KR101931785B1 - 석탄 첨가제 제조방법 - Google Patents

석탄 첨가제 제조방법 Download PDF

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Abstract

본발명은 석탄 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되는 것으로,
상기 석탄첨가제의 원료는 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물인 발효액과; 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀전;을 용기에 넣고 혼합하여 액상으로 제조하는 것으로,
본발명은 고체연료인 석탄에 액체화된 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하는 것으로, 석탄의 분말도를 향상 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되어 에너지 효율이 높게 하는 친환경적이며, 안전한 현저한 효과가 있다.

Description

석탄 첨가제 제조방법{Manufacturing method of coal additive}
본발명은 석탄 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고체연료인 석탄에 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물인 발효액 등으로 만든 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되는 친환경적인 석탄 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
오래전부터 발효의 기술은 전세계적으로 발전을 거듭하여왔다. 특히, 과일의 먹다 남은 찌꺼지로부터 시간이 지남에 따라 발효가 이루어짐으로서 이를 화염에 가까이 했을때 더더욱 연소가 잘 진행이 되는 것은 오래전부터 사실로 알려져 내려왔다. 이를 응용하여 사과,오렌지,포도 등의 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물은 자연으로부터 파생되어져 이루어진 친환경소자임은 자명한 사실이다.
이에 21세기를 맞이하여 나노소자가 개발되어 IT,ET,BT등등 많은 부분에 적용이 이루어져 왔다. 하지만, 이의 개발은 연료유첨가제쪽으로 개발이. 많이 이루어졌고, 상대적으로 값이 싼 석탄쪽으로는 값비싼 나노소자를 적용하기가 힘든 상황이 된다.
한편, 석탄 첨가제 제조방법에 있어서, 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하는 종래기술이 발달해왔으며 일례로서 등록특허공보 등록번호 10-1290423호에는 (A) 초기 수분 함량 및 초기 농도의 산성 관능기를 갖는 석탄 공급원료를 제공하는 단계; (B) 석탄 공급원료를 분쇄하는 단계;
(C) 단계 (B)로부터의 석탄 공급원료를 특정 입자 크기 프로파일로 분류하여, 매트릭스를 가지며 제2 농도의 산성 관능기를 포함하는 석탄 미립자를 생성하는 단계;
(D) 석탄 미립자를 일정 농도의 알칼리 금속 기화 촉매를 포함하는 일정량의 수용액과 접촉시켜, 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 특정 비율 및 제2 수분 함량을 갖는 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자 습윤케이크를 형성하는 단계; 및
(E) 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자 습윤 케이크를 열 처리하여 제2 수분 함량을 감소시켜 실질적 자유-유동성 미립자로서의 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자를 생성하는 단계를 포함하며,
(a) 산성 관능기의 제2 농도가 초기 농도의 50% 이상이고; (b) 특정 입자 크기 프로파일이 20 마이크로미터 이상의 d5 입자 크기, 1000 마이크로미터 이하의 d95 입자 크기 및 75 내지 350 마이크로미터의 d50 입자 크기를 갖고;
(c) 단계 (D)의 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 특정 비율이, 실질적 자유-유동성 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자에서 0.01 내지 0.10의 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자 비율을 제공하기에 충분하고; (d) 단계 (D)로부터의 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자 습윤 케이크는 실질적으로 비-배수성이고; (e) 단계 (D)에서 수용액의 양 및 알칼리 금속 기화 촉매의 농도가 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자습윤 케이크에서 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 특정 비율을 제공하기에 충분하고; (f) 단계 (D)에서의 접촉이 실질적으로 대기압에서 및 실질적으로 수용액의 비점 이하인 승온에서 교반 하에 특정 시간 동안 수행되고, 이들 각각은 충분한 양으로 조합되어 비-배수성 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자 습윤 케이크 내의 알칼리 금속 기화 촉매의 실질적으로 균일한 분포를 가능하게 하고; (g) 비-배수성 알칼리 금속 기화 촉매 담지된 탄소질 미립자 습윤 케이크가 제1 온도에서 단계 (D)를 빠져나오고, 실질적으로 동일한 온도에서 열 처리 단계 (E)로 통과되고; (h) 실질적 자유-유동성 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자가 일정 함량의 알칼리 금속 원자를 포함하고, 여기서 50% 초과 함량의 알칼리 금속 원자가 산성 관능기 상의 이온 교환에 의해 석탄 미립자 매트릭스와 회합되는 것을 특징으로 하는, 석탄 공급원료로부터 실질적 자유-유동성 알칼리 금속 기화 촉매-담지된 석탄 미립자를 제조하는 방법이 공개되어 있다.
또한, 등록특허공보 등록번호 10-1528471호에는 전분, 전분-폴리아크릴산염 중합체, 비닐알콜-아크릴산나트륨 중합체, 폴리아크릴산-전분 그래프트 중합체, 폴리아크릴산염 중합체, 폴리에틸렌옥사이드계 중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알콜 공중합체, 이소부틸렌-말레인산 공중합체, 메틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로스계 중합체,폴리아크릴산과 천연고분자의 그래프트 중합체, 젤라틴, 폴리글리콜 및 폴리아크릴산에서 하나이상 선택되는 고흡수성수지; 및 상기 고흡수성수지에 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리디메틸실록산, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리이미드 및 폴리카보네이트에서 하나이상 선택되는 발수성 유기입자;를 포함하는 석탄(石炭)의 유동성을 개선한 분말 유동 개선용 첨가제가 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 석탄을 충분히 미립화 그리고 균일화하지 못하여 석탄의 분말도가 낮아 연소 면적이 적어 연소시간이 길며 미연탄소 발생량이 감소되지 못해 에너지 효율이 낮은 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 고체연료인 석탄에 액체화된 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하는 것으로, 석탄의 분말도를 향상 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되어 에너지 효율이 높게 하는 석탄 첨가제 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 석탄 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되는 것으로,
