KR100981094B1 - 에멀젼 연료 및 그 제조 방법 - Google Patents

에멀젼 연료 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100981094B1
KR100981094B1 KR1020080038069A KR20080038069A KR100981094B1 KR 100981094 B1 KR100981094 B1 KR 100981094B1 KR 1020080038069 A KR1020080038069 A KR 1020080038069A KR 20080038069 A KR20080038069 A KR 20080038069A KR 100981094 B1 KR100981094 B1 KR 100981094B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
heavy oil
weight
charcoal powder
emulsifier
Prior art date
Application number
KR1020080038069A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090112275A (ko
Inventor
배흥경
Original Assignee
(주)유성콘크리트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)유성콘크리트 filed Critical (주)유성콘크리트
Priority to KR1020080038069A priority Critical patent/KR100981094B1/ko
Publication of KR20090112275A publication Critical patent/KR20090112275A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100981094B1 publication Critical patent/KR100981094B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/12Inorganic compounds
    • C10L1/1208Inorganic compounds elements
    • 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/24Mixing, stirring of fuel components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

본 발명은 에멀젼 연료 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 200mesh 이하의 숯분말; 중유; 물을 구비하되, 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하고, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하며, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반한 에멀젼 연료를 제조하여, 상기 에멀젼 연료를 보일러나 산업로의 연료로 사용되어, 상기 에멀젼 연료 비율에서 중유의 비율을 낮추고, 상기 중유의 증기 증발 연소와 숯분말의 표면 분해 연소와 상기 아세톤을 통한 숯분발의 완전 연소를 통해, 환경 오염 물질의 발생을 최소화하는 것이다.
연료, 에멀젼 연료, 탄화 에멀젼 연료, 탄화 유제 용제 연료, 목탄 분말, 목제, 숯, 벙커씨유, 아세톤

