エマルジョン とは反対に水中油滴型エマルジョンに対して形状を提供するため水溶性界面活性 剤で構成されるのが好ましい。界面活性剤パッケージは、単独で使用されるかあ るいは同一型(例、水溶性非イオン界面活性剤)あるいは異なる型(例、水溶性 非イオン、アニオン、カチオン及び/又は両性界面活性剤の組合せ)の化学界面 活性剤とともに使用される多数の化学界面活性剤で構成でき、さらに(a)共界 面活性剤として水溶性生物界面活性剤あるいは生物界面活性剤の組合せ及び/又 は(b)乳化安定剤として水溶性生物乳化剤あるいは生物乳化剤の組合せと組合 せることができる。ある事例では、生物乳化剤の代わりに化学乳化安定剤も使用 できるを。微生物界面活性剤すなわち生物界面活性剤と生物乳化剤との組合せか ら成る界面活性剤パッケージを構成することも可能である。界面活性剤パッケー ジは乳化される粘性油の型によって変形する。次に挙げる通常の組成は図によっ て示される。粘性原油のために、界面活性剤パッケージは少なくとも一つの化学 界面活性剤及び少なくとも一つの生物乳化剤を有するように構成できる。また、 少なくとも一つの水溶性非イオン界面活性剤、少なくとも一つの少なくともアニ オン界面活性剤、及び少なくとも一つの生物乳化剤を有するように構成できる。 粘性原油あるいは粘性残留油のために、界面活性剤パッケージは少なくとも一つ の少なくとも非イオン界面活性剤あるいは少なくとも一つのアニオン界面活性剤 [ある0番才非イオン界面活性剤とアニオン界面活性剤の組合せを有するように 構成でき、さらに生物界面活性剤及び/又は生物乳化剤を有すること力(できる 。 界面活性剤パッケージに使用するのに適する水溶性シトイオンイヒ学界面活性剤 の型は表IIIに挙げである。 表111 非イオン化学界面活性剤の綱及び亜綱 7JLl:l−ル、エトキシル化(Alcohols、 ethoxylate d)アル牛フェノル、エトキシル化(入1kylphenols、 ethox ylated)カルホキフルエステル、エトキシル化(Carboxylic  Extars+、 ethoxylated)グリセロルエステル(Glyce rol bters)ポリエチレングリコールエステル(PlyeLhylen e Glycol Esters)アンヒドロンルビトルエステル(Anhyd rosorbitol Enters)エトキンル化アンヒドロソルビトル及び ソルビトルエステル(Ethoxylated Anbydrosorbito l and 5orbitol hters)天然脂肪及び油、エトキシル化( atural Fati+ and 0ils、 ethoxylated)エ チレン及びジエチレングリコールエステル(Ethylene and Die thylene Glycol Esters)プロバネジオルエステル(Pr opanediol hters)他のカルボン酸エステル(Other Ca rboxylic Ac1d Esters)カルボキシルアミド、エチレン化 (Carboxylic Am1des、 Ethoxylated)アミノ、 ポリオキンアルキル化(Amines、 polyoxyalkylated) ポリアルキレン酸化物ブロック共重合体(Polyalkylene 0xid e Block Copoly+*ers)ポリ(オキシエチレンー共−オキシ プロピレン)ブロック共重合体(Po1y(oxyethylene−co−o xypropylene) Block Copolymars)逆ブロツク共 重合体(Reverse Block Copolysers)粘性原油のため の界面活性剤パッケージにおいて、好ましい水溶性非イオン化学界面活性剤は、 エトキシル化アルキルフェノール及びエトキシル化アルコールである。粘性残留 油のための界面活性剤パッケージにおいて、好ましい水溶性非イオン界面活性剤 は同じくエトキシル化アルキルフェノール及びポリオキシアルキル化アミンであ る。エトキシル化アルキルフェノールは、次のような一般式である。 RXC,H4(OC2H4)nOH この式でRは約8乃至約12の炭素原子(すなわち、約C11乃至約01□)を 含有するアルキル基を示し、Xは1か2のいずれかであるアルキル基の数を示す 。さらにこの式のnは約1乃至約100までのエトシキ基(モルエチレンオキシ ド)の数を示す。[商業的に入手可能なエトキシル化アルキルフェノールのリス トは、カーク・オスメルの化学技術百科事典(第三版)(ジョン・ウィリー&サ ン社、ニューヨーク、1983年)22巻366頁乃至367頁「界面活性剤及 び洗浄装置」を参照されたい]粘性原油のための界面活性剤パッケージにおいて 、好ましいエトキシル化アルキルフェノールは8又は9炭素原子のR基及び約7 乃至約100まで変動するエトキシ基を有する。特に好ましいエトキシル化アル キルフェノールは約40エトキシ基を有するモノノニルフェノール(monon onylphenol)である。 エトキシル化アルコールは次のような一般式である。 R(OC2H4)nOH この式でRは約6乃至約18の炭素原子を含有する脂肪基(直線あるいは枝別れ )を示し、さらにnは約2乃至約100まで変動するエトキシ基の数を示す。[ 商業的に入手可能なエトキシル化アルコールのリストは、上記の化学技術百科事 典364頁乃至365頁「界面活性剤及び洗浄装置」を参照されたい]エトキシ ル化アルコールの例には約3乃至約9エトキシ基を有するエトキシル化トリメチ ルノンアノール及び約11乃至約15の炭素原子のR基を有し、約3乃至約30 のエトキシ基(約7を上回るエトキシ基であれば好ましい)を有するエトキシル 化第ニアルコールが含まれる。 ポリオキシアルキル化アミンは次のような一般式である。 RxNy (CH2)2 この式でRは2個あるいは3個のいずれかの炭素原子を含有するオキシアルキル 基を表す。このR基は約4乃至約500までの数をとることができ、この数はX で表される。アミン基の数はyで表され、アルキル基がエチル(C2H4)であ れば好ましい。好ましいポリオキシアルキル化アミンは2あるいは3炭素原子の R基を有し、約50乃至約450のオキシアルキル基を有する。特に好ましいポ リオキシアルキル化アミンは、約50のエトキシ基及び約60のプロポキシ基を 有するポリオキシアルキル化ジアミンである。 界面活性剤パッケージに使用するのに適した水溶性アニオン化学界面活性剤の型 は表IVにリスト化される。 表IV イオン化学界面活性剤の綱及び亜綱 カルボン酸及び塩(Carboxylic Ac1d@and 5alts)ス ルホン酸及び塩(Sulfonic Ac1ds and 5alts)リグノ サルフオネート (Lignosulfonates)アルキルベンゼンスルフ ォネート アルキルベンゼンスルフォネート、重合化(Alkylbenzenegulf onaLes, polymsrized)アルキルベンゼンスルフオネー)、 fflll(Alkylbenzene++ulfonates, short  chain)アルキルベンゼンスルフォネート、重合化(Alkylbenz e++esulfonates, polymerized)ナフタリンスルホ ン酸塩(Naphthalsnesul fonates)アルキルナフタリン スルホン酸塩、重合化(AlkylnapbthalenesulfonaLe s, polyaerized)ナフタリン/ホルムアルデヒド縮合重合体(l Iaphthalene+#orsaldehyde condensata  polysers)石油スルホン酸塩(Petroleum Sulfonat es)エステル、エチレンあるいはアミド結合を伴うスルホン酸塩(Sulfo nates with ester+ ether. or aside li nkages)(ジアルキルスルホン酸塩) (dialkyl sulfas uccinate++)他のスルホン酸塩(Other Sulfonates )硫酸エステル及び硫酸塩(Sulfuric Acid Esters an d Salts)アルコール、硫酸化(Alcohols. sulfated )アルコール、エトキシル化及び硫酸化 (Alcohols, ethoxylated and sulfated) アルキルフェノール、エトキシル化及び/又は硫酸化(Alkylphenol s, ethoxylated andlor sulfated)酸、アミド 及び油、硫酸化(Acids, Aside, and Oils. sulf ated)リン酸及びポリリン酸エステル(及び塩)(Phosphoric  and Polyphospboric Acid Esters (and  Salts))アルコール及びフェノール、アルクオキシ化及びリン酸塩化(及 びそれらの塩)(Alcohols and phenols. alkoxy lated and phosphated (and their sa撃狽 刀j) 他のリン酸及びポリリン酸エステル(及びそれらの塩)(Other Phos phoric and Polyphosphoric Acid Ester s (and their sal狽刀j カルボン酸エステル(Carboxylic Acid Esters)粘性原 油及び粘性残留油のための界面活性剤パッケージにおいて、好ましい水溶性アニ オン化学界面活性剤は、非イオン界面活性剤のスルホン化あるいは硫酸化形態で ある。粘性原油のための界面活性剤パッケージにおいては、エトキシル化アルコ ール硫酸が好ましい。 粘性残留油のための界面活性剤パッケージにおいては、スルホン化あるいは硫酸 化エトキシル化アルキルフェノール及びエトキシル化アルコール硫酸が好ましい 。粘性原油及び粘性残留油のための界面活性剤パッケージにおいては、アルキル 硫酸も好ましいアニオン化学界面活性剤である。エトキシル化及び硫酸化アルコ ールは次のような一般式である。 R(OC2H4)no S 03M この式でRは、約6乃至約16の炭素原子、好ましくは約12乃至約14の炭素 原子を含有する脂肪基を示し、nは約1乃至約4、好ましくは約2乃至約3まで 変動するエトキシ基の数を示す。Mはアンモニウム(KH4) 、ソジウム(N a)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)あるいはトリエタノールアミンを含 むが、これに限定するものではなく、アンモニウムであれば好ましい。[商業的 に入手可能なエトキシル化アルコール硫酸のリストは、F記の化学技術百科事典 357頁「界面活性剤及び洗浄装置」を参照されたい]エトキシル化アルコール 硫酸のアルコール部は偶数あるいは奇数あるいはその混合で良い。粘性原油のた めの界面活性剤パッケージの一例が、ポリ(3)エトキシC1□−CI4線形− 次アルコール硫酸、アンモニウム塩である。非エトキシル化アルコール硫酸すな わち上記のような化学式R(OC2H4)nO303Mのアルコール硫酸を使用 することも可能である。