JPH068688B2

JPH068688B2 - コ−ク状炭化水素物質の燃焼助剤

Info

Publication number: JPH068688B2
Application number: JP16449387A
Authority: JP
Inventors: 泰之丸山; 高延佐々木; 誠二寒川; 務渡辺
Original assignee: Japan Energy Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: JPS6410018A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、重油等の液体燃料あるいは石炭等の固体燃料
を加熱炉やデイーゼルエンジンなどで燃焼の際に生成す
るスス、コークあるいは重質炭化水素等の堆積物を燃焼
させて除去するに当たり、該燃焼を促進するための粉末
状燃焼助剤に関するものである。

〔従来の技術〕

重油等の液体燃料または石炭等の固体燃料を燃焼させた
とき、加熱炉や排ガスボイラーの配管系やエコノマイザ
ーなどの熱交換器の表面等に付着するコーク状炭化水素
物質は、通常スス、コーク、重合した炭化水素等の混合
物からなる。これらのコーク状炭化水素物質が付着堆積
すると、燃焼効率が低下して好ましくないことが知られ
ている。

従来、このコーク状炭化水素物質の除去にはスチームブ
ロー、スクレービングによる除去もしくは燃焼させる方
法が採用されている。特に煙道、排気系統、熱交換器に
堆積したコーク状炭化水素物質の除去は装置を停止する
ことなく運転中に行なうことが望ましく、このため燃焼
除去する方法が好ましい。また燃焼除去においてはでき
る限り低い温度で着火し、それらを燃焼除去させうる添
加剤の開発が望まれている。このような状況から、従来
スス等のコーク状炭化水素物質の着火温度を低下させる
ための添加剤として、例えば特開昭５２−５９３３１号
公報には、NaclO₃５０〜７０重量％、パルプ８〜３０重
量％、金属石鹸１〜１０重量％および鉄もしくは酸化鉛
１２〜２０％重量％の配合からなるススの着火温度低下
剤が開示されている。すなわち同公報は上記添加剤によ
りススの着火温度が６００〜６５０℃から２６０〜３１
５℃に低下すると共に、ススの燃焼の促進が図れると教
示している。カナダ特許第９９００７３号公報には、ア
ンモニウムナイトレートと少なくとも１種のアルカリま
たはアルカリ土類金属ナイトレート、硫黄または硫黄化
合物との混合物からなる添加剤が開示されており、ま
た、英国特許第１２４９３７１号公報には、ボイラー等
のパイプ表面に付着したカーボンを清浄するために、燃
焼ガス流によりアルカリ金属ナイトレートと酸化性物質
との混合物を搬送して目的部分に付着させ、該部分を加
熱により燃焼させる方法が開示されている。

したがつて、取扱い上安全であり、しかもコーク状炭化
水素物質を一層低い温度で燃焼除去できる添加剤の提供
が要望されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、叙上の状況に鑑み完成されたものであつて、
前記の燃焼機器および関連機器に生成するコーク状炭化
水素物質の燃焼除去にあたつて、該コーク状炭化水素物
質の堆積部分に気流搬送させるか、添加もしくは直接塗
布させることにより付着させて、比較的低い温度下での
燃焼により上記コーク状炭化水素物質を装置運転中でも
有効に除去するための、取扱い上安全で経済的にも割安
な燃焼助剤を提供することを目的とする。以下本発明を
詳しく説明する。

〔発明の構成〕

本発明の燃焼助剤は、銅化合物とカリウム化合物と樹脂
被膜を形成した耐熱性粉末との混合体であつて、前記銅
化合物とカリウム化合物の重量比が５：９５〜９０：１
０であり、樹脂が前記両化合物の合計量１００重量部当
たり５〜１００重量部の割合で存在してなるものであ
る。

本発明でいう‖コーク状炭化水素物質‖は、前述した種
々の燃焼機器および関連機器に堆積、付着するスス、コ
ークおよび重合した炭化水素等からなる炭素質物質を意
味する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るコーク状炭化水素物質の燃焼助剤は、銅化
合物とカリウム化合物と樹脂被膜を形成した耐熱性粉末
との混合物であつて、前記銅化合物とカリウム化合物の
重量比が５：９５〜９０：１０であり、樹脂が前記両化
合物の合計量１００重量部当たり５〜１００重量部の割
合で存在してなるものである。