Description

에멀젼 연료 및 그 제조 방법 { the emulsion fuel and the manufacturing method thereof }
본 발명은 에멀젼 연료 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 200mesh 이하의 숯분말; 중유; 물을 구비하되, 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 1%에 해당하는 유화제를 구비하고, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하며, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반한 에멀젼 연료를 제조하여, 상기 에멀젼 연료를 보일러나 산업로의 연료로 사용되어, 상기 에멀젼 연료 비율에서 중유의 비율을 낮추고, 상기 중유의 증기 증발 연소와 숯분말의 표면 분해 연소와 상기 아세톤을 통한 숯분발의 완전 연소를 통해, 환경 오염 물질의 발생을 최소화하는 것이다.
일반적으로, 에멀젼이란 어떤 액체 중에서 그것과 혼화하지 않는 다른 액체가 미립자 상태로 균일하게 분산되어 있는 상태를 말하며, 에멀젼 연료란 정제유 또는 중질연료에 물과 유화제 등을 혼합하여 유화시킨 연료로서, 중질연료의 연소성을 개선하여 대기오염의 주범이 되는 먼지(Dust), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 매연 및 기타 대기오염물질을 극소화시키는 청정연료를 말한다.
보통, 에멀젼 연료는 점화 후 급속히 기화한 물 입자가 주위의 기름을 날려버리는 마이크로 폭발이 일어나 연소방식 효율이 높아져 산화물의 배출도 억제되는 특징이 있는데, 에멀젼 연료를 버너의 분사노즐을 통하여 분무하면 연료 중의 물 입자가 고열에 의해 급팽창하면서 미세폭발(Micro Explosion)을 일으켜 둘러싸고 있는 기름 입자를 더욱 미세하게 분사시켜, 화염 중에서 산소와의 접촉면적이 증대됨으로써 완전연소를 촉진하며, 이러한 에멀전 연료는 개발이 진행되고 있다.
그러나 상기 에멀젼 연료를 제조하면서, 중유와 물의 결합하는 첨가제에 계면활성제를 이용한 기존의 에멀젼 연료는 시간의 경과나 온도 변화에 따라 물과 기름이 분리되기 때문에 실용화가 어려웠으므로, 상기 중유와 물을 시간 경과나 온도 변화에 따른 분리를 방지하고, 중유와 물의 유화(emulsification)가 잘 이루어지도록 하는 유화제의 개발이 필요하다.
또한, 지구에 매장된 원유의 양이 한계가 있고, 국제 원유가가 지속적으로 상승하고 있는 상황에서, 원유를 정유 과정에서 발생하는 것 중에서, 비교적 상대적으로 저렴한 중유, 또는 벙커 C유를 이용한 에멀젼 연료를 개발하여 기존 연료를 대체할 필요성이 높다.
더욱이 기존에 개발된 에멀젼 연료의 경우, 전체 배합물 중 중유(또는 벙커 C유) 배합비율이 높고, 아울러, 중유 함유 비율에 따른 환경 오염 물질을 유발하는 물질의 발생이 높으므로, 에멀젼 연료에 포함되는 중유 비율을 낮출 필요성이 있었다.
따라서 본 발명의 상기 에멀젼 연료 개발의 필요성에 따라, 200mesh 이하의 숯분말; 중유; 물을 구비하되, 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 숯분말 3중량 부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하고, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하며, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반한 에멀젼 연료를 제조하여, 상기 에멀젼 연료를 보일러나 산업로의 연료로 사용되어, 상기 에멀젼 연료 비율에서 중유의 비율을 낮추고, 상기 중유의 증기 증발 연소와 숯분말의 표면 분해 연소와 상기 아세톤을 통한 숯분발의 완전 연소를 통해, 환경 오염 물질의 발생을 최소화하도록 한다.
또한, 상기 에멀젼 연료의 유화제는, 솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트 1wt%를 균일하게 혼합하여 제조한 것으로, 상기 유화제에 의해 중유와 물과 숯분말을 균일하게 혼합하고, 각 배합물이 시간의 경과나 온도 변화에 따라 분리되는 것을 방지한다.
그리고 상기 중유는, 정제유로 대체하여 사용되어, 폐유의 재활용을 높이도록 한다.
따라서 본 발명은, 200mesh 이하의 숯분말; 중유; 물을 구비하되, 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하고, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하며, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반한 에멀젼 연료를 제조하여, 상기 에멀젼 연료를 보일러나 산업로의 연료로 사용되어, 상기 에멀젼 연료 비율에서 중유의 비율을 낮추고, 상기 중유의 증기 증발 연소와 숯분말의 표면 분해 연소와 상기 아세톤을 통한 숯분발의 완전 연소를 통해, 환경 오염 물질의 발생을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 상기 에멀젼 연료의 유화제는, 솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트 1wt%를 균일하게 혼합하여 제조한 것으로, 상기 유화제에 의해 중유와 물과 숯분말을 균일하게 혼합하고, 각 배합물이 시간의 경과나 온도 변화에 따라 분리되는 것을 방지하는 효과가 있다.
그리고 상기 중유는, 정제유로 대체하여 사용되어, 폐유의 재활용을 높일 수 있는 것이다.
본 발명은 에멀젼 연료 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 200mesh 이하의 숯분말; 중유; 물을 구비하되, 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하고, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하며, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반한 에멀젼 연료를 제조하여, 상기 에멀젼 연료를 보일러나 산업로의 연료로 사용되어, 상기 에멀젼 연료 비율에서 중유의 비율을 낮추고, 상기 중유의 증기 증발 연소와 숯분말의 표면 분해 연소와 상기 아세톤을 통한 숯분발의 완전 연소를 통해, 환경 오염 물질의 발생을 최소화하는 것이다.
