JPS6191407A - 燃焼設備への酸素添加のエマルジヨン燃料供給方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は燃焼設備への酸素添加エマルジョン燃料供給方
法に関するものである。

従来技術 従来、重油に水を添加、混合し、これに空気を添加、混
合し、泡状化して粘度を低くすると共に比重を軽くして
バーナーにおいて燃焼する方法が特開昭５２−２５８０
７号公報として公開されている。

発明が解決しようとする問題点 以上のような燃焼方法によると燃料中の窒素分と空気中
の７９％窒素の影響を受は窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減
は必ずしも満足した結果かえられない。

又空気量を少なくすると煤塵、−酸化炭素発生の原因に
なったり煙管にススが付着したり直接製品を加熱する場
合は組織が悪化するなどの原因となっている。

低窒素酸化物対策としてこれまでに二段燃焼方式やガス
再循環方式等があるが、これには設備スペースやバーナ
ー交換等大きな投資が必要となり、かつ公害等の上乗せ
が出た場合には再度設備更新をせざるをえない等の欠点
がある。

問題点を解決するための手段 したがって本発明の技術的課題は公害規制物質を削減し
、安定した燃焼を得、かつ熱効率の向上を図るための燃
焼設備への酸素添加エマルジョン燃料供給方法を提供す
ることを目的とするものである。

この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、水と
高濃度酸素含有空気又はおよび純酸素を混合し、更にこ
れを炭化水素系燃料の一部若しくは全部と混合して燃焼
設備へ供給することを特徴とするものである。

発明の効果 この技術的手段によれば水と酸素と堤料を混合し、酸素
添加エマルジョン燃料として燃焼させることにより有害
物質の排出を抑制し、燃焼効率を向上させることができ
る。

実施例 以下図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

屋外のストレージタンク（Ａ）から油配管（１）を経た
燃料油はサービスタンク（Ｂ）に貯留され、油配管（２
）を経て噴燃ポンプ（Ｐｌ）に供給され、ヒーター（Ｈ
ｌ）で燃焼するのに必要な温度まで加熱され、負荷に調
整された油Ｎ調整弁（Ｃ１）を通りバーナー（３０）に
送り込まれる。

一方このバーナー（３０）には蒸気取入口（２４）から
蒸気が供給されるようになっており、負荷側のスチーム
圧の取入口（２５）からマスターコントローラー（ＰＭ
Ｃ）がスチーム圧を検知し、これで調整される蒸気調整
弁（Ｃ）によって蒸気は調整されながらバーナー（３０
）に送り込まれる。

すなわち、負荷側のスチーム圧が低くなるとマスターコ
ントローラー（ＰＭＣ）により弁（Ｃ）（Ｃ３）が調整
されて油量と蒸気量が増加すると共に吸気管（２１）中
のダンパー（２２）の開度も連動して開かれ、高燃焼と
なり負荷側の蒸気圧が上昇する。

反対にスチーム圧が高くなると、マスターコントローラ
ー（ＰＭＣ）により弁（ＣＩ）（Ｃ３）も絞られると同
時にダンパー（２２）も閉じて低燃焼になって行く。

しかし低燃焼域では燃料油の使用量に対し、チップノズ
ルが同じであるため絞りに限度があり炎が不安定となり
、失火の原因になることがら燃焼用空気をあまり絞るこ
とができずこれが排ガス０２濃度として高くなっている
。

重油燃焼においては空気量を絞ると煤塵規制（０，２５
〜０．３ｇ／　Ｎ　ｎ？　）がクリアできないため過剰
気味５〜８％０□と高いのが現状である。このため空気
中の窒素分７９％の影響もあり必然的にＮＯｘ低減も図
れない原因にもなっている。