ただし、この式でn−0である。粘性残留油のための界 面活性剤パッケージにおいて、特に好ましい非エトキシル化アルコール硫酸の一 例が硫酸化ラウリルアルコールのソジウム塩である。 硫酸化エトキシル化アルキルフェノールは次のような一般式である。 RC6H4(OC2H4)nO503Mこの式でRは、少なくとも約8乃至約9 の炭素原子を含有する脂肪基を示し、nは約1乃至約100、好ましくは約4乃 至約9まで変動するエトキシ基の数を示す。Mはアンモニウム(KH”) 、ソ ジウム(Na”)、カリウム(K″″)、カルシウム(Ca+つあるいはトリエ タノールアミン(T E A)を含むが、これに限定するものではなく、アンモ ニウムであれば好ましい。 特に好ましい硫酸化エトキシル化アルキルフェノールの一例は、これに限定しな いものの約4エトキシ基を有するような硫酸化ノニルフェノールエトキシルのア ンモニウム塩である。 アルキルアリールスルホン酸塩は次のような一般式である。 RnArm (S03)xM この式のArはベンジル、ナフタリン、フェニール、トリルあるいはエチルフェ ニールの芳香族であり、Rは約2乃至約16炭素原子を有する線形あるいは枝別 れ鎖アルキル基である。nは1あるいは2であり、mは1以上、Xは少なくとも 約1であり、Mはアンモニウム、ソジウム、カリウム、カルシウムあるいはトリ エタノールアミンを含むが、これに限定するものではない。[商業的に入手可能 なアルキルアリールスルホン酸塩のリストは、上記の化学技術百科事典358頁 「界面活性剤及び洗浄装置」を参照されたい]アルキルアリール硫酸の一例は、 変形アミンドデシルベンゼンスルホン酸塩である。粘性残留油のための界面活性 剤パッケージにおいて、特に好ましいアルキルアリールスルホン酸塩の一例が重 合アルキルナフタリンスルホン酸塩のソジウム塩である。 界面活性剤パッケージに使用されるのに好ましい水溶性微生物界面活性剤は、生 物乳化剤として機能するあらゆる微生物あるいは他の生物学的に誘導された物質 、すなわち、大きなモル量、重合性質、特殊三次元構造、疎水性及び親水性、油 中に溶解度を与える等の特徴によって水中油滴型エマルジョンにおける分散した 個々の浦液滴を維持する油/水界面を効果的に覆い、これによりコアレッセンス からのエマルジョンを実質的に安定させる物質である。好ましい生物乳化剤の中 には、アシネトバクチル(Acinetobacter)属及びアストバクテル (Arthrobacter)属のバクテリア、特にアシネトバクチルカルコア セチカス(Acinetobacter calcoaceticus)により 生産されたヘテロ多糖生体高分子がある。このようなアシネトバクチル(Aci netobacter)へテロ多糖生体高分子には、アシネトバクチルカルコア セチカスA T CC31012(Acinetobacter calcoa ceticus)(メイランド、ロックビルはアメリカ菌量培養コレクションに て析出)により生産されたポリアニオンへテロ多糖生体高分子、α−エマルサン 、β−エマルサン、サイ−エマルサン、アポ−α−エマルサン、アポ−β−エマ ルサン及びアポ−サイ−エマルサンが含まれるがこれに限定されるものではない 。これらはセクション4において定義され、それぞれ米国特許第4,395,3 53号、同第4゜395.354号、同第3,941,692号、同第4,38 0゜504号、同第4,311,830号、同第4,311.829号、同第4 ,311..831号において開示される(引用したこれら特許の開示内容はす べて、本明細書の一部として開示される)。使用可能な他のアシネトバクチルカ ルコアセチカス(Acinetobacter calcoaceticus) 物質は、4菌NS−1(NRRL B−15847)、NS−4(NRRL B −15848)、NS−5(NRRL B−15849)、NS−6(NRRL  B−15860)、NS−7(NRRL B−15850)の生成物である。 上記のrNSJ株菌は4リノイ、ペオリアは北部地方リサーチセンターにて析出 され、上記NRRLアクセションナンバーを割り当てられた。アシネトバクチル カルコアセチカス(Acinetobacter calcoaceticus )の「NS」4菌は、サール&ローゼンバーグにより「現在の微生物」9(6) 309頁乃至314頁(1983年)において開示されており、引用した開示内 容はすべて、本明細書の一部として開示される。その他のアシネトバクチル(A cinetobacter)へテロ多糖生体高分子は、アシネトバクチルカルコ アセチカス(Acinetobacter calcoaceticus)BD 4により生産される[ティラー&二二、「J・細菌学」81.688頁乃至69 3頁(1961年)]。特に好ましいアシネトノくクテル(Acinetoba cter)へテロ多糖生体高分子は、α−エマルサンであり、この生産について は米国特許第4.230,801号及び同第4,234,689号にさらに詳細 に開示される(引用したこれら特許の開示内容はすべて、本明細書の一部として 開示される)。 α−エマルサンは、約200ユニツト/mg以上である特定乳化活性により特徴 づけられる。ここで特定乳化活性のに二・ソト/mgは、0.1mlのヘキサデ カン/2−メチルナフタリン(1対1:体積比)及び7.5mlのトリスマグネ シウム緩衝剤から成る標準的な炭化水素混合物を使用した場合、100クレ・シ ト(Klett)の吸収剤ユニットを生成する生物乳化剤1ミリグラムあたりの 乳化活性量として定義される。 上記アシネトバクチル(Acinetobacter)生物乳化剤は、界面活性 剤パッケージにおいてさまざま様式で使用できる。この様式として、後発酵全ブ イヨン、後発酵培養ブイヨンの無細胞(例:ミリポアフィルタ−をかけた)ある いは部分的に無細胞の上澄み、その細胞自身、プロテアーゼ処理済み、限外濾過 器にかけた液状あるいは乾燥物質があるがこれらに限定するものではない。 多数の他の微生物体が、界面活性剤パッケージに用いられる生物界面活性剤及び 生物乳化剤を含む生物学的な界面活性剤の源として作用できる可能性がある。こ れらの微生物の一部及びそれらが生産する化合物の型は表Vにリスト化されてい るが、これで網羅されたわけではない。界面活性剤パッケージは、無酸素アミン 、酸素含有アミン、アミド結合アミン、第四アンモニウム塩等の水溶性カチオン 化学界面活性剤で構成することもできる。カチオン化学界面活性剤を微生物界面 活性剤と使用するには、生物学的化合物の帯電特性を考慮する必要がある。たと えば、カチオン化学界面活性剤は中性微生物界面活性剤と使用されるのが最上で ると思われ、好ましいポリアニオンへテロ多糖生物乳化剤と使用されるのは最上 ではないと思われる。 表V 微生物界面活性剤 微生物化合物 微生物源 糖化酵素含有界面活性剤 トレハロース指貫(Trehalose 1ipids)アスロバクテル種(A rthrobacter spp、)アスロバクテルパラフィンKY4303( Arthrobacter paraffineus KY4303)マイコバ クテリウム種(Mycobaeterius spp、)マイコバクテリウムス メグマチス (Mycot+acteriu++s++egmatis)マイコバクテリウム カンサン (Mycobacterium kansasii)マイフバクテリウムツベル クロンス 01ycobacterium tuberculosis)マイコバクテリウ ムフレイ (Mycobactsrium phlei)マイコバクテリウムロドクロス (Mycobacterium rhodochroui)マイコバクテリウム フォルツイタム (Mycobacteriuafortuitu++)ナルカンフ種(+1oc ardia spp、 )ナルカシアアステロイド (Nocardia asteroide@)ナルカジアロドクロス (Nocardia rhodochrous)コリネバクテリウム積 (Corynebacterium 5l)p、 )コリネバクテリウムジフテ リア (Corynebacterium diphtherias)ブレビバクテリ ウム(Brevibacterium)ラムノリピド(Rhamnolipid s) アスロパクテルパラフィン(Arthrobacter paraffi neus)ブソイドモナスエールギノサ (Pseudomonasasruginosa)ソフオロース脂質(Soph orose 1ipids) )ルロブ/ス種(TorulopIIis sp p、)トルロブンスマグノリア (Torulopsis sagnoliae)トルロブンスグロペンゲツセリ (Torulop@is gropengiesseri)ジグリフフルジグリ セリド ラフトノくチラスフエルメンチ(Diglyco*yl diglyc erides) (Lactobaeillus fermenti)多m1i ti合体 アズC1/イクテ11種(Arthrobacter spp、)( Polysaccharidelipid complexes) カンジグク ロアカ1ノス(Candida tropicalis)アミノ酸含有界面活性 剤 (Amino said−containing 5urface activ e agents)リポペプチド(LiPOpeptides) バチラススブ チリス(Bacillus @ubtillis)バチラスメセンテリカス (Bacillus 5ecentericus)カンジダベトロフィラム (Candida petrophilum)ストレブトマイセスカナス (Streptomyces aanus)フリネバクテリウムレパス (Corynebacterium 1epui)ノカルジアアステロイド (+1ocardia agteroides)マイコバクテリウム (Mycobacterium paratuberculosis)マイコバ クテリウムホルツイタム (Illycobacteriw fortuitua)オルニテンリビド (Ornithine 1ipids) ブソイドモナスルベッセン(Pseu domonas rubsgcens)チオバチラスチオキシダン(Thiob acillus thioxidans)アグロバクテリウムツメファチェン (Agrobactariu++ tuiefaciens)グルコノバクチル セリナス(Gluconobacter cerinus)タンパク質 プソイ ドモナスエールギノサ(Pseudowonas aeruginosa)リン 脂質 チオバチラスチオオキシダン(Thiobacil lug thioo xidans)コリネバクテリウムレパス(Corynebmcteriu論1 epus)コリネバクテリウムアルカノリチカム (Corynebacteriumalkgnolyticum)カンジグクロ アカリ(Candida tropicalis)ミクロココフカスセリフィカ ン (Micrococcus