먼저, 재료 준비 공정(S0)은, 에멀젼 연료를 제조하기 전에, 에멀전 연료 제 조에 필요한 재료를 구비하는 것으로, 우선, 필요한 재료로는 중유, 물, 아세톤, 숯분말, 유화제를 필요로 하며, 각 재료에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 중유(重油, heavy oil)는, 원유로부터 엘피지(LPG), 가솔린, 등유, 경유 등을 증류하고 남은 기름으로, 주로 디젤기관이나 보일러 가열용, 화력발전용으로 사용되는 석유이며, 보통 원유 부피의 30~50% 정도를 중유로 얻을 수 있고, 중유의 품질은 비중(0.9~0.95)이나 점도 등에 따라 A중유(동점도:20㎟/sec), B중유(동점도:50㎟/sec), C중유(동점도:250~1000㎟/sec)의 세 종류로 나뉘며, 그 중 C 중유는, 점착도(粘着度)가 50cst(50℃) 이상으로 점착성이 강한 중유로서, C 벙커 C유(bunker fuel oil C)라고도 하며, 본 발명에서는, 상기 중유를 사용하며, 또한, 벙커 C유도 사용 가능한데, 중유 중에서 벙커 C유에 대한 특징을 다음 [표 1]에 나타내었다.
[표 1]
물성 주요 원소 함유비
구분 비중 열량(㎉/㎏) 인화점 탄소(C) 황(S) 수소(H)
벙커 C유 0.963 9800 이상 70℃ 이상 84-87 저 1.6 이하
고 4
10 ∼13
한편, 상기 중유는, 정제유(폐유를 정제한 것)로 대체 가능하여, 유사한 효과를 가지며, 또한, 다른 광유로의 대체로도 가능하다.
그리고 물은 통상 물을 사용하는데, 노즐 통과를 위해서는 수돗물과 같이 깨 끗한 물을 사용하는 바람직하나, 오염 물질이 걸러낸 여과된 강물, 지하수 등의 사용도 무방하다.
또, 아세톤(actone), 즉, 케톤(ketone, CH3COH3)은 무색의 휘발성 액체로서 분자량이 58.08로 물과 알코올에 잘 녹으며 환원성이 없으므로 펠링 용액과 반응하지 않은 특성이 있으며, 특히 인화성이 강하고 폭발성의 성질이 있다.
또, 숯분말은, 숯을 미세하게 분말한 것으로, 숯분말의 제조 방법을 간략히 설명하면, 목재를 30 ~ 70mm 이하로 절단 후 탄화제조 설비에서 숯을 만들고 이후 이를 200mesh 이상의 미세한 분말로 분쇄하여 숯분말을 구성한다.
참고로, 일반적으로 목탄(숯)은, 화목을 탄화 설비에서 유기 물질을 공기와 접촉을 차단하고, 열처리에 의해 탄소 물질로 전환시켜 숯으로 제조한 것으로, 성상은 냄새와 맛이 없으며 비소가 4ppm 이하, 염화물 0.01N 이하(0.3㎖에 대응), 황산염 0.01N 이하(0.5㎖에 대응) 등으로 인체에 유해하지 않을뿐더러 자체 열량이 7500Kcal/kg 이상 되는 특징이 있다.
상기 숯분말의 물성과 특징을 다음 [표 2]에 정리하여 나타내었다.
[표 2]
구분
물성 특징
발열량(㎉/㎏) 비중 분말도 비소 함유
숯분말 7700 0.55 200mesh 이상 비소 4ppm 이하
그리고 유화제는, 음이온 계면 활성제와 비이온 계면 활성제의 혼합으로 만들어진 것으로, 솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네(cobalt naphthenate) 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트( Polyoxy Ethylene Nonyl Phenolether) 1wt%를 균일하게 혼합한 것으로, 상기 유화제 대한 배합비를 다음 [표 3]에 나타내었다.
[표 3]
배합물 배합비 비고
솔비탄 모노팔미데이에트 90wt% 음이온 계면 활성제
폴리에틸렌 옥사이트 8wt% 비이온 계면 활성제
코발트 납데네 1wt% ·
프로필렌 글리콜 모노 레이트 1wt% ·
위와 같은 배합비로 혼합된 유화제, 숯분말, 아세톤, 물 및 중유를 구비하여, 다음 공정에 따라 에멀젼 연료를 제조한다.
또한, 상기 구비되는 중유, 숯분말, 물, 아세톤, 유화제의 배합비로는, 중유 14중량부에 대해, 물은 3중량부를 준비하고, 상기 중유 14중량부에 대해, 숯분말은 3중량부를 준비한다.(다르게 말하면, 상기 중유, 숯분말, 물의 배합비는, 중유 70wt%, 물 15wt%, 숯분말 15wt%를 가진다)
그리고 아세톤은, 상기 구비된 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤을 구비하며, 유화제는 상기 구비된 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비한다.
그래서, 상기 재료 구비 후에 첫 번째 공정인, 가열 공정(S1)은, 상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열하고, 별도로 상기 구비된 중유를 가열하여 유지 공정으로, 상기 중유는 구비된 양만큼 히팅 탱크(heating tank)에서 85℃까지 가열하여 그 온도를 유지한다.
그리고 물과 아세톤은 상기 구비한 배합비로 미리 혼합하여 가열하되, 낮은 온도의 물에 아세톤을 혼합·교반한 물-아세톤 혼합물을 가열하여 80℃까지 가열하여 그 온도를 유지한다.
한편, 상기 아세톤은 연소 촉진제로 사용되는 것으로, 넣지 않아도 숯분말 혼합 및 교반 공정(S4)에서 포함되는 숯분말의 완전연소를 도와주기 위한 것이다.
또한, 가열물 혼합 및 교반 공정(S2)은, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하는 공정이다.
이어서 유화제 투입 및 교반 공정(S3)은, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하는 공정으로, 상기 유화제에는 음이온 계면활성제인 솔비탄 모노팔미데이에트와 비이온 계면활성제인 폴리에틸렌 옥사이트가 혼합되어 있어, 중유와 물이 혼합되었을 때, 상온에서의 혼합을 용이하게 하고, 중유와 물의 분리를 방지하며, 상기 유화제가 기폭제 역할을 한다.
다음으로, 숯분말 혼합 및 교반 공정(S4)은, 상기 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반하는 공정으로, 적어도 30분간 충분히 교반하여, 중유, 물, 아세톤, 유화제 및 숯분말이 모두 균일하게 교반하며, 상기 공정으로 에멀젼 연료의 제조가 완성된다.
이렇게 제조된 에멀젼 연료는, 일반적인 보일러나 산업로의 대체 연료로 사용되는데, 먼저, 에멀젼 연료에 포함되는 재료에 의한 특징을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 아세톤은 폭발성과 강한 인화성이 있으므로, 아세톤이 에멀젼 연료에 연소 촉진제로 2~3%를 혼합함으로 에멀젼 연료 사용 시 화염(Flame) 형성 과정에서 기화 증기가 발생하고, 그로 인해 인화성 폭발 인자로 인하여 고체연료(목탄분말)의 표면 분해 연소 중 완전 연소가 이루어지도록 도움을 주어 배출가스 중 환경오염물질(CO, CO2 등)을 상당량 감소시켜 주는 역할을 한다.
또한, 숯분말은, 상기 에멀젼 연료 제조에 혼합·교반시켜 연소시킴으로써 중유 연소 시 발생하는 환경오염 물질인 NOX, SOX, CO2 등을 혼합비율 량만큼 낮출 수 있으며, 특히, 폐목을 이용하여, 탄화로 제조에 사용하게 되면, 상기 에멀젼 연료에 숯분말의 포함으로 중유 함유 비율을 낮추고, 폐목의 활용도를 높이고, 환경 오염 물질의 배출을 완화하는 특성이 있다.
한편, 상기와 같은 특성이 있는 에멀젼 연료는, 보일러 연로 또는 산업로의 연료로 사용하며, 상기 에멀젼 연료에 포함된 중유와 숯분말의 연소 특징을 다음 [표 4]에 나타내었다.
[표 4]
구분 성상 연소 특성 연소 상태 비고


