KR102276599B1 - Emulsification Method of Fuel Oil and Desulfurizer for Sulfur Oxide Reduction - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an emulsification method of fuel oil and a desulfurization agent, comprising the following: (a) a step of supplying the desulfurization agent to the fuel oil and line-mixing to prepare a mixture; (b) a droplet forming step of forming droplets of the mixture of step (a); (c) a magnetization step of magnetizing the result of step (b) by passing the same through a magnetic field; (d) a swirl mixing step of swirling and mixing the result of step (c); and (e) a colliding step of colliding the result of step (d). The emulsification method of fuel oil and a desulfurization agent, according to an embodiment of the present invention, uses fuel oil, which is oil, as a continuous phase, and a water-based desulfurization agent as a disperse phase and emulsifies the desulfurization agent in the fuel oil into water in oil (W/O), so that the desulfurization agent in the fuel oil can be dispersed stably. During combustion, the fuel oil and the desulfurization agent are combusted together to remove sulfur oxides generated in the combustion process, and thus an effect of reducing sulfur oxides finally emitted can be provided.

Description

황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법{Emulsification Method of Fuel Oil and Desulfurizer for Sulfur Oxide Reduction}Emulsification Method of Fuel Oil and Desulfurizer for Sulfur Oxide Reduction

본 발명은 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벙커C유 등의 연료유에 탈황제를 혼합시켜 에멀전화 시킴으로써 연료 연소 시 황산화물(SOx) 배출이 저감되는 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent for reducing sulfur oxides, and more particularly, by mixing a desulfurization agent with fuel oil such as bunker C oil to emulsify it, sulfur oxide (SO x ) emission is reduced during fuel combustion It relates to an emulsification method of fuel oil and desulfurization agent for reducing sulfur oxides.

대기오염을 유발하는 오염원으로 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 지목되고 있으며, 특히, 황산화물은 유황성분을 함유하는 화석연료의 연소로부터 방출되는 산업 배가스에 포함되어 있어 산성비를 유발하는 등의 다양한 환경오염을 야기하는 등의 문제를 나타내고 있다. Sulfur oxides (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ) have been pointed out as pollutants that cause air pollution. In particular, sulfur oxides are contained in industrial flue gas emitted from the combustion of fossil fuels containing sulfur, thereby reducing acid rain. It shows problems such as causing various environmental pollution such as

이러한 산업 배가스에서 황산화물을 제거하는 탈황 방법은 지속적으로 연구되어 왔으며, 공장 또는 화석연료를 사용하는 발전소에서는 일반적으로 연소 후 처리 방법인 배연탈황 방법을 사용하여 왔다. A desulfurization method for removing sulfur oxides from these industrial flue gases has been continuously studied, and a flue gas desulfurization method, which is a general post-combustion treatment method, has been used in factories or power plants using fossil fuels.

배연탈황 방법은 유황가스를 함유하는 화석연료를 연소한 후, 그 배가스를 탈황 처리하는 것을 의미하며, 이러한 배연탈황 방법은 습식법과 건식법으로 나눌 수 있다. 습식법은 배가스를 암모니아수, 수산화나트륨 용액, 석회유 등을 통해 세척하여 황산화물을 제거하는 방법이며, 건식법은 활성탄, 탄산염 등의 입자 또는 분말을 배가스와 접촉시켜, 이산화황을 흡착 또는 반응시킴으로써 황산화물을 제거하는 방법이다.The flue gas desulfurization method refers to desulfurizing the flue gas after burning fossil fuel containing sulfur gas, and this flue gas desulfurization method can be divided into a wet method and a dry method. The wet method is a method to remove sulfur oxides by washing the flue gas with ammonia water, sodium hydroxide solution, lime milk, etc., and the dry method removes sulfur oxides by adsorbing or reacting sulfur dioxide by contacting particles or powders such as activated carbon or carbonate with the flue gas. way to do it

특히, 선박용 엔진에 이용되는 벙커C유 등 중유(MGO,MDO,DDO)와 같은 연료유(Fuel Oil)의 황산화물 함유량은 자동차 연료보다 적게는 1천배에서 많게는 3천배까지 높으며, 전세계 선박이 배출하는 황산화물이 자동차의 130배로 많아 고유황유(High Sulfur Fuel Oil, HSFO)로 불리며 환경오염의 주범으로 알려지고 있다.In particular, the sulfur oxide content of fuel oil such as heavy oil (MGO, MDO, DDO) such as bunker C oil used in marine engines is 1,000 to 3,000 times higher than that of automobile fuel. It contains 130 times more sulfur oxides than automobiles, so it is called High Sulfur Fuel Oil (HSFO) and is known as the main culprit of environmental pollution.

