KR100642146B1 - 내한성 향상 및 슬래그 방지와 클링커가 효과적으로제거되는 연료 첨가제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 내연기관이나 보일러, 연소로 등에 사용하는 광물유(mineral oil) 또는 석탄과 같은 연료에 첨가하여 사용할 때 발생되는 미반응 물질과 같은 분진이나, CO(일산화탄소), NOx 와 같은 오염 물질의 저하 및;

높은 연소 효율과, 겨울철에 얼지 않는 우수한 내한성을 가지면서, 특히 석탄 연소시 보일러나 연소로 등의 연소장치의 가열 면이나 바닥에 축적되는 석탄재(회분, ash)의 양을 효과적으로 저하 시키는 조성으로 구성된 연료첨가제 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 석탄과 같은 착화온도가 높은 물질(400~600℃)의 초기착화를 용이하도록 하고, 슬러지(sludge) 분산 및 유동성 향상, 겨울철 우수한 내한성을 위하여 에틸렌글리콜이 포함된 수용성 용매 30 내지 86.98 중량%와;

상기, 석탄과 같은 착화온도가 높은 물질(400~600℃)의 착화가 용이하도록 하는 산화제 등의 연소촉진제 5.0 내지 20 중량%와;

연소촉진제의 장기간 안정화를 위한 실란계열의 안정화제 0.01 내지 5.0 중량%와;

가열로 내의 회분(ash)과 결합하여 팽창 됨으로써 다공성을 형성하며, 연소 중에 석탄 내 함유된 유황 성분에 의해 발생하는 황산과 결합하여 황산염을 생성하는 알칼리금속 화합물 5.0 내지 25 중량%와;

연료중에 포함된 황화물과 반응하여 슬래그(slag)의 융점을 상승시켜 슬래그 의 부착을 감소시키는 금속화합물 0.01 내지 5.0 중량%와;

고형분의 침전방지, 분산성 향상 및 균일한 혼합을 위해 첨가하는 계면활성제 화합물 3.0 내지 15 중량%;를 포함하는 조성의 연료 첨가제 조성물에 관한 발명으로,

내한성이 우수하며, 슬래그(slag) 방지 효과 및 클링커(clinker)를 효과적으로 제거할 수 있는 조성으로 구성된, 연료 첨가제 조성물에 관한 매우 유용한 발명이다.

연소촉진제, 석탄, 클링커, 슬러지, 슬래그, 연료첨가제

Description

내한성 향상 및 슬래그 방지와 클링커가 효과적으로 제거되는 연료 첨가제 조성물{Fuel additives composition having good freezing resistance property for preventing slagging and the effective removal of clinker}

본 발명은, 석탄이나 광물유와 같은 연료 연소시 발생하는 CO(일산화탄소), NOx와 같은 유해물질과 연료의 재인 클링커(clinker)를 효과적으로 줄이고, 상기 연료의 재인 클링커가 보일러나 연소로내에서 엉켜서 굳게되는 슬래깅(slag) 현상을 방지하며, 우수한 내한성을 갖는 연료 첨가제 조성물에 관한 것으로서, 이러한 연료 첨가제가 첨가된 연료를 보일러나 연소로에서 연소시, 연료의 완전 연소 효과와 클링커 생성 억제 효과에 의해 보일러의 수명 연장과 석탄의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과를 갖는 연료첨가제 조성물에 관한 것이다.

최근, 천연가스나 석유 생산국의 자원무기화 및 가격의 상승으로 재래식 에너지로 뒷전에 밀려있던 석탄의 사용에 대한 관심이 증가되어 석탄을 연료로 하는 보일러, 각종 가열로의 사용이 증가되고 있다.

그러나, 석탄은 중유와 비교할 때, 소량의 휘발성 물질과 많은 양의 고정탄소와 실리카, 알루미나, 티타니아 등의 회분을 함유하고 있어, 연소성이 낮고 연소 시 많은 양의 연료의 재가 발생된다.

