JPH1061938A - 重質油エマルジョン燃料の燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重質油エマルジョン燃料と石油系燃料を安定
な状態に良好に混合しベーパーロックを起こすことなく
供給して燃焼可能な重質油エマルジョン燃料の燃焼方法
を提供する。 【解決手段】 脱水処理を施した重質油エマルジョン燃
料１１０とＣ重油６０をラインブレンダー７０で混合し
たのちヒータ８０を経てボイラ１０へ供給し燃焼する。
重質油エマルジョンを脱水処理するには、重質油エマル
ジョンをボイラ排ガス等で加熱したのち水分蒸発器に導
く。これによって水分とベーパーロックの原因となるガ
ス成分や低沸点成分を併せ除くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事業用、産業用の
重質油エマルジョン燃料の燃焼方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】重質油エマジョン燃料の燃焼方法の従来
燃焼技術を図７によって説明する。図７は、重質油エマ
ルジョン燃料を燃料とするボイラ１０に対し従来の燃焼
方法を適用した例を示している。

【０００３】図７において、重質油エマルジョン燃料１
０１は、燃料タンク１００からボイラ１０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１０
１の噴霧用蒸気９が同時に供給され、燃焼し易い粒径ま
で燃料１０１を霧化する。

【０００４】この後、ボイラ１０内で燃料１０１は燃焼
されるが、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、別の蒸気８がボイラ１０内に供給され
る。燃焼後の排ガス１１は、脱硝装置２０、脱じん装置
３０及び脱硫装置４０を経て、煙突５０から大気へ放出
される。

【０００５】従来の技術は、この様に常温で重質油エマ
ルジョン燃料１０１をボイラ１０まで供給しているが、
燃料の多様化に伴ない石油系燃料との混焼が不可欠の状
況にある。

【０００６】しかしながら、水中油滴型の重質油エマル
ジョンと石油系燃料を単純に混合した場合、エマルジョ
ンのブレーキングや水分離といった問題が発生する。ま
た、混合物の粘度が上昇し、霧化条件を満たす温度まで
加熱すると、重質油エマルジョンに含まれていたガスや
低沸点成分が原因するベーパーロックにより燃料供給が
不安定となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】重質油エマルジョン燃
料を用いたボイラについて前項で説明したように、従来
の重質油エマルジョン燃料の燃焼方法においては次の点
を解決する必要がある。まず、燃料成分と水滴を均一に
混合させる必要があること。また、その水滴は安定化さ
れていなければならないこと。更に、燃料中のガスや低
沸点成分によるベーパーロックを生じさせないこと等で
ある。

【０００８】本発明は、重質油エマルジョン燃料と石油
系燃料を安定な状態に良好に混合し、ベーパーロックを
起こすことなく供給して燃焼可能な重質油エマルジョン
燃料の燃焼方法を提供することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決する重質油エマルジョン燃料の燃焼方法として、重質
油エマルジョンから水分を脱水した燃料と石油系燃料と
を混合した燃料を供給するようにした燃焼方法を採用す
る。

【００１０】本発明による重質油エマルジョン燃料の燃
焼方法において重質油エマルジョン燃料から水分を脱水
するには、本出願人の出願に係る特願平７−３２４３５
４号の発明を利用できる。すなわち、この重質油エマル
ジョン燃料を燃焼させるボイラ等の燃焼装置からの排ガ
スを熱源として重質油エマルジョンを加熱する。

【００１１】ボイラ排ガス等によって重質油エマルジョ
ン燃料を加熱するのには、水等を熱媒体としたヒートパ
イプ方式によって熱交換させることによって重質油エマ
ルジョン燃料を加熱させるようにすると防火上安全で好
ましい。

【００１２】こうして加熱した重質油エマルジョン燃料
を水分蒸発器に導くことにより水分及びベーパーロック
の原因となるガス成分や低沸点成分を併せ除去した重質
油の油分を得ることができる。

【００１３】このようにして重質油エマルジョン中の水
分を微小液滴として、油中水滴型エマルジョンの状態で
安定に存在させる処置を行った重質油エマルジョン燃料
と、石油系燃料をラインブレンダー、ラインミキサー、
パイプラインホモミクサー等を使ってラインブレンドす
るか、一旦、サービスタンク内で混合したものを供給す
る。

【００１４】このようにして、本発明によれば重質油エ
マルジョンを脱水して親油性を高め石油系燃料油と良好
に混合して燃焼される。

【００１５】また、他の本発明は、重質油エマルジョン
を水中油滴型から油中水滴型に転相させた燃料を石油系
燃料とを混合した燃料を供給する重質油エマルジョン燃
料の燃焼方法を提供する。

【００１６】重質油エマルジョンを水中油滴型から油中
水滴型に転相させるには重質油エマルジョンを加温し、
又は高剪断力を与え、あるいは、その両方を行う。

【００１７】このようにして、油中水滴型に転相した重
質油エマルジョンに石油系燃料を混合させる場合には乳
化剤を添加するのが好ましい。石油系燃料との混合には
ラインブレンド又はタンクブレンドのいづれによっても
よい。

