JPH0693276A - エマルジョン燃料とその使用方法 - Google Patents

エマルジョン燃料とその使用方法

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JPH0693276A
JPH0693276A JP27092492A JP27092492A JPH0693276A JP H0693276 A JPH0693276 A JP H0693276A JP 27092492 A JP27092492 A JP 27092492A JP 27092492 A JP27092492 A JP 27092492A JP H0693276 A JPH0693276 A JP H0693276A
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JP
Japan
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water
fuel
emulsion
sulfur
oil
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JP27092492A
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English (en)
Inventor
Munetaka Honda
宗高 本多
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AROMA KAGAKU KIKAI KOGYO KK
Original Assignee
AROMA KAGAKU KIKAI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は,炭素系の乳化剤を用いて容易確実
に安定した油中水滴型エマルジョンを得,このエマルジ
ョンに硫黄酸化物,窒素酸化物の発生抑制や助燃等に作
用する物質を添加して,排気中の硫黄酸化物,窒素酸化
物を低減させると共に,燃焼促進により熱効率の向上と
燃料の節約等を計る。 【構成】 水に炭素系乳化剤を加えた水成分を,硫黄を
含む燃料油中に混合分散させて油中水滴型エマルジョン
を得る際か,このエマルジョンを得た後に,燃料の含有
硫黄を無害の硫酸化合物の形で固定する物質を添加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,重油系のエマルジョン
燃料。詳しくは炭素系の乳化剤を用いて容易確実に安定
した油中水滴型エマルジョンを得,このエマルジョンに
硫黄酸化物,窒素酸化物の発生抑制や助燃等に作用する
物質を添加して,排気中の硫黄酸化物,窒素酸化物を低
減させると共に,燃焼促進により熱効率の向上と燃料の
節約等を計るエマルジョン燃料と,その効果的な使用方
法とに関する。
【0002】
【従来の技術】従来,水に墨汁を分散させたものを水成
分とし,該水成分を重油中に分散乳化させた油中水滴型
のエマルジョン燃料は,特公昭60−11076号公報
により公知であり,このものは重油中への水の分散が容
易確実に行われて,分離遊離を起こさない安定した製品
が得らる特徴がある。
【0003】しかし,このエマルジョン燃料は,添加し
た水によって窒素酸化物(NOx)をある程度低減させ
ることはできるが,硫黄酸化物(SOx)の低減に対し
ては効果がなく、このため多くの硫黄酸化物(SOx)
を発生するだけでなく、窒素酸化物(NOx)もなお相
当量発生するから,これらの放出によって大気が汚染さ
れ、最近大きな社会的問題となっている酸性雨の原因に
もなっている現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,この現状に
かんがみなされたもので,重油に水を加えて油中水滴型
のエマルジョンを造り、このエマルジョンに硫黄酸化
物,窒素酸化物の発生抑制や助燃等の作用をする物質を
添加することにより,硫黄酸化物(SOx)や窒素酸化
物(NOx)の発生を効果的に抑制させると共に,燃焼
反応を促進させて熱効率の向上や燃料の節約を計り,地
球環境の保全と資源の効率的活用に大きく貢献をするエ
マルジョン燃料と,その効果的な使用方法を提供するこ
とを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るエマルジョ
ン燃料は,水に炭素系乳化剤を加えた水成分を,硫黄を
含む燃料油中に混合分散させて油中水滴型エマルジョン
を得る際か,このエマルジョンを得た後に,燃料の含有
硫黄を無害の硫酸化合物の形で固定する物質を添加した
した構成と,これに更に酸素を保有して燃焼の際に供与
する物質を添加した構成と,この油中水滴型エマルジョ
ンをコムの調製,コムとの混用に利用する方法,あるい
は高濃度酸素の供給により完全燃焼させる方法により課
題の解決を行うものである。
【0006】本発明のエマルジョン燃料において用いる
水は,一般には水道水,工業用水等を用いるが,井戸
水,河川水,湖沼水,海水をも使用できる。
【0007】炭素系乳化剤は,粒径1μ以下の超微粒カ
ーボンを用いるもので,この超微粒カーボンは水中へコ
ロイド状態で均一に分散させ,この状態を長期間安定的
