JPS60186597A - 有害成分の抑制方法 - Google Patents

有害成分の抑制方法

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JPS60186597A
JPS60186597A JP25931884A JP25931884A JPS60186597A JP S60186597 A JPS60186597 A JP S60186597A JP 25931884 A JP25931884 A JP 25931884A JP 25931884 A JP25931884 A JP 25931884A JP S60186597 A JPS60186597 A JP S60186597A
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JP
Japan
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fuel
parts
weight
combustion
aqueous solution
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Application number
JP25931884A
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English (en)
Inventor
Takao Yamauchi
隆夫 山内
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L10/00Use of additives to fuels or fires for particular purposes
    • C10L10/02Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用加熱炉、ボイラ、ディーゼルエンジン、
ガソリンエンジン、その他の燃焼装置において、燃料の
燃焼によって発生する排気ガスに含、°有する成分のう
ち、特に窒素酸化物を処理する有害成分の抑制方法に関
するものである。
周知のように炭化水素系燃料を燃焼すると、燃料の種類
や成分或いは燃焼条件によって異なるが、窒素酸化物、
硫黄酸化物、煤煙などの公害源が発生する。例えば重油
等の残渣油で硫黄成分が含有する燃料を燃焼すると上記
各公害源が発生し、例えばガソリンや灯油等の軟質燃料
で硫黄成分の含有しない燃料を適正条件で燃焼すると硫
黄酸化物と煤煙の発生を抑制できるが、窒素酸化物が発
生する。
これらの公害源の発生は燃焼に際して同一の発生状態を
示すものではない。即ち硫黄酸化物は燃料の硫黄成分含
有量、燃焼時の空気量に関係し、硫黄成分の含有量と空
気量が増える程発生量も増大する。一方、窒素酸化物は
燃料に窒素化合物が存在すると含有量に比例し、て増大
す −る。しかし窒素化合物を含まない燃料を燃焼した
としても燃焼条件によって空気中の窒素と酸素とが反応
するので発生し、発生量は空気量が増大する程、及び火
炎温度が高くなる程多くなる。
これらの公害源のうち、防止策が重要視されながら適当
な経済的処理法が見い出されないのがNOr+といわれ
ている窒素酸化物の抑制方法である。
従来からの燃焼による窒素酸化物の抑制法には大別する
と二種に分類できる。
その−としては生成した窒素酸化物を何等かの方法で除
去したり無害化させる第1方法で、他の−としては燃焼
時に窒素酸化物の生成をできるだけ抑制する第2方法で
ある。
上記した第1方法としては一般に排煙脱硝法として知ら
れており、乾式方法と湿式方法とに区別される。
乾式方法の代表例としては接触還元法といわれているも
ので、アンモニア、硫化水素を還元剤として用いて排ガ
ス中のN0yaを選択的に無害なN2に還元するもので
ある。一方、湿式方法の代表例としては多種の吸収剤を
含有する吸収液に排ガスを通過させ、NOeを洗浄吸収
して除去するのである。いずれの方法も比較的良好に窒
素酸化物を抑制できるが、非常に大乏4な欠点が有る。
それはいずれの方法であっても脱硝装置や付属装置の設
置に著しい制限を受け、ご ような燃焼装置にでも適応
できるものではない。
また、還元剤や吸収液の交換、その他の維持哲理に大き
な手間と、膨大なる費用を要する。
又、前記した第2方法は実質的に燃焼法の改良であって
、その例としては (1)低NOzバーナによる燃焼法 (2)排ガスを再循環させ、二段燃焼による方法(3)
水や低級アルコールなどを燃料に乳化させた乳化燃料の
燃焼による方法 などが提案されている。
しかしいずれの方法も各々技術的に未解決であったり、
或いは設備費が高価になるなど゛多くの問題を含み、実
用性として遠いものである。
本発明は燃料の燃焼に際して発生する公害源、特に窒素
酸化物の生成を抑制するものであって、現在稼動中であ
る工業用加熱炉、ボイラ、ディーゼルエンジン、ガソリ
ンエンジンなどの燃焼装置に付属装置などとして別の装
置を付設したり燃焼装置の内部構造を変えることなく適
用することができ、しかも安価に、簡単に窒素酸化物の
生成を抑制するのである。
本発明は金属化合物の水溶液を燃料に混入させて燃焼し
たり、或いは燃料とは別にして直接燃焼装置に投入し、
燃料とともに燃焼させるのである。したがって本発明に
よれば、燃焼後における有害物質の発生を抑制できるば
かりでなく、燃焼効率を著しく高めることもできるので
ある。
本発明で使用できる金属化合物としてはリチウム、ナト