【００１８】このように重質油エマルジョンを油中水滴
型エマルジョンに転相することによって重質油エマルジ
ョンを脱水した場合と同様、全体が親油性となり石油系
燃料油と混合しやすくなる。

【００１９】本発明はまた、前記課題を解決するため、
重質油エマルジョンに石油系燃料を加えた燃料に乳化剤
を加え高剪断攪拌を加えることにより油中水滴型エマル
ジョンとした燃料を供給する重質油エマルジョン燃料の
燃焼方法を提供する。

【００２０】重質油エマルジョンに石油系燃料を加える
と、水中油滴型エマルジョンは破壊し、不安定になる。
そこで本発明の燃焼方法では前記したように乳化剤を加
えて高剪断攪拌を行うことにより、油中水滴型エマルジ
ョンを安定に形成させる。この微小水滴は、燃焼器で沸
とう微粒化を起こし、燃焼性を改善させる。

【００２１】添加する乳化剤としてはポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテルに代表されるノニオン系界面
活性剤がある。なお、この場合の混合操作もオンライン
又はサービスタンクを使って実施することができる。

【００２２】更に、本発明は前記した課題を解決するた
めの重質油エマルジョン燃料の燃焼方法として、重質油
エマルジョンからベーパーロックの原因となる非凝縮性
のガスと低沸点成分を除去し、これに石油系燃料を混合
した燃料を供給する重質油エマルジョン燃料の燃焼方法
を採用する。

【００２３】このように重質油エマルジョン燃料から非
凝縮性ガス等を除くことにより、燃料供給時のベーパー
ロックを防止出来、燃料をより高温に昇温出来ることか
ら、重質油エマルジョンの混合比率を高められる。尚、
重質油エマルジョン比率が高まると粘度が上昇する。

【００２４】重質油エマルジョン燃料から非凝縮性のガ
スと低沸点成分を除去するには重質油エマルジョンを１
００℃以上に加温しタンク内で脱気又は、フラッシャー
にかける等の操作を行えばよい。

【００２５】なお、非凝縮性のガスと低沸点成分を除去
した重質油エマルジョン燃料と石油系燃料を混合させる
際には先に説明したように乳化剤を加え高剪断攪拌を加
えるのが好ましい。

【００２６】以上のようにして、本発明によれば重質油
エマルジョン燃料と石油系燃料を安定な状態に良好に混
合しベーパーロックを起こすことなく供給して燃焼可能
な重質油エマルジョン燃料の燃焼方法が提供される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による重質油エマル
ジョン燃料燃焼方法の実施の形態を図１〜図６により具
体的に説明する。

【００２８】（第１実施形態）まず、本発明による重質
油エマルジョン燃料燃焼方法の第１実施形態を図１によ
り説明する。図１において、１０はボイラ、６１と１１
１はポンプ、７０はラインブレンダー、８０はヒータを
示している。

【００２９】図１において、Ｃ重油６０はポンプ６１
で、また、重質油エマルジョンを脱水処理した燃料油１
１０をポンプ１１１でそれぞれラインブレンダー７０に
供給し、脱水処理した重質油エマルジョンとＣ重油を均
一に混合する。混合した燃料はヒータ８０により燃焼条
件に昇温し、ボイラ１０に供給する。

【００３０】（第２実施形態）次に図２により第２実施
形態による重質油エマルジョン燃料の燃焼方法を説明す
る。図２において、１２０は重質油エマルジョン燃料、
１２１はポンプ、１２２はヒータ、１２３はパイプライ
ンホモミクサーを示している。その他の構成部分は図１
に示したものと同等であり、同じ部分には同一符号を付
してある。

【００３１】図２の装置において、重質油エマルジョン
１２０をポンプ１２１で移送し、ヒータ１２２で１００
℃に昇温し、更にパイプラインホモミクサー（特殊機化
工製）１２３で、１００００ １／Ｓの剪断速度で、攪
拌し油水滴型に転相する。

【００３２】この転相した重質油エマルジョンを、Ｃ重
油に加えて、ポンプ６１でラインブレンダー７０に供給
して、均一に混合する。また、ヒータ８０を経由して、
ボイラ１０に供給される。

【００３３】（第３実施形態）次に、図３により本発明
燃焼方法の第３実施形態について説明する。図３におい
て、１３０はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル、１３１はポンプを示しており、その他の構成は図３
に示したものと同等であり、同等の部分には同じ符号を
付してある。

【００３４】図３に示した燃焼装置において、重質油エ
マルジョン１２０をポンプ１２１で移送し、ヒータ１２
２で１００℃に昇温したものに、ポリオキシエチレンノ
ニルフェルエーテル（エチレンオキシド６モル）１３０
をポンプ１３１で０．３％相当加え、パイプラインホモ
ミクサーにより１００００ １／Ｓの剪断速度で、攪拌
する。

【００３５】この操作により油中水滴型エマルジョンと
したものをＣ重油６０に加え、ポンプ６１で、ラインブ
レンダー７０に供給し、均一に混合する。更に、ヒータ
８０を経由してボイラ１０に供給される。