즉, 석탄과 같은 회분 함량이 많은 재료를 연소할 경우, 보일러나 각종 가열로의 벽이나 바닥에는 상당량의 연료의 재인 회분이 침적되기 쉬어 운전상의 많은 문제점에 노출되어 있고, 완전연소가 어려워 연소 중에 인체에 해로운 유독가스가 배출되고 대기 오염원인 미세먼지 등이 배출되는 각종 부작용이 증대되고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 단점을 개선하기 위해 다양한 수단들이 연구되어 왔다.

예를들어, 광물유의 경우에는 유기금속이나 계면활성제, 각종 유기용매의 혼합물을 연료에 혼합, 첨가하여 단순히 연소 효율 만을 증대시키는 기술이 공지되어 왔다.

하지만, 이러한 연료 첨가제로는 연소시, 연료의 재인 클링커(clinker)가 보일러나 연소로 내에서 엉켜서 굳게되는 슬래깅(slgging)현상을 억제하지 못해 스케일이 장기간 퇴적되어 또 다른 공해상의 문제를 유발하고 있다.

다량의 회분을 형성하는 석탄의 경우에는 광물유에 비해 다량의 클링커(clinker)가 발생되어, 이를 억제하기 위해 대한민국 특허 등록 제 10-0485193호및 특허 등록 제 10-0544568호에서는 다량의 염화나트륨, 붕사, 수산화나트륨,탄산나트륨, 산화철, 아연, 이산화망간 등을 혼합한 연료 첨가제 조성물을 제시한 바 있으며, 이러한 조성물에 의해 매연의 발생 감소와 연소로 내부의 슬래그 발생을 억제 할수 있는 것으로 기술하였다.

그러나, 상기 특허 10-0485193호는, 연소 촉진제로 과산화 수소와 붕사를 사용하여 상기 과산화수소의 자연분해 현상에 의하여, 연소촉진제의 효능이 저하 되었으며,

또한, 상기 연소촉진제에 안정화제인 트리에탄올아민과 금속산화물인 산화아연, 이산화망간을 사용함으로 인하여, 매연 및 슬래그 발생은 어느정도 억제 할 수는 있으나, 그 조성상의 문제점으로 연료가 연소 후, 클링커가 딱딱한 상태로 엉키어, 벽면에 달라 붙게 되어 이를 제거키가 곤란 한 등의 문제점이 있었으며;

상기, 대한민국 특허등록 10-0544568호인, 아민계열안정제, 과산화수소, 수산화나트륨, 붕사로 구성되는 슈트, 클링커, 슬래그 등의 물질을 제거하는 연료첨가제가 있지만, 이 또한 불안정한 과산화수소를 강염기 하에서 혼합함으로써 장기간의 보존시 제품 성상에 변화가 생길 수 있고, 그에 따라 슬래그 방지 효과가 미미하게 나타나며, 낮은 온도(180℃)에서의 발생기 산소를 공급함으로써 석탄의 착화온도인 400 내지 600℃에서는 그 효과를 충분히 발휘하기 어려운 점이 있었고,

연소 촉진제로 과산화 수소와 붕사를 사용하여 상기 과산화수소의 자연분해 현상에 의하여, 연소촉진제의 효능이 저하 되었으며,

단순히, 수산화나트륨만을 사용하기 때문에, 보일러나 연소로 내벽에 발생하는 슬래깅이나 클링커의 발생을 감소 시키는 것에는 여전히 한계가 있었으며,

특히, 그 조성상의 문제점으로 연료가 연소 후, 클링커가 딱딱한 상태로 엉키어, 벽면에 달라 붙게 되어 이를 제거키가 곤란 한 등의 문제점이 있다.