cerifican@)脂肪酸及び中性脂質 カルボン酸 コリネバクテリウムレバス(Corynbacterium 1e pus)プサイトモナス種(Pseudomonas spp、)マイココツカ ス種(Mycocoecus spp、 )ペニシリウム橿(Penicill ium spp、)アスベルギラス橿(Aspergillus gpp、)ア シネトバクチル種(Acinetobacter spp、 )ミクロココッカ スセリフィカン (Micrococcug cerificans)カンジグクロアカ(Can dida cloacaa)中性脂質及び脂肪酸の混合 マイコバクテリウムロドクロアス (Mycobacterius rhodochroui)7 スOハクチルパ ラフィン(Artbrobacter paraffineus)アスロバクテ ルパラフィン(Arthrobacter paraffineus)ATCC 19558 マイコバクテリウムラクチコラム (Mycobacteriu++ 1acticolu歳)アチネトバクテル種 (Acinetobacter spp、)チオバクテラスチオオキシダン (Thiobncillus thiooxidans)多 塘 へfO多糖 キサシトモナスカムペストリ(Xanthosonas casp estris)キサントモナスカムベストリNRRL B1459(Xanth omonascampestrisNRRLB1973)メチルモナス種(Me thylosonas gpp、 )ホモ多糖 ラクトバチラス種(Lacto bacillus spp、)メチロモナスムコサNRRL B5696(il ethylomonas 1lucosa NRRL B5696)リポ多糖  アチネトバクテルカルコアセチカス(Acinetobacter calco aceticua)アチネトバクテルカルコアセチカス(Acinetobac tercalcoacetieus) ATCCC1012ブサイドモナスフロ ーレセン (Pseudosonas fluoresee++s)イエ/ニアブサイドツ ベルクロシス (Yersinia pseudotuberculosis)イエンニアプス チス(Yersinia pestis)S カルコアセチカス(S、 cal eoaceticus)他の界面活性剤 未知または不十分な特徴付 プサイトモナス種(Pieudo−onas spp、)プサイドモナスエール ギノサ(Pseudosonas aeruginoaa)プサイトモナスオレ オロラン(Pseudo@onas oleororans)プサイトモナスプ チダ(Pseudomonas putida)ブサイドモナスデスモリチカム (Pseudosonas desmolyticam)プサイドモナスメタニ カ(Pseudoionas methanica)コリネバクテリウム種(C ory++ebacteriu++ spp、 )コリネバクテリウム種ATC C21235(Corynebacterium sp、 ATCC21235 )コリネバクテリウムヒドロカーボクラスタスUWO409(Coryneba cterium hydrocmrboclastus UWO409)バチラ スサブチリス(Bacillus 5ubtilis)バチラスヘキサカルポロ ラム(Bacillus hexacarbororum)カンジダ種(Can dida spp、 )カンジダウチリス(Candida utilis)カ ンジダウチリスATCC9226 (Candida utilis ATCC9226)カンジダギリエルモンジ (Candida gulliermondii)カンジグルゴサ(Candi da ruo@a)カンジダリポリチカ(Candida 1ypolytic a)アスペルギラスニゲル(Aapergillu@niger)アスベルギラ スペルシフロル(Aspergjllus versicolor)デスルホビ プリオヒドロカルボノクラスチカス(Desulfovibrio hydro carbonocla@ticus)デスルホビプリオデスルフリカンス (Desulfovibrio desulfuricans)エンドマイフブ ンスリポリチカ(Endosyeopsis 1ipolytica)サツカロ マイコブ/スリポリ子力 (Saccharosycopsis 1ipolytica)エーロバクテル エーロゲネス(Aerobacter aerogenes)エーロバクチルア セチ(Aerobacter aceti)エーロバクチルベロキンダン(ムe robacter peroxydans)アルカキギネスエシトロフス(^l caligines entrophus)アクロモバッチ11種(Achro mobacter spH,)アクロモバクチル穫ATCC21910(Ach romobacter sp、 ATCC21910)アクロモバクテルアギレ (人chrombacLer agile)アクロモバクチルトロパンフタタム (Achro+*obacter tropunctatum)アクチノマイセ スオリゴカルボヒラス (Actinomyees oligocarbophilus)オーレオバシ ジアムブルランス(ムureobasidium pullulans)アスロ バクテル種ATCC21908 (Arthrobacter sp、 ATCC2190g)ミクロコノカス8 i(llicrococcus spp、)ミクロコツカス種ATCC2191 09(Micrococcus IIp、 ATCC21909)ミクロコッカ スセリヒカンスATCC14987(Micrococcus cerific ans ATCC14987)ミクロコッカスパラヒン(Microaoceu s parafTinae)ミクロバクテリウムトドクロアス (Microbacterius thodochrous)マイコバクテリウ ムフレイ(Mycobacterium phlei)ノカルジアオバカス(l locardia opmaug)ノカルジアコラリナ(Nocardia c orrallina)ベンチリウム種(Pencil liumspp、 )ビ /アスパルチネ(Pichia 5partinae)界面活性剤パッケージは 、非イオン化学界面活性剤あるいは非イオン及びアニオン化学界面活性剤の組合 せから構成することができる。このとき生物乳化剤は使用しないが、乳化安定の ために全重量の約1%乃至約50%までの生物乳化剤を用いれば好ましい。界面 活性剤パッケージが、全重量の約10%乃至約20%、特に15%程度の生物乳 化剤を有すれば好ましい。 6.2.粘性原油及び残留油 界面活性剤パッケージ組成は、直接燃焼させることができる水中油滴型エマルジ ョンにおける多数の粘性炭化水素を乳化あるいは乳化し実質的に安定させるため に使用できる。粘性炭化水素は、真空残留油、他の残留燃料油、アスファルト等 の精製機からの残留したバレル残留生成物だけでなく天然の粘性原油(重油とも 呼ばれる)を包囲する。[上述のセクション4「命名」を参照コ高濃度であると 同時に軽量である必要はないものの、これらの特徴は粘性炭化水素において相互 に関連する。 通常、以下の特徴が原油及び残留油の典型的な型であると考えられる。 1、容易に計測可能でありさらに20度APIの原油が大体、従来の生産技術で 回復できる最低限界であるため、通常、約20度API以下の低API重量が最 も頻繁に用いられる基準である。 2、約102乃至106センチポアズ(cp)、場合によってはそれ以上の粘性 である。 3、金属含量が高い。たとえば、重油は500ppmに及ぶ高い割合のニッケル 、バナジウムを含有することがある。 4、硫黄含量が高い。 5、アスファルチン含量が高い。 6、流動点が高い。 もちろん、界面活性剤パッケージによってさらに軽い油も乳化及び/又は安定さ せることが可能であり、さらに微粒化以前の燃料を生成するため、このようなエ マルジョン形態によって取り扱い及びこれらの物質の燃焼に役立つことは注意す べきである。さらに軽い油でも計測可能な量の硫黄を含有できるため、これらの 経由から微粒化以前の燃料を形成するさいに利用すれば、本発明の目的によって 有用である。 界面活性剤パッケージで乳化可能であり、輸送及び/又は燃焼目的のために乳化 するさいに最も有益なこれらの粘性炭化水素は、通常、全重量の約50%以下の パラフィン、全重量の約15%以上の芳香含量を有し、華氏150度で粘性が約 100センチポアズ以上であると定義される。粘性残留油の通常の特徴は、全重 量の約4%乃至約40%までのパラフィン含量、全重量の約15%乃至約70% までの芳香含量、全重量の約5%乃至約80%のアスファルチン含量を有するこ とである。 さらに詳細にいえば、界面活性剤パッケージで確実に乳化し安定させることがで きる重油の型は、ボスカン(Boscan) (ベネズエラ)原油、東テキサス 原油、ジバロ(Jibaro)及びパルトラ(Bartra)(ペルー)原油、 E1ジョボ0obo) (ベネズエラ)原油、カンサス原油である。界面活性剤 パッケージで確実に乳化し安定させることができる特定の粘性残留油は、カリフ ォルニア真空残留油、オクラホマ真空残留油、ドイツビスブレーカ残留油、テキ サスビスブレーカ残留油、接触硬化残留油、ROSE残留油、カットバックター ル、分解熱ピッチ、プロパン脱歴タールである。 さらに、ASTM等級6号オイルとして分類される残留燃料油も乳化できる。「 バンカーC」と呼ばれることもある6号オイルは、はとんど商業的過熱及び工業 過熱に用いられる高粘性油である。これらの利用法では通常、ポンピングができ るように貯蔵タンクをあらかじめ熱し、噴霧できるようにバーナーを付加的にあ らかじめ熱する必要がある。6号燃料を取り扱うため必要な特別な設備及び保守 のため、通常、小型装置での使用は不可能である。6号燃料油用ASTM標準仕 様は表Vlに要約されている[「燃料面の標準仕様」ASTM呼称D396−8 0/ rASTM基準書J(1981年刊)第23部コ。 表V1 6号燃料オイル用の詳細な条件 燃料油の等級 (6号、燃焼及び取扱いに必要な予熱)最小 最大 引火点 60 摂氏度(華氏度) (140) 水及び沈降物 2.00’ 体積% セイボルト粘性、Sl 摂氏38度(華氏 (900) (9000)100度)での普遍 摂氏50度(華氏 (45) (300)122度)での ヒコロール(Purol) 摂氏50度(華氏 122度)での 動粘性率、cSt’ 92 638 1、括弧内の粘性値は情報としてのみ加えてあり、これに限定する必要はない。 2、蒸留による水量及び抽出による沈降の合計は2.00%を超えないものとす る。抽出による沈降量は0.50%を超えないものとする。量の控除は1.0% を超える余水及び沈降量に対してなされるものとする。 6.3.エマルジョン形成 セクション6.1の界面活性剤パッケージは、全体積の約90%のセクション6 .2.で開示された炭化水素を有する水中油滴型エマルジョンを形成するために も使用できる。