JPS6064111A - 燃焼促進剤 - Google Patents
燃焼促進剤Info
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- JPS6064111A JPS6064111A JP58171330A JP17133083A JPS6064111A JP S6064111 A JPS6064111 A JP S6064111A JP 58171330 A JP58171330 A JP 58171330A JP 17133083 A JP17133083 A JP 17133083A JP S6064111 A JPS6064111 A JP S6064111A
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- JP
- Japan
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- combustion
- compound
- fe2o3
- additive
- organic
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- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
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。
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、重質油の燃焼を促進して未燃炭素分を著しく
減少させ得ると共に、排ガス中のＮＯｘ除去のために設
けられている脱硝触媒の機能を維持することのできる燃
焼促進剤に関するものである。
減少させ得ると共に、排ガス中のＮＯｘ除去のために設
けられている脱硝触媒の機能を維持することのできる燃
焼促進剤に関するものである。
石油、石炭などの化石燃料を使用するボイラ、ディーゼ
ル、ガスタービンなどの熱機関では、排ガス中に含まれ
ている未燃炭素、灰分を主成分とする煤塵、各種の硫黄
酸化物（以下、５ＯＸ）や窒素酸化物（以下、ＮＯＸ
）が環境汚染の原因となっており、それぞれ対策が実施
されている。
ル、ガスタービンなどの熱機関では、排ガス中に含まれ
ている未燃炭素、灰分を主成分とする煤塵、各種の硫黄
酸化物（以下、５ＯＸ）や窒素酸化物（以下、ＮＯＸ
）が環境汚染の原因となっており、それぞれ対策が実施
されている。
すなわち、硫黄を含まないＬＮＧ、ＬＰＧなどの良質な
燃料を用いると、ＳＯＸの発生はなく煤塵、ＮＯｘの生
成もかなり抑制されるので、甚た好都合であるが、エネ
ルギ費が高価であるため、運転経費の増大を招く欠点が
ある。このため、比較的安価な燃料（硫黄を含む）を使
用し、発生する煤塵、ＳＯｘ、 ＮＯｘなどを集塵装置
脱硝装置及び脱硫装置などを設けて処理する方法が経済
的にもメリットが大きいこともあってこの方式が広く採
用されている。
燃料を用いると、ＳＯＸの発生はなく煤塵、ＮＯｘの生
成もかなり抑制されるので、甚た好都合であるが、エネ
ルギ費が高価であるため、運転経費の増大を招く欠点が
ある。このため、比較的安価な燃料（硫黄を含む）を使
用し、発生する煤塵、ＳＯｘ、 ＮＯｘなどを集塵装置
脱硝装置及び脱硫装置などを設けて処理する方法が経済
的にもメリットが大きいこともあってこの方式が広く採
用されている。
一般に硫黄を多くちむ重油をはじめ硫黄含有量が比較的
少ない石油化学プラントの残渣油、副性油と称される重
質油などは、残留炭紫分や窒素化合物を多く含む傾向Ｖ
Ｌｃあるため、これらを燃焼すると多量の未慾炭素ケ含
む煤塵とＮＯｘが発生する。この未燃炭素分を減少させ
るため、諸種の燻焼技術の改善が実施をれでいる。例え
ば、燃焼時の過剰空気量を増すと未燃炭素量は減少する
がＳＯＸ 、 ＮＯｘの生成が増える欠点がある。この
ため燃料中に燃焼反応を促進させる作用を有す各種の化
学物質を添加（以下、添加剤）する方法が採用されてい
る。この添加剤の主成分は、無機及び有機の金属化合物
が一般的であり、金属としては通常Ｃａ、 Ｍｇ、 Ｂ
ａ などのアルカリ土類金属が多用されている。これら
の添加剤を重油中に１／５ｏｏｎ〜１１５０００（容量
比）添加すると、煤重量が５０係以上に減少する効果が
見られる一方、ボイラなどでは排ガスの後流側に設けら
れている脱硝用の触媒表面は添加剤中の金属化合物の一
部が付着し、排ガスと触媒との接触を妨害するため触媒
の機能が低下する欠点がある。このため、煤塵量は少な
