JPH11166705A - 水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置 - Google Patents
水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置Info
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- JPH11166705A JPH11166705A JP9333036A JP33303697A JPH11166705A JP H11166705 A JPH11166705 A JP H11166705A JP 9333036 A JP9333036 A JP 9333036A JP 33303697 A JP33303697 A JP 33303697A JP H11166705 A JPH11166705 A JP H11166705A
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- F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
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- F23D11/446—Vaporising devices incorporated with burners heated by an auxiliary flame
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- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
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- F23K2300/20—Supply line arrangements
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- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
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- F23K2300/20—Supply line arrangements
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L2900/00—Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
- F23L2900/07002—Injecting inert gas, other than steam or evaporated water, into the combustion chambers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー効率よく水−化石燃料混合エマル
ジョンを燃焼させ、高い燃焼カロリーが得られる水−化
石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置を提供
する。 【解決手段】 水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、
気化装置3で昇温、気化し、次いでこの昇温、気化によ
って生じた水−化石燃料混合ガスをバーナ7より噴射さ
せ、該混合ガス流に、ブラウンズガス燃焼バーナ5のブ
ラウンズガス炎を接触させ、該水−化石燃料混合ガスを
燃焼させる水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及
び燃焼装置。
ジョンを燃焼させ、高い燃焼カロリーが得られる水−化
石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置を提供
する。 【解決手段】 水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、
気化装置3で昇温、気化し、次いでこの昇温、気化によ
って生じた水−化石燃料混合ガスをバーナ7より噴射さ
せ、該混合ガス流に、ブラウンズガス燃焼バーナ5のブ
ラウンズガス炎を接触させ、該水−化石燃料混合ガスを
燃焼させる水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及
び燃焼装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水と石油等の化石
液体燃料の混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置に
関する。さらに詳しくは本発明は、エネルギー効率よく
水−化石燃料混合エマルジョンを燃焼させることがで
き、かつ、環境を汚染する排出ガスの少ない水−化石燃
料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置に関する。
液体燃料の混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置に
関する。さらに詳しくは本発明は、エネルギー効率よく
水−化石燃料混合エマルジョンを燃焼させることがで
き、かつ、環境を汚染する排出ガスの少ない水−化石燃
料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、省エネ等の観点から、化石液体燃
料に水を混合して燃料エマルジョンとして燃焼すること
が種々提案されている。このような燃料エマルジョンと
しては例えば、石油系燃料に添加して親水性の高いゲル
状にすることのできる特殊乳化剤を用いたエマルジョン