この炭化水素が乳化されろ水相は、脱イオン水、重言水源からの 水、あるいはいかなる水であっても良く、吸蔵水あるいはかん水等の比較的大量 の分解された固形物を有する水であって、通常、油製造、油輸送、油料用地帯付 近に位置していれば良い。この水相は、メタノール/水、エタノール/水、他の 低アルカノール/水混合物のようなアルコール/水混合物であっても良く、さら に防食剤、汚染防止剤、燃焼促進剤等の添加剤を含有しても良い。水中油滴型エ マルジョンは油/水を約50150乃至約80/20の比率で含有すれば好まし く、約60/40乃至約75/25であれば最も好ましい。 水中油滴型エマルジョンにおいては、特別な輸送あるいは利用の必要性に適合さ せるため許容エマルジョン特性を維持しながら、できるだけ小型の界面活性剤パ ッケージを使用することが経済的に好ましい。セクション6.1の界面活性剤パ ッケージは、界面活性剤パッケージ:炭化水素が全重量の約1:100乃至約1 :2,000の比率において使用できる。使用される比率は、乳化される炭化水 素の型及び/又は乳化する目的によって変動する。 いかなる号数の適当な手順によっても水中油滴型エマルジョンは形成できる。た とえば、効果的な量の界面活性剤パッケージを含有する水相は、適当な混合装置 の直前に定量化噴射によって炭化水素相と接触できる。所望の炭化水素/水比が 比較的一定して保持されるように定量化が維持されれば好ましい。ポンプあるい は整列静止力学混合装置のような混合装置は十分な撹拌を提供し乳化を生じさせ るために使用できる。さらに特別な例として、残留油を輸送あるいは利用するた めに、セクション6.1の界面活性剤パッケージの一つが精製機の真空蒸留器か ら出たときに、界面活性剤パッケージとの(体積比が)約30%の水相において 高温残留油を乳化することが可能である。 6. 3. 1.高温での微粒化以前の燃料の形成低重量残留炭化水素の中には 極端に高い粘性を有し、取り扱えるよう流体化するために非常な高温を必要とす るものがある。このような炭化水素の特徴は、華氏212度で約1000cpを 上回る粘性である。これら炭化水素の貯蔵及び輸送において、このような高温を 長期間にわたって維持することは経済的に不可能である。また、取り扱える粘性 を達成するのに必要な軽油の量もしくは、軽油と均等に混合できないという粘性 炭化水素の好ましくない特性により、これらの粘性炭化水素を非常に軽い油と混 ぜ合わせることも経済的に不可能である。 非常に高い粘性を有する炭化水素を扱うための新しい方法としては、このような 粘性炭化水素を水に安定分散させ微粒化以前の燃料を形成させる方法がある。微 粒化以前の燃料は、流体化させるため粘性炭化水素を高温で過熱することで形成 される。高温炭化水素位相は、セクション6.1に開示したような適当な界面活 性剤及び/又は安定剤を含有する水相と接触することでもたらされる。微粒化以 前の燃料を確実に形成するための鍵は、水相が気化しないよう全処理における圧 力を保守することにある。適当な圧力すなわち、水相の水を沸騰させないのに必 要な圧力を維持することで、水相は液状のままであり、したがって、炭化水素位 相を連続水相へ適当に分散させることができる。この結果生じた高温の微粒化以 前の燃料は、適当な熱交換器を使用することですばやく冷却し、微粒化以前の燃 料の外部温度を外界圧力で水相の気化温度未満に下げることができる。あるいは 、この圧力を減少させ、微粒化以前の燃料に含有される水の一部を急速に通過さ せることで混合物を冷却しても良い。 6、 3. 2.温度分解炭化水素放電を用いた微粒化以前の燃料の形成 精製業界において広く公知であるように、熱分解ユニットの放電から得られる残 留油炭化水素は珍しい問題を提起している。高重量の炭化水素をさらに大量に得 る処理に必要となる極端な状態によって、別個の混合不可能な断片へ分解可能な 残留油が生じる。このような減少が生じる原因は完全にわかっていない。しかし ながら、アスファルチン等の高いモル量成分が非安定化されることがその要因で あるということは確実である。このような炭化水素がセクション6.3.に開示 されたような微粒化以前の燃料を形成するために使用された場合、結果として生 じる水中油滴型エマルジョンは、短い時間、静止貯蔵された後に三つの相へ分離 する。これらの相は低API重量炭化水素残留相、水/界面活性剤中間位相、高 API重量炭化水素上位相から成る。特定の理論に拘束あるいは制限されたくな ければ、ここではこの分離が生じるのは微粒化以前の燃料が低速冷却され、これ によって複雑な反応が生じるのに十分な時間ができるためであり、複雑な反応に よって「粘着状態」及びオストワルト円熟現象の両方が生じるということを理論 上想定する。適当な熱交換器あるいは新たに形成された微粒化以前の燃料を炭化 水素の軟化点を下回り少なくとも約華氏100度まですばやく冷却する方法を利 用することにより、分離に向かう傾向を減少できる。水中油滴型エマルジョンが 混合ユニットを出る時に急速冷却することで、微粒化以前の燃料は安定し、時間 が経過しても分離しない。さらに高温微粒化以前の燃料を急速冷却することで、 上述の複雑な反応が生じるだけの十分な時間がないということを理論上想定する 。 6、 3. 3.スラリーと微粒化以前の燃料との混合軟化点の高い炭化水素系 (hydrocarbonaceous)物質(石炭、コークス、RO5E残留 油等)を軟化点の低い燃料へ結合することにより、液体燃料のbtu量を減少さ せる経済的な方法が達成される。 これは通常、微細な粒子(通常、大きさはほぼ100μm)を形成するため軟化 点の高い炭化水素を粉砕し、液体燃料に固形粒子を分散させることにより達成さ れる。しかしながら、液体に固形物を分散させると、通常、粘性硬化等の好まし くない特性を有する燃料が生産される。 軟化点の高い炭化水素系(hydrocarbonaceous)物質(石炭、 コークス、RO3E残留油等)を微粒化以前の燃料へ結合することにより、この 物質を経済的に利用する新しい方法が達成できる。この方法は極めて微細な粒子 (通常、約30μm未満)を形成するため、まず軟化点の高い物質を粉砕し、次 いで粒子を微粒化以前の燃料−可燃性界面活性剤パッケージを含有する連続水相 に分散させることでスラリーを形成することにより達成される。 分散された粒子のスラリーは適当な比率でスラリー形成に用いられた以外の炭化 水素から構成された微粒化以前の燃料と混合される。 スラリーを微粒化以前の燃料と混合することで、スラリーあるいは混合前の微粒 化以前の燃料のいずれよりも粘性の低い液体燃料が得られる。スラリー/微粒化 以前の燃料混合物において観察される減少した粘性の原因は完全には判明してい ない。しかしながら、特定の理論によって拘束あるいは制限しようとしなければ 、粒子対粒子相互作用が減少されるのが要因であるものとする。 6.4.エマルサン−安定化ヒドロカルボツルの性質炭化水素位相の濃度が水相 の濃度未満であり、分散位相における液滴が大きすぎるためにブラウン運動によ って安定化できなければ、水中炭化水素型エマルサンの炭化水素液滴は、通常、 表面へ浮かびクリーミングとして知られる処理において水相で「浮遊」する。こ の「クリーム」が一定時間の間、乱されずにいれば、液滴は合体し、二つの分離 位相へ上昇する。エマルサン、特にα−エマルサンはコアレッセンスの速度を減 速するのに非常に効果的であり、「クリーム」におけるエマルサン−安定化液滴 は水相において容易に再分散できる。 エマルジョンの安定を制御する第一要因は静電(放電)効果及び立体効果である 。エマルサンの性質によってこれらの機構の開発が最適化される。その巨大モル 量及び特種三次元構造により炭化水素/水界面を効率良く覆うことができる。こ のため、隣接する液滴が衝突する場合には油と油とが接触しないよう効果的に妨 げる結果となる。同時に、エマルサンのポリアニオン性質によってエマルジョン 液滴の表面がマイナスに放電され、斥力が生じ、炭化水素液滴が相互に衝突する 頻度を著しく減少させる。さらに、水相に多分子エマルサンミセルが存在せず、 炭化水素相におけるエマルサン溶解度が不足しているため、エマルサン分子が油 /水界面へ効率良く移動し、さらに付着することができる。したがって、エマル ジョン安定化に必要な全化学的条件はきわめて小さくなり、油液滴のサイズ、す なわち所望の界面領域に直接的に関連することになる。 6.5.炭化水素の混合 場合によっては、炭化水素は従来の処理にとって粘性が高すぎたり、あるいは炭 化水素を安定微粒化以前の燃料へ結合させるには不都合な特性(すなわち、低重 量、過剰パラフィン含量、芳香含量、及び/又はアスファルト含量等)を有する ことがある。処理するためあるいは不都合な特性を緩和するために粘性を減少さ せる一つの手段として、不都合な炭化水素を、微粒化以前の燃料形成に適した特 性を有する炭化水素を好都合に生じさせるものと混合する方法がある。この方法 では、その他の珍しい炭化水素であっても使用可能な形態へ「適合」させること ができる。 6.6.燃焼ガスにおける酸化硫黄化合物(SOx)レベルの軽減 6、 6. 1.高硫黄含量可燃性化合物大量の天然炭化水素及び石炭組成は、 許容量の汚染菌としての硫黄を含有する。燃焼中に、このような燃料が生産する 酸化硫黄化合物(Sow)レベルが地方に許容される基準を越えた場合、このよ うな燃料は「高硫黄含量」燃料と呼ばれる。これらの燃料はSOxレベルを抑制 するための段階を経ずに、環境的に安全な方法で燃焼させることはできない。 高硫黄含量を有する可燃性化合物は、石炭、特に軟化灰あるいは歴青灰、さらに 重油、アスファルト、残留油、底面油、タール(上記セクション6.2参照)等 の重油フラクションを含有するが、これに限定されるものではない。このような 化合物は、SOx放出を軽減させなければ商業的に燃料として使用することはで きない。「清潔燃焼」あるいは低硫黄燃料の供給が減少するため、これらの高硫 黄燃料はエネルギー源としてこれから飛躍的に重要になるものと考大量の無機塩 及び有機塩は、燃焼ガスにおいてSo工を低下させる硫黄吸収剤として使用でき る(たいてい、このSOXは地方の規制基準で定められた許容レベルまで低下さ せることができ、これにより「清浄燃焼」燃料となる)。このような化合物は、 燃焼処理中に硫黄酸化物と反応し、硫酸塩及び亜硫酸塩を形成することがある。 燃焼処理中に生じる反応の特別な利点は、炎の中及びその付近で実現できる高温 で、吸収剤が高反応性種となり反応速度がSOxの拘束に対して大きく作用する 。 さらされた粒子表面だけが反応できるため、吸収剤効率を確定する主な要因は、 実際の物理的粒子サイズである。粒子サイズが小さくなれば、吸収剤の単位質量 あたりの表面領域も減少し、効率が低下する。したがって、粒子サイズを実際的 に小型化することが望ましい。 吸収剤はその水溶解度に基づき二つの綱、すなわち溶解硫黄吸収剤と非溶解硫黄 吸収剤とへ分割できる。