상기 석탄첨가제의 원료는 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물인 발효액과; 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀전;을 용기에 넣고 혼합하여 액상으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본발명은 고체연료인 석탄에 액체화된 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하는 것으로, 석탄의 분말도를 향상 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 노내의 크링커발생빈도를 격감시켜 미연탄소 발생량이 감소되어 에너지 효율이 높게 하는 친환경적이며, 안전한 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명 석탄 첨가제 제조방법 공정도
본발명은 석탄 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되는 것으로,
상기 석탄첨가제의 원료는 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물인 발효액과; 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀전;을 용기에 넣고 혼합하여 액상으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 석탄 첨가제의 원료는 무기산 또는 유기산을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속이온은 calcium Monocarbonate, Alpha Alumina, Zinc Monoixde
, polyoxyethylene stearylamine, 또는 polyoxyethylene oleylether인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과일찌꺼기에는 무기산과 유기산을 더추가 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발효액의 원료는 옥수수 또는 당밀을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과일 찌꺼기는 산도가 있는 찌꺼기인 것으로, 포도, 사과, 또는 오렌지 찌꺼기인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발효액의 원료는 Fatty Acid co-oligomer 또는 Beta-Htdroxytricarballyic acid를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본발명의 발효시 PH는 3.5 ~ 5.5인 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 석탄 첨가제 제조방법 공정도이다.
본발명의 상기 석탄첨가제는 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물은 자연으로부터 파생되어져 이루어진 친환경소자이다.
본발명은 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 노내의 크링커발생빈도를 격감시켜 미연탄소 발생량이 감소되는 것이다.
상기 석탄첨가제의 원료는 과일의 찌꺼기에 발효균(효소)를 배양하여 만든 추출물인 발효액과;
금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀전;을 용기에 넣고 혼합하여 액상으로 제조하는 것이다.
과일 찌꺼기는 포도, 사과, 또는 오렌지 찌꺼기를 주로 사용한다.발효시 PH는 3.5 ~ 5.5로 한다.
본발명의 첨가되는 금속이온은 calcium Monocarbonate, Alpha Alumina, Zinc Monoixde
, polyoxyethylene stearylamine, 또는 polyoxyethylene oleylether이다.
다른 실시례로서 석탄 첨가제의 원료는 무기산 또는 유기산을 더 포함할 수 있다.
또다른 실시례로서 발효액의 원료는 옥수수 또는 당밀을 추가로 첨가한다.
한편, 또다른 실시례로서 상기 발효액의 원료는 Fatty Acid co-oligomer 또는 Beta-Htdroxytricarballyic acid를 추가로 첨가할 수 있다.
본발명은 발효(효소)와 나노이온의 결합되는 것이다.
발효(효소)와 Bentonite(Zeolite포함)등의 담채를 이용한 Emulsion화 한 것이며,
나노이온은 Cu,Zn,Au,Pt, Fe ,Mg,etc 전이금속 모두 포함한다.
그리고 Bentonite + 일부 Alkaly Metal 화합물이 투입된다.
실시례로서 본발명은 과일찌꺼기 발효액 제조는 H2O 100중량부에 대하여, Fatty-Acid co-oligomer 45 ~55중량부, 과일찌꺼기 45 ~ 55중량부를 혼합한다. 발효기간은 약 7일~10일소요된다. 이때 무기산과 유기산이 1:1 비율로 혼합된 무기산/유기산 액을 혼합할 수 있으며 비율은 H2O 100중량부에 대하여, Fatty-Acid co-oligomer 45 ~55중량부, 과일찌꺼기 45 ~55중량부, 무기산/유기산 액 3 ~ 10중량부를 혼합하여 제조한다.
그리고 H2O 10~30중량부에 대하여, Bentonite 95 ~ 105중량부, 금속이온화95 ~ 105중량부를 혼합하여 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼을 제조한다. 7일 정도 소요된다.
이후 과일찌꺼기 발효액과 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼을 혼합하는 것으로, 혼합비율은 H2O 10~20중량부에 대하여, 과일찌꺼기 발효액 50중량부, 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼 50중량부를 혼합하여 60~90℃에서 10~12시간 교반하여 제조한다.
이때 무기산/유기산을 더 첨가할 수 있는 것으로, 혼합비율은 H2O 10~20중량부에 대하여, 과일찌꺼기 발효액 50중량부, 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼 50중량부, 무기산/유기산 3 ~ 10중량부로 혼합한다.
본발명의 효과는 고체연료인 석탄에 액체화된 첨가제가 미립화 그리고 균일화 할뿐 아니라, 분자의 연결고리 결합력을 약화시키는데 효과가 있다. 이는 석탄의 분말도를 향상 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소된다.
곧, 연소촉진 Fly-ash, Bottom-ash에 함유된 미연 탄소분 및 Ash 발생량이 감소된다. 그리고 완전연소로 인한 CO Gas의 발생량이 약 75~85% 정도 현저히 감소한다.
그리고 석탄의 연소시 발생하는 대표적인 유해물질인 황산화물(Sox)과 질소산화물(Nox)을 약 45~60%정도 감소시킨다.
곧, 배기가스 공해물질 감소 Sox 가스와 결합하여 분진의 형태로 배출시킨다.
그리고 연소특성이 현저히 개선이 됨으로서, Sluge, Soot, Clinker의 발생량이 현격하게 감소가 된다. 곧, 크링커 박리 회분과 금속성분과 반응하지 않고, 크링커와 접촉하여 박리시킨다. 크링커 제거 및 발생 방지에 의한 열 전도율 상승으로 에너지가 절약된다.
발생기 산소열이 가해지면서 다량의 발생기 산소를 생성시켜 석탄입자내부에 침투시켜 직접적인 산소공급원이 됨에 연소촉진이 된다. 부식방지 마이크로 베어링효과를 하는 방식피막을 형성시킨다. 송풍량 조절에 의한 배기 가스량 배출 저하 로 절감 - A/H, 절단기 등에 부착된 스케일이 제거됨으로써 효율이 증대된다. 본발명은 따라서 친환경적이며, 안전한 석탄첨가제로 사용된다.

