KR101615131B1 - 대체 유화연료의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대체 유화연료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합하여 형성된 혼합물을 90~120rpm으로 저속회전시켜 혼합물을 교반하는 저속교반단계와; 상기 저속교반단계를 거친 혼합물을 1200~1500rpm으로 고속회전시켜 혼합하여 혼합물의 온도 상승 및 교반이 이루어지도록 하는 제1고속교반단계와; 상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물을 3600rpm으로 고속회전시켜 혼합물의 점도를 낮추고 온도를 상승시키는 제2고속교반단계; 및 상기 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 이온결합을 유도하기 위해 20 ㎑ ~ 1 ㎒ 의 초음파를 투사하는 초음파 투사단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대체 유화연료의 제조방법에 관한 것이다.

Description

대체 유화연료의 제조방법{ALTERNATIVE EMULSIFICATION FUEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 대체 유화연료의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합하여 형성된 혼합물을 90~120rpm으로 저속회전시켜 혼합물을 교반하는 저속교반단계와; 상기 저속교반단계를 거친 혼합물을 1200~1500rpm으로 고속회전시켜 혼합하여 혼합물의 온도 상승 및 교반이 이루어지도록 하는 제1고속교반단계와; 상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물을 3600rpm으로 고속회전시켜 혼합물의 점도를 낮추고 온도를 상승시키는 제2고속교반단계; 및 상기 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 이온결합을 유도하기 위해 20 ㎑ ~ 1 ㎒ 의 초음파를 투사하는 초음파 투사단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대체 유화연료의 제조방법에 관한 것이다.

대체 연료란 가솔린 등의 가격이 높고 매장량이 한정된 석유 에너지를 대신하여 산업이나 다양한 용도로 사용하기 위한 연료를 말하며, 본 발명에서는 특히 산업용이나 농수산물의 건조시에 유용하게 사용될 수 있는 대체 유화연료에 관한 것이다.

이러한 대체 연료는 국내의 고유가로 인해 많은 산업현장에서 부담을 안고 있는 문제점을 해결하기 위하여 그 대안으로서 제안되고 있다.

현재 각종 산업현장에서 많은 보일러 난방유가 소용된다. 현재 사용중인 연탄 및 벙커씨유를 에너지로 하여 사용하는 경우는 환경문제가 심각하여 계속 사용이 불가능하고, 등유 및 경유 등의 난방유는 산업현장에서 심각한 경영난을 초래하기 때문에, 더욱 저렴한 산업연료의 개발이 요구되는 실정에 처해 있다.

그러나, 정작 석유 등의 유가는 지속적으로 상승하고 있으나, 그만한 효율을 낼 수 있는 대체연료는 제시되고 있지 않다.

특히, 폐유 및 벙커씨유 등의 저렴한 연료를 가공하여 환경친화적 대체연료로서 새롭게 활용할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-1986-0009102호(중질유계 대체유의 제조 장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 벙커씨유와 유화 수용액을 혼합하여 산업현장에서의 비용을 절감하기 위한 대체 유화연료의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 물을 충분히 혼합하고 물과 기름이 고도로 엉겨붙은 상태의 화합물로 만들게 하여 물과 기름이 고도로 응집된 상태의 화합물로서 함께 연소가 되는 대체 유화연료를 제시함으로써, 제조원가 및 공급원가를 낮춰주어 산업현장의 비용부담을 경감시켜줄 수 있는 대체연료의 제조방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합하여 형성된 혼합물을 90~120rpm으로 저속회전시켜 혼합물을 교반하는 저속교반단계와; 상기 저속교반단계를 거친 혼합물을 1200~1500rpm으로 고속회전시켜 혼합하여 혼합물의 온도 상승 및 교반이 이루어지도록 하는 제1고속교반단계와; 상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물을 3600rpm으로 고속회전시켜 혼합물의 점도를 낮추고 온도를 상승시키는 제2고속교반단계; 및 상기 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 이온결합을 유도하기 위해 20 ㎑ ~ 1 ㎒ 의 초음파를 투사하는 초음파 투사단계;를 포함하며, 상기 유화수용액은 물 100중량부에 대하여 암모늄액 0.5~2중량부 및 염화나트륨 0.1~0.8중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명은 상기 제1고속교반단계 후에 상기 혼합물의 화학 결합을 촉진시키기 위하여 혼합물을 가열처리하는 가열처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 산업현장의 고비용을 본 발명에 따른 대체 유화연료를 이용하여 충분히 줄여 줄 수 있다.