本発明では、銅化合物とカリウム化合物を上記配合割
合、好ましくは、１０：９０〜９０：１０（重量比）、
更に好ましくは２０：８０〜８０：２０（重量比）の割
合で併用することが重要である。

銅化合物の具体例として、塩化第１銅、塩化第２銅、酸
化銅、硝酸銅が例示される。これらの１種または２種以
上が使用される。これらの中でも塩化物または硝塩酸が
特に効果的である。塩化銅は、CuClでもCuCl_２のいずれ
でもよいが、CuCl_２は吸湿性で取扱いが困難なため、実
用上CuClを用いることが好ましい。

カリウム化合物の具体例として塩化カリウム、硝酸カリ
ウム、酢酸カリウムが例示される。経済性と効果面と扱
い易さを考えると、塩化物または硝酸塩の組合せが好ま
しい。硝酸カリウムは扱いに注意が必要なため、塩化カ
リウムが実用的である。

カリウム化合物あるいは銅化合物の単独では、上記燃焼
の促進効果は低く、例えば塩化カリウムと塩化銅、塩化
カリウムと硝酸銅、硝酸カリウムと硝酸銅、硝酸カリウ
ムと塩化銅等の組合せにより、顕著な燃焼促進効果を発
揮する。

銅化合物およびカリウム化合物は、気流搬送し易いよう
に、粉末状もしくはそれらの粉末を耐熱性粉末担体に担
持させて粒子状にして用いる。該耐熱性粉末は、平均粒
径１０〜５００μｍ、かさ比重約０．３〜２、耐熱温度
約７００℃を有するものが好ましい。あまり小さい粒径
のものは、コーク状炭化水素物質の沈積部位に付着しに
くく、取扱い上不便である。また顆粒状で約３０〜２０
０μのものは粉塵の発生が起こらずとくに好適である。
気流搬送上、前記比重のものが好適である。両化合物を
前記耐熱性粉末に担持させて使用する場合には、アルミ
ナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライト、白土等の粒
径１０〜５００μの粉末粒子に溶液状で含浸担持させ、
次いで乾燥もしくは２００〜３００℃の温度に焼成して
粒子形態にするとよい。なお、上記担持にあたつては、
塩化銅と塩化カリウムのいずれか一方のみを担持させて
も良い。上記シリカアルミナ、シリカ、アルミナ系の表
面積の大きな粉末、具体的には石油精製工業における重
油の流動接触分解装置で使用される粉状触媒、とくに分
解反応に使用された後の平衡接触は表面積５０〜１２０
m²を有し好適である。グラフアイトやカーボンブラツ
ク、米ぬか、木くずなどを混合すると一層燃焼が安定化
する。

次に、上記銅およびカリウム化合物と併用する樹脂は、
熱分解性と燃焼性に優れ、有害ガスが発生しないものが
好ましい。このような樹脂としては、通常塗料等やイン
キに使用される常温硬化型の含酸素樹脂が使用される。
具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキ
ド系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂が例
示される。なかでも、熱分解温度が低いアクリル系樹脂
がとくに好ましい。例えば、アクリデイツクＡ１６５
（大日本インキ社製）、BR１０１（三菱レイヨン社製）
が該当する。該樹脂の存在は、コーク状炭化水素物質の
着火温度を低下させると共に、着火・燃焼を安定化させ
る。

本発明では、上記樹脂を銅化合物とカリウム化合物の合
計量１００重量部に対して５〜100重量部、より好まし
くは１０〜１００、とくに好ましくは２０〜８０重量部
の割合で存在して用いるものである。樹脂の上記配合量
が５重量部未満では着火性の向上、燃焼促進の効果は期
待できず、一方１００重量部を超えても一層の燃焼促進
の向上は期待できない。該樹脂は、前記耐熱性粉末に被
膜を形成して使用する。