Claims (4)

  1. 고체연료인 석탄에 석탄 첨가제가 첨가되어 석탄을 미립화 그리고 균일화하여 연소 면적을 증가시켜 줌으로써 연소시간을 단축시켜주며, 미연탄소 발생량이 감소되는 것으로, 상기 석탄첨가제의 원료는 과일 찌꺼기에 발효균을 배양하여 만든 추출물인 과일찌꺼기 발효액과; 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀전;을 용기에 넣고 혼합하여 액상으로 제조하는 석탄 첨가제 제조방법에 있어서,
    상기 과일 찌꺼기에는 무기산과 유기산을 더추가 하는 것이며,
    상기 과일 찌꺼기는 산도가 있는 찌꺼기인 것으로, 포도, 사과, 또는 오렌지 찌꺼기인 것이며,
    상기 금속이온은 calcium Monocarbonate, Alpha Alumina, 또는 Zinc Monoixde인 것이며,
    상기 과일찌꺼기 발효액의 제조는 H2O 100중량부에 대하여, Fatty-Acid co-oligomer 45 ~ 55중량부, 과일 찌꺼기 45 ~ 55중량부, 무기산/유기산 액 3 ~ 10중량부를 혼합하여 제조하되, 발효기간은 7일~10일인 것이되, 상기 무기산/유기산 액은 무기산과 유기산이 1:1 비율로 혼합된 것이며,
    상기 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼은 H2O 10 ~ 30중량부에 대하여, Bentonite 95 ~ 105중량부, 금속이온화 95 ~ 105중량부를 혼합하여 제조하는 것으로,
    상기 과일찌꺼기 발효액, 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼, 무기산/유기산 액을 혼합하되, 혼합비율은 H2O 10~20중량부에 대하여, 과일찌꺼기 발효액 50중량부, 금속이온과 벤토나이트 또는 젤라이트의 에멀젼 50중량부, 무기산/유기산 액 3 ~ 10중량부를 혼합하여 60~90℃에서 10~12시간 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 석탄 첨가제 제조방법
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