이를 위해 종래에는 선박용 엔진에서 배출되는 황산화물의 제거를 위해 선박용 습식 탈황 시스템을 이용해 후처리로 배연탈황을 실시하고 있는데, 상기 습식 탈황 시스템은 일반적으로 펌프를 이용하여 세척수(NaOH)를 냉각기를 거쳐 스크러버로 공급하고, 상기 스크러버에서 배가스와 세척수를 접촉시켜 후처리로 황산화물을 제거하는 방식이다.For this purpose, conventionally, flue gas desulfurization is performed as a post-treatment using a wet desulfurization system for ships to remove sulfur oxides emitted from marine engines. In general, the wet desulfurization system uses a pump to pass washing water (NaOH) through a cooler. It is a method in which sulfur oxides are removed by post-treatment by supplying to a scrubber, and contacting the exhaust gas with washing water in the scrubber.

이 때, 상기 습식 탈황 시스템의 황산화물 제거능력을 일정 수준으로 유지하기 위하여 세척수의 pH를 모니터링하여 자동으로 세척수의 공급량을 제어하게 되는데, 사용하고 난 세척수를 재사용하기 위해 정화하는 과정에서 엄청난 양의 슬러지가 발생되고, 이러한 슬러지는 슬러지 탱크에 모아 보관한 후 정박 후 처리하는 방식으로 후처리 탈황이 운용되고 있다.At this time, in order to maintain the sulfur oxide removal ability of the wet desulfurization system at a certain level, the pH of the washing water is monitored to automatically control the supply amount of the washing water. After sludge is generated, the sludge is collected and stored in a sludge tank, and post-treatment desulfurization is operated in a manner that is treated after anchoring.

상술한 바와 같이, 종래 후처리 습식 탈황 기술은 세척수의 수질정화 과정이 복잡하여 인력과 비용이 많이 들고, 별도의 복잡한 탈황 설비를 따로 구축해야 하므로 현재 운행 중인 선박들에 이러한 종래 탈황시스템을 적용하기란 공간적, 비용적인 측면에서 현실적으로 용이하지 않다는 문제점이 있었다.As described above, the conventional post-treatment wet desulfurization technology requires a lot of manpower and cost due to the complicated water purification process of washing water, and it is necessary to separately construct a separate complex desulfurization facility. There was a problem that it was not practically easy in terms of space and cost.

따라서, 이러한 선박 연료유의 연소 및 황산화물의 배출로 인한 환경오염 문제를 획기적으로 개선하기 위해서는 방법이 단순하고 적용이 쉬우며, 황산화물의 배출량을 대폭 저감할 수 있는 효과적인 탈황 방법에 대한 연구가 시급한 실정이다.Therefore, in order to dramatically improve the environmental pollution problems caused by the combustion of marine fuel oil and the emission of sulfur oxides, the method is simple and easy to apply, and research on an effective desulfurization method that can significantly reduce the emission of sulfur oxides is urgently needed. the current situation.

등록특허 제10-1129775호Registered Patent No. 10-1129775

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일(oil)인 연료유에 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산되며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로써, 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시킬 수 있는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and by emulsifying a water-based desulfurization agent in fuel oil, which is oil, the desulfurization agent in the fuel oil is stably dispersed, and the fuel oil and fuel oil during combustion An object of the present invention is to provide a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent capable of reducing sulfur oxides finally discharged by burning together with a desulfurization agent to remove sulfur oxides generated in the combustion process.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 (a) 탈황제를 연료유에 공급하고 라인 믹싱하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 혼합물의 액적을 형성하는 액적 형성 단계; (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계; (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합하는 선회 혼합 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공한다.In order to achieve the technical problem as described above, the present invention comprises the steps of: (a) supplying a desulfurization agent to fuel oil and line mixing to prepare a mixture; (b) a droplet forming step of forming droplets of the mixture of step (a); (c) a magnetization step of magnetizing the step (b) by passing it through a magnetic field; (d) a swirl mixing step of swirling mixing step (c); and (e) a collision step of colliding the step (d). It provides a fuel oil and desulfurization agent emulsification method comprising a.