따라서, 상기 특허 10-0485193호 및 10-0544568호의 연료 첨가제는 회분함량이 비교적 적은 연료에 대해서는 회분의 융점을 상승시키고, 회분을 연화시켜 벽면에 부착된 회분의 성질을 변경시킴으로써 슬래깅을 방지할 수 있으나, 석탄과 같이 회분 함량이 많은 연료의 경우 연소의 결과로써 다량의 회분이 점착성의 클링커로서 벽에 강고히 부착되어 거대한 클링커가 형성되는 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은, 보일러나 연소로, 내연기관과 같은 연소장치에 연료로 사용되는 석탄이나 광물유에 본 발명 조성의 연료첨가제를 첨가, 연료의 완전 연소를 촉진시켜 미반응 물질의 분진이나 일산화탄소와 같은 환경오염 물질의 배출을 줄이고, 연료의 연소 효율의 증대 및;

겨울철과 같은 외기 온도가 낮은 경우 내한성이 우수한 동시에;

특히, 석탄 연소시 연소장치인 보일러의 가열면이나 바닥면에 축척되는 클링커와 슬래그의 발생량을 줄일 수 있으며, 발생된 클링커를 용이하게 제거 하여 보일러의 수명 연장과 석탄의 절약, 유지보수 비용 절감 등의 효과를 갖는 연료 첨가제 조성물을 제공하는 것을 본 발명의 목적 및 본 발명이 이루고저 하는 기술적과제로 한다.

본 발명은, 화석연료 연소시 완전연소를 돕고, 내한성이 우수하며, 보일러의 바닥에 축적되는 침적물인 클링커(clinker)와 회분 중에 융점이 낮고 비중이 높아 기류상에 이송되지 않고, 보일러와 같은 가열로의 가열면 표면에 충돌, 융용된 회 분이 축적되는 슬래깅(slgging)현상이 방지되는 연료 첨가제 조성물에 관한 것으로;

본 발명에서는, 석탄과 같은 착화온도가 높은 물질(400~600℃)의 초기착화를 용이하도록 하고, 슬러지(sludge) 분산 및 유동성 향상, 겨울철 우수한 내한성을 위한 용도의 에틸렌글리콜이 포함된 수용성 용매와;

석탄과 같은 착화온도가 높은 연료(400~600℃)의 착화를 촉진시키는 연소촉진제와;

상기 연소촉진제의 장기간 안정화를 위한 안정화제와;

가열로 내의 회분(ash)과 결합, 팽창되어 클링커의 다공성을 형성하고, 연소를 원활하게 하기 위한 역활의 알칼리 금속화합물과;

융점이 높은 슬래그(slag)를 생성시키는 용도의 금속화합물과;

구성 성분의 침전방지 및 분산성 개선을 위한 용도의 계면활성제;로 본 발명의 연료첨가제 조성물이 조성된다.

본 발명의 연료첨가제 조성물은, 전체 조성물을 100 중량%를 기준으로;

석탄과 같은 착화온도가 높은 연료(400~600℃)의 초기 착화를 용이하도록 하고, 슬러지(slurry) 분산 및 유동성 향상, 겨울철 우수한 내한성 부여를 위한 용도의 에틸렌글리콜이 포함된 수용성 용매 30 내지 86.98 중량%와;

석탄과 같은 착화온도가 높은 연료(400~600℃)의 착화를 촉진시키는 용도의 수소화붕소나트륨 및 붕사가 포함된 연소촉진제 5.0 내지 20 중량%와;

상기 연소촉진제의 장기간 안정화를 위한 실란계열의 안정화제 0.01 내지 5.0 중량%와;

가열로 내의 회분(ash)과 결합하여 팽창 됨으로써 다공성을 형성하며, 연소 중에 석탄 내 함유된 유황 성분에 의해 발생하는 황산과 결합하여 황산염을 생성하는 용도의 알칼리금속 화합물 5.0 내지 25 중량%와;

연료 중에 포함된 황화물과 반응하여 슬래그(slag)의 융점을 상승시켜 슬래그의 부착을 감소시키는 용도의 금속화합물 0.01 내지 5.0 중량%와;

고형분의 침전방지, 분산성 향상 및 균일한 혼합을 위한 용도의 첨가제인 계면활성제 화합물 3.0 내지 15 중량%;로, 본 발명의 연료첨가제 조성물이 조성된다.