通常、非溶解硫黄吸収剤の方が安価であるが、効率はさ ほど優れていないのが普通である。 この低効率は主に、非溶解吸収剤の粒子サイズが粉砕等の物理的処理により確定 されるという事実によるものである。したがって、粒子限界は最小粒子サイズと なり、効率も限定される。非溶解吸収剤は、通常、数度で見られ、これはカルシ ウム炭酸塩(CaCO3、石灰石)、マグネシウム炭酸塩(M g CO3)等 のアルカリ土類金属炭酸塩を含む。これらドロマイト(CaCO3とMgC0, との混合物)等の化合物を大量に含有するミネラルも吸収剤として有用である。 非溶解吸収剤を選択する際の第一の判定基準は、その効率が低いため比較的安価 であることである。 一方、溶解吸収剤は通常、さらに高価である。カルシウム、ソジウム、ギ酸塩の マグネシウム塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、さらに高い有機基がこの範鴫に含ま れる。もう一つの溶解吸収剤であるソジウム炭酸塩(ソーダ灰、N a 2CO 3)はどの有機塩よりもずっと安価であるが、この化合物はボイラー堆積を生じ させ、商業的な利用範囲がきわめて限定される欠点がある。 通常、溶解吸収剤は非溶解吸収剤よりさらに効率良<SOx放出を低下できる。 特に、石炭/水スラリー、あるいは微粒化前の燃料(水が連続位相である)等の 水が混合物の重要な成分を形成する燃料においては効率良く低下できる。これら の化合物において、溶解塩が溶解することで吸収剤の効果的な粒子サイズをきわ めて小さく抑えることができ、これによって効率が増加すると仮定される。粒子 サイズは物理的処理によらないため、効果的な粒子サイズはさらに縮小でき、効 率は非溶解吸収剤で達成できる効率より高くなる。 しかしながら、溶解吸収剤の主な欠点は高価なことである。 6、 6. 3.混合溶解/非溶解吸収剤パッケージ溶解及び非溶解吸収剤の添 加物は、微粒化前の燃料及び石炭/水スラリーを含有する高硫黄燃料が燃焼する 際に、高い効率でSowを抑制させるために利用できる。これらの添加物がSO xレベルの抑制に著しい効果を示すことが知られている。実際に、添加物による SOx抑制効率は、それぞれの成分の結合効率を上回る。それぞれの成分は、そ の他の能力を吸収するSOxに触媒効果を及ぼすものと思われる。 理論づけするつもりはないが、この効果は非溶解種をさらに反応しやすくする燃 焼前あるいは燃焼中に溶解吸収剤と非溶解吸収剤との相互作用から生じ、これに より添加物の全効率が向上されるものと仮定する。このようにして、溶解吸収剤 の有する高い効率という利点が非溶解吸収剤の低価格という利点と結びつき、こ れによりSOx抑制装置を効率良く、価格を抑えたものにする。 添加物自身において、この効果を達成するのに必要な溶解吸収剤量はきわめて少 量であり、使用される吸収剤の種類によって変動する。通常、添加物における溶 解吸収剤の濃度は0.5乃至20%(重量比)まで変動し、1乃至10%であれ ば好ましい。溶解吸収剤は、地方環境基準を満足するのに十分なくらいSOxレ ベルを抑制する。 単独に吸収剤を用いた場合と比べ、添加物を使用することで飛躍的にSOxの抑 制効率が上がるため、燃料の添加物濃度も低く抑えることが可能であり、通常0 .5乃至25%(重量比)までである。 したがって、SOx抑制を目的とした吸収剤添加物量はきわめて少ない。 ある実施例では、90%のCaCO3と10%のCaAc (カルシウム酢酸塩 )との添加物を用いると、硫黄歯を残留油の31乃至44%の効率(理論的なS Ox抑制能力に対して実際のSOx抑制度の測定値)で除去することができた。 CaAcが存在するためCaAcが100%の効率で硫黄と反応できると仮定す ることによりこの量を修正したとしても(単独では除去効率が50%であるため これは非常に控えめな見積である)、それでも除去効率は26乃至40%である 。唯一の吸収剤として同量のカルシウム炭酸塩を用いた場合に観察される除去効 率が9乃至19%であり、同様の操作条件下で比較するればわかることだが、こ の添加物を形成することによりSoxの抑制能力は飛躍的に向上する。 もう一つの実施例では、水スラリーあるいは固形形態のいずれの石炭にも吸収剤 添加物は加えることができ、SOX放出を抑制させることができる。上述のよう に、大量の石炭備蓄が高硫黄含量を有しているため、本発明によれば石炭を環境 的に問題のない方法で燃焼させることができる。 さらに、これら固形吸収剤添加物を利用することで、化合した硫酸塩、亜硫酸塩 が固形位相であるため、容易に収集し除去できるという利点が提供される。実際 に、カルシウム吸収剤が用いられると、産業的に有用なCa5O4(石膏)が生 じる。したがって、(廃棄物処理による)環境的に好ましくない影響を及ぼす可 能性がさらに減少される。 7、実施例 7.1.生物乳化剤の製法 ?、1. 1.大量生産等級α−エマルサンの製法エタノールの発酵中にアシネ トバクチルカルコアセチカス(Acinetobacter calcoace ticus)ATCC31012によって生産されるα−エマルサンは、米国特 許第4,395.354号に開示されるような公知の生物乳化剤である。なお引 用した上記特許の開示内容はすべて、本明細書の一部として援用される。上記明 細書に開示された実験において用いられたα−エマルサンは、二つのいずれかの 方法で精製される(特に断りのない限り)大量生産等級物質であった。いずれの 製法においても発酵処理及び乾燥処理が行われるが、それぞれの方法はそれらの 処理が実行される順序が違う。第一の方法によれば、エタノール媒質においてア シネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacter calcoa ceticus)ATCC31012を発酵して得られたα−エマルサンを含有 する遠心分離(はぼ90%無細胞)発酵ブイヨンはドラム乾燥され、得られた物 質は使用する前に次のような処理を行う。重量比10%にあたるこの物質の懸濁 液、いわゆる大量生産等級α−エマルサンは、脱イオン化された水において調整 され、連続的に撹拌しながら摂氏50度乃至60度まで過熱される。この懸濁液 のpHは、重量比50%のソジウム水酸化物(必要であれば希釈したもの)を加 えることでpH8,5に調節された。プロテアーゼ酵素(ノポ工業、1.5Mア ルカラーゼ)が、固形α−エマルサン500に対してプロテアーゼ1の割合で加 えられた。約3時間ごとに撹拌しながら、この混合物を摂氏50度乃至60度に 維持できた。可視沈殿が存在しないと判断されると反応は終了し、続いて反応混 合物の遠心分離がはじまる。発酵処理が終了したのち、反応混合物はほぼ摂氏7 0度まで上昇し、プロテアーゼを変性しその活性を停止させる。溶液は室温まで 冷却され、防腐剤のコサンPMA−30(コサン社製)がα−エマルサン溶液5 00に対してコサン1の割合で加えられた。 第二の方法によれば、α−エマルサンの発酵処理は次のような手順に従いドラム 乾燥の前に実行される。エタノール媒質においてアシネトバクチルカルコアセチ カス(Acinetobacter calcoaceticus)ATCC3 1012を発酵して得られたα−エマルサンを含有する発酵ブイヨンは遠心分離 され、細菌細胞のほぼ90%が除去される。この遠心分離されたブイヨンに対し て(上述のような)プロテアーゼ酵素が加えられ、その割合は特定乳化活性50 0ユニツト/mgに対してプロテアーゼ1gである(ここで特定乳化活性の1ユ ニット/mgは、O,1mlのヘキサデカン/2−メチルナフタリン(1対1: 体積比)及び7.5mlのトリスマグネシウム緩衝剤から成る標準的な炭化水素 混合物を使用した場合、100クレツト(klett)の吸収剤ユニットを精製 する生物乳化剤1ミリグラムあたりの乳化活性量として定義される)。プロテア ーゼ反応は上述のように終了した。さらにプロテアーゼ−処理済遠心分離ブイヨ ンは、α−エマルサンの10%(重量/体積)スラリーまで水分を抜かれた。こ のスラリーは噴霧され乾燥され、その結果生じる物質も大量生産等級α−エマル サンと呼ばれる。 7、 1. 2.アシネトバクチルカルコアセチカス生物乳化剤の追加的な製法 米国特許第4,395,354号に開示されるように、アシネトバクチルカルコ アセチカス(Acinetobacter calcoaceticus)A  T CC31012の発酵はエタノール上でなされた。得られたブイヨンの以下 の断片は界面活性剤パッケージを構成するために利用された。すなわち、全ブイ ヨン、上澄み、細胞、酵素処理済み全ブイヨン、酵素処理済み上澄み、酵素処理 済み細胞(ここで酵素処理とはセクション7、 1. 1.の第二の方法につい て開示されたものである)、均一化細胞、沸騰細胞、いわゆる「ミリポアエマル サン」である。ミリボアエマルサンは全ブイヨンをミリポアフィルタをかけて細 胞を除去することで調整され、さらに酵素処理(上述)及び限外濾過がなされる 。上述の製法は液状あるいは湿性形態において使用された。さらにミリポアエマ ルサンのサンプルは、アンモニウム重炭酸塩と対照して透析でき、界面活性剤パ ッケージに使用する前に冷結乾燥できる。 アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacter calco aceticus)ATCC31012をスープストック上で発酵させる(開示 内容を本明細書の一部とした上記の米国特許第4,230,801号に開示され たものと同様の条件のもとて)ことで得られる全ブイヨン及び酵素処理済み全ブ イヨンも使用できた。 アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacter calco aceticus)NS 1 (NRRL B 15847)は、米国特許第4 ,395.354号に開示されたものと同様の条件の下でエタノール媒質上で発 酵させることで成長した。全ブイヨン及び酵素処理済み全ブイヨンは両方とも界 面活性剤パッケージを構成するために使用できた。 アシネトバクチルカルコアセチカス(Acinetobacter calco aceticus)菌株N5−4 (NRRL B−15848)、NS−5( NRRL B−15849)、NS−6(NRRL B−15860)、NS− 7(NRRL B−15850)は、米国特許第4,395゜354号に開示さ れるように2%エタノール媒質において振とうフラスコ培養で3日間で成長した 。酵素処理済み全ブイヨンサンプルはNS−4、NS−5、NS−7培養から調 整された。酵素処理済み上澄みサンプルはNS−4、NS−5、NS−6、NS −7培養から調整された。これらの標品も界面活性剤ツク・ソケージを構成する ために使用できた。 7.2.炭化水素特性 7.2.1.