くなるが脱硝機能が劣化し、甚しい場合には環境規制値
が守れなくなる惧れが予想されている。
少ない石油化学プラントの残渣油、副性油と称される重
質油などは、残留炭紫分や窒素化合物を多く含む傾向Ｖ
Ｌｃあるため、これらを燃焼すると多量の未慾炭素ケ含
む煤塵とＮＯｘが発生する。この未燃炭素分を減少させ
るため、諸種の燻焼技術の改善が実施をれでいる。例え
ば、燃焼時の過剰空気量を増すと未燃炭素量は減少する
がＳＯＸ 、 ＮＯｘの生成が増える欠点がある。この
ため燃料中に燃焼反応を促進させる作用を有す各種の化
学物質を添加（以下、添加剤）する方法が採用されてい
る。この添加剤の主成分は、無機及び有機の金属化合物
が一般的であり、金属としては通常Ｃａ、 Ｍｇ、 Ｂ
ａ などのアルカリ土類金属が多用されている。これら
の添加剤を重油中に１／５ｏｏｎ〜１１５０００（容量
比）添加すると、煤重量が５０係以上に減少する効果が
見られる一方、ボイラなどでは排ガスの後流側に設けら
れている脱硝用の触媒表面は添加剤中の金属化合物の一
部が付着し、排ガスと触媒との接触を妨害するため触媒
の機能が低下する欠点がある。このため、煤塵量は少な
くなるが脱硝機能が劣化し、甚しい場合には環境規制値
が守れなくなる惧れが予想されている。
本発明者らは、脱硝用触媒を偏イえたボイラにおいて、
重質燃料の燃焼反応を促進させて未燃炭素分を甚しく減
少させると共に、脱硝触媒の機能を妨害しない作用を有
する燃料添加剤を提供することを目的として研究を重ね
た結果、従来の添加剤主成分であるアルカリ土類金属化
合物に鉄化合物を加えることによってその目的を達成し
得ることを見出し、本発明に到達したものである。
重質燃料の燃焼反応を促進させて未燃炭素分を甚しく減
少させると共に、脱硝触媒の機能を妨害しない作用を有
する燃料添加剤を提供することを目的として研究を重ね
た結果、従来の添加剤主成分であるアルカリ土類金属化
合物に鉄化合物を加えることによってその目的を達成し
得ることを見出し、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、有機Ｃａ 化合物に鉄化合物を共存
させたことを特徴とする未燃炭素分減少能と脱硝触媒機
能維持能を有する重質油の燃焼促進剤に関するものであ
る。
させたことを特徴とする未燃炭素分減少能と脱硝触媒機
能維持能を有する重質油の燃焼促進剤に関するものであ
る。
本発明は、未燃炭素分の発生防止に効果的な作用を有す
る有機Ｃａ 化合物に鉄化合物を共存きせることが１贋
であり、これにより次のような作用効果を得ることがで
きる。
る有機Ｃａ 化合物に鉄化合物を共存きせることが１贋
であり、これにより次のような作用効果を得ることがで
きる。
（１） 未燃炭素分の減少は有ＩｆｉＣａ 化合物の作
用をそのまま活用するので、従来通りの煤塵減少効果が
得られる。
用をそのまま活用するので、従来通りの煤塵減少効果が
得られる。
（２）鉄化合物の添加は上６ピ（１）の作用の妨害はせ
ず、ＮＯｘの発生を抑制する作用がある。
ず、ＮＯｘの発生を抑制する作用がある。
（３） 鉄化合物は燃焼後Ｆｅ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ２々ど
の酸化物の微粉となって排ガス中に分布し、ボイラの後
部煙道部に設けられた脱硝触媒の表面に付着するが、脱
硝触媒の機能を低下することはない。
の酸化物の微粉となって排ガス中に分布し、ボイラの後
部煙道部に設けられた脱硝触媒の表面に付着するが、脱
硝触媒の機能を低下することはない。
（４） むしろ治機Ｃａ 化合物の燃焼生成物であるＣ
ａＯ、ＣａＳＯ４などが脱硝触媒の表面に付着すること
によって起る触媒機能の低下を防ぐ作用がある。すなわ
ちＣａｂ、 Ｃａ５Ｏｎ などが触媒表面に付着しても
、その上ＶｃＦｅ２０３ 、 Ｆｅ３０４などが付着す
るためＣａ 化合物の妨害作用が弱められることとなる
。
ａＯ、ＣａＳＯ４などが脱硝触媒の表面に付着すること
によって起る触媒機能の低下を防ぐ作用がある。すなわ
ちＣａｂ、 Ｃａ５Ｏｎ などが触媒表面に付着しても
、その上ＶｃＦｅ２０３ 、 Ｆｅ３０４などが付着す
るためＣａ 化合物の妨害作用が弱められることとなる
。
本発明におりる鉄化合物の添加は、有機Ｃａ化合物中の
金属Ｃａ量に対し、モル比でＦｅ／ｃａ＝０．５〜１，
０程度で効果がある、 また、本発明における有機Ｃａ 化合物としては、ナフ
タリンスルフオン酸カルシウム、例え有機Ｃａ 化合物
が燃料中に添加されて燃焼孕れたときの未燃炭素分の減
少機能については不明な点があるが、一応次のような作
