JPH09111267A - 濃縮エマルジョン燃料材及びエマルジョン燃料 - Google Patents

濃縮エマルジョン燃料材及びエマルジョン燃料

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JPH09111267A JP27311095A JP27311095A JPH09111267A JP H09111267 A JPH09111267 A JP H09111267A JP 27311095 A JP27311095 A JP 27311095A JP 27311095 A JP27311095 A JP 27311095A JP H09111267 A JPH09111267 A JP H09111267A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、煤塵と窒素酸化物の低減は
勿論、長期の保存でも分離せず安定性に優れ、かつ、高
熱効率のボイラーにも問題なく使用することができる新
規な濃縮エマルジョン燃料材及びこれを用いたエマルジ
ョン燃料を提供ことにある。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、ア
ニオン系界面活性剤のアルキルエーテル硫酸エステルナ
トリウムとアルキルベンゼン酸ナトリウムとを混合均一
化した合成アニオン系界面活性溶液剤に蒸留水を投入攪
拌し気泡性を均一に含有するムース状乳化剤に石油系液
体燃料材を混入攪拌してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は石油系液体燃料に水
を混入してなるエマルジョン燃料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、石油系液体燃料の燃焼排気ガス中
の煤塵と窒素酸化物の減少を図る手段として水添加エマ
ルジョン燃料を用いる方法が知られている。
【0003】このエマルジョン燃焼は、例えば、石油な
どの疎水性の液体化石燃料に水と少量の界面活性剤を混
入攪拌して乳化させたものであり、その原理は燃料の燃
焼において、エマルジョン燃料の油滴中の水分が急激に
水蒸気になるときの体膨張(約1700倍)の力を利用
してバーナーから出た油滴(径約300〜400μm)
を再微粒化して燃焼用空気との混合を良くし、燃焼を促
進させることで煤煙を減少させると共に、その蒸発潜熱
によって火炎温度を低くして燃焼時の窒素酸化物の発生
率を低減するようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のエマルジョン燃料を構成する水と液体燃料は比重
が異なっていることから、これを貯蔵タンク等で貯蔵す
ると2〜3週間で水と油の層に分離してしまい、BC重
油を除き、長期間の保存は不可能であった。
【0005】また、従来のエマルジョン燃料では水混入
率1%に対して熱損失が0.08%あるため、例えば、
20%の水を混入しただけでも、約1.6%の熱損失を
招いてしまい、高い熱効率が求められるボイラーには使
用することができないといった問題点があった。
【0006】そこで、本発明は上述した欠点を有効に解
決するために案出されたものであり、その目的は、煤塵
と窒素酸化物の低減は勿論、長期の保存でも分離せず安
定性に優れ、かつ、高熱効率のボイラーにも問題なく使
用することができる新規な濃縮エマルジョン燃料材及び
これに、使用前に水を同量以上混入したエマルジョン燃
料を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、アニオン系界面活性剤のアルキルエーテル
硫酸エステルナトリウムとアルキルベンゼン酸ナトリウ
ムとを混合均一化した合成アニオン系界面活性溶液剤に
蒸留水を投入攪拌し、気泡性を均一に含有するムース状
乳化剤に任意量の石油系液体燃料材を混入攪拌してなる
ものである。
【0008】すなわち、合成アニオン系界面活性剤に蒸
溜水を加えて製造されたムース状の乳化剤と石油系液体
燃料を混入攪拌して製造された濃縮エマルジョン燃料
は、油中水滴特性のため、親水基性があり、攪拌による
気泡による体積が大きくなって水分との接触面積が大き
くなるため、多量の水分を混入できる。そして、この混
入した水分の粒子は気泡によって比重が軽くなり、石油
系液体燃料の比重とほぼ同じ比重となることにより、長
期間(2〜3ヶ月間)油成分とに分離しない化学的安定
性の高いエマルジョン状態が保持される。
【0009】また、このように高い化学的安定性を有す
る濃縮エマルジョン燃料材に、容量比で1〜1.5倍の
水を加えることにより、水の水素と酸素を分離活用する
ために、燃焼用の空気の必要量が少なくてすむので、燃
焼による排気ガス中の煤塵と窒素酸化物が低減されると
共に、燃焼中の火炎温度を上昇して高熱効率の燃焼を行
うことができる。但し、水を同量以上加えるので、着火
温度は400℃以上の雰囲気中を必要とするが、着火後
は連続燃焼が可能となる。
【0010】すなわち、従来では、燃焼排ガス中の窒素
酸化物の発生を抑えるためには、水分の含水率を多くし
て火炎温度を低くする必要があるが、そうすると、水分
の蒸発潜熱により、熱効率が低下してしまい、高熱効率
のボイラーではエマルジョン燃料を使用することが困難
であった。しかしながら、本発明のエマルジョン燃料
は、少ない燃焼空気で未燃焼油を完全燃焼させることか
ら、不完全燃焼に起因する煤塵は勿論、燃焼温度を高く
しても窒素酸化物の発生を大幅に低減することができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0012】上述したように、本発明の濃縮エマルジョ
ン燃料材は、アニオン系界面活性剤のアルキルエーテル
硫酸エステルナトリウムとアルキルベンゼン酸ナトリウ
ムとを混合均一化した合成アニオン系界面活性溶液剤に
蒸留水を投入攪拌し、気泡性を均一に含有するムース状
乳化剤に任意量の石油系液体燃料材を混入攪拌してなる
ものである。
【0013】次に、この濃縮エマルジョン燃料材の製造
方法の一例について説明すると、図1に示すように、先
ず常温(室温)、常圧(大気圧)下で、ビーカー1にア
ニオン系界面活性剤10のアルキルエーテル硫酸エステ
ルナトリウムと、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ムをそれぞれ容量比3(例えば300cc)と容量比1
(100cc)ずつ混合し、均一に攪拌してアニオン系
界面活性剤溶液を生成し、このアニオン系界面活性剤溶
液に容量比6(600cc)の蒸溜水11を徐々に混入
攪拌し泡立たせた後、さらに、プロペラ攪拌機2で泡が
細かくムース状なるまでにゆっくり攪拌して気泡の入っ
たムース状の乳化剤3を生成する。次に、このムース状
の乳化剤3をさらに大きな容器4に移し替えて、その中
に容量比で150(15L)〜200(20L)倍の石
油、灯油、重油、軽油等の液体化石炭化水素分留分中の
オレフィン系不飽和炭化水素5をホイップ状態を維持し
つつ攪拌しながら、最初は徐々に滴下して乳化剤を連続
相、オレフィン系不飽和炭化水素5を分散相としたO/
W型(水中油滴型)エマルジョン燃料を生成する。そし
て、投入されるオレフィン系不飽和炭化水素の量が乳化
剤3の量を上回ると連続相と分散相が逆転して、W/O
型(油中水滴型)エマルジョン燃料が生成される。さら
に投入されるオレフィン系不飽和炭化水素の量が増える
とゲル状態を経た後、凝固して半透明のゲル状態とな
り、含水率0.3〜0.4%程度の濃縮エマルジョン燃
料6が生成される。そして、この濃縮エマルジョン燃料
材6をさらに大きい容器7に移し変えた後、この濃縮エ
マルジョン燃料材6に、これに対して容量比1.0〜
1.5倍の水8を混入して攪拌してエマルジョン燃料9
を生成することになる。
【0014】このようにして得られた濃縮エマルジョン
燃料材はゲル状となっているため、その組成は安定して
おり、長期間(2〜3ケ月以上)の保存が可能となる。
【0015】また、この濃縮エマルジョン燃料材に使用
前に容量比で1〜1.5倍の水を混入したエマルジョン
燃料を燃焼させると、少ない燃焼空気で未燃焼油を完全
燃焼させることができることから、不完全燃焼に起因す
る煤塵の発生量は勿論、必要とする燃焼空気量が少なく
なるため、火炎温度を高くしても窒素酸化物の発生を大
幅に低減することができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【0017】先ず、常温(室温)、常圧(大気圧)下
で、容量が300cc程度のビーカーにアニオン系界面