또한, 경유 등의 고가의 에너지를 절약할 수 있고 연탄 및 벙커씨유와 같이 연소 후에 발생하는 환경오염 물질을 크게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대체 유화연료의 제조공정을 개략적으로 나타내는 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 대체 유화연료 및 그 제조방법에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 일실시예서 혼합되는 원료를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 대체 유화연료를 제조하기 위해서는 먼저, 벙커씨유와, 유화수용액, 교반기와, 초음파기 등을 준비한다.

본 발명에 사용되는 유화수용액은 물 100중량부에 대하여 암모늄액 0.5~2중량부 및 염화나트륨 0.1~0.8중량부가 혼합된 것을 사용하며, 이와 같은 유화수용액은 벙커씨유 등의 점성을 떨어뜨리는 역할을 한다.

또한, 교반기는 벙커씨유와 유화수용액이 원활하게 혼합되도록 교반하는 동시에 벙커씨유와 유화수용액을 혼합하여 형성되는 혼합물의 온도를 상승시키는 역할을 하며, 초음파기는 나중에 혼합되는 물질끼리 화학반응을 일으켜 유수분리가 일어나지 않도록 하는 역할을 한다.

다음으로, 본 발명에서 벙커씨유와 유화수용액이 혼합되는 비율을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 대체 유화연료는 벙커씨유 78~82중량%와 물 100중량부에 대하여 암모늄액 0.5~2중량부 및 염화나트륨 0.1~0.8중량부가 혼합된 유화수용액 18~22중량%가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 벙커씨유와 유화수용액의 혼합비율은 물이 대략 18~22중량%가 투입된 화합물을 제조함으로써 그만큼을 대체연료로 전환시켜 제조비용을 절감하기 위한 것이며, 물이 너무 많이 들어갈 경우 연료로서의 효율이 떨어지기 때문에 상기와 같은 혼합비율이 적당하다.

또한, 암모늄액과 염화나트륨은 서로 혼합하지 않는 벙커씨유와 물을 안정한 에멀션 상태를 유지하도록 하는 유화제(乳化劑)로서의 역할을 하며, 상기와 같은 혼합비율로 혼합하면 충분한 유화 역할을 하게 된다.

이와 같은 비율로 만들어진 대체 유화연료는 연료의 효율이 높고 연소시에 발생하는 매연이 적어 효과적인 대체연료로서 사용이 가능하다.

다음으로, 본 발명에 따른 대체 유화연료의 제조방법을 그 바람직한 실시예에 따라 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 대체 유화연료를 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.

먼저, 본 발명은 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합하여 혼합물을 형성하며, 상기 유화수용액은 물 100중량부에 대하여 암모늄액 0.5~2중량부 및 염화나트륨 0.1~0.8중량부가 혼합된 유화수용액 18~22중량%가 혼합되는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 암모늄액 및 염화나트륨은 유화제로 사용되며, 이러한 유화제가 혼합된 혼합물은 기름과 물 간의 구별이 없어지며 물 분자는 더 작은 물 분자로 분리되어 기름 분자와 결합이 이루어지며 따로 물 분자끼리 응집이 이루어지는 상태인 유수분리가 발생하지 않는다.

벙커씨유와 유화수용액을 혼합하면 통상적으로 혼합되는 물질들이 자발적으로 균일하게 결합이 이루어지지 않는다. 따라서, 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합한 후에 혼합되는 물질 간에 화학 결합을 촉진하기 위하여 혼합물을 50 내지 90 ℃로 가열한다.

상기 혼합물은 저속교반단계와, 제1고속교반단계 및 제2고속교반단계를 거쳐 온도가 지속적으로 상승하게 된다.