중유
(벙커 C 오일)
액체
증발 연소 기화된 유증기에 공기 혼
합연소, 산화성 분위기
증발 분해연소로 화염이 짧고 국부적 연소가 가능하며 과잉공기 유입 및 수소함량 휘도가 높다.
분해 연소 열분해 가연성 기체 연소


숯분말
고체
표면 연소 표면이 열원에 가열되고,
산소가 표면으로부터 접
촉연소.
하단부 환원성 분위기
화염이 길고 열로에 일부 미연소 분이 중력하강, 소성물에 도포되어 이동연소 부분발생.
분해 연소
따라서, 에멀젼 연료의 연소는, 상기 [표 4]에서 보이는 중유와 숯분말의 연소 특징이 있게 되는데, 상기 에멀젼 연료의 연소 화염은 증발 연소와 표면분해 연소가 동시 일어나는 화염을 형성하며, 화염이 형성되는 일례를 상세히 설명하면, 상기 에멀젼 연료가 투입하여, 연료 펌핑(Pumping Unit) 이후, 1차로 에어와 혼합되어 압력이 증대(Compressor Air)하며, 이어 2차로 에어와 혼합(Air Swirler)한 뒤에, 연료 분사(Nozzle Orifice)가 이루어지면, 화염(Flame)을 형성하며, 증기 증발 연소(중질유)와 표면 분해 연소(고체연료)가 순차로 이루지는 것이다.
또한, 중유와 에멀젼 연료의 사용효과를 다음 [표 5]에 나타내었다.
[표 5]