상기 수용성 용매는, 부동액의 원료로 사용되는 에틸렌글리콜을 함유하는 수용성 용매로써, 석탄의 초기 착화를 용이하도록 하고 슬러지의 분산 및 유동성 향상과 겨울철 한냉지에서 얼지 않도록 빙점을 낮추어, 계절적 한계를 극복하고자 30 내지 86.98 중량%가 사용되며;

수용성 용매 100 중량%를 기준으로, 물 85 내지 99 중량%에 에틸렌글리콜 1.0 내지 15 중량%가 함유된 상태로 조성 된 것이 바람직하다.

상기 연소촉진제는, 화석연료의 착화를 용이하게 하고, 연쇄반응을 통해 연소를 촉진시켜서 연속적인 연소를 유지하게 하는 것을 목적으로 사용되며, 주로 알칼리금속 및 알칼리 토금속류의 초산염, 과염소산염, 중크롬산염, 과망간산염, 수 산염 또는 초석(KNO₃), 중크롬산칼륨, 질산바륨, 염소산칼륨, 초산칼륨, 초산칼슘, 과망간산 칼륨, 질산나트륨, 수소화붕소나트륨, 붕사, 과산화수소, 디부틸-t-과산화물 중, 한 가지 성분 이상이 혼합 되어 5.0 내지 20 중량%가 사용되며;

수소화붕소나트륨 및 붕사, 또는 수소화붕소나트륨 및 붕사, 과산화수소가 혼합, 사용 되는 것이 바람직하다.

상기 안정화제는, 본 발명과 같은 알칼리 용액 상에서는 더욱 불안정하게 되는 연소촉진제를 안정화시키고, 장기간 성능을 유지하게 하는 것을 목적으로 사용되며, 주로 γ-글리콕시독시프로필트리메톡시실란, 디알킬아미노실란, 트리알킬아미노실란, 테트라알킬아미노실란, 디아릴아미노실란, 트리아릴아미노실란, 테트라아릴아미노실란 중, 선택하여 0.01 내지 5.0 중량%가 사용되며;

트리알킬아미노실란을 사용하는 것이 바람직하며, 이들중에, 한 가지 성분 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 알칼리 금속화합물은, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬이 6.0 내지 25 중량%가 사용되며;

상기 화합물 중, 2가지 이상의 화합물이 혼합된 혼합물로 사용되는 것이 바람직하며, 상기와 같이 혼합 사용 됨으로 인하여, 혼합된 알칼리금속 화합물에 의하여 화석연료의 착화를 도와줄 뿐만 아니라, 가열로내의 회분과 결합하여 팽창 됨 으로써 다공성을 형성하여 슬래깅의 방지 및 성장을 억제하여 준다.

또한, 상기 혼합된 알칼리 금속 화합물은 석탄 내에 함유된 유황성분에 의해 발생되는 황산과 결합하여 보일러 및 가열로의 벽면의 침식을 억제하여 주는 역활을 한다.

본 출원인은, 이러한 알칼리 금속화합물 중 수산화나트륨만을 단독으로 사용할 경우에는 황산에 의한 침식 억제와 단순한 착화 촉진을 일으키나, 클링커의 생성이나 슬래깅(slgging)현상을 적극적으로 억제하지 못함을 발견하였다.

구체적으로, 수산화나트륨 : 수산화칼륨 : 수산화리튬의 몰비가 6.0 내지 30 : 1.0 : 0.05 내지 2.0 일 경우에, 클링커의 생성이 효과적으로 억제될 수 있으며, 상기 몰비에 의하여 슬래그가 벽면에 형성된다 하더라도 다공성이고 강도가 약하게 형성되어, 슬래그가 일정한 무게나 크기로 성장하게 되면 그 자체 하중에 의해 자연적으로 낙하되게 된다.