또한, 상기 단계 (a)에서 상기 연료유 100 중량부에 대해서 상기 탈황제는 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step (a), the desulfurization agent is characterized in that it comprises 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fuel oil.

또한, 상기 단계 (b)에 기체를 더 공급하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that the gas is further supplied to the step (b).

또한, 상기 기체는 공기(air) 또는 산소(O2)인 것을 특징으로 한다.In addition, the gas is characterized in that air (air) or oxygen (O 2 ).

또한, 상기 기체는 상기 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로미터(㎛) 크기의 버블(bubble)을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas is characterized in that it forms bubbles with a size of 1 to 500 micrometers (㎛) in the fuel oil.

또한, 상기 단계 (d) 및 상기 단계 (e) 사이에 상기 탈황제 및 상기 연료유의 내부에 포함된 상기 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a gas separation step of separating the gas contained in the desulfurization agent and the fuel oil between the step (d) and the step (e).

또한, 상기 단계 (b)는 복수 개의 미세 홀이 형성된 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (b) is characterized in that the droplets are formed by passing through the droplet atomization unit in which a plurality of fine holes are formed.

또한, 상기 단계 (c)의 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss)인 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic field of step (c) is characterized in that 9,000 to 15,000 gauss (gauss).

또한, 상기 단계 (c)의 자기장은 이송 흐름의 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the magnetic field of step (c) is characterized in that it is formed in the vertical direction of the transport flow.

아울러, 상기 단계 (e)는 상기 단계 (d)의 분출 방향의 15° 각도로 충돌시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the step (e) is characterized in that it collides at an angle of 15° to the ejection direction of the step (d).

본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법은 오일(oil)인 연료유를 연속상, 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 분산상으로 하여 연료유 내 탈황제를 Water in Oil(W/O) 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산될 수 있으며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로써, 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시키는 효과가 있다.The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention uses fuel oil, which is oil, as a continuous phase, and water-based desulfurization agent as a disperse phase, and desulfurization agent in fuel oil is converted into Water in Oil (W/O). By emulsifying it, the desulfurization agent can be stably dispersed in the fuel oil. During combustion, the fuel oil and the desulfurization agent are combusted together to remove the sulfur oxides generated in the combustion process, thereby reducing the sulfur oxides finally emitted.

또한, 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 이용하면 연료의 연소 후 배가스를 탈황하던 종래의 방법과는 달리, 연료유를 연소시키기 전에 탈황제와 에멀전화하여 선박 엔진에서 함께 연소함으로써 탈황 시설의 추가 없이 기존 선박용 엔진을 활용할 수 있어 단순하고 적용이 쉬우면서 탈황 효과가 우수한 이점이 있다.In addition, when the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention is used, unlike the conventional method of desulfurizing flue gas after combustion of fuel, it is emulsified with a desulfurization agent before combustion of fuel oil and burned together in a marine engine to desulfurize. It has the advantage of being simple and easy to apply because it can utilize the existing marine engine without the addition of facilities, and the desulfurization effect is excellent.

도 1은 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (a)의 라인 믹서의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (c)의 선회 혼합기의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화된 연료유 및 탈황제의 연소 과정을 나타낸 개념도이다.
1 is a process diagram of a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent according to the present invention.
2 is a plan view of the line mixer of step (a) used according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of the swirl mixer of step (c) used in accordance with an embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram illustrating a combustion process of emulsified fuel oil and desulfurization agent according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.Hereinafter, prior to being described in detail through a preferred embodiment of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but meanings consistent with the technical spirit of the present invention. and should be interpreted as a concept.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

이하에서는 본 발명의 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent of the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 순서대로 작성한 공정도로서 이를 참고하여 설명하면, 본 발명은 (a) 탈황제를 연료유에 공급하고 라인 믹싱하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 단계 (a)의 혼합물의 액적을 형성하는 액적 형성 단계; (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계; (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합하는 선회 혼합 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공한다.
단계 (a)는 탈황제를 연료유에 공급하여 라인 믹싱하는 단계(S110)이다.
1 is a process chart prepared in order of a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent according to the present invention. Referring to this, the present invention includes the steps of: (a) supplying a desulfurization agent to fuel oil and line mixing to prepare a mixture; (b) a droplet forming step of forming droplets of the mixture of step (a); (c) a magnetization step of magnetizing the step (b) by passing it through a magnetic field; (d) a swirl mixing step of swirling mixing step (c); and (e) a collision step of colliding the step (d). It provides a fuel oil and desulfurization agent emulsification method comprising a.
Step (a) is a step (S110) of line mixing by supplying the desulfurization agent to the fuel oil.