燃料などがある。また、この燃料エマルジョンの燃焼方
法としては、陽イオン化水を用いたエマルジョン燃料
を、水が分解する高温に加熱された熱陰極チャンバー内
に噴射して燃焼させる方法などが提案されている。燃料
エマルジョンは水を含有するため、通常の化石燃料のよ
うに常温の空気中でバーナーなどで着火して完全に燃焼
させることはできず、特に水分量の多い燃料エマルジョ
ンの場合には通常の方法では着火しない。従来、このよ
うな水を含む燃料エマルジョンを完全に燃焼させて燃料
として利用するには、燃焼環境の温度を約1600℃と
いう高温にしなければならなかった。このため、燃料エ
マルジョン自体は種々の用途での利用が期待されている
にもかかわらず、ごく特殊な環境においてのみ完全燃焼
が実現されているにすぎなかった。また、例えば一般に
実用化されている炉、ボイラ、ガスタービンなどでこの
ような高温の環境を維持することは、スチームやガス流
が熱を取り去っていくものであるため困難であり、エネ
ルギー効率や経済性の面からもその普及、実用化に大き
な問題となっていた。さらに近年、地球規模でCO2
(炭酸ガス)の排出削減が求められており、一定の燃焼
カロリーをできるだけ少ないCO2 排出で得られる燃料
燃焼システムが要望されている。水−化石燃料混合エマ
ルジョンは、水を混合したことにより化石燃料よりも燃
焼時のCO2 排出量を低減でき、この点からも水−化石
燃料混合エマルジョンを効率よく経済的に燃焼させる方
法、装置の開発が望まれていた。
料に水を混合して燃料エマルジョンとして燃焼すること
が種々提案されている。このような燃料エマルジョンと
しては例えば、石油系燃料に添加して親水性の高いゲル
状にすることのできる特殊乳化剤を用いたエマルジョン
燃料などがある。また、この燃料エマルジョンの燃焼方
法としては、陽イオン化水を用いたエマルジョン燃料
を、水が分解する高温に加熱された熱陰極チャンバー内
に噴射して燃焼させる方法などが提案されている。燃料
エマルジョンは水を含有するため、通常の化石燃料のよ
うに常温の空気中でバーナーなどで着火して完全に燃焼
させることはできず、特に水分量の多い燃料エマルジョ
ンの場合には通常の方法では着火しない。従来、このよ
うな水を含む燃料エマルジョンを完全に燃焼させて燃料
として利用するには、燃焼環境の温度を約1600℃と
いう高温にしなければならなかった。このため、燃料エ
マルジョン自体は種々の用途での利用が期待されている
にもかかわらず、ごく特殊な環境においてのみ完全燃焼
が実現されているにすぎなかった。また、例えば一般に
実用化されている炉、ボイラ、ガスタービンなどでこの
ような高温の環境を維持することは、スチームやガス流
が熱を取り去っていくものであるため困難であり、エネ
ルギー効率や経済性の面からもその普及、実用化に大き
な問題となっていた。さらに近年、地球規模でCO2
(炭酸ガス)の排出削減が求められており、一定の燃焼
カロリーをできるだけ少ないCO2 排出で得られる燃料
燃焼システムが要望されている。水−化石燃料混合エマ
ルジョンは、水を混合したことにより化石燃料よりも燃
焼時のCO2 排出量を低減でき、この点からも水−化石
燃料混合エマルジョンを効率よく経済的に燃焼させる方
法、装置の開発が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
エネルギー効率よく水−化石燃料混合エマルジョンを燃
焼させ、高い燃焼カロリーが得られる水−化石燃料混合
エマルジョンの燃焼方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、効率よく経済的に水−化石燃料混合エ
マルジョンを燃焼させうる燃焼装置を提供することを目
的とする。
エネルギー効率よく水−化石燃料混合エマルジョンを燃
焼させ、高い燃焼カロリーが得られる水−化石燃料混合
エマルジョンの燃焼方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、効率よく経済的に水−化石燃料混合エ
マルジョンを燃焼させうる燃焼装置を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み鋭意研究した結果、水−化石燃料混合エマルジョン
を昇温、気化したガス流を、ブラウンズガスを燃焼させ
た高温の炎とを接触、反応させて燃焼させることによ
り、上記課題が解決できることを見出し、この知見に基
づき本発明をなすに至った。すなわち本発明は、(1)
水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、気化し、次いで
この昇温、気化によって生じた水−化石燃料混合ガス流
に、ブラウンズガス燃焼によるブラウンズガス炎を接触
させ、該水−化石燃料混合ガスを燃焼させることを特徴
とする水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法、
(2)水−化石燃料混合エマルジョン中の化石燃料の割
合が容量比で10〜30%であることを特徴とする
(1)項記載の水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方
法、(3)水−化石燃料混合エマルジョンにマイクロ波
を照射して該エマルジョンを昇温、気化することを特徴
とする(1)又は(2)項記載の水−化石燃料混合エマ
ルジョンの燃焼方法、及び(4)水−化石燃料混合エマ
ルジョンを昇温、気化する装置と、昇温、気化して生じ
た水−化石燃料混合ガスを噴射する混合ガスバーナと、
ブラウンズガス燃焼バーナと、前記混合ガスバーナとブ
ラウンズガスバーナを設けた燃焼室を具備してなり、該
燃焼室において該ブラウンズガス燃焼バーナのブラウン
ズガス炎が該混合ガスバーナから噴射されるガス流に接
触しうるようにしたことを特徴とする水−化石燃料混合