ボスカン原油 ボスカン原油は西ベネズエラの油田から生産される重油である。 この油の特性、すなわちその比重、API比重(API度)、ノ巧フィン含量( 重量%)、芳香族含量(%重量)、アスファルテン含量(%重量)、粘性(セン チポアズ)対温度(華氏度)表力(経験的に確定され、表VIIに要約されてい る。)くラフイン、芳香族、硫黄、アスファルテン含量はセクション7、 2.  3.に開示された方法によって確定された。 表VII ボスカン原油特性 比 重 −0,983 API比重(予測) −12,5度APIパラフィン含量 = 18.0%(重 量比)芳香族含量 = 60.0%(重量比)アスファルテン含量 = 22. 0%(重量比)硫黄含量 5.8%(重量比) 粘 性(c p) 温 度(華氏) 4.500 140 24.000 100 EX−フラッシャ−は華氏70度乃至90度の軟化点を有する真空残留油である 。この油の特性、すなわちその比重、API比重(API度)、パラフィン含量 (重量%)、芳香族含量(%重量)、アスファルテン含量(%重量)、粘性(セ ンチポアズ)対温度(華氏度)表が経験的に確定され、表VIIに要約されてい る。パラフィン、芳香族、硫黄、アスファルテン含量はセクション7、 2.  3゜に開示された方法によって確定された。 表VIII EX−フラッシャ−特性 比 重 I APIAPI比重) 、−9,3度APIパラフィン含量 24.9%(重量比 )芳香族含量 = 64.6%(重量比)アスファルテン含量 = 10.5% (重量比)硫黄含量 =3.4%(重量比) 粘 性(cps) 温 度(華氏) 7、 2. 3.アスファルテンを含有する炭化水素特性の確定方法 粘性対温度表は、表VII乃至XIIIにおいて所与の温度まで油を過熱し、は ぼ30秒−1の共有率においてレオマット30レオメータ(コントレイブスAG )で粘性を計測することにより得られた。 サンプル炭化水素のパラフィン、アスファンルテン、芳香族含量を得た方法にお いては、炭化水素がn−へブタンに分散され、アスファンルテンが濾過によって 除去され、残留成分が溶解度に基づきn−へブタン及びメチレン塩化物に分散さ れる。アスファルテン留分(沈殿物)はn−へブタンへ分散した炭化水素から濾 過される。 パラフィン留分はn−ヘプタンに可溶性を有する部分である。芳香族留分はメチ レン塩化物には可溶性を有するが、n−へブタンには可溶性のない部分である。 使用された物質は以下のとおりである。すなわち、0.1ミリグラム(mg)ま での精度を有する化学はかり、500m1マサン容器に取り付けられたブレンダ ー(オステリゼルギャラクシー14)及びブレード、計量済みホワットマン1号 紙、フィルタ漏斗、回転式蒸発装置、500ミリメータ(mm)ブレット型クロ マトグラフィーカラム、タラ収集フラスコ、試薬等級メチレン塩化物、n−へブ タン(99モル%)、アルミナ吸収剤。アルミナは摂氏310度のオーブンで1 2乃至14時間過熱することにより活性化され、デンケータ(desshica tor)で冷却され、使用する前にしつかりキャップを閉めたびんに貯蔵された 。クロマトグラフィーカラムは全体の4分の3充填されたものを使用した。 1乃至2gの炭化水素サンプルが定量的に100m1のn−ヘプタンを含有する マサン容器に加えられた。最大速度で1乃至2分間で混合した後に、容器及びそ の内容物は別の100m1のn−へブタンで洗浄された。分散されたサンプルは ホワットマン1号紙及びエーレンマイヤーフラスコ内へ収集されたろ液を介して 濾過された。 ろ液をカラムへ導いた後、流出液はタラ収集フラスコへ収集される。 n−へブタンが完全に8出されると、200m1のメチレン塩化物は、カラムと カラムが乾燥するまで別のタラ収集フラスコへ収集された容出物とへ加えられた 。 溶剤に適した温度で回転真空蒸発器を用いることで容量溶剤は除去された。 タラ濾過紙及びフラスコはあらかじめ計量され、アスファルテン、パラフィン、 芳香族の百分率はサンプルの原重量に基づき計算された。個別のサンプルは2通 り用意された。上記表に示されたパラフィン、芳香族、アスファルテン含量の百 分率は比較目的のため100%採掘に調整されている。 硫黄含量はレコ硫黄分析器での定量的な分析によって分析された。 7、 2. 4.微粒化前の燃料 1986年10月21日付発行の米国特許第4,618,348号において、出 願人は、微粒化前の燃料を形成する手順及び結果として生じた微粒化前の燃料の 性質に関する詳細な実施例を提供している。これらの実施例はすべて、本明細書 の一部として援用される。 7.3.硫黄酸化物抑制の実験 7、 3. 1.炉及び装置 SOx抑制燃焼試験は、条件モニタ操作装置を有するクリ−バーブルックス15 MMB t u/時火管高温水ボイラ炉で行われた。放射線及び温度測定のため に火室へ通じる通路も設けられている。 炉燃料吸込線には粘性に関係なく正確に燃料流を計測できるマイクロモーション C50型流量メータが取り付けられている。このメータのすぐ下流に、燃料温度 及び圧力をモニタする装置が存在し、操作中のこれらのパラメータの連続的な記 録を提供する。 パーキンエルマー複式ガス分析器(MGA)12000型及び、N2.0□、S O,、H20、COzの排気を連続的にサンプリングしモニタする質量分光器を 利用し、炉排気ガスは連続的にモニタされる。この装置はCo、NOX、排気ガ ス内の微粒子をモニタできる装置も有する。 同一ボイラー負荷(その最大速度能力と比較したボイラーの熱出力)あるいは燃 料入力(Btu基準)が試験のそれぞれの流れに対して用いられた。他のボイラ ー条件は試験中できる限り安定的にすベテ維持された。クリ−バーブルックスボ イラー装置は、微粒化空気流がすべての焼成比に対して比較的一定するように設 計されている。したがって、燃料が増加するにつれ微粒化空気/燃料比は減少し 、その結果、リッチな燃料/空気混合物が燃焼され、空気/燃料比は燃料が減少 するにつれて増加し、その結果、希薄な燃料/空気(過剰Ch)混合物が燃焼さ れる。 7、 3. 2. so2除去効率の確定硫黄酸化物S02の除去効率は、パー キンエルマー複式ガス分析器を利用して試験される燃料により生産されたものか らの基線S02濃度を計測することで確定される。さまざまな硫黄吸収剤を含有 する燃料の燃焼中に観測されたSO2放出とが比較がなされた。これらの比較の ために、SO2濃度はすべて、次のような変換を用いてバーナー中の過剰02が 3%であれば観測されるはずの「均等な」濃度へ修正された。 この式で[SO2]は観測されたSO2濃度であり、[02]は酸素の過剰濃度 (すなわち、外界空気濃度を上回る濃度)であり、いずれも体積百分率である。 このようにして、0□濃度を変化させた効果を解消し、別個の実験結果が直接比 較できる。 吸収剤添加物が存在する場合に観測されるSo2抑制率は%除去率といい、次の ような式で計算される。 除去率%−[SO□]基線−[SO□]吸収剤×100[SO2]基線 この式で、[SO2]は、それぞれの試験条件において各燃料あるいは燃料/吸 収剤混合物に対して観測されたSO2濃度である。 除去効率(RE%)は(観測される)除去効率%/吸収剤(これが化学量的に反 応すると仮定する)の理論的硫黄結合能力を計算し、この数値を燃料における硫 黄%で割ることで確定される。すなわち、次のようになる。 %除去効率−%除去率/%硫黄化学量 %硫黄燃料 たとえば、30%の二酸化硫黄除去が観測されれば、3.33%の硫黄を含有す る燃料及び加えられた吸収剤量は理論的にこの硫黄を2%除去できる。そこで、 このように表せる。 %除去効率−30%/2 −50% 3.33 7、 3. 3.微粒化前の燃料についてEX−フラッシャ−(上記セクション 7、 2. 2.参照)は炭化水素対水を比率70/30で有する微粒化前の燃 料として試験された。水相は0.125%のケルコKIAI 12生体高分子及 び界面活性剤パッケージを含有し、油に1/250のレベルで存在する。 界面活性剤パッケージは次のような構成である。 物 質 % プルロニック(Pluronic) F−3847,24テルギトル(Terg itol) NP−4021,38イコノル(Iconol) DNP−150 21,38ペイシフアイドインジコリン(Basified Indulin) AT L 0. OO一旦微粒化燃料が調整されれば、微生物の劣化を防ぐため 500ppm(水相に対して)ホルムアルデヒドが加えられる。 3通りの燃焼実験で、次のパラメータが観測された。 表IX 硫 黄%1 3%0.の場合のSO,%燃 料 分析値 理論値 実際値 分析 値EX−7うyシt−3,403,6419371811EX−7うyンr 3 . 40 3. 70 1971 1811EX−7うtV+−3,403,3 8179118111、「分析値」%は燃焼前の定量的な硫黄分析により計測さ れた。 「理論値」%は燃焼中に観測されたs02計測値がら計算された。 2、実際値%は燃焼中にMGAによって計測された。「分析値」%はSO2への 変換を100%と仮定して分析中に得られたS%に基づき計算された。 7、 3. 4.吸収剤としての石灰石の利用石灰石CaC03(ピゼル社、マ ーブルホワイト325、天然資源火粉砕石灰石)が2通りの濃度で燃料へ加えら れ、これが硫黄と化学量的に反応する場合に硫黄をそれぞれ1及び2%抑制させ た。 炉燃焼中に観測されたS02測定結果は表Xに示される。 表X 石灰石吸収剤試験の結果 過剰ざイラー 燃料 吸収剤 量 酸素 負荷 SOl<3%〜) 除去% REFF%EX− 7ラフシrcacO313,249180451615゜7 49 1744  It 261 1.0 27 1839 3 9 12.1271818413 1 8.9 28 1749 8 26EX−7ラフシrcacO321,05 1111055822,3511760711 23,5511724914 25、Ii 51 1710 10 162 2.1 28 1776 6 9 2 2.9 28 1745 11 132 3.9 29 1722 9 1 42 4.4 28 1706 10 162 5.9 27 1668 12  19表に示されるように、除去効率はCaCO3量が少ないほど高かつた。ま た、二酸化硫黄と吸収剤の反応は炉の温度(負荷)によって変動し、負荷が低い とさらに効率が良くなる。これは、温度の上昇につれ吸収剤の表面が溶解し、S Ox吸収反応が生じる許容面が減少するため、予想外このことではない。これら のパラメータの効果は図1にグラフとして示されている。 7、 3. 5.石灰石/ソーダ灰添加物の吸収剤としての使用この実験では石 灰石(CaCO3)/ソーダ灰(Na2COz)添加物を硫黄吸収剤として用い た効果を試験した。ソーダ灰は石灰石と3通り、すなわち重量比1%、3%、1 0%の割合で混合された。 結果は表XIに示され、図2にそのグラフが示される。 