본 단계는 오일(oil)인 연료유에 물(water) 기반의 탈황제를 공급하여 Water in Oil(W/O) 에멀전화를 시키기 위하여 연료유 및 탈황제를 라인 믹서에 공급하여 라인 믹싱을 통해 혼합하는 단계이다.In this step, the fuel oil and desulfurization agent are supplied to a line mixer and mixed through line mixing in order to emulsify water in oil (W/O) by supplying a water-based desulfurization agent to fuel oil, which is oil. to be.

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본 발명에서 사용되는 연료유 및 탈황제가 혼합된 액상을 “혼합물”이라 통칭한다. A liquid mixture of fuel oil and desulfurization agent used in the present invention is collectively referred to as a “mixture”.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (a)의 라인 믹서(100)의 사시도이다.2 is a perspective view of the line mixer 100 of step (a) used in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 연료유는 라인 믹서(100)의 도 2의 (A)로 연료유가 투입되고, 도 2의 (B)로 탈황제가 투입되어 골고루 섞이는 과정(라인 믹싱)을 거친 후 연료유와 탈황제의 혼합물이 도 2의 (C)로 빠져나오게 된다.Referring to FIG. 2 , the fuel oil is fed into (A) of FIG. 2 of the line mixer 100, and a desulfurizing agent is added to (B) of FIG. 2, and after going through a process of uniformly mixing (line mixing), the fuel A mixture of oil and desulfurization agent is drawn out as shown in FIG. 2(C).

본 단계에서 연료유(Fuel Oil)는 주로 연료용으로 제공되는 가솔린, 등유, 경유 및 중유 등을 일괄하여 의미하며, 본 발명의 일 실시예로 고유황유인 벙커C유를 예시로 드나 이에 한정되는 것은 아니다.In this step, fuel oil refers to gasoline, kerosene, diesel, and heavy oil mainly provided for fuel, and as an embodiment of the present invention, bunker C oil, which is high sulfur oil, is taken as an example, but is limited thereto. it is not

본 단계에서는 연료유가 일정 유속으로 공급되는 동안, 탈황제는 연료유 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부를 공급하여 혼합할 수 있다. 예를 들어, 탈황제는 연료유 100 중량부에 대하여 3 내지 8 중량부, 3 내지 6 중량부, 3 내지 4 중량부, 4 내지 10 중량부, 5 내지 10 중량부 또는 8 내지 10 중량부를 혼합할 수 있다.In this step, while the fuel oil is supplied at a constant flow rate, the desulfurization agent may be mixed by supplying 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fuel oil. For example, the desulfurization agent may be mixed with 3 to 8 parts by weight, 3 to 6 parts by weight, 3 to 4 parts by weight, 4 to 10 parts by weight, 5 to 10 parts by weight, or 8 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fuel oil. can

탈황제를 3 중량부 미만으로 공급할 경우, 연료유 내부에 분산되는 탈황제의 양이 적어 탈황 효과가 감소하며, 10 중량부 초과로 공급할 경우, 연료유 및 탈황제의 에멀전 상태의 연소 효율이 감소하는 문제점이 있다.When the amount of the desulfurization agent is supplied in less than 3 parts by weight, the amount of the desulfurization agent dispersed in the fuel oil is small, so the desulfurization effect is reduced. When the amount of the desulfurization agent is supplied in excess of 10 parts by weight, the combustion efficiency of the emulsion state of the fuel oil and the desulfurization agent is reduced. have.

탈황제는 연료유의 연소시 발생하는 황산화물(SOx)을 제거하는 액상 촉매를 사용할 수 있다.As the desulfurization agent, a liquid catalyst for removing sulfur oxides (SO x ) generated during combustion of fuel oil may be used.