リウム、マグネシウム、銅、アルミニウム、シリコン、
カリウム、カルシウム、チタン、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル等の電気陰性度が21以下であり、しかも
原子番号が30以下のものである。
そしてこれら例としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウ
ム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸リチウム
、酢酸マンガン、酢酸ニッケル、酢酸コバルト、酢酸鉄
、酢酸銅などの水溶性酢酸塩、更には塩化す) IJウ
ム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩
化アルミニウム、塩化コバルト、[化マンガン、塩化鉄
、塩化ニッケル、塩化マグネシウム、塩化銅などの塩化
物や、硫酸す) IJウム、硫酸カリウム、硫酸リチウ
ム、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸アルミニウム、硫
酸コバルト、硫酸マンガン、硫酸鉄、硫酸ニッケル等の
硫酸塩も使用することができる。
本発明で使用される金属化合物は、上記した各側で示す
ように酸素との結合力が強いものであればよい。そして
酸素との反応を考慮すると、原子番号の大きい金属元素
は原子番号の小さい金属元素に較べて、原子量が相対的
に大きいので同一重量であれば燃焼室の内部において反
応する酸素の量が少くなる。また原子番号の大きい金属
゛元素は存在量が少なくて高価格のものが多いので、経
済的にも使用し難い。更には原子番号の大きい金属元素
は、同族の元素であれば原子番号の小さい金属元素より
反応性が小さい。
以上の各理由により、本発明で使用される金属元素とし
ては比較的安価で多量に産し、しかも燃焼室内において
単位重量当りの反応酸素量が多い原子番号30以下のも
のが有効である。
又、金属元素の電気陰性度を21以下としたのは次の様
な理由による。即ち酸素の電気陰性度が3.5であり、
高温において原子状酸素と充分に反応し得る電気陰性度
は、酸素の電気陰性度(3,5)から最も電気陰性度の
小さいフランシウムの0.7の値を減算し、その値の半
分値に07を加えた値(21)が最も適切だからである
。この値以上の電気陰性度の金属元素は原子状酸素と反
応性が弱くなる。また電気陰性度が21以下の金属元素
は一般に酸素とイオン結合するので、燃焼室内の火炎中
において酸化されやすい。しかし電気陰性度が21以上
の金属元素は一般に犠素と共有結合するため、上記した
作用を生じない。
したがって本発明に使用する金属元素は電気陰性度が2
1以下のものが最も効果が高い。
本発明の金属化合物の水溶性の無機塩は、無機塩の高濃
度水溶液を直接火炎に供給したり、或いは界面活性剤を
使用して燃料配管から供給しながら燃料に乳化させ、エ
マルジョンとして燃焼装置に供給してもよい。
水溶性金属塩と共に使用される界面活性剤を例示すると
、アニオン界面活性剤と[7てアルキルアリルスルフォ
ン酸塩、オレイン酸ナトリウムのような脂肪酸ナトリウ
ム石けん、ジアルキルスルフオサクシネートなどが有効
であり、非イオン界面活性剤としてはポリオキシエチレ
ンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンアル°キルリン酸エステル塩などがあり、
これ等の併用などもより効果的である。
特に、水に溶解しているので火炎中に添加されると水は
完全に蒸気となり、含有されていた水溶性塩は超微細粒
子となって火炎中に存在し、上記反応が非常に効率的に
行われる。また燃焼火炎中で微細粒子は一部が熱分解を
生じ、熱分解によって金属の生成する無機化合物が微細
粒子と同様の作用をもたらせるので窒素酸化物の生成を
抑制するのである。
更に添加された微細粒子と活性酸素との酸化物は触媒作
用により燃焼を促進して煤煙の発生を抑制するとともに
、火炎中に微細な固体として存在するので火炎の輻射能
を向上させ、燃焼効率を高めるものである。
したがって本発明によれば排ガス中に含有する窒素酸化
物を著しく軽減することができ、しかも技術的、経済的
に容易に実施することができて効果の高いものとなる。
以下に本発明の実施例を記載する。
実施例1 (A) 塩化マグネシウム30部、オレイン酸す′トリ
ウム5部を水道水35部に溶解させ、均一な水溶液とし
た。
(B) 酢酸鉄を10重量57部、酢酸す) IJウム
を10重量部、酢酸カルシウムを10重量部、水道水を
58重量部、イソプロピルアルコールを7重量部、ポリ
オキシエチレンノニルフェノールエーテル(HLB 1
4 )を5重量部にして混合攪拌し、均一な水溶液とし
た。
(0)@化マグネシウム7重量部、酢酸21重量部、水
67重量部を加え混合攪拌反応させ、酢酸マグネシウム
水溶液を作成しこれにジェタノールアミン3重量部、ポ
リオキシエチレンノちルフェノールエーテル(HLB 
13 ) 2重量部を加え均一な水溶−を得る。
上記した各((転)l (B) 、 (0)をプランジ
ャーポンプによって燃料の1000分の1の割合でボイ
ラの燃料配管に強制的に混入し、燃料とともにボイラの
火炎中に噴射させ、ボイラのエアーヒー′夕出口で発生
する窒素酸化物、SO,、煤塵の量を測定し、エコノマ
イザ−出口でSO8の量を測定して無添加の場合と比較
した。その結果は下記の様である。なお実施例1,2.