用があるものと考えられる。
金属Ｃａ量に対し、モル比でＦｅ／ｃａ＝０．５〜１，
０程度で効果がある、 また、本発明における有機Ｃａ 化合物としては、ナフ
タリンスルフオン酸カルシウム、例え有機Ｃａ 化合物
が燃料中に添加されて燃焼孕れたときの未燃炭素分の減
少機能については不明な点があるが、一応次のような作
用があるものと考えられる。
（１） 重油が燃焼するプロセスは、噴霧された微細な
油滴から先ず揮発分が気化して燃焼し、残留した重質成
分がコークス状の炭素となり、この一部も燃焼するが、
コークス状の炭素の形状、結合状態によっては燃焼反応
が遅れ、これが未燃屍素となる。
油滴から先ず揮発分が気化して燃焼し、残留した重質成
分がコークス状の炭素となり、この一部も燃焼するが、
コークス状の炭素の形状、結合状態によっては燃焼反応
が遅れ、これが未燃屍素となる。
（２）有機ｃａ 化合物中の一５ｏａ−Ｃａ、％［８０
３９るいはこれが分解したＳがコークス状の炭素の分解
を促し、燃焼反応を進めるものと考えられる。
３９るいはこれが分解したＳがコークス状の炭素の分解
を促し、燃焼反応を進めるものと考えられる。
以下、輿面により、本発明をより肝細に説明する。
本発明の添力１１剤を重油燃焼ボイラに適用した例を第
１図にボす。
１図にボす。
第１図において、燃料は燃焼室１で燃焼し、高温の燃焼
ガスとなって過＃ｌ器２，２′、再熱器３、低温過熱器
４、低温再熱器５、節炭器６を通り、空気予熱器７を経
て外部−１排出される。アンモニア（ＮＨ，）は節炭器
６の後方に設けられた注入ノズル８から祭気予熱器７の
方向に注入され、燃焼ガス中の各種の成分と混合しなが
ら注入ノズル８の下流側に設けられた脱硝触媒層９を通
遇する。触媒表面では次に示すよりなＮＨ３によるＮＯ
ｘの還元反応が促進されることによってＮＯｘが減少す
る。
ガスとなって過＃ｌ器２，２′、再熱器３、低温過熱器
４、低温再熱器５、節炭器６を通り、空気予熱器７を経
て外部−１排出される。アンモニア（ＮＨ，）は節炭器
６の後方に設けられた注入ノズル８から祭気予熱器７の
方向に注入され、燃焼ガス中の各種の成分と混合しなが
ら注入ノズル８の下流側に設けられた脱硝触媒層９を通
遇する。触媒表面では次に示すよりなＮＨ３によるＮＯ
ｘの還元反応が促進されることによってＮＯｘが減少す
る。
２ ＮＯ，＋ ４ ＮＨ：Ｉ＋ ｏ２−→ ３Ｎ２＋６
Ｈ２０尚、図中の１０は燃焼用空気、１１は燃焼ガスの
流れを示す。
Ｈ２０尚、図中の１０は燃焼用空気、１１は燃焼ガスの
流れを示す。
上記のように、添加剤を含む燃料は燃焼室１で燃焼する
が、この際協力ロ剤成分の作用によって未燃炭素分の燃
焼を促進させる。添加剤中のＣａ、Ｆｅ化合物はともに
燃焼領域で高温状態に曝されるため分解するとともに酸
化物（ＣａＯ，Ｆｅ２０３）となり、その後燃焼ガス中
に浮遊して下流側へ移行するに従ってガス中のＳＯｘと
反応してＣａは（’ａｓＯ４となる。一方、Ｆｅ２Ｏ３
はＳＯｘとの反応が緩やかで大部分はＦｅ２Ｏ３の形の
ままでＣａＳＯ４と共に触媒表面に付着する。（勿論両
成分ともボイラチューブ表面にも刺着するが、触媒層９
は燃焼ガスと接触しやすいように設けられているので、
大部分のＣａＳＯ４，Ｆｅ２０３は触媒層表面に付着す
ることとなる。） このため、触媒表面では有機Ｃａ 化合物のみを添加し
た場合はＣａ ８０４が付着して触媒と排ガスとの直接
的な接触を妨げる。しかし、鉄化合物を共存烙せておく
と、ＣａＳＯ４と共にＦｅ２０Ｂの粒子が付着すること
となるので、このＦｅ２０３ が触媒的な作用を受持ち
脱硝反応が遅滞なく進むこととなる。
が、この際協力ロ剤成分の作用によって未燃炭素分の燃
焼を促進させる。添加剤中のＣａ、Ｆｅ化合物はともに
燃焼領域で高温状態に曝されるため分解するとともに酸
化物（ＣａＯ，Ｆｅ２０３）となり、その後燃焼ガス中
に浮遊して下流側へ移行するに従ってガス中のＳＯｘと
反応してＣａは（’ａｓＯ４となる。一方、Ｆｅ２Ｏ３
はＳＯｘとの反応が緩やかで大部分はＦｅ２Ｏ３の形の
ままでＣａＳＯ４と共に触媒表面に付着する。（勿論両
成分ともボイラチューブ表面にも刺着するが、触媒層９
は燃焼ガスと接触しやすいように設けられているので、
大部分のＣａＳＯ４，Ｆｅ２０３は触媒層表面に付着す
ることとなる。） このため、触媒表面では有機Ｃａ 化合物のみを添加し
た場合はＣａ ８０４が付着して触媒と排ガスとの直接
的な接触を妨げる。しかし、鉄化合物を共存烙せておく
と、ＣａＳＯ４と共にＦｅ２０Ｂの粒子が付着すること
となるので、このＦｅ２０３ が触媒的な作用を受持ち
脱硝反応が遅滞なく進むこととなる。