구분
온도 증가에 따른 소요 시간
비고
로, 축열온도 증가 온도 시간

중유 전소

800℃

400℃

3 시간
800℃→1200℃로 증가
1200℃부터는 연료소비
변동 없이 온도지속 유지
에멀전 연료 연소
800℃

400℃

3 시간 30분
상기 [표 5]을 참고하여, 연소별 연소시 로내 온도와 소요 시간을 보면, 로타리 키른(Rotary Kiln) 가동을 위한 버너 화입 후 원료 투입까지는 짧게는 20시간, 길게는 36시간까지 히팅 시간(Heating Time)이 소요된다. (시간 차이는 로내 내화연와 상태에 따라 차이가 난다). 이는 로내 4∼10m 지점에 축로 되어 있는 내화연와(내화 벽돌, Fire Brick) 의 축적 온도를 800℃를 기준으로 한 것으로, 제품생산을 위한 소성 정점 온도인 1200℃까지 400℃를 증대하는 데에는, 중유 연소 시에는 4시간이 소요되고 에멀젼 연료 연소 시에는 4시간 30분이 소요된다.
또, 이후 1200℃대 로내 온도 유지에는 중유나 에멀젼 연료나 소비 연료별의 차등 폭이 발생하지 않고 동일한 온도 분포가 지속하기 때문에, 에멀젼 연료의 효과가 입증되며, 히팅 시간은 중유로 연소하고, 로내 온도 유지에는 에멀젼 연료를 사용하면 연소 효율을 높일 수 있다.
따라서, 상기에서 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따르면 탄화 에멀젼 연료는 산업로에 대체 연료로 이용이 가능하며 따라서 연료비 약 25% 절감 효과와 함께 중질유 연소 시 발생하는 각종공해 물질을 상당량 감소시킬 수 있을 것으로 예상되며, 또한 버너별 특성을 기술적으로 활용하면 다른 고체 연료도 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 적용하여 대체 연료화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 에멀젼 연료의 제조 방법에 따른 공정도.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 200mesh 이하의 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제가 혼합되어 구성하되,
    상기 유화제는 솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트 1wt%가 균일하게 혼합되어 구성됨 특징으로 하는 에멀젼 연료.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 에멀젼 연로에는,
    상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤이 더 포함되어,
    상기 에멀젼 연료의 완전 연소를 도움을 특징으로 하는 에멀젼 연료.
  4. 중유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 200mesh 이상의 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하는 재료 준비 공정(S0);
    상기 구비된 물을 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하는 가열 공정(S1)은;
    상기 가열된 중유와 물을 혼합하여 균일하게 교반하는 가열물 혼합 및 교반 공정(S2);
    상기 혼합된 중유와 물을 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하는 유화제 투입 및 교반 공정(S3);
    상기 혼합된 중유와 물 및 유화제에, 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반하는 숯분말 혼합 및 교반 공정(S4)의 제조 방법으로 제조함을 특징으로 하는 에멀젼 연료의 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 재료 준비 공정(S0)에서 구비하는 유화제는,
    솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트1wt%가 균일하게 혼합된 상태로 구성함을 특징으로 하는 에멀젼 연료의 제조 방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 재료 준비 공정(S0)에서, 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤을 더 구비하고,
    상기 가열 공정(S1)에서, 상기 구비된 아세톤을 물과 혼합하여 80℃의 온도로 가열하며,
    상기 가열물 혼합 및 교반 공정(S2)에서, 상기 가열된 중유와 물-아세톤 혼합물을 혼합하여 균일하게 교반하며,
    상기 유화제 투입 및 교반 공정(S3)에서, 상기 혼합된 중유, 물, 아세톤 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하며,
    상기 숯분말 혼합 및 교반 공정(S4)에서, 중유, 물, 아세톤, 유화제의 혼합물에 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반되어 에멀젼 연료를 제조하여,
    상기 에멀젼 연료의 완전 연소를 도움을 특징으로 하는 에멀젼 연료의 제조 방법.
  7. 정제유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 200mesh 이하의 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제가 혼합되어 구성하되,
    상기 유화제는, 솔비탄 모노팔미데이에트 90wt%, 폴리에틸렌 옥사이트 8wt%, 코발트 납데네 1wt%, 프로필렌 글리콜 모노 레이트1wt%가 균일하게 혼합된 상태로 구성함을 특징으로 하는 에멀젼 연료의 제조 방법.
  8. 정제유 14중량부에 대해; 물 3중량부와; 200mesh 이상의 숯분말 3중량부와; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량의 2.5% 중량에 해당하는 아세톤; 상기 중유, 물, 숯분말을 합한 중량 1%에 해당하는 유화제를 구비하는 재료 준비 공정(S0);
    상기 구비된 물과 아세톤을 혼합하여 80℃의 온도로 가열·유지하고, 상기 구비된 중유를 85℃까지 가열·유지하는 가열 공정(S1)은;
    상기 가열된 중유와 물 및 아세톤을 혼합하여 균일하게 교반하는 가열물 혼합 및 교반 공정(S2);
    상기 혼합된 중유와 물 및 아세톤의 혼합물에 상기 구비된 양의 유화제를 더 투입하고 균일하게 혼합하는 유화제 투입 및 교반 공정(S3);
    상기 혼합된 중유와 물, 아세톤 및 유화제에, 상기 구비된 양의 숯분말을 더 혼합하여 균일하게 교반하는 숯분말 혼합 및 교반 공정(S4)의 제조 방법으로 제조함을 특징으로 하는 에멀젼 연료의 제조 방법.
KR1020080038069A 2008-04-24 2008-04-24 에멀젼 연료 및 그 제조 방법 KR100981094B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080038069A KR100981094B1 (ko) 2008-04-24 2008-04-24 에멀젼 연료 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080038069A KR100981094B1 (ko) 2008-04-24 2008-04-24 에멀젼 연료 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090112275A KR20090112275A (ko) 2009-10-28
KR100981094B1 true KR100981094B1 (ko) 2010-09-08