【００３６】（第４実施形態）次に、図４によって第４
実施形態について説明する。図４において、６２はポン
プを示し、Ｃ重油６０の供給をヒータ１２２とパイプラ
インミクサー１２３の間で行い、かつ、ラインブレンダ
ー７０を除いた点の他は図３の第３実施形態と同じであ
る。

【００３７】この第４実施形態の燃焼方法では重質油エ
マルジョン１２０、ポリオキシエチレンノニルフェニル
エーテル１３０及びＣ重油６０はパイプラインホモミク
サー１２３で混合され、ヒータ８０を経てボイラ１０に
供給され燃焼される。

【００３８】（第５実施形態）次に図５により本発明の
燃焼方法の第５実施形態について説明する。図５におい
て、１２４はフラッシャーを示しており、その他の機器
は先の実施形態で説明したものと符号を対応させて示し
てある。

【００３９】この第５実施形態では、重質油エマルジョ
ン１２０をポンプ１２１でヒータ１２２に移送し、１１
０℃以上に加温した後、フラッシャー１２４にかけて脱
気する。脱気後の重質油エマルジョンをポンプ１２５
で、Ｃ重油６０に混合する。ポンプ６１によりブレンダ
ー７０、ヒータ８０を経由して、ボイラ１０に供給され
る。

【００４０】（第６実施形態）本発明による重質油エマ
ルジョン燃料の燃焼方法の第６実施形態を図６によって
説明する。この第６実施形態では、第５実施形態を示す
図５において、ポンプ１２５の後に、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル（エチレンオキシド６モル）
１３０をポンプ１３１により添加し、パイプラインホモ
ミクサー１２により、油中水滴型エマルジョンをより安
定なものとして、Ｃ重油６０に加える。他は、第５実施
形態の場合と同じ機器構成である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、脱水処理した重質
油エマルジョン燃料を石油系燃料と混合した燃料を用い
る本発明の燃焼方法においては、脱水処理した重質油エ
マルジョン燃料が、石油系燃料と混ざり易く、ラインブ
レンドで容易に混合出来る。従って、両燃料のラインブ
レンド混合後、燃焼器に供給することで混合燃焼が可能
である。

【００４２】また、水中油滴型エマルジョンは、そのま
までは石油系燃料とは混合出来ないが、本発明によって
油中水滴型エマルジョンに転相して親油性に変えた後、
石油系燃料と混合することで、ラインブレンドが可能と
なる。

【００４３】また、重質油エマルジョンに石油系燃料を
加えた燃料に乳化剤を加え、それを高剪断攪拌するよう
にした本発明の燃焼方法によれば油中水滴型エマルジョ
ンの水滴の微粒化及び安定化が促進され混合物全体の一
層の均一化が計れる。

【００４４】更に、重質油エマルジョンからベーパーロ
ックの原因となる非凝縮性のガスと低沸点成分を除去
し、これに石油系燃料を混合した燃料を供給する本発明
の燃焼方法によればエマルジョンの油中水滴型への転相
と非凝縮性ガス等の脱気が同時に行え、石油系燃料との
混合及び、安定燃焼が計れる。従って、混合燃料中の水
滴の微粒化と安定化が促進され、結果的には、一層の安
定燃焼が可能となる。

【００４５】以上のようにして、本発明の燃焼方法によ
れば、重質油エマルジョンと石油系燃料を混合して、安
定に燃焼器へ供給することができることにより、重質油
エマルジョン燃料の利用枠を拡大できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図２】本発明の実施の第２形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図３】本発明の実施の第３形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図４】本発明の実施の第４形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図５】本発明の実施の第５形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図６】本発明の実施の第６形態による重質油エマルジ
ョン燃料の燃焼方法を採用したボイラプラントを示す説
明図。

【図７】従来の重質油エマルジョン燃料の燃焼方法を採
用したボイラプラントを示す説明図。

【符号の説明】

１０ ボイラ ６０ Ｃ重油 ６１ ポンプ ６２ ポンプ ７０ ラインブレンダー ８０ ヒータ １１０ 重質油エマルジョン燃料 １１１ ポンプ １２０ 重質油エマルジョン １２１ ポンプ １２２ ヒータ １２３ パイプラインホモミクサー １２４ フラッシャー １２５ ポンプ １３０ ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル １３１ ポンプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重質油エマルジョンから水分を脱水した
   燃料と石油系燃料とを混合した燃料を供給することを特
   徴とする重質油エマルジョン燃料の燃焼方法。
2. 【請求項２】 重質油エマルジョンを水中油滴型から油
   中水滴型に転相させた燃料と石油系燃料とを混合した燃
   料を供給することを特徴とする重質油エマルジョン燃料
   の燃焼方法。
3. 【請求項３】 重質油エマルジョンに石油系燃料を加え
   た燃料に乳化剤を加え高剪断攪拌を加えることにより油
   中水滴型エマルジョンとした燃料を供給することを特徴
   とする重質油エマルジョン燃料の燃焼方法。
4. 【請求項４】 重質油エマルジョンからベーパーロック
   の原因となる非凝縮性のガスと低沸点成分を除去し、こ
   れに石油系燃料を混合した燃料を供給することを特徴と
   する重質油エマルジョン燃料の燃焼方法。