본 발명에서의 탈황제는 SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물을 포함할 수 있으며, SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3의 산화물을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.The desulfurization agent in the present invention is SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , MgO, MnO, CaO, Na 2 O, K 2 O and P 2 O 3 At least one oxide selected from the group consisting of may include, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , MgO, MnO, CaO, Na 2 O, K 2 O and P 2 O 3 It is preferable to use including all oxides of .

탈황제가 산화물로서 SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3를 모두 포함할 때의 기본 화학식은 K0.8-0.9(Al,Fe,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2로 일반적으로 일라이트(illite)라 불리는 광물이며, 일라이트는 기본적으로 두 개의 사면체층 사이에 한 개의 팔면체층이 들어가 결합하는 2:1의 구조를 갖고, 팔면체층은 결합 구조내 양이온 자리 3개 중에서 2개만 양이온으로 채워지는 이팔면체(dioctahedral) 구조가 특징으로 양이온의 부족으로 인해 전체적으로 음(-)전하를 띄고 있으며, 이로 인해 탈황제와 혼합된 연료유가 연소 될 때 황산화물(SOx)을 흡착할 수 있다.When the desulfurization agent contains all of SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , MgO, MnO, CaO, Na 2 O, K 2 O and P 2 O 3 as oxides, the basic chemical formula is K 0.8- 0.9 (Al,Fe,Mg) 2 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 It is a mineral commonly called illite, and illite is basically an octahedral layer between two tetrahedral layers. It has a 2:1 structure where it enters and bonds, and the octahedral layer is characterized by a dioctahedral structure in which only 2 of the 3 cation sites in the bonding structure are filled with cations. Thereby, when fuel oil mixed with a desulfurization agent is burned, sulfur oxides (SO x ) can be adsorbed.

탈황제는 각 산화물들을 SiO2 15 ~ 90 중량부, Al2O3 15 ~ 100 중량부, Fe2O3 10 ~ 50 중량부, TiO2 5 ~ 15 중량부, MgO 20 ~ 150 중량부, MnO 10 ~ 20 중량부, CaO 20 ~ 200 중량부, Na2O 15 ~ 45 중량부, K2O 20 ~ 50 중량부 및 P2O3 5 ~ 20 중량부로 포함할 수 있다.The desulfurization agent contains each oxide of SiO 2 15 to 90 parts by weight, Al 2 O 3 15 to 100 parts by weight, Fe 2 O 3 10 to 50 parts by weight, TiO 2 5 to 15 parts by weight, MgO 20 to 150 parts by weight, MnO 10 ~ 20 parts by weight, CaO 20 ~ 200 parts by weight, Na 2 O 15 ~ 45 parts by weight, K 2 O 20 ~ 50 parts by weight and P 2 O 3 5 to 20 parts by weight may be included.

또한, 산화물들은 탈황제로 형성되기 전에 미분기에 의해 1 ~ 2 ㎛의 입자 크기를 갖는 미립자로 혼합 및 미분될 수 있으며, 비중은 2.5 ~ 3.0으로 조흔색 및 은백색을 띄는 분말 형태로 사용된다. In addition, the oxides can be mixed and pulverized into fine particles having a particle size of 1 to 2 μm by a pulverizer before being formed with a desulfurization agent, and a specific gravity of 2.5 to 3.0 is used in the form of streaks and silvery white powder.

또한, 탈황제는 Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함할 수 있으며, Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd 및 Pb의 금속을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the desulfurization agent may include one or more metals selected from the group consisting of Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd and Pb, Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, It is preferable to use all of the metals of Ga, Sr, Cd and Pb.

탈황제는 각 금속들을 Li 0.0035 ~ 0.009 중량부, Cr 0.005 ~ 0.01 중량부, Co 0.001 ~ 0.005 중량부, Ni 0.006 ~ 0.015 중량부, Cu 0.018 ~ 0.03 중량부, Zn 0.035 ~ 0.05 중량부, Ga 0.04 ~ 0.08 중량부, Sr 0.02 ~ 0.05 중량부, Cd 0.002 ~ 0.01 중량부 및 Pb 0.003 ~ 0.005 중량부로 포함할 수 있다.The desulfurization agent contains each metal in an amount of Li 0.0035 ~ 0.009 parts by weight, Cr 0.005 ~ 0.01 parts by weight, Co 0.001 ~ 0.005 parts by weight, Ni 0.006 ~ 0.015 parts by weight, Cu 0.018 ~ 0.03 parts by weight, Zn 0.035 ~ 0.05 parts by weight, Ga 0.04 ~ 0.08 parts by weight, 0.02 to 0.05 parts by weight of Sr, 0.002 to 0.01 parts by weight of Cd, and 0.003 to 0.005 parts by weight of Pb may be included.

또한, 상기 산화물과 같이 금속들도 미분기에 의해 1 ~ 2 ㎛의 입자 크기를 갖는 미립자로 혼합 및 미분 될 수 있으며, 비중은 2.5 ~ 3.0으로 조흔색 및 은백색을 띄는 분말 형태로 사용된다. In addition, metals, like the oxide, can also be mixed and pulverized into fine particles having a particle size of 1 to 2 μm by pulverization, and a specific gravity of 2.5 to 3.0 is used in the form of streaks and silvery white powder.

탈황제는 사붕산나트륨(Na2B4O7·10H2O), 수산화나트륨(NaOH), 규산나트륨(Na2SiO3) 및 과산화수소(H2O2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 액상 조성물을 포함할 수 있으며, 용매로는 물(water, H2O)을 사용할 수 있으며, 사붕산나트륨, 수산화나트륨, 규산나트륨 및 과산화수소의 액상 조성물을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.The desulfurization agent is sodium tetraborate (Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O), sodium hydroxide (NaOH), sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) at least one liquid composition selected from the group consisting of It may include, and water (water, H 2 O) may be used as the solvent, and it is preferable to use all liquid compositions of sodium tetraborate, sodium hydroxide, sodium silicate and hydrogen peroxide.

탈황제는 상기한 산화물, 액상 조성물이 혼합 및 반응을 진행하면서 킬레이트제 역할을 하여 금속과 배위결합을 통해 킬레이트화된 금속 킬레이트 화합물을 형성한다.The desulfurization agent acts as a chelating agent while the above-described oxide and liquid composition are mixed and reacted to form a chelated metal chelate compound through coordination with the metal.

또한, 액상 조성물은 연소물이 연소될 때 발생하는 회분(ash)에 흡착하여 회분 내에 존재하는 황산화물과 반응하여 제거할 수 있다. 사붕산나트륨인 Na2B4O7에서 NaBO2가 유도되며, 수소화를 거쳐 NaBH4가 생성되고, 생성된 NaBH4가 산소와 황산화물을 만나 황산나트륨(Na2SO4)으로 반응하여 황산화물을 제거하게 되며 반응과정은 하기의 반응식 1 및 2와 같다.In addition, the liquid composition can be removed by adsorbing on ash generated when the combustion product is burned and reacting with sulfur oxides present in the ash. NaBO 2 is induced from Na 2 B 4 O 7 , which is sodium tetraborate, and through hydrogenation NaBH 4 is generated, and the generated NaBH 4 meets oxygen and sulfur oxide and reacts with sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) to remove sulfur oxide, and the reaction process is shown in Schemes 1 and 2 below.

[반응식 1][Scheme 1]

NaBH4 + O3 → Na2O2 + H2O + BNaBH 4 + O 3 → Na 2 O 2 + H 2 O + B

[반응식 2][Scheme 2]

1) Na2O2 + SO3 → Na2SO4 + O1) Na 2 O 2 + SO 3 → Na 2 SO 4 + O

2) Na2O2 + SO2 → Na2SO4 2) Na 2 O 2 + SO 2 → Na 2 SO 4

3) Na2O2 + SO → Na2SO3 3) Na 2 O 2 + SO → Na 2 SO 3

또한, 탈황제는 사붕산나트륨 20 ~ 130 중량부, 수산화나트륨 15 ~ 120 중량부, 규산나트륨 50 ~ 250 중량부 및 과산화수소 10 ~ 50 중량부로 각 액상 조성물을 포함할 수 있다.In addition, the desulfurization agent may include each liquid composition in an amount of 20 to 130 parts by weight of sodium tetraborate, 15 to 120 parts by weight of sodium hydroxide, 50 to 250 parts by weight of sodium silicate, and 10 to 50 parts by weight of hydrogen peroxide.

탈황제는 400 ~ 1200℃의 온도 범위에서 연소물과 혼합하여 연소 시킬 때 황산화물의 흡착 효과가 활성화될 수 있으나, 600 ~ 900℃의 온도 범위에서 연소시키는 것이 높은 효율을 나타낼 수 있다.The adsorption effect of sulfur oxides may be activated when the desulfurization agent is mixed with combustion products in a temperature range of 400 to 1200 ° C., but combustion in a temperature range of 600 to 900 ° C. may exhibit high efficiency.

단계 (b)는 단계 (a)에서 형성된 혼합물의 액적을 형성하는 단계(S120)이다.Step (b) is a step (S120) of forming droplets of the mixture formed in step (a).

본 단계에서는 혼합물에 존재하는 연료유 및 탈황제를 W/O 에멀전화 시키기 위해 액적을 형성하여 연료유 내에 탈황제를 분산시킴으로써 에멀전화를 진행하는 단계이다.In this step, emulsification is performed by dispersing the desulfurization agent in the fuel oil by forming droplets to emulsify the fuel oil and desulfurization agent present in the mixture to W/O.

본 단계에서 혼합물의 액적을 형성하는 방법은 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 균질기(Homogenizer)를 사용할 수 있다.A method of forming the droplets of the mixture in this step may use various known methods, but preferably a homogenizer may be used.

또한, 본 단계에서 혼합물의 액적을 형성하는 방법으로는, 혼합물을 이송하는 이송관 내에 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 형성할 수 있다.In addition, as a method of forming droplets of the mixture in this step, the droplets may be formed by passing a droplet atomization unit in a transfer pipe for transporting the mixture.

액적 미립화 유닛은 혼합물에 압력 또는 전단력을 가하여 액적을 형성하는 유닛을 의미하며, 액적 미립화 유닛의 일 실시예로 단계 (a)의 혼합물을 이송하는 이송관 내에 관 내경과 동일한 지름으로 형성된 판을 준비하여 고정시키고, 판에 미세한 지름의 홀을 복수개로 형성한다.The droplet atomization unit means a unit that forms droplets by applying pressure or shear force to the mixture, and as an embodiment of the droplet atomization unit, prepare a plate formed with the same diameter as the inner diameter of the tube in the transfer pipe for transporting the mixture of step (a) and fixed, and a plurality of holes of fine diameter are formed in the plate.

이송 펌프에 의해 이송관 내 혼합물이 이송되고, 혼합물은 액적 미립화 유닛에 부딪쳐 압력을 받게 된다. 액적 미립화 유닛에 의해 이동을 방해받은 혼합물이 전단력 및 압력에 의해 액적 미립화 유닛에 형성된 미세한 홀을 빠져나가면서 미세하게 분산되어 혼합물의 액적이 형성된다.The mixture in the conveying tube is conveyed by the conveying pump, and the mixture is pressed against the droplet atomization unit. The mixture impeded in movement by the droplet atomization unit is finely dispersed as it exits the fine holes formed in the droplet atomization unit by shear force and pressure to form droplets of the mixture.

본 단계의 일 실시예로 사용되는 액적 미립화 유닛의 홀 지름은 1 내지 500 마이크로미터(㎛)로 형성할 수 있다. 예를 들어, 액적 미립화 유닛의 홀 지름은 1 내지 400 마이크로미터, 1 내지 300 마이크로미터, 1 내지 200 마이크로미터, 1 내지 100 마이크로미터, 1 내지 50 마이크로미터, 50 내지 500 마이크로미터, 100 내지 500 마이크로미터, 200 내지 500 마이크로미터, 300 내지 500 마이크로미터, 400 내지 500 마이크로미터, 50 내지 400 마이크로미터, 100 내지 300 마이크로미터 또는 200 내지 300 마이크로미터일 수 있다. 1 마이크로미터 미만의 지름인 경우, 액적 미립화 장치를 통과하여 액적이 형성되는 혼합물의 양이 적어 전체 공정상 흐름이 느려지는 문제가 있으며, 500 마이크로미터 초과의 지름을 사용하는 경우, 액적 형성 효과가 떨어지는 문제점이 있다.The hole diameter of the droplet atomization unit used as an embodiment of this step may be 1 to 500 micrometers (㎛). For example, the hole diameter of the droplet atomization unit may be 1 to 400 micrometers, 1 to 300 micrometers, 1 to 200 micrometers, 1 to 100 micrometers, 1 to 50 micrometers, 50 to 500 micrometers, 100 to 500 micrometers. micrometers, 200-500 micrometers, 300-500 micrometers, 400-500 micrometers, 50-400 micrometers, 100-300 micrometers, or 200-300 micrometers. In the case of a diameter of less than 1 micrometer, there is a problem in that the flow of the entire process is slowed down because the amount of the mixture in which droplets are formed through the droplet atomization device is small, and when a diameter of more than 500 micrometers is used, the effect of droplet formation is reduced. There is a problem with falling.