Family

ID=41553477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080038069A KR100981094B1 (ko) 2008-04-24 2008-04-24 에멀젼 연료 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100981094B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102037233B1 (ko) 2017-08-29 2019-11-26 (주)에스엠테크 젤형 알코올 연료와 고체연료를 포함하는 혼합연료 조성물 및 혼합연료의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145676A (ja) * 1992-11-04 1994-05-27 Kao Corp 重質油混合燃料
KR20010011637A (ko) * 1999-07-29 2001-02-15 김대완 다공질 숯 분말 계면활성제를 함유하는 에멀젼 연료유 및 그제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145676A (ja) * 1992-11-04 1994-05-27 Kao Corp 重質油混合燃料
KR20010011637A (ko) * 1999-07-29 2001-02-15 김대완 다공질 숯 분말 계면활성제를 함유하는 에멀젼 연료유 및 그제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090112275A (ko) 2009-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8215949B2 (en) Combustion stabilization systems
KR20060081654A (ko) 연소 기관에서의 스케일 방지와 슈트, 크링커 및 슬러지제거와 화염 조절용 조성물
CN100420733C (zh) 一种燃烧催化剂
Musalam et al. The thermal behavior of the coal-water fuel (CWF)
CN102618348B (zh) 水泥工业用节煤脱硝助燃剂
JP2008014203A (ja) ガスタービンエンジン
KR100981094B1 (ko) 에멀젼 연료 및 그 제조 방법
KR20060106331A (ko) 친환경 청정 유중수형 마이크로캡슐화 연료, 그의 제조방법 및 제조 시스템
RU136131U1 (ru) Схема растопки пылеугольного котла посредством водоугольного топлива
CN102444899A (zh) 一种创造富氧环境的锅炉燃烧方法
KR102155265B1 (ko) 물을 포함하는 석탄연소용 연료조성물
CN103113943B (zh) 用于驱动内燃机或能量生产设备的乳化燃料
JP2008150568A (ja) 可燃物の加速的助燃効果と非可燃物の溶融、昇温、省エネルギー技術、複合混合ウォーターガソリン、酸化膨張燃焼速度促進剤(酸化)燃焼発熱助剤の応用
US20120266792A1 (en) Combustion Stabilization Systems
KR100829844B1 (ko) 온실가스 저감을 위한 유화연료 제조시스템
CN1182120A (zh) 混合燃料添加剂
US20130227877A1 (en) Three-phase emulsified fuel and methods of preparation and use
KR100336092B1 (ko) 에멀젼 연료 및 이를 제조하기 위한 촉매 혼합물
JP2007520573A (ja) エマルジョン燃料及びその製造方法
KR101281012B1 (ko) 미분화되지 않은 고형물 상태의 석유코크스 연료를 사용하여 순환 부상 연소방식으로 우수한 연소효율을 갖도록 하는 가스연료화 시스템 및 장치.
KR101714968B1 (ko) 자동차 폐기물 또는 폐 목재를 이용한 발전기용 회전 연소로 시스템에서의 연료 공급 시스템
KR101714969B1 (ko) 자동차 폐기물 또는 폐 목재를 이용한 발전기용 회전 연소로 시스템에 장착되는 점화 시스템
RU2546351C2 (ru) Способ сжигания кавитационного водоугольного топлива втопке кипящего слоя инертного материала, снижающий образование вредных выбросов оксидов азота и серы
JP2008024905A (ja) 可燃物の助燃剤と不可燃物の分解、昇温、エネルギー技術、酸化熱量増幅剤(酸化)、助燃剤
JP2007285122A (ja) ガスタービンエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee