JPH1060461A - 重質油エマルジョン燃料の改質方法 - Google Patents

重質油エマルジョン燃料の改質方法

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JPH1060461A
JPH1060461A JP8223691A JP22369196A JPH1060461A JP H1060461 A JPH1060461 A JP H1060461A JP 8223691 A JP8223691 A JP 8223691A JP 22369196 A JP22369196 A JP 22369196A JP H1060461 A JPH1060461 A JP H1060461A
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JP
Japan
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water
heavy oil
oil emulsion
emulsion fuel
nitrogen oxide
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Pending
Application number
JP8223691A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Kai
昭夫 開
Kimiyo Tokuda
君代 徳田
Yuichi Hino
裕一 日野
Toshimitsu Ichinose
利光 一ノ瀬
Tsutomu Hashimoto
勉 橋本
Hiroshi Ogata
寛 緒方
Shozo Kaneko
祥三 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重質油エマルジョン燃料を用い燃料中の水分
を除去してボイラ効率の低下を防ぐようにしたボイラに
おいて、同水分中に残留する窒素酸化物イオンを除去し
て回収する水分の改質を行うようにしたものを提供す
る。 【解決手段】 加熱器110で加熱され、水分蒸発器1
20で分離された水蒸気及び軽質油可燃ガスから成る蒸
気121は、凝縮器140で凝縮されその後油水分離器
150で油分151と水分152に分離される。この油
水分離の際、それと同時又はその後で水分152を、イ
オン交換樹脂吸着塔155等により窒素酸化物イオンを
除去し、同水分を改質して後のプラント中での使用に問
題ないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、事業用、産業用の
重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラに関する。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の典型的な重質油エマルジョ
ン燃料燃焼ボイラの構成を示す。
【0003】図2に示したボイラにおいて、重質油エマ
ルジョン燃料101は、燃料タンク100からボイラ1
0のバーナに直接供給される。バーナには重質油エマル
ジョン燃料101の噴霧用蒸気9が同時に供給され、燃
焼し易い粒径まで重質油エマルジョン燃料101を霧化
する。
【0004】この後、燃料101はボイラ10内で燃焼
される。一方、ボイラ10内の伝熱管等に付着する灰分
等を吹き飛ばす為に、別の水蒸気8がボイラ10内に供
給される。ボイラ10で燃焼後の排ガス11は、脱硝装
置20、脱塵装置30及び湿式脱硫装置40を経て、煙
突50から大気へ放出される。
【0005】ここに示したものでは、このように常温で
重質油エマルジョン燃料101をボイラ10まで供給で
きるが、重質油エマルジョン燃料101中には、約20
〜30%の水分が含まれる為、これがボイラ10内で蒸
発する為の熱が必要で、ボイラ効率が低下する。
【0006】この点を解決するべく、重質油エマルジョ
ン燃料101から水分を除去して燃焼させる方法が提案
されるに至った。以下、そのような工夫を加えたものに
ついて図3に基づいて説明する。
【0007】ボイラ本体10と排ガス処理系の脱硝装置
20、脱塵装置30、湿式脱硫装置40及び煙突50等
から構成される重質油エマルジョン燃料焚きボイラにお
ける燃料供給系に対し、重質油エマルジョン燃料中水分
の脱水システムが配備されている。
【0008】この燃焼ボイラにおける脱水システムは、
重質油エマルジョン燃料タンク100、重質油エマルジ
ョン燃料加熱器110、燃料中の水分蒸発器120、脱
水後の燃料貯蔵タンク130及び脱水蒸気の凝縮器14
0、油水分離器150、水分の再加熱器160等から構
成されている。
【0009】重質油エマルジョン燃料製造元から送られ