樹脂を銅化合物とカリウムとに混合する態様としては、
耐熱性粉末に両化合物または一方の化合物と樹脂を規定
量担持させるか、樹脂を担持した粉末と、銅化合物およ
びカリウム化合物を規定量担持させた耐熱性粉末とを規
定量になるよう混合する。

樹脂あるいは銅化合物および／またはカリウム化合物を
耐熱性粉末に担持する方法として、次のような方法が採
用できる。

例えば前記樹脂あるいは前記化合物（あるいはこれら両
者）を溶解あるいは分散させた溶液を、耐熱性粉末の吸
液能力以下の量だけ加えて含浸担持する方法がある。こ
のとき多量の溶液を使用すると造粒が進み好ましくな
い。

また流動化させた耐熱性粉末に前記樹脂あるいは前記化
合物（あるいはこれら両者）を分散させた溶液を噴霧
し、乾燥する方法がある。

あるいは前記樹脂あるいは前記化合物（あるいはこれら
の両者）を溶解あるいは分散させた溶液に耐熱性粉末を
加えたスラリーを調製し、このスラリーをスプレードラ
イヤー等で噴霧し、造粒、乾燥する方法がある。

耐熱性粉末に塩化カリウム塩化銅の両方または一方を担
持すると、単に両化合物の粉同志を混合する場合には発
生する共融点の低下による化合物同志のゆう着が起るこ
とを有効に防止できる、このことは気流搬送する上で極
めて好適である。耐熱性粉末の中でも、触媒支持体とし
て使用されるシリカ、シリカアルミナ、アルミナ、ゼオ
ライトの如く多孔質担体は樹脂を良く吸着するので、担
持後粉末は顆粒状を呈するが差し支えない。

上述のようにして銅化合物、カリウム化合物および樹脂
を配合した混合物からなる燃焼助剤を用いてコーク状炭
化水素を燃焼除去するには、粉末粒子または顆粒状形態
の上記燃焼助剤を、コーク状炭化水素物質が沈積してい
るところに気流により搬送し付着させ、加熱してコーク
状炭化水素物質に着火させる。

上述のようにして、本発明による燃焼助剤をコーク状炭
化水素物質に付着させて、酸素含有ガスの存在下に加熱
すると、２５０〜３５０℃の比較的低い温度で着火し、
燃焼を開始する。因に、コーク状炭化水素物質のみでは
その着火に約５００〜６５０℃の温度での加熱が必要と
なる。したがつて、本発明による燃焼助剤のコーク状炭
化水素物質の燃焼促進効果は顕著であると言い得る。

上述のように、本発明による燃焼助剤は気流搬送ができ
るので、実用上加熱炉やデイーゼルエンジンの排ガスラ
インに上記燃焼助剤をブローすることにより気流搬送し
てコーク状炭化水素物質の堆積部分に付着させることが
でき、空気を流通させることにより燃焼を継続して行な
うこともできる。本発明の燃焼助剤を用いると、デイー
ゼルエンジン搭載の大型船舶におけるエコノマイザーの
コーク状物質を運転中に有効に除去することが可能とな
る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明とその効果を具体的に説明す
る。

実施例１塩化第一銅４０重量部と塩化カリウム５重量部とアクリ
ル樹脂（三菱樹脂社製ダイヤナールBR１０１）の２５％
トルエン溶液４０重量部を混合し、３本ロールにて分散
し、溶剤２０重量部を添加し、希釈した噴霧液を調整す
る。別途流動層造粒機（フロイント産業社製FL-MINI
型）にシリカアルミナ粉末（平均粒径３０μ）９０重量
部を投入し、８０℃の熱風を吹き込み流動層を形成し、
これに前記の噴霧液を約２０分間で等速で前記流動層に
噴霧した後、更に10分間噴霧なしで造粒乾燥し、本発明
の燃焼助剤Ａを１４５重量部収得した。

実施例２塩化第１銅３７５重量部と塩化カリウム375重量部をア
ルキド樹脂５００重量部（固形分50重量％）、トルエン
２３５重量部を混合し、ネオブレンミルにて粉砕、分散
し粉霧液を調整した。５のハイスピードミキサにシリ
カアルミナ粉末１３８０ｇを投入し、高速撹拌する。遠
心流動する前記アルミナシリカに前記噴霧液１３６６ｇ
を噴霧し、更に約３０分間９０℃で真空乾燥して本発明
の燃焼助剤Ｂを収得した。