수산화나트륨에 비해 수산화칼륨이나 수산화리튬의 비율이 너무 작게 되면, 결국 다량의 클링커와 슬래깅(slgging)현상이 비대하게 되어 연소로의 통로 폐쇄가 야기될 수 있으며, 연소로에 의한 열흡수가 감소되고 배출온도가 상승되어 보일러의 열효율이 저하되게 된다.

또한, 수산화나트륨에 비해 수산화칼륨이나 수산화리튬의 비율이 너무 크게 되면, 클링커가 큰 덩어리로 일시에 낙하되어 연소로의 바닥면이나 버너가 파손되게 된다.

따라서, 수산화나트륨 : 수산화칼륨 : 수산화리튬의 몰비가 5.0 내지 30 : 1.0 : 0.05 내지 2.0 일 경우가 가장 적합하다.

상기 금속화합물은, 산화철(Fe₂O₃, FeO, Fe₃O₄), 아세트산 제1철, 황산 제2철, 수산화철, 질산 제3철과 같은 철화합물과 Cu, Mn, Co, Ni 등으로 구성된 1종 이상의 금속화합물로 0.01 내지 5.0 중량%가 사용되며;

질산 제3철을 사용 하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 금속화합물이 투입되지 않을 경우, 석탄 내에 함유되어 있는 황화철은 산화되어 융점이 낮은 물질이 되는데, 이는 보일러 내벽에 침착하게 되어 슬래깅이 발생해 비대하게 된다.

하지만, 상기 금속화합물이 첨가될 경우 융점이 높은 물질로 반응되게 되어 슬래깅이 적게 발생되게 된다.

상기 계면활성제는, 일반적으로 고형분의 침전방지와 석탄이나 광물유에 첨가시 양호한 젖음성이나 혼합을 위해 사용되어지며, 양이온성, 음이온성, 양성, 비이온성 계열의 계면활성제인, 술폰산폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 암모늄염, 지방산나트륨 비누, 디옥틸술포숙신산 나트륨, 에틸헥실알킬황산 나트륨, 소르비탄 트리올레이트, 소르비탄 세스퀴올레이트, 폴리에테르-변성 시리콘, 폴리에스테르- 변성 실리콘, 글리세롤 스테아레이트, 알킬알킬올 아미드, 라우린산 디메탄올 아미드, 폴리옥시에틸렌 옥타데실 아민, 트리에탄올 아민, 디메틸 알칼 베타인, 알킬글리세린, 아미드베타인, 이미다졸린, 알킬프로필렌디아민 아세트산염, 폴리글리세린 지방산에스테르, 옥타데실 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드가 1종 이상 혼합되어 3.0 내지 15 중량%가 사용되며;

소르비탄 트리올레이트와 트리에탄올 아민이 혼합, 사용 되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 조성의 본 발명의 연료첨가제 조성물은, 현재 회분 함량이 높은 석탄을 사용함으로서 보일러나 연소로내의 극심한 클링커 생성으로 열전달을 저해하여 열효율을 감소 시킴은 물론, 연소를 불안정하게 하고, 심한 경우 연속운전이 불가능하게 되는 현 문제점들이 적극적으로 해소 되는 조성으로 구성되어, 석탄 뿐만 아니라 여러 광물유에도 효율적으로 사용 될 수 있다.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명키로 하며,이들 실시예는 본발명의 이해를 용이하게 하기 위하여 제시되는 것일 뿐, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1은, 알칼리 금속화합물로 수산화나트륨 만을 사용한 본 발명 조성의 연료 첨가제이며;

실시예 2는, 알칼리 금속화합물로 수산화나트륨 및 수산화칼륨, 수산화리튬을 본 발명의 알칼리 금속화합물의 몰비 범위내에서 동시에 사용한 본 발명 조성의 연료 첨가제이며;