に保たさせるためにアミン系界面活性剤,及び膠,ゼラ
チン,その他の分散剤を添加して,超音波エネルギー等
により均一に分散混合させて水成分を得る。この水成分
は水により任意に希釈してもその性質が変わらないの
で,任意に濃度調整できるが,実使用上の濃度は,炭素
量で0.2%,界面活性剤量0.3%程度が好ましい。
【0008】燃料が含有する硫黄を無害の硫酸化合物の
形で固定する物質は,燃焼中の硫黄を硫酸カルシウム,
硫酸マグネシウム,硫酸ナトリュム等とするとにより,
有害な硫黄酸化物を生成させないようにするもので,ア
ルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム,マグネシウ
ム,ナトリウム,又はオレイン酸カルシウム,マグネシ
ウム,ナトリウム,或いはナフテン酸カルシウム,マグ
ネシウム,ナトリウム,更に少量の塩化カルシウム,マ
グネシウム,水に完全に溶解しているカルシウム等であ
り,これらの中から任意のものを1種類か,2種類以上
を選択使用して充分な脱硫効果が上がるようにするもの
で、この物質は水成分を調製する際に水へ添加混合して
もよく,又油中水滴型エマルジョンの調製後にエマルジ
ョンへ添加混合してよい。
【0009】燃焼の際に酸素の供与を行う物質は,酸素
を含有若しくは吸収して保有しており,この酸素を燃焼
の際に放出して燃焼反応を促進させる共に,酸素の供与
分だけ空気量を減して窒素濃度の低減を計るもので,メ
チルエーテル,エチルエーテル,その他の酸素成分の含
有物質か,メチルイソブチルケトン,メチルイソブチル
カービノル等のガス酸素を吸着させた物質か,連続気孔
にガス酸素を吸収させた活生炭やこれと同効質物を燃料
の種類や燃焼条件等に応じて選択使用するもので、この
物質は水成分を調製する際に水へ添加混合してもよく,
又油中水滴型エマルジョンの調製後にエマルジョンへ添
加混合してよい。
【0010】
【作用】本発明に係るエマルジョン燃料は、水に対して
例えば超微粒の不定形カーボンを0.2%量,アミン系
界面活性剤を0.3%量,膠,ゼラチン,等の分散剤を
0.1%量を加えて,超音波エネギー等により良く撹拌
混合すると,カーボンは水中にコロイド状に均一に分散
して、長期間にわたり分離遊離を起こさない安定した水
成分を形成するから,この水成分に対して,例えばアル
キルベンゼンスルフォン酸カルシウム,マグネシウム,
ナトリウムの全部か一部を0.2%量程度加え、更にメ
チルエーテル等を5%量程度加えて均一に分散混合させ
ると,硫黄酸化物,窒素酸化物の発生抑制や助燃の作用
に優れた水成分が完成する。
【0011】そこで,この水成分の例えば30%量を,
燃料油の70%量に加えて公知の撹拌機により撹拌混合
すると,水成分を微粒子状となって燃料油中に分散し,
燃料油を乳状化していわゆるエマルジョン燃料を完成す
る。この際の水成分と燃料油の混合は,水成分を徐々に
加える方法,一度に加える方法,燃料油と一緒に加える
方法等のいずれを採用しても良い。
【0012】前記のように調製したエマルジョン燃料
は,バーナー等で燃焼させると,1000℃以上の高温
になるとき,燃料中の炭素と水分との間で(C+H2
=CO+H2 −28.8Kcal)の水性ガス反応が起
きて,局所高温帯の発生を防止するため,窒素酸化物
(NOx)の生成が抑制されるもので,この(NOx)
低減効果は,水の添加量が多くなるほど増大するが,燃
焼の安定性,熱効率を考慮すると水添加率で30%,体
積比で燃料の半分程度かそれ以下に留めることが望まし
い。
【0013】このエマルジョン燃料は,添加した水の蒸
発潜熱分だけ熱損失を生じるという危惧があるが,この
熱損失は試算上,水添加率20〜30%のときで2〜3
%程度であるから,水添加により低空気比燃焼が可能と
なり,完全燃焼に近い状態が期待できるため,燃焼温度
が上昇し,伝熱面の汚れが少なくなることから熱損失は
十分に補足されるものである。
【0014】このエマルジョン燃料は,硫黄酸化物を無
害の硫酸化合物の形で固定する物質として,アルキルベ
ンゼンスルフォン酸カルシウム,マグネシウム,ナトリ
ウムを添加すれば、これらが燃焼時,燃料に含まれる硫
黄と反応して硫酸カルシウム,硫酸マグネシウム,硫酸
ナトリウムの硫酸化合物を生成し,硫黄を無害物質の形
で固定して,酸性雨の原因になり,地球環境を破壊する
硫黄酸化物の発生を極力抑え込むことが容易にできる。
【0015】このエマルジョン燃料は,酸素の保有剤と
してメチルエーテルを添加すれば,これが燃焼時,酸素
を放出して燃焼反応を促進し,燃焼温度を100℃以上
高めると共に,この放出酸素量だけ燃焼空気を減らせる
ため,燃焼空気中の窒素濃度が希薄になって,硫黄酸化
物と共に酸性雨の原因となる窒素酸化物の発生をも極力
少なくすることができる。
【0016】このエマルジョン燃料は,これを石炭を微
粉砕した微粉炭と混合してコムを構成させることができ
て,このコム燃料も燃焼時は,添加した水,硫黄を硫酸
化合物の形で固定する物質,酸素の含有物質等が前記同
様に機能して,コム燃料にも前記同様の効果を発揮させ
るだけでなく,一般の重油と微粉炭とを混合したコム燃
料にこのエマルジョン燃料を混合して使用する場合も,
前記同様の効果をもたらせることができるものである.
