JPS6010559B2 - 燃料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ボイラーなどの加熱炉用燃料や内燃機関用燃
料として、窒素酸化物（以下にＮ０ｘと指称する）の発
生の少ない燃料組成物に関するものである。

従来、燃料油に水を加えて乳化したェマルジョン燃料が
ＮＱ発生の抑制に効果を示すことは、よく知られている
。

また、ェマルジョン燃料には、燃料中に水を分散させた
油中水滴型ェマルジョン（以下にＷノＯ型ェマルジョン
と指称する）と水中に燃料油を分散させた水中油滴型ェ
マルジョン（以下に○／Ｗ型ェマルジョンと指称する）
があるが、前者のＷ／Ｏ型ヱマルジョン燃料の方が好ま
しいことも知られている（例えば特関昭５０−斑１０３
および特関昭５０−８６５０４）。更に、油溶性有機金
属化合物、例えばフヱロセン、を燃料油に添加すること
により、Ｎ０ｘの発生が抑制されることも知られている
（例えば侍関昭５０一１２３７０３）。然しながら、前
者の方法、すなわちＷ／Ｏ型ェマルジョン燃料に於ては
、水の添加量の増加に伴なし・粘度の上昇や燃焼性の悪
化などの問題が生ずるため、水の添加量には自ずから限
度がある。

したがって、Ｎ○ｘの低減効果にも限度があり、ボイラ
ーの場合バーナの構造や燃焼条件などによって異なるが
、高々数１０％の低減率しか期待できないのが実状であ
る。−方、後者の方法に於ても、油溶Ｉ性有機金属化合
物が高価な為、その添加量は経済的に制約を受け、やは
り高いＮ○ｘ低減率は望めない。本発明者らは、これら
の実状に鑑み鋭意検討した結果、ＷノＯ型ェマルジョン
燃料の微細水滴中に鉄塩を含有せしめることにより、上
記問題を解決し得ることを見し、出し、本発明に到達し
た。

本発明の目的はＮ○ｘの発生を抑制する燃料組成物およ
び燃料添加剤の提供にあり、他の目的は燃焼発生源に対
し経済的に有利なＮ０ｘ低減法を提供することである。
次に本発明を更に詳しく詳明する。

本発明は上述の如く、‘１ＩＷ／Ｏ型ェマルジョンであ
ること、および（２｝該ェマルジョンの微細水滴中に鉄
塩を含有せしめること、を必須の要件としている。

これらの要件を充したときにみられるＮ○ｘ低減の機構
は、未だ詳細に明らかにされているわけではないが、油
中の水滴が先ず気化突沸することにより、油の微粒化が
起り、局部過熱などによるＮ○ｘの発生が抑制されると
ともに、水滴中の鉄塩が高温燃焼雰囲気中に均−分散さ
れ、徴粉の触媒となってＮ○ｘの還元分解を促進するも
のと考えられる。

Ｗ／Ｏ型ェマルジョン燃料は、通常、界面活性剤を溶か
し込んだ燃料油に、水を添加して調製される。

水の添加量は、Ｎ○ｘ低減の観点からは多いほど好まし
いが、粘度の増加や燃焼性の悪化などによって制約を受
け、ェマルジョン燃料の３の重量％以下が好ましく、通
常５〜２の重量％の範囲で用いられる。本発明の界面活
性剤としては、通常ＨＬＢ数が３〜９特に好ましくは４
〜７の非イオン系界面活性剤が用いられるが、その化学
構造には特に制約はない。もちろん、二種以上の界面活
性剤を用いてもよい。界面活性剤の添加量は、水の添加
量、燃料油の性状、鉄塩の添加量、および該界面活性剤
の性状などによって決められるが、通常、ェマルジョン
燃料の０．００５〜５重量％の範囲である。もちろん、
安定なェマルジョンが得られる限り、該添加量は少ない
方が経済的に有利であることは言うまでもない。本発明
で用いられる鉄塩は、水塔性のものが好ましく、例えば
硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝
酸第一鉄、硝酸第二鉄などの無機酸塩、および酢酸第一
鉄、酢酸第二鉄、シュウ酸第一鉄、シュウ酸第二鉄、ク
エン酸第二鉄、乳酸第一鉄などの有機酸塩などであり、
一般に含水塩および無水塩のいずれも使用できる。

また有機酸塩では塩基性のものも使用できる。鉄塩の添
加量は鉄原子として、ェマルジョン燃料の０．００１〜
１．の重量％、特に０．００５〜０．５重量％の範囲が
好ましい。鉄塩の添加量が鉄原子として０．００１重量
％以下の場合は、Ｎ○ｘの低減効果が充分でなく、一方
１．０重量％以上の場合はＮ○ｘの低減効果が飽和し、
経済的にも不利になる。鉄塩の添加の方法としては、予
め適当な濃度に調製した鉄塩水溶液を、蝿拝しながら、
やはり適当な濃度の界面活性剤を含有せしめた燃料油に
添加してゆく方法が好ましいが「もちろんこの方法に限
定されるわけではない。上記に於ては「燃料組成物につ
いて記載したが、本発明の目的を達成し得る燃料添加剤
について以下に記述する。