更に炉内の温度低下にもなり燃焼効率の低下の原因でも
ある。

そこで次のような本発明方法にしたがった給油ユニット
（２６）　、ミキサーユニット（２７）　、給水ユニッ
ト（２Ｂ）　、０２発生ユニット（２９）が装置される
。

すなわち、サービスタンク（Ｂ）の出口より油配管（２
）の途中から分岐し、止め弁（ｅ）を介して油配管（６
）を経てそのストレーナ−（３０）と給油ポンプ（Ｒ２
）によって３ｋｇ／ｃＩ１１まで上昇し、設定圧力以上
になった場合はリリーフ弁（Ｒ）から油配管（７）を経
てサービスタフク（Ｂ）に戻る回路が形成される。

これが給油ユニット（２６）である。

そして前記給油ユニット（２６）から油配管（８）を経
た燃料油は流量針（Ｆ　Ｓ）を通り４０℃以上ニヒータ
ー（Ｈ’）で加温され、更にミキサー（Ｍｌ　）　　（
Ｍ２）と減圧弁（３４）を通って油配管（９）で油配管
（２）に合流する回路がミキサーユニットである。

一方エマルジョンにする添加水は水タンク（Ｇ）より水
配管（１１）を経て給水ポンプ（Ｒ４）で６　ｋｇ　／
　ｃｉに加圧され水配管（１２）を経て制御盤（３５）
　’の中の電磁弁および給水比例装置を通り水配管（１
４）を経てミキサー（Ｍｌ）に入ってここで油と水が混
合され次のミキサー（Ｍ２）で再混合されて水は５〜２
０μの粒子になりエマルジョン油になる。

又給水ポンプ（Ｒ４）の吐出側であまった水はリリーフ
弁（Ｒ２）を経て水タンク　（Ｇ）に戻る。

以上が給水ユニソ、トである。

そして以上のようなエマルジョン油は減圧弁（３４）で
０　、５　ｋｇ　／　ｃｒｌに減圧され、油配管（９）
を経て噴燃ポンプ（Ｐ　　）に吸引され、バーナ−　（
３０）で燃焼される。

ここでエマルジョンの１０〜２０％をスタート時又は一
時停止時に加温のため循環するようにしてリリーフ弁（
Ｒ３）を経て止め弁（Ｃ）を開けておくと安定したエマ
ルジョン油が作れる。

バーナー負荷が下り、油使用量が下るとリリーフ弁（Ｒ
３）を経て噴燃ポンプ（Ｐｌ）のサクション側に引かれ
循環する。

更に送油量が油配管全体にあまってくると給油ポンプ（
Ｒ２）のリリーフ弁（Ｒ１）が作動しバイパス運転とな
る。

以上のようなシステは常に新鮮なエマルジョン油をバー
ナーに供給することを目的としており、一時停止時のド
レンオフ現象がないこと、スタート時の粘性増加がなく
安定した燃焼が保たれることにある。

エマルジョン燃焼は低ＮＯｘ煤塵量削減、低ｏ２化が図
れ、熱効率の向上も図れるがＣ重油中には燃料油中のＮ
分が０．２％と高く限度がある。

この解決策として本発明ではベビコン（Ｄ）から送られ
た空気を配管（１５）を経て０２　　発生器（Ｅ）に送
りここで窒素を分離し、高濃度酸素空気を作り配管（１
６）を経てミキサーユニット（２７）の流量計（ＦＳ　
）の信号を受は制御盤（３６）内で油量に比例して酸素
量を配管（１７）の酸素調整弁（Ｃ４）を経てサイレン
サー（Ｓ２）に吹込み、ここで水と混合され、更にミキ
サー（Ｍ、）（Ｍ２）で混合され燃料油中に水と酸素が
エマルジョンとなりバーナー（３０）に送られる。

以上のベビコン（Ｄ）、酸素発生器（Ｅ）、制御盤（３
６）が酸素発生ユニットである。

更にボイラー燃焼炉におけるスチーム噴霧の場合は配管
（１８）及び酸素調整弁（Ｃ２）を経てサイレンサー（
Ｓｌ）に入って酸素が蒸気調整弁（Ｃ３）と配管（１９
）を経たスチームと混合されバーナー（３０）に送られ
燃焼する。