表Xl CaCO5/Na1COs吸収剤試験の結果過剰ボイラー 燃料 吸収剤 量 酸素 負荷 SOバ3%Of)除去% REFF% RE− NaEX−7ラフシrcacD、/21.85116661219191%Na 2C0,22,251165213212123,0511581162627 2’ 3.4 51 1837 14 23 222 4.7 51 1805  15 24 252 5.9 51 1610 15 24 242 1.7  31 1670 12 19 192 3.0 30 1625 14 23  232 4.5 30 1801 15 24 252 6.1 30 15 99 16 26 25過剰 ざイラー 燃料 吸収剤 量 酸素 負荷 (資)、(3%oJ除去% 11 EPF%  RE−+1aEX−7うt9t−CaCXJ*/21.45016071524 223%N勧CO522,55115791728252:(,3511542 193128 24,3511472223634 24,5501480223634 25,4501489213433 21,130165:(132118 22,829154518292g 2 3.5 30 1490 21 34 33I!x−フラツジt(:aCO s/21.853147222362810%lla*cOs 2 2.8 5 2 1405 26 43 342 3.1 54 1343 29 48 4 02 4.1 51 1395 26 47 352 5.4 53 13i3  31 51 432 2.2 30 1438 24 39 312 3.2  30 1359 28 46 393%酸素の場合で比較すれば、ソジウム炭 化水素のパーセンテージが増加しているため、結果は除去効率において著しく向 上されている。さまざまなソジウム炭化水素添加に対する除去率を比較してみる と、過剰酸素にはほどほどに依存しているものの、ボイラー負荷にはまったく依 存していないことが示される。 ソジウム炭化水素の効果を差し引く、すなわち基線二酸化硫黄レベルをソジウム 炭化水素が除去(除去効率を100%と仮定する)する硫黄の量だけ抑制させる ことで、最終カラムに示されるような興味深い結果が得られる。Na2CO3百 分率として除去効率は著しく向上した。N a 2 CO3による吸収が補正さ れているため、これは明らかに接触効果である。Na2CO3はCaCO3の吸 収能力に相乗効果を与えているものと思われる。 7、 3. 6.カルシウム酢酸塩吸収剤としての使用この実験ではカルシウム 酢酸塩の(CaAc)硫黄吸収剤としての効果を試験した。CaAcは水溶性で あるため、溶解したカルシウム吸収剤の「粒子」サイズは最初に粉砕する必要が ない。したがって、効果的な粒子サイズはきわめて微細で、この物質はさらに効 果的な吸収剤である。 この試験の結果は上記を裏付けるもので、表XIIに示されている。 表XI+ CaAc吸収剤試験の結果 過剰ボイラー 燃料 吸収剤 量 酸素 負荷 SQ、(3%)忠去 %REFPEX−7う1 ゾ1−CaAc22゜2491337294g2 3.1 49 1326 3 0 492 4.0 411 1285 32 532 5.1 411 12 63 33 54CaAc 2 2.2 28 1246 34 562 3. 3 28 1210 36 592 4.2 28 1167 38 832  5.4 28 1125 40 662 5.9 28 1120 41 68 表に示されるように、30乃至50%の負荷で行われた試験では、CaAc吸収 剤は、それぞれ48乃至54%及び56乃至68%の吸収効率を示した。 7、 3. 7.石灰石/Ca’Ac添加物の吸収剤としての使用実施例7.  3. 6.でCaAcのすぐれた吸収能力が観察されたため、この実験ではCa Acが10%混合された石灰石を用いた。 結果は表XIIIに示され、図3にグラフが示される。 表XTTI CaCOs/CaAc吸収剤試験の結果過剰ボイラー 燃料 吸収剤 量 酸素 負荷 Soバ3%)忠告 %REFP%RE−Ca^ cl[J−7i!シ1−ClC0,/ 2 14 51 1584 18 28  2210%CaAc 2 2.8 51 1561 18 29 242 4 .1 51 1495 21 34 302 5.2 52 1429 24  39 362 5.4 51 1422 25 41 362 1.8 29  1534 19 31 282 3.0 29 1484 22 36 :(1 24,129140412541a8 2 5.2 29 1384 27 44 401、%Re−CaAcの数値は カルシウム利用効率を示しており、存在するすべてのCaAcが100%化学量 的効率で利用されていると仮定している。 ソジウム炭化水素と同じくらい効果的とはいえないものの、石灰石のS02除去 効率は、CaAcを補正した後でさえ2倍であり、ここではCaAcに対する効 率を100%と仮定している(かなり控えめな仮定である)。これは、吸収剤結 合が腐食問題及び/又は石灰石/10%ソジウム炭化水素結合を用いれば生じた 汚損問題を有しないため重要である。 上述のように本発明において、その思想及び範囲から逸脱することなく多くの変 更及び変化を加えることが可能であることは明らかである。上述の特定の実施例 は実施例としてのみ挙げられており、本発明は請求項によってのみ限定される。 国際調査報告 +TIIt+11a++oea1^IIII”””””’ll□1llcGlo /l”)Lノー、1j11+l&5al−I Aged<ahan No PC T/US89104121

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.硫黄含有可燃性物質の燃焼中におけるSOx放出抑制方法において、前記燃 焼物質へ燃焼前に、重量比80乃至99.5%の非可溶性硫黄吸収剤と重量比0 .5乃至20%の可溶性硫黄吸収剤との添加物を重量比0.5乃至25%加える ことから成る抑制方法。 2.非可溶性硫黄吸収剤がアルカリ土類金属炭化水素である請求の範囲第1項に 記載の方法。 3.アルカリ金属炭化水素がカルシウム炭化水素、マグネシウム炭化水素、ドロ マイトから成る綱から選択される請求の範囲第2項に記載の方法。 4.可溶性硫黄吸収剤が、ソジウム炭化水素、ソジウム酢酸塩、ソジウムギ酸塩 、ソジウムプロピオン酸塩、カルシウム酢酸塩、カルシウムギ酸塩、カルシウム プロピオン酸塩、マグネシウム酢酸塩、マグネシウムギ酸塩、マグネシウムプロ ピオン酸塩から成る綱から選択される請求の範囲第1項に記載の方法。 5.可燃性物質が、硫黄含有炭化水素から形成された微粒化前の燃料である請求 の範囲第1項に記載の方法。 6.可燃性物質が、硫黄含有石炭、硫黄含有水中石炭スラリー、硫黄含有炭化水 素油から成る鋼から選択される請求の範囲第1項に記載の方法。 7.硫黄含有炭化水素の燃焼中におけるSOx放出の抑制方法において、燃焼前 の段階が、a.微粒化前の燃料を形成するため水中で炭化水素を乳化し、b.こ れを、重量比80乃至99.5%の非可溶性硫黄吸収剤と重量比0.5乃至20 %の可溶性硫黄吸収剤との添加物を重量比0.5乃至25%の前記微粒化前の燃 料へ加えることから成る方法。 8.非可溶性硫黄吸収剤がアルカリ土類金属炭化水素である請求の範囲第7項に 記載の方法。 9.アルカリ土類金属炭化水素が、カルシウム炭化水素、マグネシウム炭化水素 、ドロマイトから成る綱から選択される請求の範囲第7項に記載の方法。 10.可溶性硫黄吸収剤が、ソジウム炭化水素、ソジウム酢酸塩、ソジウムギ酸 塩、ソジウムプロピオン酸塩、カルシウム酢酸塩、カルシウムギ酸塩、カルシウ ムプロピオン酸塩、マグネシウム酢酸塩、マグネシウムギ酸塩、マグネシウムプ ロピオン酸塩から成る綱から選択される請求の範囲第7項に記載の方法。 11.可溶性硫黄吸収剤が、粘性原油、粘性真空残留油、粘性ビスブレーカ残留 油、粘性接触水素化残留油、粘性カットバックタール、粘性熱分解ピッチ、粘性 プロパン脱歴タール、粘性ROSE残留油、粘性ボスカン原油から成る綱から選 択される請求の範囲第7項に記載の方法。 12.硫黄含有可燃性物質と80乃至99.5%の非可溶性硫黄吸収剤及び重量 比0.5乃至20%の可溶性硫黄吸収剤の重量比0.5乃至25%の添加物とか ら成る燃焼中に低いSOx放出を生産する清浄燃焼燃料。 13.非可溶性硫黄吸収剤がアルカリ土類金属炭化水素である請求の範囲第12 項に記載の燃料。 14.アルカリ土類金属炭化水素がカルシウム炭化水素、マグネシウム炭化水素 、ドロマイトから成る綱から選択される請求の範囲第13項に記載の燃料。 15.可溶性硫黄吸収剤が、ソジウム炭化水素、ソジウム酢酸塩、ソジウムギ酸 塩、ソジウムプロピオン酸塩、カルシウム酢酸塩、カルシウムギ酸塩、カルシウ ムプロピオン酸塩、マグネシウム酢酸塩、マグネシウムギ酸塩、マグネシウムプ ロピオン酸塩から成る綱から選択される請求の範囲第12項に記載の燃料。 16.可燃性物質が、硫黄含有炭化水素油と硫黄含有水中石炭スラリーとから成 る網から選択される請求の範囲第12項に記載の燃料。 17.粘性硫黄含有炭化水素と重量比80乃至99.5%の非可溶性硫黄吸収剤 及び重量比0.5乃至20%の可溶性硫黄吸収剤の重量比0.5乃至25%の添 加物とから形成される微粒化前の燃料から成る燃焼中に低いSOx放出を生産す る清浄燃焼燃料。 18.非可溶性硫黄吸収剤がアルカリ土類金属炭化水素である請求の範囲第17 項に記載の燃料。 19.アルカリ金属炭化水素がカルシウム炭化水素、マグネシウム炭化水素、ド ロマイトから成る綱から選択される請求の範囲第18項に記載の燃料。 20.可溶性硫黄吸収剤が、ソジウム炭化水素、ソジウム酢酸塩、ソジウムギ酸 塩、ソジウムプロピオン酸塩、カルシウム酢酸塩、カルシウムギ酸塩、カルシウ ムプロピオン酸塩、マグネシウム酢酸塩、マグネシウムギ酸塩、マグネシウムプ ロピオン酸塩から成る綱から選択される請求の範囲第17項に記載の燃料。 21.硫黄含有炭化水素が、粘性原油、粘性真空残留油、粘性ビスブレーカ残留 油、粘性接触水素化残留油、粘性カットバックタール、粘性熱分解ピッチ、粘性 プロパン脱歴タール、粘性ROSE残留油、粘性ボスカン原油から成る綱から選 択される請求の範囲第17項に記載の方法。 22.a.アルカリデン種ATCC31961と、親水性一非親水性均衡が約3 0.5である47.24%のポリオキシプロピレンーポリオキシエチレンブロッ ク共重合体粒子及び平均分子量1980amuである21.38%のノニルフェ ノールポリエチレングリコールエーテル及び平均分子量が6900amuであり 10%精製無酸性パインリグニンを有する21.38%のジノニルフェノールエ トキシレート(dinonylphenolethoxylate)から構成さ れる界面活性剤パッケージの1/250油とにより生産された0.125%のヘ テロ多糖生体高分子S−194を利用し、70/30の割合で真空残留油を水で 乳化することにより形成された約90乃至約99%の可燃性徴粒化前の燃料と、 b.約90乃至約99%CaCO3及び約1乃至約10%Na2CO3から成る 約1乃至約10%の添加物とから構成される燃焼中に低いSOx放出を生産する 清浄燃焼燃料。 23.a.アルカリデン種ATCC31961と、親水性一非親水性均衡が約3 0.5である47.24%のポリオキシプロピレンーポリオキシエチレンブロッ ク共重合体粒子及び平均分子量1980amuである21.38%のノニルフェ ノールポリエチレングリコールエーテル及び平均分子量が6900amuであり 10%精製無酸性パインリグニンを有する21.38%のジノニルフェノールエ トキシレート(dinonylphenolethoxylate)から構成さ れる界面活性剤パッケージの1/250油とにより生産された0.125%のヘ テロ多糖生体高分子S−194を利用し、70/30の割合で真空残留油を水で 乳化することにより形成された約90乃至約99%の可燃性微粒化前の燃料と、 b.約90乃至約99%CaCO3及び約1乃至約10%カルシウム酢酸塩から 成る約1乃至約10%の添加物とから構成される燃焼中に低いSOx放出を生産 する清浄燃焼燃料。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL101531A (en) * 1991-04-11 1996-10-31 Ormat Inc Method and means for utilizing sulfur-rich fuel