エマルジョンの燃焼装置を提供するものである。
鑑み鋭意研究した結果、水−化石燃料混合エマルジョン
を昇温、気化したガス流を、ブラウンズガスを燃焼させ
た高温の炎とを接触、反応させて燃焼させることによ
り、上記課題が解決できることを見出し、この知見に基
づき本発明をなすに至った。すなわち本発明は、(1)
水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、気化し、次いで
この昇温、気化によって生じた水−化石燃料混合ガス流
に、ブラウンズガス燃焼によるブラウンズガス炎を接触
させ、該水−化石燃料混合ガスを燃焼させることを特徴
とする水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法、
(2)水−化石燃料混合エマルジョン中の化石燃料の割
合が容量比で10〜30%であることを特徴とする
(1)項記載の水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方
法、(3)水−化石燃料混合エマルジョンにマイクロ波
を照射して該エマルジョンを昇温、気化することを特徴
とする(1)又は(2)項記載の水−化石燃料混合エマ
ルジョンの燃焼方法、及び(4)水−化石燃料混合エマ
ルジョンを昇温、気化する装置と、昇温、気化して生じ
た水−化石燃料混合ガスを噴射する混合ガスバーナと、
ブラウンズガス燃焼バーナと、前記混合ガスバーナとブ
ラウンズガスバーナを設けた燃焼室を具備してなり、該
燃焼室において該ブラウンズガス燃焼バーナのブラウン
ズガス炎が該混合ガスバーナから噴射されるガス流に接
触しうるようにしたことを特徴とする水−化石燃料混合
エマルジョンの燃焼装置を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明において燃焼させる水−化
石燃料混合エマルジョンは、水及び化石燃料液体を含ん
でなる液体燃料である。化石燃料液体としては例えば灯
油、軽油、重油などがある。水は、水道水、蒸留水など
特に制限はない。本発明において用いることのできる水
−化石燃料混合エマルジョンの水と化石燃料液体の混合
割合は特に制限はないが、通常、エマルジョン(一般に
水中油型エマルジョン)中の化石燃料液体のの割合は容
量比で5〜85%であり、燃焼時のCO2 排出量の低減
の観点からは10〜30%が好ましい。例えば本発明者
らの先に提案したヒドロキシルイオン水(pH8.5〜
10)を用いて水の割合を多くした水−化石燃料混合エ
マルジョン(特願平9−308958号)などを好適に
用いることができる。また、水−化石燃料混合エマルジ
ョンには水と化石燃料の他に、必要に応じて界面活性剤
や電気石などを添加することができる。
石燃料混合エマルジョンは、水及び化石燃料液体を含ん
でなる液体燃料である。化石燃料液体としては例えば灯
油、軽油、重油などがある。水は、水道水、蒸留水など
特に制限はない。本発明において用いることのできる水
−化石燃料混合エマルジョンの水と化石燃料液体の混合
割合は特に制限はないが、通常、エマルジョン(一般に
水中油型エマルジョン)中の化石燃料液体のの割合は容
量比で5〜85%であり、燃焼時のCO2 排出量の低減
の観点からは10〜30%が好ましい。例えば本発明者
らの先に提案したヒドロキシルイオン水(pH8.5〜
10)を用いて水の割合を多くした水−化石燃料混合エ
マルジョン(特願平9−308958号)などを好適に
用いることができる。また、水−化石燃料混合エマルジ
ョンには水と化石燃料の他に、必要に応じて界面活性剤
や電気石などを添加することができる。
【0006】本発明においては、上記水−化石燃料混合
エマルジョンを昇温、気化して、噴射ノズルからガス流
を噴射させ、燃焼させる。ガス流の温度を150℃以上
とするのが好ましく、180〜300℃がさらに好まし
い。加熱昇温の方法は特に制限はないが、燃焼コストの
点からは熱エネルギーを用いる方法より、マイクロ波
(極超短波)をエマルジョンに照射してエマルジョン中
の水分子の運動によって昇温させる方法が好ましい。ま
た、マイクロ波照射によれば、水と化石燃料とがそれぞ
れ気化して均質に混在する混合ガスとすることができ、
より良好な燃焼状態とすることができる。マイクロ波は
2450〜3000MHzが好ましい。マイクロ波照射
に要する外部入力は、水−化石燃料混合エマルジョン燃
焼によって発生する熱量の通常3%以下である。気化
は、通常0.5〜1.5MPaに減圧するなどして行う
ことができる。
エマルジョンを昇温、気化して、噴射ノズルからガス流
を噴射させ、燃焼させる。ガス流の温度を150℃以上
とするのが好ましく、180〜300℃がさらに好まし
い。加熱昇温の方法は特に制限はないが、燃焼コストの
点からは熱エネルギーを用いる方法より、マイクロ波
(極超短波)をエマルジョンに照射してエマルジョン中
の水分子の運動によって昇温させる方法が好ましい。ま
た、マイクロ波照射によれば、水と化石燃料とがそれぞ
れ気化して均質に混在する混合ガスとすることができ、
より良好な燃焼状態とすることができる。マイクロ波は
2450〜3000MHzが好ましい。マイクロ波照射
に要する外部入力は、水−化石燃料混合エマルジョン燃
焼によって発生する熱量の通常3%以下である。気化
は、通常0.5〜1.5MPaに減圧するなどして行う
ことができる。
【0007】上記のようにして昇温、気化させて噴射さ
せた水−化石燃料混合ガス流に、ブラウンズガス炎を接
触させる。本発明において用いるブラウンズガス自体
は、水素と酸素が体積比2:1で混合された、水の電気
分解によって得られる非爆発性の混合ガスであり、燃焼
によって分子又は原子の水素、酸素が反応熱を生ずるこ
とから、極めて高い燃焼温度となることが知られてい
る。本発明では、トーチノズルと点火火花を発する着火