該燃料添加剤の趣旨は、【１｝本発明の燃料組成物を容
易に得ること「および【２）取り扱いの便利さにあり、
いわば本発明の燃料組成物の一部を濃縮した形のもので
ある。即ち、その組成は、用途によって異なるが、通常
は燃料油５０〜９５重量％、水１〜１の重量％、界面活
性剤０．１〜２の重量％、および鉄塩の鉄原子が０．１
〜１の重量％からなり、やはりＷ／Ｏ型ェマルジョンで
ある。

このような燃料添加剤を例えばボィラに使用する場合、
最終的にバーナーに供給される燃料組成が本発明の最適
組成になるように、燃料油、該燃料添加剤、および水を
適当な方法により、バーナーへの燃料供給ライン上の適
当な個処で混合したのち、バーナーへ供給すればよい。
本発明になる燃料組成物および燃料添加剤は軽油、重油
などの重質油を燃料として使用するボイラーなどの加熱
炉、ディーゼルエンジンなどの内燃機関、焼却炉、焼結
炉など燃焼にともなうＮ○ｘ発生源に適用加能である。
次に、実施例により本発明を更に詳しく説明する。実施
例 １ 酢酸第二鉄（塩基性）０．５ｇを水２０ｇに溶解し、こ
の水溶液を、滋のスパン８０を熔解したＡ重油７７．斑
に、鷹拝しながら添加し、Ｗ／Ｏ型ェマルジョン燃料を
調製した。

このヱマルジョン燃料を空気噴射式バーナーで燃焼せし
め、形成した火炎中にサンプリングロープと熱電対を挿
入し、Ｎ○ｘ濃度が最大となる位置で、Ｎ○ｘ濃度と温
度を測定した。Ｎ○ｘ濃度の測定はケミルミネッセンス
式Ｎ○ｘ計によった。ェマルジョン燃料および空気の供
給量は、それぞれ毎分１０の‘および９そであった。結
果を第１表に示す。実施例 ２ 実施例１の酢酸第二鉄（塩基性）の代りに硫酸第一鉄（
７水塩）を用い、他の条件は実施例１と同じにして試験
した。

結果を第１表に示す。実施例 ３実施例１の酢酸第二鉄
（塩基性）の代りに塩化第二鉄（無水）を用い、他の条
件は実施例１と同じにして試験した。

結果を第１表に示す。比較例 １ 実施例１で用いたＡ重油を実施例１と同様にして燃焼し
た。

結果を第１表に示す。比較例 ２ 水２雌、スパン８０を滋、および実施例１と同じＡ重油
７礎を用い、実施例１と同様にしてＷ／Ｏ型ェマルジョ
ン燃料を調製し、実施例１と同様に試験した。

結果を第１表に示す。比較例 ３ ０．５ｇのフエロセンおよび滋のスパン８０を７７．５
ｇのＡ重油（実施例１と同一のもの）に溶かし、これに
水２雌を縄拝しながら添加し、油中にフェロセンを溶解
したＷ／Ｏ型ェマルジョン燃料を調製した。

これについて実施例１と同様に試験した結果を第１表に
示す。Ｗ／Ｏ型ェマルジョン燃料の水滴中に鉄塩を溶か
したものの方がＮ○ｘ発生の抑制に有効であることがわ
かる。

比較例 ４０．５ｇの尿素を水２０ｇに溶解し、この水
溶液を滋のスパン８０を溶解したＡ重油７７．５ｇに、
燭拝しながら添加し、Ｗ／Ｏ型ェマルジョン燃料を調製
した。

実施例１と同機に試験した結果を第１表に示す。尿素の
添加によりＮ○ｘは逆に増えている。第１表実施例 ４ 酢酸第二鉄の濃度を変え、その他の条件は実施例１と同
様にして試験した。

結果を第２表に示す。第２表 実施例 ５ 開閉式加圧比例オイルバーナを備えた試験用加熱炉を用
いて、実施例１と同一組成の燃料（燃料１）、Ａ重油（
燃料Ｄ）および比較例２と同一組成の燃料（燃料ｍ）を
焚き、水管の下流（バーナチツプから約２．８ｈの位置
）で、Ｎ○ｘ濃度および温度を測定した。

ほぼ同じ燃焼条件でＮ０ｘ低減効果を調べるため、該温
度がほぼ同じになるように、各燃料の供給量を調節した
。また、１次空気量と２次空気量の比を一定に保ち、且
つ排ガス中酸素濃度も２．３〜２．５％とほぼ一定にな
るよう空気を供給して燃焼せしめた。結果を第３表に示
す。第３表実施例 ６ 水４笹重量％、硫酸第一鉄７水塩８重量％、スパン６０
８重量％、およびＡ重油４の重量％から成る燃料添加
剤を調製した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油中に微小水滴を分散させて成る油中水滴型エマル
   ジヨンにして、且つ該水滴中に鉄塩が含まれることを特
   徴とする燃料組成物。