一般に、脱硝触媒はＶ２Ｏ５のような酸化性能を有する
ものが利用されているが、Ｆｅ２０３ はＶ２Ｏ５同様
酸化触媒としての機能を発揮する。
ものが利用されているが、Ｆｅ２０３ はＶ２Ｏ５同様
酸化触媒としての機能を発揮する。
本発明の添加剤の効果を調査するために実施したボイラ
の燃焼条件及び燃料性状は次の通りである。
の燃焼条件及び燃料性状は次の通りである。
（１）燃焼条件：空気過剰率として０２１％になるよう
にして燃焼させた。
にして燃焼させた。
（２）使用燃料：Ｓ；２．１３％、残留炭素； １１．
２８係、灰分；０．（１５％、Ｖ：８６ ｐｐｍ、Ｎａ ； ２３ ｐｐｍ （３） 添加剤の種類と添加量 ： ■；有機Ｃａ 化
合物■；■十鉄酸鉄酸化物Ｆｅ：＋ ０４ ）、Ｃａ／
Ｆθモル比＝１．０ ◎；添加剤なし７ ■及び■の添ｊＪＤ量は容量比で添加剤／燃料−１１５
０００である。
２８係、灰分；０．（１５％、Ｖ：８６ ｐｐｍ、Ｎａ ； ２３ ｐｐｍ （３） 添加剤の種類と添加量 ： ■；有機Ｃａ 化
合物■；■十鉄酸鉄酸化物Ｆｅ：＋ ０４ ）、Ｃａ／
Ｆθモル比＝１．０ ◎；添加剤なし７ ■及び■の添ｊＪＤ量は容量比で添加剤／燃料−１１５
０００である。
以上の条件でボイラを運転し、空気予熱器７の入口を通
過する排ガス中の未燃炭素分とＮＯｘ量を測定すること
によって添加剤の注入効果を調べた。
過する排ガス中の未燃炭素分とＮＯｘ量を測定すること
によって添加剤の注入効果を調べた。
第１表は、この結果を示したものである０第 １ 表
〔備 考〕
（１）煤塵の測定は３回実施し、Ｊｌ！ｌ定値の巾をも
って示しンχ。
って示しンχ。
（２） ＮＯＸの測定はＮＯ２として測定し、◎添加剤
なしの状態の測定値を１００としてその比率で示した。
なしの状態の測定値を１００としてその比率で示した。
第１表から明らかなように、添加剤を使用しない場合の
煤塵量は１５０〜１８０１η／扉であるのに対し、■の
添加剤を使用すると煤塵量は急激に減少し５５〜７０Ｍ
７／靜となる。採取した煤塵を化学分析したところ、未
燃炭素量が非常に少なくなるため燃焼の促進効果のある
ことか判る。しかし、運転を経続して行くと、例えば３
力月経過すると、第１表から明らかなように■の添加剤
使用の場合は、Ｎｏｘ几が増加し触媒の機能が低下しつ
つあることがうかかえる０これに対し、■の添加剤を使
用すλ３と爆塵量低下の効果はもとより、ＮＯｘの上昇
も見られず、長期間の使用に対しても十分適用し得るこ
とが認められた。
煤塵量は１５０〜１８０１η／扉であるのに対し、■の
添加剤を使用すると煤塵量は急激に減少し５５〜７０Ｍ
７／靜となる。採取した煤塵を化学分析したところ、未
燃炭素量が非常に少なくなるため燃焼の促進効果のある
ことか判る。しかし、運転を経続して行くと、例えば３
力月経過すると、第１表から明らかなように■の添加剤
使用の場合は、Ｎｏｘ几が増加し触媒の機能が低下しつ
つあることがうかかえる０これに対し、■の添加剤を使
用すλ３と爆塵量低下の効果はもとより、ＮＯｘの上昇
も見られず、長期間の使用に対しても十分適用し得るこ
とが認められた。
また、■の添加剤中に存在する鉄化合物量のみを変化さ
せてその効果を調べた０ （１） 有機Ｃａ 化合物中のＣａ に対する鉄化合物
（、Ｆｅｚ ０３ ）の比 Ｆｅ／ｃａモル比としてＱ、１．０，３．０．５．１．
０（２） 燃料中へ有機Ｃａ 化合物として１／ｓｏｏ
。
せてその効果を調べた０ （１） 有機Ｃａ 化合物中のＣａ に対する鉄化合物
（、Ｆｅｚ ０３ ）の比 Ｆｅ／ｃａモル比としてＱ、１．０，３．０．５．１．
０（２） 燃料中へ有機Ｃａ 化合物として１／ｓｏｏ
。
容量比添加
（３）燃焼条件、使用燃料は前記のものと同一３力月経
過後の煤塵■とＮＯｘ ５ｒの変化を調べた。その結果
は第２表に示す通りであり、Ｆθ／Ｃａ モル比で０．
３以上で明瞭な効果か認めら％第２表 上記の実施例では鉄化合物として酸化鉄（Ｆｅ３０４
、 Ｆｅ２Ｏ２）粉末を用いたが、その用途から明らか
なように、高温の燃焼領域に必らず通過するので、炭酸
鉄、硫酸鉄、水酸化第一鉄、水酸化第二鉄などは勿論の
こと、鉄金属石鹸のような有機化合物でも、すべてＦｅ
ｚ ｏａの酸化物に変化するので十分オυ用できること
が考えられ、実施例のＦｅ３０４ やＦｅ２Ｏ２に限定
されるものではない。
過後の煤塵■とＮＯｘ ５ｒの変化を調べた。その結果
は第２表に示す通りであり、Ｆθ／Ｃａ モル比で０．
３以上で明瞭な効果か認めら％第２表 上記の実施例では鉄化合物として酸化鉄（Ｆｅ３０４
、 Ｆｅ２Ｏ２）粉末を用いたが、その用途から明らか