상기 저속교반단계는 상기 혼합물을 90~120rpm으로 저속회전시켜 혼합물을 교반하는 단계이고, 상기 제1고속교반단계는 상기 저속교반단계를 거친 혼합물을 1200~1500rpm으로 고속회전시켜 혼합하여 혼합물의 온도 상승 및 교반이 이루어지도록 하는 단계이며, 상기 제2고속교반단계는 상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물을 3600rpm으로 고속회전시켜 혼합물의 점도를 낮추고 온도를 상승시키는 단계이다.

상기 제1고속교반단계 후에는 혼합물의 화학 결합을 촉진시킬 수 있도록 혼합물을 가열처리하는 가열처리단계를 더 거치게 된다.

본 발명에서 벙커씨유와 유화수용액을 혼합한 혼합물을 단계적으로 교반하는 이유는 저속교반단계를 통해 벙커씨유와 유화수용액의 원활한 혼합이 이루어지도록 한 후, 회전속도를 증가시켜가면서 혼합물을 교반하여 혼합물의 온도가 지속적으로 상승되도록 하기 위한 것이다. 상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물의 온도는 50~60℃이며, 상기 가열처리단계를 거친 혼합물의 온도는 70℃이고, 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 온도는 80~90℃이다.

상기 초음파 투사단계는 상기 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 이온결합을 유도하기 위해 초음파를 투사하는 단계로서, 상기 혼합물을 초음파기를 통과시키면서 20 ㎑ ~ 1 ㎒의 초음파를 투사하여 벙커씨유 등의 점성을 낮게 하고 분자 간의 운동을 활발하게 하여 분자 상호 간에 화학결합을 더욱더 촉진시킬 수 있다.

이러한 혼합비율과 제조공정으로 연료를 만들어 본 결과, 연료의 효율이 높고 연소시에 발생하는 매연 등이 현저히 줄어드는 것으로 나타났다.

한편, 유화수용액을 만들 때 들어가는 많은 양의 물은 벙커씨유, 암모늄액 및 염화나트륨 등에 혼합되는 물질과 화학반응을 일으켜 대체 연료로 전환이 이루어지며, 이러한 결과 경유나 등유 등의 연료를 대신하는 대체연료가 제조되어 진다.

위와 같은 단계들을 거치면 본 발명에 따른 유화 대체연료가 만들어지며, 다른 종래기술과는 다르게 유화수용액을 준비하는 단계에서 많은 분량의 물이 대체연료로 전환되는 효과를 가져온다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 벙커씨유와 유화수용액을 혼합하여 가열, 교반시킨 후 초음파를 투사하여 이온 결합을 유도함으로써 제조되는 것으로, 종래의 석유 등의 연료를 대체할 수 있는 유화연료이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 벙커씨유 78~82중량%와 유화수용액 18~22중량%를 혼합하여 형성된 혼합물을 90~120rpm으로 저속회전시켜 혼합물을 교반하는 저속교반단계;
   상기 저속교반단계를 거친 혼합물을 1200~1500rpm으로 고속회전시켜 혼합하여 혼합물의 온도 상승 및 교반이 이루어지도록 하는 제1고속교반단계;
   상기 제1고속교반단계를 거친 혼합물을 3600rpm으로 고속회전시켜 혼합물의 점도를 낮추고 온도를 상승시키는 제2고속교반단계; 및
   상기 제2고속교반단계를 거친 혼합물의 이온결합을 유도하기 위해 20㎑ ~ 1㎒의 초음파를 투사하는 초음파 투사단계;를 포함하며,
   상기 유화수용액은 물 100중량부에 대하여, 암모늄액 0.5~2중량부 및 염화나트륨 0.1~0.8중량부가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 대체 유화연료의 제조방법.
   
3. 삭제
4. 제2항에 있어서, 상기 제1고속교반단계 후에 상기 혼합물의 화학 결합을 촉진시키기 위하여 혼합물을 가열처리하는 가열처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대체 유화연료의 제조방법.
   

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