3において測定値は全てppmである。
測定結果は(A)、 (B) + (o)を各々2回測
定したときの平均値で、抑制率は下記の式によってめた
なお使用したボイラは三菱OFi自然循環型で、最大連
続蒸気量が350 VH,最大使用圧力がt 25 K
g/di、最大使用温度が540℃、燃料使用量が21
.3 Kf/Hである。
実施例2 ((転)酢酸カルシウム10重量部、酢酸マグネシウム
10重量部、ホリオキシエチレンノニルフェノールエー
テル(HLB 9.0 ) 3重量部、ドデシルベンゼ
ンスルフオン酸ナトリウム2重量部、水50部を混合攪
拌し、均一な溶液を作成した。
次に、A重油〔日本石油■製〕100重量部を攪拌させ
ながら上記水溶液を30分間で添加、攪拌させて成句型
エマルジョンを作成した。
(B) 塩化マグネシウム20重量部、ポリオキシエチ
レンオレイルエーテル(HLB s、o ) 3重量部
、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステルナ) I
Jウム塩塩型重量部水25重量部を混合攪拌して均一な
溶液を作成した。この水溶液と3重泊〔日本石油■製〕
をディスパーで20分間攪拌させ、馳エマルジョンを作
成した。
上記した(A) 、 (Blの各溶液をボイラ燃料の配
管途中のサービスタンクに、0重泊に対して2000分
の1の容量率で添加して0重泊に溶解させ、微細粒子を
均一に分散させた0重泊の燃焼における窒素酸化物、S
O,、煤塵の発生量をボイラのエアーヒータ出口で、S
O,の発生量をエコノマイザ−出口で測定し、無添加の
場合と比較した。その結果は下記の様である。
測定結果は(A) 、 (B)を各々2回測定したとき
の平均値で、抑制率は実施例1と同様である。
なおボイラは三菱OFt単胴放射型で、最大連続蒸発量
が260T/)l、最大使用圧力が120 Kflcl
、最高使用温度が541℃、通風方式が加圧型、エコノ
マイザ−型式がヒレ付鋼管ループ型、エアーヒータ型式
がユングストローム型である。
実施例3 囚 酢酸鉄(Fg (01klBO1’)@ ・4n、
o ) 15重量部、硫酸鉄(Fe2O2・7HtO)
 t5重量部、塩化コバルト(0o04 @ 6H,O
) to重量部、水道水60重量部を混合し、均一に溶
解して水溶液とした。
上記した(A)を燃料配管とは別の注入口からボイラ(
蒸発量15 T/H)に吹き込み、窒素酸化物、SO!
、煤塵の発生量をエアーヒータ出口で測定し、SO8の
発生量をエコノマイザ−出口で測定し、無添加の場合と
比較した。
なおボイラへの注入量は2 t/klである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム
    、チタン、マグネシウム、銅、アルミニウム、シリコン
    、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルで表わされる電気
    陰性度が20以下で、原子番号が30以下の金属の水溶
    性塩を水に稀釈させ、燃料とともに燃焼させるようにし
    たことを特徴とする有害成分の抑制方法。
  2. (2)水溶液は燃料に添加混合する特許請求の範囲第(
    1)項記載の有害成分の抑制方法。
  3. (3)水溶液は界面活性剤により燃料に乳化させる特許
    請求の範囲第(2)項記載の有害成分の抑制方法。
JP25931884A 1984-12-10 1984-12-10 有害成分の抑制方法 Pending JPS60186597A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268796A (ja) * 1987-04-27 1988-11-07 Nippon Mining Co Ltd コ−ク状炭化水素物質の燃焼用助燃剤
GB2438262A (en) * 2006-05-13 2007-11-21 John William Carson Reagent for surface calcination of minerals and ashes
CN107189801A (zh) * 2017-06-09 2017-09-22 太原理工大学 一种洁净焦炭生产和使用过程中脱硝的方法

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