なように、高温の燃焼領域に必らず通過するので、炭酸
鉄、硫酸鉄、水酸化第一鉄、水酸化第二鉄などは勿論の
こと、鉄金属石鹸のような有機化合物でも、すべてＦｅ
ｚ ｏａの酸化物に変化するので十分オυ用できること
が考えられ、実施例のＦｅ３０４ やＦｅ２Ｏ２に限定
されるものではない。
第１図は本発明添加剤を使用するボイラの例を示す図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 有機Ｃａ 化合物に鉄化合物を共存させたことを特徴と
する未燃炭素分減少能と脱硝触媒機能維持能を有する重
質油の燃焼促進剤０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171330A JPS6064111A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 燃焼促進剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171330A JPS6064111A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 燃焼促進剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064111A true JPS6064111A (ja) | 1985-04-12 |
Family
ID=15921229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58171330A Pending JPS6064111A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 燃焼促進剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064111A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252531A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Toa Netsuken Kk | 脱硝触媒の劣化抑制方法 |
| JPH09122498A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-13 | Toa Netsuken Kk | 脱硝触媒の劣化抑制添加剤及び劣化抑制方法 |
| WO2001096502A1 (en) * | 2000-06-14 | 2001-12-20 | I.B.E. Co., Ltd. | Fuel modifier |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117333A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Nariyoshi Kageyama | Method for eliminating noxious components from gas in a heating furnac e |
| JPS5377339A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Controlling method for nitrogenous oxide among burning gas |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58171330A patent/JPS6064111A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51117333A (en) * | 1975-04-07 | 1976-10-15 | Nariyoshi Kageyama | Method for eliminating noxious components from gas in a heating furnac e |
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| JP2001354979A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-25 | Ibe:Kk | 燃料改質剤 |
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