実施例３酸化第１銅３０重量部と塩化カリウム３０重量部とアク
リル樹脂２２重量部（大日本インク社製アクリデイツク
Ａ−１６５）およびトルエン１５重量部を混合し、ガラ
スビーズの入つた容器に入れ、１時間振とうして容器か
ら噴霧液を取り出した。流動層造粒機にシリカアルミナ
粉末１３０重量部を投入し、熱風空気を吹き込み、流動
層を形成し、この中に前記噴霧液をスプレーし、実施例
１と同様に造粒し燃焼助剤Ｃを収得した。

実施例４硝酸銅１２重量部と硝酸カリウム２０重量部を用いる以
外は実施例１と同様にして燃焼助剤Ｄを得た。

比較例１実施例１で使用のシリカアルミナ粉末５６重量部に対
し、CnCl₂とKClの等モル混合体（44重量部）の水溶液を
加え、ホツトプレート上でかきまぜながら、蒸発乾固し
てシリカアルミナ粉末に担持し、次いで２００℃で焼成
して燃焼助剤Ｅを得た。

比較例２塩化カリウムを配合せずに、塩化銅のみ45重量部を用い
て、実施例１と同様にして製造したカリウム化合物を含
まない燃焼助剤Ｆを得た。

比較例３塩化銅を結合せずに、塩化カリウムのみ45重量部を用い
て実施例１と同様に製造した銅化合物を含まない燃焼助
剤Ｇを得た。

性能評価：大型デイーゼルエンジンの排気弁に付着したコーク状炭
化水素物質（炭素分５６．２重量％）を対象とし、これ
に上記各実施例および比較例の助剤を１：１に十分混合
し、示差熱分析装置の天秤に載置し、２０℃／分で昇温
させ、空気７０ml／分流通させ、試料の重量、温度変化
を記録した。結果を第１表に示す。

第１表にみられるように、本発明の燃焼助剤はコーク状
炭化水素物質の燃焼温度を極めて大幅に低下させる作用
を有することが明らかである。

〔発明の効果〕

本発明の燃焼助剤は、燃焼装置等に付着するコーク状炭
化水素物質を燃焼させる際、極めて低い温度で着火をも
たらすとともに、コーク状物質の燃焼を促進するもので
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺務兵庫県伊丹市山田字西願仏５番14号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅化合物とカリウム化合物と樹脂被膜を形
成した耐熱性粉末との混合体であつて、前記銅化合物と
カリウム化合物の重量比が５：９５〜９０：１０であ
り、樹脂が前記両化合物の合計量１００重量部当たり５
〜１００重量部の割合で存在してなるコーク状炭化水素
物質の燃焼助剤。
【請求項２】銅化合物とカリウム化合物と樹脂とを耐熱
性粉末に担持してなる特許請求の範囲第１項記載のコー
ク状炭化水素物質の燃焼助剤。
【請求項３】銅化合物が塩化第１銅、塩化第２銅、硝酸
銅のいずれか１種または２種以上である特許請求の範囲
第１項または第２項記載のコーク状炭化水素物質の燃焼
助剤。
【請求項４】カリウム化合物が塩化カリウムおよびまた
は硝酸カリウムである特許請求の範囲第１項〜第３項の
何れかに記載のコーク状炭化水素物質の燃焼助剤。
【請求項５】耐熱性粉末が、シリカ、アルミナ、シリカ
アルミナ、ゼオライト、活性白土からなる群から選択さ
れる１種または２種以上である平均粒径１０〜５００μ
を有する粉末である特許請求の範囲第１項〜第４項の何
れかに記載のコーク状炭化水素物質の燃焼助剤。
【請求項６】樹脂が常温硬化型酸素含有の樹脂である特
許請求の範囲第１項〜第５項の何れかに記載のコーク状
炭化水素物質の燃焼助剤。