비교예는, 시중에 유통되고 있는 에탄올아민과 과산화수소, 수산화나트륨, 붕사로 조성 된 연료 첨가제(제조원; 상명이엔텍(주), 상품명; SOOT FREE-C)로서,

아래의 시험방법에 의한 그 주요 물성 분석결과치는 표 1에 나타 내었으며;

상기 실시예 2의 조성물을 연료 첨가제로 석탄에 첨가하여 연소로에 발생된 클링커 및, 비교예의 조성물을 연료 첨가제로 석탄에 첨가하여 연소로에 발생된 클링커의 상태에 관한 사진을 각기 첨부 하였다.

- 시험방법

가. 클링커 발생량

석탄을 연료로 사용하는 보일러에 석탄연료 1,000 Kg 당 아래와 같은 첨가비(석탄 : 연료첨가제 :물 = 1000 : 1 : 10)로, 본 발명의 조성물인 실시예 1과 2, 비교예의 조성물을, 보일러에 연료로 투입되는 석탄에 각기 스프레이로 연속적으로 분사한 후, 국내 H사의 공장에 있는 보일러에서 직접 연소하여 노벽, 과열기, 재열기에 부착 및 보일러 바닥에 떨어진 클링커의 일종인 바텀 애시(Bottom Ash)를 2회 이상 채집하여 그 상태를 비교 분석 하였으며, 클링커의 발생양은 연소로의 상태나, 연소 조건, 석탄의 종류에 따라 달라지게 됨으로, 동일한 조건하에서 발생된 비교예를 1.0 으로 기준하여, 실시예 1 및 2를 상대 비교하였다.

- 석탄연소시 첨가비(무게비) = 석탄 : 연료첨가제 :물 = 1000 : 1 : 10

나. 비중 : KSA 0602 "고체 비중 측정방법/ 비중병에 의한 시험방법"

채집된 바텀 애시를 건조기 120℃에서 4 시간 건조 후 30분 공냉시키고 그 무게를 측정하였으며, 비이커에 물을 채우고 시료 부피를 측정하여 그 값을 산정하였다.

다. 클링커 상태: 클링커를 육안 및 손으로 문질렀을때의 상태 판단

라. 빙점 : KSM 2142 "부동액"의 빙점 시험방법"

실시예 1)

증류수 5.1 Kg을 10 리터 반응기에 투입, 교반하면서 붕사 0.4 Kg을 투입, 70℃까지 승온하여 1시간 동안 유지한 후, 상온에서 냉각하면서 수산화나트륨 1.1 Kg를 첨가하였으며, 완전용해를 확인한 후, 40℃로 유지 시키면서 에틸렌글리콜 0.9 Kg과 질산 제3철 0.02kg을 첨가하여, 1차 조성물을 생성하였다.

상기 1차조성물의 온도를 상온으로 떨어뜨린 후, 1차 조성물에 소르비탄 트리올레이트 0.05 Kg과 트리에탄올 아민 0.5 Kg을 첨가하고, 수소화붕소나트륨 0.3 Kg을 첨가 및, 상기 수소화붕소나트륨의 안정화 및 젖음성 개선을 위하여 트리알킬아미노실란인 아미노프로필 트리에톡시실란을 0.1 Kg 첨가하여, 본 발명의 최종 제품인 연료 첨가제 조성물을 제조하였다.

실시예 2)

위의 실시예 1의 수산화나트륨 1.1 Kg을, 수산화나트륨 1 Kg과 40% 함량의 수산화칼륨 용액 0.2 Kg, 수산화리튬 0.03 Kg로 대체, 첨가하여 상기 실시예 1과 동일한 조성 및 방법으로 연료 첨가제 조성물을 제조하여,

알칼리 금속화합물로 수산화나트륨 및 수산화칼륨, 수산화리튬이 본 발명의 알칼리 금속화합물의 몰비 범위 내에서 동시에 사용된 상태의, 본 발명의 최종제품인 연료 첨가제를 제조하였다.

비교예)

현재 시중에서 상용되고 있는 에탄올아민과 과산화수소, 수산화나트륨, 붕사로 조성 된 연료 첨가제(제조원; 상명이엔텍(주), 상품명; SOOT FREE-C)를 사용 하였다.

항목	실시예1		실시예2		비교예
생플링	1회	2회	1회	2회	1회	2회
클링커 발생양	0.91	0.89	0.80	0.81	1.0	1.0
비중	1.22	1.18	1.10	1.10	2.1	2.3
클링커 상태	기공이 많고 쉽게 부서짐		기공이 많고 쉽게 부서짐		기공이 거의 없으며, 아주 단단함
빙점 (℃)	-25		-25		-13

본 발명 실시예 2 조성물 사용분의 클링커 상태 사진)

비교예 조성물 사용분의 클링커 상태 사진)

상기와 같이, 비교예의 연료첨가제 조성물을 석탄에 첨가하여 연소로에서 연소시킨 분에 비하여, 본 발명의 실시예 1,2가 클링커 발생량이 비교예를 1.0 으로 기준시, 실시예 1은 0.89 내지 0.91, 실시예 2는 0.80 내지 0.81로서 클링커 발생량이 현저히 감소되었으며, 특히 알칼리 금속화합물을 수산화나트륨 및 수산화칼륨, 수산화리튬을 본 발명의 알칼리 금속화합물의 몰비 범위내에서 동시에 사용한 실시예 2가 가장 우수 하였으며;

비교예의 첨가제를 석탄에 첨가, 발생한 클링커의 비중이 2.1 내지 2.3 인데 반하여, 실시예 1의 클링커의 비중이 1.18 내지 1.22 및, 실시예 2의 클링커의 비중이 1.10으로 나타나, 본 발명 조성물 첨가분의 실시예가 연소로에 발생된 클링커를 제거키가 용이한 것으로 판명되었으며;

상기 사진에서 나타난바와 같이, 비교예의 조성물로 연소 실험 후 생성된 클링커가 단단한 클링커의 구조로 인해 제거키가 어려운데에 반하여,본 발명 조성물로 연소 실험 후, 생성된 클링커의 구조가 다공성이고 강도가 약하게 형성되어 제거키가 용이 함이 명확히 판명되었으며;

내한성에서도, 비교예의 조성물이 -13℃ 인데 반하여 실시예 1 및 2가 - 25℃로 내한성이 우수함이 입증 되었다.

상기와 같은 조성의 본 발명의 연료 첨가제 조성물로, 극히 낮은 온도에서도 얼지 않는 내한성 향상 효과 및;

보일러나 연소로에서 석탄 연소시, 미반응물질의 분진이나 CO 가스의 발생이 억제되고, 연소시 보일러 내부에서 보일러 튜브면이나 벽면, 버너부근에 부착하여 전열 효율을 저하시키고 국부 과열 및 낙하 충격에 의한 튜브 파열 및 보일러 부품의 손상을 초래할 수 있는 클링커와 슬래그의 생성 방지를 할수 있으며;

특히, 연소로에 생성된 클링커의 구조가 다공성이고 강도가 약하게 형성되어, 이를 제거키가 용이한 동시에;

완전 연소에 의하여, 높은 연소효율로 연료 절감효과 및, 배출되는 방염의 양을 감소시키고, 비산재의 함량을 대폭 감소하여 환경 친화적인 보일러와 같은 연소로의 사용이 가능한 효과를 가져 오는 매우 유용한 발명이다.

Claims (7)

1. 연료의 완전 연소를 촉진 및, 보일러와 같은 연소로에 축적되는 침적물인 클링커 발생을 억제하기 위한 연료 첨가제 조성물에 있어서;

   연료첨가제 조성물이, 전체 조성물 100중량%를 기준으로;

   석탄과 같은 착화온도가 높은 연료(400~600℃)의 초기 착화를 용이하도록 하고, 슬러지(slurry) 분산 및 유동성 향상, 겨울철 우수한 내한성 부여를 위한 용도의 에틸렌글리콜이 포함된 수용성 용매 30 내지 86.98 중량% 와;

   석탄과 같은 착화온도가 높은 연료(400~600℃)의 착화를 촉진시키는 용도의 수소화붕소나트륨 및 붕사가 포함된 연소촉진제 5.0 내지 20 중량% 와;

   상기 연소촉진제의 장기간 안정화를 위한 실란계열의 안정화제 0.01 내지 5.0 중량% 와;

   가열로 내의 회분(ash)과 결합하여 팽창 됨으로써 다공성을 형성하며, 연소 중에 석탄 내 함유된 유황 성분에 의해 발생하는 황산과 결합하여 황산염을 생성하는 용도의 알칼리금속 화합물 5.0 내지 25 중량% 와;

   연료 중에 포함된 황화물과 반응하여 슬래그(slag)의 융점을 상승시켜 슬래그의 부착을 감소시키는 용도의 금속화합물 0.01 내지 5.0 중량% 와;

   고형분의 침전방지, 분산성 향상 및 균일한 혼합을 위한 용도의 첨가제인 계면활성제 화합물 3.0 내지 15 중량%;로, 조성 됨을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 용매가, 수용성 용매 100 중량%를 기준으로, 물 85 내지 99 중량%에 에틸렌글리콜 1.0 내지 15 중량%가 함유된 상태로 조성 됨을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 연소촉진제가 알칼리금속 및 알칼리 토금속류의 초산염, 과염소산염, 중크롬산염, 과망간산염, 수산염 또는 초석(KNO₃), 중크롬산칼륨, 질산바륨, 염소산칼륨, 초산칼륨, 초산칼슘, 과망간산 칼륨, 질산나트륨, 수소화붕소나트륨, 붕사, 과산화수소, 디부틸-t-과산화물 중, 한 가지 성분 이상이 혼합 되어 사용 됨을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기의 실란계열의 안정화제가 γ-글리콕시독시프로필트리메톡시실란, 디알킬아미노실란, 트리알킬아미노실란, 테트라알킬아미노실란, 디아릴아미노실란, 트리아릴아미노실란, 테트라아릴아미노실란으로, 이들중에 한 가지 성분 이상이 혼합되어 사용 됨을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 금속화합물이 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬 중에서 선택된 2종 이상의 혼합물로 조성되며, 수산화나트륨 : 수산화칼륨 : 수산화리튬의 몰비가 6.0 내지 30 : 1.0 : 0.05 내지 2.0 으로 구성 됨을 특 징으로 하는 연료첨가제 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 금속화합물이 산화철(Fe₂O₃, FeO, Fe₃O₄), 아세트산 제1철, 황산 제2철, 수산화철, 질산 제3철과 같은 철화합물과 Cu, Mn, Co, Ni 로 구성된 1종 이상의 금속화합물 임을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 계면활성제가 양이온성, 음이온성, 양성, 비이온성 계열의 계면활성제인, 술폰산폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르 암모늄염, 지방산나트륨 비누, 디옥틸술포숙신산 나트륨, 에틸헥실알킬황산 나트륨, 소르비탄 트리올레이트, 소르비탄 세스퀴올레이트, 폴리에테르-변성 시리콘, 폴리에스테르-변성 실리콘, 글리세롤 스테아레이트, 알킬알킬올 아미드, 라우린산 디메탄올 아미드, 폴리옥시에틸렌 옥타데실 아민, 트리에탄올 아민, 디메틸 알칼 베타인, 알킬글리세린, 아미드베타인, 이미다졸린, 알킬프로필렌디아민 아세트산염, 폴리글리세린 지방산에스테르, 옥타데실 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드 중, 한 종 이상을 사용할 수 있음을 특징으로 하는 연료첨가제 조성물.