活性剤10のアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム
と、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムをそれぞれ
30ccと10ccずつ混合し、均一に攪拌してアニオ
ン系界面活性剤混合液を生成し、このアニオン系界面活
性剤混合液に60ccの蒸溜水を徐々に混入攪拌し泡立
たせた後、さらに、プロペラ攪拌機で泡が細かくムース
状なるまで1000rpm以下で攪拌して気泡の入った
ムース状の乳化剤を生成した。
【0018】次に、このムース状の乳化剤をさらに大き
な容器に移し変えて、その中に15Lの石油、灯油、重
油、軽油等の液体化石炭化水素分留分中のオレフィン系
不飽和炭化水素をホイップ状態を維持しつつ攪拌しなが
ら、W/O型(油中水滴型)の濃縮エマルジョン燃料材
を生成した。
【0019】そして、この濃縮エマルジョン燃料材をさ
らに大きい容器に移し替えた後、この濃縮エマルジョン
燃料材に、これに対してそれぞれ1.0〜1.5倍の水
を混入して攪拌し、30〜約40Lの白色のエマルジョ
ン燃料(燃料A、燃料B)を2種類製造した(燃料A=
濃縮エマルジョン燃料材:47.5%、水:52.5
%、燃料B=濃縮エマルジョン燃料材:50.0%、
水:50.0%)。
【0020】次に、図2に示すようなカマド型の炉を用
い、この炉内温度を予め400℃に一定に保つと共に、
この炉に3.8Lの水を張った容器を備え、上記燃料
A、B及び灯油をそれぞれ燃料として用い、この容器内
の水温が26℃から95℃に達するまでの時間と燃料消
費率を測定すると共に、燃焼排ガス中の煤塵と窒素酸化
物の量を測定した。
【0021】この結果、図3に示すように、灯油を燃料
として用いた場合には、炉に備えられた容器内の水温が
所定温度(95℃)に達するまでの所要時間及び消費油
量は、それぞれ8分40秒、364ccであったのに対
し、本発明に係るエマルジョン燃料A、Bを用いた場合
はいずれも所要時間、消費油量は灯油の半分以下であ
り、優れた燃焼効率を発揮することが分かった。また、
燃焼排ガス中の煤塵と窒素酸化物の発生量も灯油を用い
た場合より大幅に減少し、高い燃焼効率と、煤塵及び窒
素酸化物の排出量を大幅に抑制されることが実証され
た。さらに、本発明に係る濃縮エマルジョン燃料材と従
来のエマルジョン燃料を同じ条件で保管しておいたとこ
ろ、従来のエマルジョン燃料は2週間で油と水分に分離
してしまったのに対し、本発明に係る濃縮エマルジョン
燃料材は2ヶ月以上経っても分離などが発生せず、高い
化学的安定性を発揮した。
【0022】
【発明の効果】以上、要するに本発明によれば、水と液
体化石燃料が分離し難くなって化学的安定性が向上する
ため、長期間の保存が可能となる。また、必要とする燃
焼空気の量が少なくても高い熱効率を発揮することがで
きるため、燃焼温度を上昇させても煤塵や窒素酸化物の
発生量が大幅に抑制される等といった優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る濃縮エマルジョン燃料材及びエマ
ルジョン燃料の製造方法の一形態を示す概略図である。
【図2】本発明に係るエマルジョン燃料の燃焼試験方法
を示す概略図である。
【図3】燃料別の燃焼による昇温度試験結果を示すグラ
フ図である。
【符号の説明】
3 乳化剤 5 液体燃料 6 濃縮エマルジョン燃料材 8 水 9 エマルジョン燃料 10 界面活性剤 11 蒸溜水

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アニオン系界面活性剤のアルキルエーテ
    ル硫酸エステルナトリウムとアルキルベンゼン酸ナトリ
    ウムとを混合均一化した合成アニオン系界面活性溶液剤
    に蒸留水を投入攪拌し気泡性を均一に含有するムース状
    乳化剤に、石油系液体燃料材を混入攪拌してなることを
    特徴とする濃縮エマルジョン燃料材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の濃縮エマルジョン燃料材
    に、容量比で1〜1.5倍の水を混入攪拌してなること
    を特徴とするエマルジョン燃料。
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