器などを用いてブラウンズガスを燃焼させて約2300
℃の高還元性炎を作り、好ましくは反応性の良好な炎の
先端部を、上記混合ガス流に接触させる。これにより、
混合ガスが高温燃焼する。これは、ブラウンズガス炎が
混合ガス流を加熱するとともに、混合ガス中の化石燃料
より発生した活性化学種との間で相互作用し化石燃料ガ
スを燃焼させ、高熱を発し、この高熱により混合ガス中
の水分がさらに水蒸気爆発して水素/酸素ガス炎(ブラ
ウンズガス炎)として高速燃焼し、火炎伝播を生じて混
合ガス全体を燃焼させるものと考えられる。この水蒸気
爆発による高速燃焼の速度は、例えば、プロパンの燃焼
の約6.75倍(線速度2.7m/s)である。上記の
燃焼メカニズムにおいて、活性化学種は水蒸気爆発によ
って生ずる酸素と反応することから、燃焼時に外部より
供給しなければならない酸素量が通常の燃焼よりもはる
かに少なく、実質的に空気を利用しない燃焼システムと
することも可能である。例えば水:化石燃料が容量比で
9:1のエマルジョンの場合、燃焼のために外部より要
求される酸素量は従来の10分の1以下となると考えら
れる。本発明の燃焼方法及び燃焼装置は、化石燃料の使
用量を低減した水−化石燃料混合エマルジョンを用いて
高い燃焼カロリーを得ることができるため、経済的であ
り、空気中で化石燃料等を燃焼させる場合に比べ公害の
原因となる排出ガスもはるかに少なくすることができ
る。
せた水−化石燃料混合ガス流に、ブラウンズガス炎を接
触させる。本発明において用いるブラウンズガス自体
は、水素と酸素が体積比2:1で混合された、水の電気
分解によって得られる非爆発性の混合ガスであり、燃焼
によって分子又は原子の水素、酸素が反応熱を生ずるこ
とから、極めて高い燃焼温度となることが知られてい
る。本発明では、トーチノズルと点火火花を発する着火
器などを用いてブラウンズガスを燃焼させて約2300
℃の高還元性炎を作り、好ましくは反応性の良好な炎の
先端部を、上記混合ガス流に接触させる。これにより、
混合ガスが高温燃焼する。これは、ブラウンズガス炎が
混合ガス流を加熱するとともに、混合ガス中の化石燃料
より発生した活性化学種との間で相互作用し化石燃料ガ
スを燃焼させ、高熱を発し、この高熱により混合ガス中
の水分がさらに水蒸気爆発して水素/酸素ガス炎(ブラ
ウンズガス炎)として高速燃焼し、火炎伝播を生じて混
合ガス全体を燃焼させるものと考えられる。この水蒸気
爆発による高速燃焼の速度は、例えば、プロパンの燃焼
の約6.75倍(線速度2.7m/s)である。上記の
燃焼メカニズムにおいて、活性化学種は水蒸気爆発によ
って生ずる酸素と反応することから、燃焼時に外部より
供給しなければならない酸素量が通常の燃焼よりもはる
かに少なく、実質的に空気を利用しない燃焼システムと
することも可能である。例えば水:化石燃料が容量比で
9:1のエマルジョンの場合、燃焼のために外部より要
求される酸素量は従来の10分の1以下となると考えら
れる。本発明の燃焼方法及び燃焼装置は、化石燃料の使
用量を低減した水−化石燃料混合エマルジョンを用いて
高い燃焼カロリーを得ることができるため、経済的であ
り、空気中で化石燃料等を燃焼させる場合に比べ公害の
原因となる排出ガスもはるかに少なくすることができ
る。
【0008】次に、本発明の燃焼方法及び燃焼装置につ
いて図面を参照してさらに詳細に説明する。図1は本発
明の装置の一実施態様の構成を示す説明図であり、水−
化石燃料混合エマルジョンの昇温にマイクロ波照射を用
いた例である。図中、1は水−化石燃料混合エマルジョ
ンの貯蔵タンク、2は水−化石燃料混合エマルジョン供
給ポンプ、3はマイクロ波照射装置、4はブラウンズガ
ス発生装置、5はブラウンズガス燃焼バーナ、7は混合
ガスバーナ、8は燃焼室、9は水−化石燃料混合エマル
ジョン気化室、10はノズル、11は耐熱被覆材であ
り、V1 〜V5 はそれぞれバルブである。この装置にお
いて、貯蔵タンク1より供給ポンプ2によってバルブV
1 を経由してマイクロ波照射装置3に送り込まれた水−
化石燃料混合エマルジョンは、マイクロ波照射により昇
温され、ノズル10を介して気化室9に送られて減圧さ
れ、気化して水−化石燃料混合ガスとなる。この気化室
9は気液分離室も兼ねており、該室内に溜った液状物は
バルブV5 を開いて排出できる。減圧の結果約150〜
200℃となっている混合ガスは、バルブV2 を介して
燃焼室8の混合ガスバーナ7から噴射される。この高温
ガスの移送に際しては、配管を耐熱被覆材11で被覆し
ておくことが好ましい。一方、混合ガスバーナ7の近傍
のブラウンズガス燃焼バーナ5は、ブラウンズガス発生
装置4で作られたブラウンズガスをバルブV3 を介して
噴射し、着火器(図示しない)で点火して混合ガスバー
ナ7からのガス流に接触するブラウンズガス炎を作り、
混合ガス流を燃焼させる。燃焼室8の雰囲気は通常の周
囲雰囲気であるが、外部よりバルブV4 を介して空気、
酸素又はオゾンの1種以上を導入することができ、燃焼
室8内の気体の組成を調整(例えば酸素過剰に、等)す
ることができる。本発明においては水−化石燃料混合エ
マルジョンの燃焼に際し燃焼室8全体を高温にする必要
はなく、ブラウンズガス炎の接触によって水−化石燃料
混合エマルジョンより生じたガスを完全燃焼させること
ができる。
いて図面を参照してさらに詳細に説明する。図1は本発
明の装置の一実施態様の構成を示す説明図であり、水−
化石燃料混合エマルジョンの昇温にマイクロ波照射を用
いた例である。図中、1は水−化石燃料混合エマルジョ
ンの貯蔵タンク、2は水−化石燃料混合エマルジョン供
給ポンプ、3はマイクロ波照射装置、4はブラウンズガ
ス発生装置、5はブラウンズガス燃焼バーナ、7は混合
ガスバーナ、8は燃焼室、9は水−化石燃料混合エマル
ジョン気化室、10はノズル、11は耐熱被覆材であ
り、V1 〜V5 はそれぞれバルブである。この装置にお