【0017】このエマルジョン燃料は,燃焼空気の供給
系に商品名モレキュラーシーブとして提供される窒素と
酸素の簡易分離手段を設け,これに空気を通せば空気中
の窒素が除かれて酸素主体の燃焼空気が得られるため、
これを用いれば燃料の完全な燃焼が可能となって熱効率
を一層向上させると共に,窒素の事前除去により窒素を
ごく希薄にして窒素酸化物の発生を皆無に近付けること
ができるようになるものである。
【0018】
【実施例】以下に本発明に係るエマルジョン燃料の実施
例を説明する.
【0019】超微粉の不定形カーボン0.2%量,アミ
ン系界面活性剤0.3%量,膠0.1%量を水中にコロ
イド状に均一に分散させた水成分を得て,この水成分に
アルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム,マグネシウ
ム,ナトリューム0.2%量と,メチルエーテル5%量
とを混合分散させて,有害物質除去と助燃の機能を強化
したものを,表1に示す組成の石油系燃料に,表2〜表
4に示すように10%,20%,30%量ずつ加えて油
中水滴形エマルジョン燃料を調製した.そしてこのエマ
ルジョン燃料を燃焼させ,その排気中の窒素酸化物NO
x,硫黄酸化物SOx,ばいじんの低減率を計測した結
果,窒素酸化物NOxに付いては表2の通り,硫黄酸化
物SOxに付いては表3の通り,ばいじんに付いては表
4の通りであって,排気の浄化に顕著な効果を示すこと
が認められた。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】なお,本発明の他の実施例や試験結果等に
ついては追って補充する。
【0025】
【発明の効果】石油系燃料中への水の分散乳化が容易
で,長期間にわたって分離遊離を生じない安定した油中
水滴型エマルジョンが得られて,水の添加量30%でも
良好な燃焼結果が得られるから,燃料の節約効果が大き
い。燃料中の硫黄を無害の硫酸化合物しとして固定し,
燃焼空気中の窒素を酸素供与による低空気比の実現で希
薄にしたから,酸性雨の原因になる硫黄酸化物や窒素酸
化物が大幅に減少する。酸素による助燃焼作用で完全燃
焼が行われ熱効率を大幅に増進させる。ばいじんの低減
により伝熱面の汚れが抑制されて熱効率が向上する。燃
焼空気比を通常の1.5〜1.6%から1.1%まで下
げることができる。という格別な効果を奏するものであ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水に炭素系乳化剤を加えた水成分を,硫
    黄を含む燃料油中に混合分散させて油中水滴型エマルジ
    ョンを得る際か,このエマルジョンを得た後に,燃料の
    含有硫黄を無害の硫酸化合物の形で固定する物質を添加
    したことを特徴とするエマルジョン燃料。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の油中水滴型エマルジョン
    を得る際か、このエマルジョンを得た後に,酸素を保有
    してこれを燃焼の際に供与する物質を添加したことを特
    徴とするエマルジョン燃料。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の油中水滴型エマルジョン
    を,石炭微粉と混合してコムを得るか,公知のコムと混
    合使用することを特徴としたエマルジョン燃料の使用方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の油中水滴型エマルジョン
    を,窒素を除いて高い酸素濃度とした燃焼空気により燃
    焼させることを特徴としたエマルジョン燃料の使用方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000001789A1 (fr) * 1998-07-03 2000-01-13 Kuretake Co., Ltd. Emulsion de mazout de type eau dans huile
CN115404106A (zh) * 2021-05-29 2022-11-29 中国石油化工股份有限公司 一种含油废水与劣质重油共气化的方法

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