てきた燃料は燃料タンク100に貯蔵される。このタン
ク100から図示していないポンプを介して送られる重
質油エマルジョン燃料101は、後述する凝縮器140
で蒸気121の潜熱を吸収し温度上昇する。
【0010】凝縮器140を出た重質油エマルジョン燃
料102は、さらに、加熱器110で重質油エマルジョ
ン燃料102中の水分が蒸発可能な温度まで加熱され、
水分蒸発器120に供給される。加熱器110の加熱源
にはボイラ排ガス11の一部ガス12の顕熱を利用す
る。
【0011】水分蒸発器120に供給されて高温になっ
た燃料111は、重質油の油分122と水蒸気及び軽質
油可燃ガスから成る蒸気121に分離し、重質油分12
2は一旦燃料貯蔵タンク130に貯留後、ボイラ燃料1
31としてボイラ10のバーナ口へ供給される。
【0012】なお、重質油分122は水蒸気及び軽質油
可燃ガスから成る蒸気121が蒸発した時点で常温では
流動性がなくなる為、燃料貯蔵タンク130及びバーナ
口までの配管等は加熱し、流動性を保持する必要があ
る。
【0013】蒸発した蒸気121は、それの持つ潜熱を
回収する為、凝縮器140に入れられ、ここで、常温の
重質油エマルジョン燃料101に熱を伝え、蒸気121
は凝縮後、水分及び軽質油分の混入した液体141とな
る。
【0014】この水分及び油分を各々同システム内で有
効に利用する為、油水分離器150で油分151と水分
152に分離し、油分151はボイラの点火トーチ用等
の燃料に、水分152は一部を脱硫装置40の冷却水4
1に、一部は再度加熱器160で加熱してボイラバーナ
のアトマイズ用蒸気9、或はボイラ内スートブロー用蒸
気8等に使用されるようになっている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前記したように従来の
ものにおいては、重質油エマルジョン燃料から水分を除
去する点にまで到達したが、しかし、ここで分離した水
分中には、硝酸イオン及び亜硝酸イオン等の窒素酸化物
イオンが存在するため、この分離した水は酸性を呈す
る。
【0016】従って、ここで回収した水分が脱硫装置の
冷却水として利用するには必ずしも適切ではなく、また
そのまま排水として処置することは出来ないという問題
がある。
【0017】本発明は上記の分離した水分中から好まし
くない窒素酸化物イオンを除去し、脱硫装置の冷却水と
しての使用に耐え、かつまた、そのまま排水処置を可能
とする水分を得るようにしたものを提供することを課題
とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するべくなされたもので、重質油エマルジョン燃料
を脱水したのちボイラへ送給するものにおいて、凝縮し
た油を含む脱水を油水分離し、分離した水分中から同油
水分離と同時またはその後で窒素酸化物イオンを除去す
るようにした重質油エマルジョン燃料の改質方法を提供
し、前記脱水を油水分離した水分中の硝酸イオン及び亜
硝酸イオン等の窒素酸化物イオンを除去することによ
り、産業排水基準の1つである窒素濃度を規制値以下に
することができるものであり、かつまた、そのことによ
り重質油エマルジョン燃料からの分離水を、脱硫装置の
冷却水等のユーティリティ用水として利用できることか
ら、プラント全体の効率アップへと帰結することができ
るものである。
【0019】また、本発明は前記窒素酸化物イオンの除
去に際し、イオン交換樹脂を用いて行うようにした重質
油エマルジョン燃料の改質方法を提供し、イオン交換樹
脂の特性を巧みに活用して硝酸イオン及び亜硝酸イオン
等の窒素酸化物イオンを吸着して適切に除去するように
したものである。
【0020】また、本発明は前記窒素酸化物イオンの除
去に際し、イオン透析法を用いて行うようにした重質油
エマルジョン燃料の改質方法を提供し、イオン透析によ
る濃縮特性を巧みに利用して硝酸イオン及び亜硝酸イオ
ン等の窒素酸化物イオンを適切に除去するようにしたも
のである。
【0021】また、本発明は前記窒素酸化物イオンの除
去に際し、R/O膜分離法を用いて行うようにした重質
油エマルジョン燃料の改質方法を提供し、R/O膜によ
る分離性能の特性を巧みに利用して硝酸イオン及び亜硝
酸イオン等の窒素酸化物イオンを適切に除去するように
したものである。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1に基
づいて説明する。なお図1のものは前記した図2のもの
と基本的構造は大半が同一であるので、これら同一の部
分については図面中に同一の符号を付して示し、重複す
る説明を省略して本実施の形態の特徴ある部分に絞って
説明する。
【0023】即ち、本実施の形態では図3に示した重質
油エマルジョン燃料脱水システムの中で、油水分離装置
150の後にイオン交換樹脂吸着塔155を設置したも
のである。
【0024】従って油水分離装置150で油分151を
分離して残った水分はイオン交換樹脂吸着塔155内で
硝酸イオンや亜硝酸イオン等の窒素酸化物イオンを吸着
除去され、プラントのユーティリティ用水として何ら問
題のない改質された水分となり、脱硫装置40の冷却水
として、又、水分再加熱器160を経てボイラ10への
供給蒸気として系内に供給され、使用される。
【0025】一方、イオン交換樹脂吸着塔155で濃縮
された硝酸イオン、亜硝酸イオン等の窒素酸化物イオン
は、特に図示してないが定期的な洗浄により回収され、
ボイラ10に投入することで焼却処理されるものであ
る。
【0026】なお、ここでは硝酸イオンや亜硝酸イオン
等の窒素酸化物イオンの除去を行う手段としてイオン交
換樹脂を用いて行う例を示したが、これに替えてイオン
透析により、又はR/O膜による膜分離により前記窒素
酸化物イオンの除去を行うこともできるものである。
【0027】更にこの窒素酸化物イオンの除去は、油水
分離を行った後の水分に対して行うものについて説明し
たが、油水分離装置をイオン交換樹脂吸着塔等の窒素酸
化物イオン除去の行程とを合体し、この両方の作用を同
時に一挙に行うようにすることも勿論可能なものであ
る。
【0028】なお、前記重質油エマルジョン燃料から脱
水分離された水分について油を分離し、次いでイオン交
換樹脂吸着塔155により窒素酸化物イオンを除去して
水分改質を行う際、このイオン交換樹脂吸着塔155の
前後における水質の分析結果をまとめると次の通りとな
る。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上、本発明によれば、重質油エマルジ
ョン燃料から回収した水分が改質されて品質が向上した
ことにより、プラントのユーティリティ水としての利用
が拡大され、プラントに供給される水分の総量を大巾に
減少することができ、プラントの効率向上に貢献するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る重質油エマルジョ
ン燃料燃焼装置の系統図。
【図2】従来の重質油エマルジョン燃料燃焼ボイラの系
統図。
【図3】図2のものを改良して油水分離工程を含めた重
質油エマルジョン燃料燃焼装置の系統図。
【符号の説明】
8 水蒸気 9 噴霧用蒸気 10 ボイラ本体 20 脱硝装置 30 脱塵装置 40 湿式脱硫装置 41 冷却水 50 煙突 100 燃料タンク 101 重質油エマルジョン燃料 110 重質油エマルジョン燃料加熱器 120 水分蒸発器 121 水蒸気及び軽質油可燃ガスから成る蒸気 122 重質油分 130 燃料貯蔵タンク 140 凝縮器 150 油水分離装置 151 油分 152 水分 155 イオン交換樹脂吸着塔 160 水分の再加熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ瀬 利光 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 橋本 勉 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 緒方 寛 長崎市深堀町五丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 金子 祥三 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重質油エマルジョン燃料を脱水したのち
    ボイラへ送給するものにおいて、凝縮した油を含む脱水
    を油水分離し、分離した水分中から同油水分離と同時ま
    たはその後で窒素酸化物イオンを除去するようにしたこ
    とを特徴とする重質油エマルジョン燃料の改質方法。
  2. 【請求項2】 前記窒素酸化物イオンの除去に際し、イ
    オン交換樹脂を用いて行うようにしたことを特徴とする
    請求項1に記載の重質油エマルジョン燃料の改質方法。
  3. 【請求項3】 前記窒素酸化物イオンの除去に際し、イ
    オン透析法を用いて行うようにしたことを特徴とする請
    求項1に記載の重質油エマルジョン燃料の改質方法。
  4. 【請求項4】 前記窒素酸化物イオンの除去に際し、R
    /O膜分離法を用いて行うようにしたことを特徴とする
    請求項1に記載の重質油エマルジョン燃料の改質方法。
JP8223691A 1996-08-26 1996-08-26 重質油エマルジョン燃料の改質方法 Pending JPH1060461A (ja)

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