いて、貯蔵タンク1より供給ポンプ2によってバルブV
1 を経由してマイクロ波照射装置3に送り込まれた水−
化石燃料混合エマルジョンは、マイクロ波照射により昇
温され、ノズル10を介して気化室9に送られて減圧さ
れ、気化して水−化石燃料混合ガスとなる。この気化室
9は気液分離室も兼ねており、該室内に溜った液状物は
バルブV5 を開いて排出できる。減圧の結果約150〜
200℃となっている混合ガスは、バルブV2 を介して
燃焼室8の混合ガスバーナ7から噴射される。この高温
ガスの移送に際しては、配管を耐熱被覆材11で被覆し
ておくことが好ましい。一方、混合ガスバーナ7の近傍
のブラウンズガス燃焼バーナ5は、ブラウンズガス発生
装置4で作られたブラウンズガスをバルブV3 を介して
噴射し、着火器(図示しない)で点火して混合ガスバー
ナ7からのガス流に接触するブラウンズガス炎を作り、
混合ガス流を燃焼させる。燃焼室8の雰囲気は通常の周
囲雰囲気であるが、外部よりバルブV4 を介して空気、
酸素又はオゾンの1種以上を導入することができ、燃焼
室8内の気体の組成を調整(例えば酸素過剰に、等)す
ることができる。本発明においては水−化石燃料混合エ
マルジョンの燃焼に際し燃焼室8全体を高温にする必要
はなく、ブラウンズガス炎の接触によって水−化石燃料
混合エマルジョンより生じたガスを完全燃焼させること
ができる。
【0009】図2に、ブラウンズガス燃焼バーナ5から
の炎と混合ガスバーナ7からのガス流との状態を拡大し
た説明図を示した。混合ガスバーナ7から噴射された混
合ガス流のP点にブラウンズガス燃焼バーナ5からのブ
ンラウンズガス炎21(約2300℃)の、好ましくは
先端を接触させると、混合ガス中の化石燃料成分はブラ
ウンズガス炎との反応で4000℃を越える高温で燃焼
する。この高温で、混合ガス中の水蒸気は分解し、ブラ
ウンズガスを主体とするガスとなる。このガスはP点で
瞬時に自己燃焼し、この燃焼が火炎伝播となってP点か
らA方向、B方向に連鎖燃焼し、混合ガスバーナ7から
噴射する混合ガス全体が燃焼することになる。図中、2
2は混合ガス燃焼の炎を示す。このとき、混合ガス流と
ブラウンズガス炎との接触、交差角度が15〜30°と
なるよう混合ガスバーナ7とブラウンズガス燃焼バーナ
5を設置するのが好ましい。また、ブラウンズガス炎が
接触するP点の位置は、通常、混合ガス流の温度が低下
せずに適正に維持されている範囲内であり、混合ガスバ
ーナ7のノズル先端より5cm程度の位置が好ましい。
の炎と混合ガスバーナ7からのガス流との状態を拡大し
た説明図を示した。混合ガスバーナ7から噴射された混
合ガス流のP点にブラウンズガス燃焼バーナ5からのブ
ンラウンズガス炎21(約2300℃)の、好ましくは
先端を接触させると、混合ガス中の化石燃料成分はブラ
ウンズガス炎との反応で4000℃を越える高温で燃焼
する。この高温で、混合ガス中の水蒸気は分解し、ブラ
ウンズガスを主体とするガスとなる。このガスはP点で
瞬時に自己燃焼し、この燃焼が火炎伝播となってP点か
らA方向、B方向に連鎖燃焼し、混合ガスバーナ7から
噴射する混合ガス全体が燃焼することになる。図中、2
2は混合ガス燃焼の炎を示す。このとき、混合ガス流と
ブラウンズガス炎との接触、交差角度が15〜30°と
なるよう混合ガスバーナ7とブラウンズガス燃焼バーナ
5を設置するのが好ましい。また、ブラウンズガス炎が
接触するP点の位置は、通常、混合ガス流の温度が低下
せずに適正に維持されている範囲内であり、混合ガスバ
ーナ7のノズル先端より5cm程度の位置が好ましい。
【0010】また、図3には図1の装置のマイクロ波照
射装置3の一例についての模式的な説明図である。マグ
ネトロン31で発信された波長2450MHzのマイク
ロ波34をアンテナ32、カップラー33を介して耐圧
構造の石英ガラス35の窓から導波管36に導入し、こ
こで入口37より導入された水−化石燃料混合エマルジ
ョンを加熱して出口38より気化室へ送る。
射装置3の一例についての模式的な説明図である。マグ
ネトロン31で発信された波長2450MHzのマイク
ロ波34をアンテナ32、カップラー33を介して耐圧
構造の石英ガラス35の窓から導波管36に導入し、こ
こで入口37より導入された水−化石燃料混合エマルジ
ョンを加熱して出口38より気化室へ送る。
【0011】本発明の燃焼方法及び燃焼装置は、温風や
スチームなどによって稼働する種々のシステムに利用す
ることができ、例えば上記した燃焼室に炉、ボイラー、
温風発生機、ガスタービン発電機などを接続して用いる
ことができる。
スチームなどによって稼働する種々のシステムに利用す
ることができ、例えば上記した燃焼室に炉、ボイラー、
温風発生機、ガスタービン発電機などを接続して用いる
ことができる。
【0012】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。 実施例1 図4に示した構成のボイラシステムを運転し、発生熱量
等を測定した。図中、図1と同符号は同じものを示し、
41は完全自動ボイラ(川崎重工社製、KSK−SGボ
イラ)を示す。水−化石燃料混合エマルジョンは、蒸留
水と灯油が容量比90:10で、水の3重量%のトルマ
リン(粒径1.0μm)を添加したものを用いた。水−
灯油混合エマルジョンは4.5MPaでポンプ2によっ
て34リットル/時間で24時間供給した。マイクロ波
照射装置3では2450MHzのマイクロ波照射で20
℃の水−灯油混合エマルジョンを約90秒で249℃に
加熱し、気化室9で0.5MPaに減圧して気化した。
バーナ7から噴出する混合ガスの温度は150℃であっ
た。バーナ5からのブラウンズガスに着火器(図示しな
い)で点火して、2300℃のブラウンズガス炎の先端
(バーナ先端より5cm)をバーナ7からの混合ガス流
にあてたところ、混合ガスが燃焼して炎を発し、燃焼し
続けた。水−灯油混合エマルジョンのこのボイラにおけ
る発熱量を、入口水の熱量と出口蒸気の熱量より発熱量
を自動計測する蒸気熱計測システムにより測定したとこ
ろ約6000kcal/kgであった。
に説明する。 実施例1 図4に示した構成のボイラシステムを運転し、発生熱量
等を測定した。図中、図1と同符号は同じものを示し、
41は完全自動ボイラ(川崎重工社製、KSK−SGボ
イラ)を示す。水−化石燃料混合エマルジョンは、蒸留
水と灯油が容量比90:10で、水の3重量%のトルマ
リン(粒径1.0μm)を添加したものを用いた。水−
灯油混合エマルジョンは4.5MPaでポンプ2によっ
て34リットル/時間で24時間供給した。マイクロ波
照射装置3では2450MHzのマイクロ波照射で20
℃の水−灯油混合エマルジョンを約90秒で249℃に
加熱し、気化室9で0.5MPaに減圧して気化した。
バーナ7から噴出する混合ガスの温度は150℃であっ
た。バーナ5からのブラウンズガスに着火器(図示しな
い)で点火して、2300℃のブラウンズガス炎の先端
(バーナ先端より5cm)をバーナ7からの混合ガス流
にあてたところ、混合ガスが燃焼して炎を発し、燃焼し
続けた。水−灯油混合エマルジョンのこのボイラにおけ
る発熱量を、入口水の熱量と出口蒸気の熱量より発熱量
を自動計測する蒸気熱計測システムにより測定したとこ
ろ約6000kcal/kgであった。
【0013】灯油(燃焼カロリー約10300kcal
/kg、コスト50円/kg)と同一の燃焼カロリーを
上記ボイラシステムにおいて発生する水−灯油混合エマ
ルジョン(燃焼カロリー約6000kcal/kg、コ
スト7円/kg)の、灯油に対するコストの比を計算す
ると (10300/6000)×(7/50)≒0.24 となり、実施例1で用いた水−灯油混合エマルジョンは
灯油の24%の燃料コストで同一の燃焼カロリーが得ら
れることになる。また、1時間当り発生したスチームの
熱出力は233kWであるのに対し、外部入力はマイク
ロ波照射に12kW、ブラウンズガス発生に7kWを要
し、これらの入力の約12倍の熱出力があった。
/kg、コスト50円/kg)と同一の燃焼カロリーを
上記ボイラシステムにおいて発生する水−灯油混合エマ
ルジョン(燃焼カロリー約6000kcal/kg、コ
スト7円/kg)の、灯油に対するコストの比を計算す
ると (10300/6000)×(7/50)≒0.24 となり、実施例1で用いた水−灯油混合エマルジョンは
灯油の24%の燃料コストで同一の燃焼カロリーが得ら
れることになる。また、1時間当り発生したスチームの
熱出力は233kWであるのに対し、外部入力はマイク
ロ波照射に12kW、ブラウンズガス発生に7kWを要
し、これらの入力の約12倍の熱出力があった。
【0014】比較例 実施例1と全く同じボイラシステムで、ブラウンズガス
発生装置を停止し、実施例1で用いたと同じ水−灯油混
合エマルジョンを昇温、気化した混合ガスにプロパンガ
ス炎で着火しようとしたところ、混合ガスは全く燃焼し
なかった。
発生装置を停止し、実施例1で用いたと同じ水−灯油混
合エマルジョンを昇温、気化した混合ガスにプロパンガ
ス炎で着火しようとしたところ、混合ガスは全く燃焼し
なかった。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、化石燃料の含有量の低
い水−化石燃料混合エマルジョンを効率よく燃焼し、少
ないCO2 発生量で高い燃焼カロリーを得ることができ
る。本発明ではブラウンズガス炎を水−化石燃料混合エ
マルジョンを気化させた混合ガス流に接触させることに
より、従来のように燃焼環境全体を非常に高温にするこ
となく、経済的に、かつ、エネルギー効率よく、混合ガ
ス全体を高温で燃焼させることができる。
い水−化石燃料混合エマルジョンを効率よく燃焼し、少
ないCO2 発生量で高い燃焼カロリーを得ることができ
る。本発明ではブラウンズガス炎を水−化石燃料混合エ
マルジョンを気化させた混合ガス流に接触させることに
より、従来のように燃焼環境全体を非常に高温にするこ
となく、経済的に、かつ、エネルギー効率よく、混合ガ
ス全体を高温で燃焼させることができる。
【図1】本発明の燃焼装置の構成の説明図である。
【図2】本発明の燃焼装置における混合ガス流とブラウ
ンズガス炎の説明図である。
ンズガス炎の説明図である。
【図3】マイクロ波照射装置の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図4】本発明を用いたボイラシステムの一例の構成の
説明図である。
説明図である。
1 水−化石燃料混合エマルジョンの貯蔵タンク 2 水−化石燃料混合エマルジョン供給ポンプ 3 マイクロ波照射装置 4 ブラウンズガス発生装置 5 ブラウンズガス燃焼バーナ 7 混合ガスバーナ 8 燃焼室 9 水−化石燃料混合エマルジョン気化室 10 ノズル 11 耐熱被覆材 V1 〜V5 バルブ 21 ブラウンズガス炎 22 混合ガス炎 31 マグネトロン 32 アンテナ 33 カップラー 34 マイクロ波 35 石英ガラス 36 導波管 37 水−化石燃料混合エマルジョンの入口 38 水−化石燃料混合エマルジョンの出口 41 完全自動ボイラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 利安 神奈川県平塚市八重咲町26番19−302号 ブルーハイツ高風荘
Claims (4)
- 【請求項1】 水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、
気化し、次いでこの昇温、気化によって生じた水−化石
燃料混合ガス流に、ブラウンズガス燃焼によるブラウン
ズガス炎を接触させ、該水−化石燃料混合ガスを燃焼さ
せることを特徴とする水−化石燃料混合エマルジョンの
燃焼方法。 - 【請求項2】 水−化石燃料混合エマルジョン中の化石
燃料の割合が容量比で10〜30%であることを特徴と
する請求項1記載の水−化石燃料混合エマルジョンの燃
焼方法。 - 【請求項3】 水−化石燃料混合エマルジョンにマイク
ロ波を照射して該エマルジョンを昇温、気化することを
特徴とする請求項1又は2記載の水−化石燃料混合エマ
ルジョンの燃焼方法。 - 【請求項4】 水−化石燃料混合エマルジョンを昇温、
気化する装置と、昇温、気化して生じた水−化石燃料混
合ガスを噴射する混合ガスバーナと、ブラウンズガス燃
焼バーナと、前記混合ガスバーナとブラウンズガスバー
ナを設けた燃焼室を具備してなり、該燃焼室において該
ブラウンズガス燃焼バーナのブラウンズガス炎が該混合
ガスバーナから噴射されるガス流に接触しうるようにし
たことを特徴とする水−化石燃料混合エマルジョンの燃
焼装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9333036A JPH11166705A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置 |
US09/203,379 US6012915A (en) | 1997-12-03 | 1998-12-02 | Method of combusting a water/fossil fuel mixed emulsion and combustion apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9333036A JPH11166705A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11166705A true JPH11166705A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18261561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9333036A Pending JPH11166705A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 水−化石燃料混合エマルジョンの燃焼方法及び燃焼装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6012915A (ja) |
JP (1) | JPH11166705A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20010027430A (ko) * | 1999-09-13 | 2001-04-06 | 현광수 | 브라운가스를 포괄하는 산화촉매가 공급되는 연소장치 |
JP2001241644A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Hitachi Ltd | エマルジョン燃料改質燃焼方法およびその装置 |
KR100379739B1 (ko) * | 2000-07-03 | 2003-04-11 | 김상남 | 브라운가스 연소장치 |
KR100397585B1 (ko) * | 2000-10-30 | 2003-09-13 | 김상남 | 연소촉진용 브라운가스 버너 |
WO2005033582A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Toshihiro Abe | 燃焼装置 |
KR100500251B1 (ko) * | 2002-06-10 | 2005-07-11 | 김상남 | 브라운가스 연소촉진용 인젝터 |
JP2007514119A (ja) * | 2003-11-21 | 2007-05-31 | アソシエイティッド フィジックス オブ アメリカ,エル・エル・シー | 水素を用いて液体燃料を燃焼させる方法および装置 |
KR101234365B1 (ko) | 2011-07-13 | 2013-02-18 | 김동진 | 순간 공기 제어 장치가 구비된 에멀젼연료 버너 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003252747A1 (en) * | 2002-08-01 | 2004-03-11 | Kenichi Hashimoto | Apparatus for enhancing combustion efficiency of liquid fuel |
US20040111955A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-17 | Mullay John J. | Emulsified water blended fuels produced by using a low energy process and novel surfuctant |
US20040111957A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-17 | Filippini Brian B. | Water blended fuel composition |
US8075305B2 (en) * | 2006-01-24 | 2011-12-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Dual fuel gas-liquid burner |
US7901204B2 (en) * | 2006-01-24 | 2011-03-08 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Dual fuel gas-liquid burner |