GB9110079D0 (en) * 1991-05-09 1991-07-03 British Petroleum Co Plc Fuel composition
IL104509A (en) * 1992-01-29 1999-10-28 Ormat Inc Method and means for producing flammable gases from solid fuels with low caloric value
RU2122682C1 (ru) * 1992-02-14 1998-11-27 ОРМАТ, Инк. Способ подготовки к сжиганию серосодержащего топлива и устройство для подготовки к сжиганию серосодержащего топлива
CZ289723B6 (cs) * 1992-06-28 2002-03-13 Ormat Industries Ltd. Způsob výroby spalitelných plynů z pevného paliva a zařízení k provádění tohoto způsobu
FR2731504A1 (fr) * 1995-03-07 1996-09-13 Merobel Dispositif d'alimentation d'un bruleur a mazout reduisant la pollution
FR2827871A1 (fr) * 2001-07-26 2003-01-31 Richard Deutsch Procede de traitement des dechets hydrocarbures pateux ou solides par emulsification pour la production d'un fuel
ES2341830B1 (es) * 2008-10-16 2011-05-09 Fundación Investigación E Innovación Para El Desarrollo Social Producto para obtener una mayor eficiencia energetica mediante la adicion de formiato sodico a las gasolinas y gasoleos.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514273A (en) * 1968-11-25 1970-05-26 Canadian Patents Dev Fuel oil additive
US3948617A (en) * 1972-10-11 1976-04-06 Benjamin Withorn Method of reducing sulphur dioxide emissions from combustible materials
US4226601A (en) * 1977-01-03 1980-10-07 Atlantic Richfield Company Process for reducing sulfur contaminant emissions from burning coal or lignite that contains sulfur
JPS564694A (en) * 1979-06-19 1981-01-19 Atlantic Richfield Co Sulfur and ash reduction of coal
JPS56159291A (en) * 1980-05-12 1981-12-08 Hirakawa Tekkosho:Kk Removal of sulfur oxide and nitrogen oxide

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3876391A (en) * 1969-02-28 1975-04-08 Texaco Inc Process of preparing novel micro emulsions
US3640016A (en) * 1969-03-28 1972-02-08 Inst Gas Technology Desulfurization of coal
US3837820A (en) * 1971-09-01 1974-09-24 Apollo Chem Combustion control by additives introduced in both hot and cold zones
US4002435A (en) * 1971-11-17 1977-01-11 Wenzel Edward C Clear and stable liquid fuel compositions for internal combustion engines
US3902869A (en) * 1973-08-24 1975-09-02 Svenska Utvecklings Ab Fuel composition with increased octane number
US4158551A (en) * 1975-01-27 1979-06-19 Feuerman Arnold I Gasoline-water emulsion
US4046519A (en) * 1975-10-31 1977-09-06 Mobil Oil Corporation Novel microemulsions
US4162143A (en) * 1978-03-13 1979-07-24 Ici Americas Inc. Emulsifier blend and aqueous fuel oil emulsions
US4224038A (en) * 1978-06-19 1980-09-23 Atlantic Richfield Company Process for removing sulfur from coal
US4456688A (en) * 1978-07-28 1984-06-26 The Ohio State University Microbiological desulfurization of coal
US4230460A (en) * 1978-10-31 1980-10-28 Maust Jr Edwin E Method for enhancing the utilization of powdered coal
US4477258A (en) * 1980-10-30 1984-10-16 Labofina, S.A. Diesel fuel compositions and process for their production
US4445908A (en) * 1980-12-01 1984-05-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Extracting alcohols from aqueous solutions
US4616574A (en) * 1984-05-25 1986-10-14 Empire State Electric Energy Research Corp. (Eseerco) Process for treating combustion systems with pressure-hydrated dolomitic lime
US4801304A (en) * 1986-06-17 1989-01-31 Intevep, S.A. Process for the production and burning of a natural-emulsified liquid fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514273A (en) * 1968-11-25 1970-05-26 Canadian Patents Dev Fuel oil additive
US3948617A (en) * 1972-10-11 1976-04-06 Benjamin Withorn Method of reducing sulphur dioxide emissions from combustible materials
US4226601A (en) * 1977-01-03 1980-10-07 Atlantic Richfield Company Process for reducing sulfur contaminant emissions from burning coal or lignite that contains sulfur
JPS564694A (en) * 1979-06-19 1981-01-19 Atlantic Richfield Co Sulfur and ash reduction of coal
JPS56159291A (en) * 1980-05-12 1981-12-08 Hirakawa Tekkosho:Kk Removal of sulfur oxide and nitrogen oxide

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