酸素は火炎の温度が増し、燃焼速度が増すため空気量を
絞ることが可能となり、ＮＯｘ低減が図れる。

なお、図中、（３１）　　（３２）　　（３３）はスト
レーナ−を、又（ＳＶ、＞　　（ＳＶ２）は油電磁弁を
示す。

以上の如く酸素により火炎の温度が増し、燃焼速度が増
すため空気量を絞ることが可能となりＮＯｘ低減が図れ
る。

以上のような酸素混合エマルジョン燃料供給装置は前記
した給油ユニット、ミキサーユニット、給水ユニット、
酸素発生ユニットからなるがそれぞれは実施例の説明か
ら理解されるように次のようなものである。

すなわち、炭化水素系燃料に水を５〜２０μ粒子に分散
混合し安定したエマルジョン燃料を作るためミキサー側
に３　ｋｇ　／　ｃｒＡに送り出ず送油ポンプ　（Ｐ　
　）を具えたバイパス回路が給油ユニットであり、発信
式流量計（ＦＳ　）と４０℃まで加温するヒーター（Ｒ
２）と、エマルジョン油を作るミキサー（Ｍ、）　　（
Ｍ２　）と噴燃ポンプ（Ｐｌ）へ供給するのに油圧を１
．０〜０．５ｋｇ／ｄに減圧する減圧弁（３４）とから
なるものがミキサーユニットである。

次に油に添加する水タンク（Ｇ）と給水ポンプ（Ｐ　　
）およびバイパス回路と発信式流量計（ＦＳ　）の信号
を得て比例注入させる制御盤（３５）から成り立ってい
るものが給水ユニットである。

次にベビコンより吐出される空気を酸素吸着分離する酸
素発生器（Ｅ）と発信式流量計（ＦＳ　’）の信号をえ
て比例注入する制御盤（３６）から成り立っているもの
が酸素発生ユニットである。

そして図に示す酸素混合エマルジョン燃料供給装置とし
ては以上のようなユニット以外に次のような回路がある
。すなわち、水と酸素の混合されたエマルジョン燃料を
噴燃ポンプ（Ｐ、）によりバーナー（３０）で燃焼させ
る時負荷変動やスタート時に使用される油加温用のバイ
パス配管回路がある。又酸素発生ユニット（２９）でで
きた酸素を噴燃用空気又はスチーム中に酸素２〜１０％
混合させて燃焼を行う配管回路がある。

前者の配管回路は安定した燃焼を行うために必要であり
、給油ユニット（２６）と共に油量変化がないようにす
るためのものである。

後者の配管回路は燃料油の悪いものに補助的に使用され
る回路である。

何れにしても本発明のものは液体燃料を使用しているボ
イラ、加熱炉、ＬＰＧ、ＬＮＧ；、カッリン等の燃料に
も応用でき公害防止に益するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を実施する装置のフローシートを示す
。 Ａ・・・・ストレージタンク Ｂ・・・・サービスタンク Ｄ・・・・ベビコン Ｅ・・・・酸素発生装置 Ｇ・・・・水タンク ａ　−ｉ・・止め弁 Ｐ、・・・・噴燃ポンプ Ｐ２・・・・給油ポンプ Ｐ３・・・・循環ポンプ Ｐ４・・・・給水ポンプ Ｃ，・・・・油量調整弁 Ｃ２・・・・酸素調整弁 Ｃ３・・・・蒸気量調整弁 Ｃ４・・・・酸素調整弁 ｓｖ、、ｓｖ２・・油電磁弁 Ｓ、　、　Ｓ、、・・サイレンサー ＰＭＣ・・マスターコントローラー Ｒ７〜Ｒ３・・リリーフ弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水と高濃度酸素含有空気又はおよび純酸素を混合し、更
   にこれを炭化水素系燃料の一部若しくは全部と混合して
   燃焼設備へ供給することを特徴とする燃焼設備への酸素
   添加エマルジョン燃料供給方法。