US7909601B2 (en) * | 2006-01-24 | 2011-03-22 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Dual fuel gas-liquid burner |
US20080257719A1 (en) * | 2007-04-21 | 2008-10-23 | Ted Suratt | Apparatus And Method For Making Flammable Gas |
WO2009057607A1 (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Yusho Arai | 燃焼システム、燃焼方法並びに燃料流体、その製造方法およびその製造装置 |
US20090188449A1 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Hydrogen Technology Applications, Inc. | Method to enhance and improve solid carbonaceous fuel combustion systems using a hydrogen-rich gas |
CA2801572C (en) * | 2010-06-03 | 2019-01-15 | Rolls-Royce Corporation | Sensor communication system and machine having the same |
US8899969B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-12-02 | Gas Technology Institute | Method and system for low-NOx dual-fuel combustion of liquid and/or gaseous fuels |
RU2535296C2 (ru) * | 2012-12-04 | 2014-12-10 | Сергей Андреевич Андреев | Устройство для отопления |
US8960164B1 (en) * | 2013-08-01 | 2015-02-24 | Curtis E. Maxwell | Volumetric expansion assembly |
BR112017016898A2 (pt) * | 2015-02-05 | 2018-03-27 | Casale Sa | queimador para a produção de gás de síntese e circuito de refrigeração relacionado |
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US4014777A (en) * | 1973-07-20 | 1977-03-29 | Yull Brown | Welding |
US3958915A (en) * | 1974-02-15 | 1976-05-25 | The Toyo Rubber Industry Co., Ltd. | Method of burning emulsion oils |
US4008038A (en) * | 1975-09-10 | 1977-02-15 | Columbia Technical Corporation | Fuel conditioning apparatus and method |
KR920702486A (ko) * | 1990-06-14 | 1992-09-04 | 기이찌 히라따 | 에멀젼 제조장치와 그 연소 시스템 |
BR9201543A (pt) * | 1992-04-16 | 1993-10-19 | Lopes Homero & Ass Ltda | Processo de queima de emulsao hidro-oleosa |
US5370525A (en) * | 1993-03-22 | 1994-12-06 | Blue Pacific Environments Corporation | Microwave combustion enhancement device |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP9333036A patent/JPH11166705A/ja active Pending
-
1998
- 1998-12-02 US US09/203,379 patent/US6012915A/en not_active Expired - Fee Related
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JPWO2005033582A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2006-12-14 | 阿部 俊廣 | 燃焼装置 |
JP2007514119A (ja) * | 2003-11-21 | 2007-05-31 | アソシエイティッド フィジックス オブ アメリカ,エル・エル・シー | 水素を用いて液体燃料を燃焼させる方法および装置 |
KR101234365B1 (ko) | 2011-07-13 | 2013-02-18 | 김동진 | 순간 공기 제어 장치가 구비된 에멀젼연료 버너 |
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US6012915A (en) | 2000-01-11 |
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