또한, 본 단계에서 기체를 더 공급하여 혼합할 수 있다.In addition, in this step, the gas may be further supplied and mixed.

본 단계에서 혼합물의 액적 형성 중에 공급하는 기체는 혼합물 내 에어 버블(air bubble)을 형성시켜 에어 버블의 발생과 깨짐의 반복으로 연료유 및 탈황제의 표면장력에 충격을 가해 액적 형성을 용이하게 할 수 있다.In this step, the gas supplied during the droplet formation of the mixture forms an air bubble in the mixture, and the repeated occurrence and breakage of air bubbles impacts the surface tension of fuel oil and desulfurization agent to facilitate droplet formation. have.

본 단계에서 기체는 혼합물이 액적 미립화 유닛을 통과하기 전, 통과하는 중 또는 통과한 후 어느 때나 기체를 공급할 수 있으며, 또는, 각각의 과정에 연동 또는 독립적으로 공급하도록 구성할 수 있다. In this step, the gas may be supplied before, during, or after the mixture passes through the droplet atomization unit, or may be configured to be supplied interlockingly or independently to each process.

본 단계에서 공급되는 기체는 공지된 다양한 기체를 사용할 수 있으나, 본 발명에서 공급되는 기체는 연료유 및 탈황제의 에멀전화를 돕고, 후에 연소시 완전 연소가 될 수 있도록 공기(air) 또는 산소(O2)를 사용할 수 있다.As the gas supplied in this step, various known gases can be used, but the gas supplied in the present invention helps emulsify fuel oil and desulfurization agent, and air or oxygen (O) 2 ) can be used.

기체는 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로미터(㎛)의 버블을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 버블의 크기는 1 내지 400 마이크로미터, 1 내지 300 마이크로미터, 1 내지 200 마이크로미터, 1 내지 100 마이크로미터, 1 내지 50 마이크로미터, 50 내지 500 마이크로미터, 100 내지 500 마이크로미터, 200 내지 500 마이크로미터, 300 내지 500 마이크로미터, 400 내지 500 마이크로미터, 50 내지 400 마이크로미터, 100 내지 300 마이크로미터 또는 200 내지 300 마이크로미터일 수 있다. 1 마이크로미터 미만의 크기의 버블을 형성할 경우, 혼합물 내부에 에어 버블의 형성이 잘 이루어지지 않으며, 500 마이크로미터 초과의 크기의 버블을 형성하는 경우, 버블의 안정성이 떨어져 쉽게 파괴되어 외부로 이탈될 수 있다.The gas can form bubbles of 1 to 500 micrometers (μm) in the fuel oil. For example, the size of the bubble is 1 to 400 micrometers, 1 to 300 micrometers, 1 to 200 micrometers, 1 to 100 micrometers, 1 to 50 micrometers, 50 to 500 micrometers, 100 to 500 micrometers. , 200 to 500 micrometers, 300 to 500 micrometers, 400 to 500 micrometers, 50 to 400 micrometers, 100 to 300 micrometers, or 200 to 300 micrometers. When a bubble with a size of less than 1 micrometer is formed, air bubbles are not well formed inside the mixture, and when a bubble with a size of more than 500 micrometers is formed, the stability of the bubble is deteriorated and it is easily destroyed and escapes to the outside can be

단계 (c)는 단계 (b)에서 액적이 형성된 혼합물을 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계(S130)이다.Step (c) is a magnetization step (S130) of magnetizing the mixture in which droplets are formed in step (b) by passing it through a magnetic field.

본 단계는 단계 (b)에서 액적이 형성된 혼합물이 이동하는 배관 라인의 외측에 영구 자석을 배치하여 자기장을 형성함으로써, 배관을 지나는 혼합물이 자기장을 통과하도록 구성하여 자화시키는 단계이다.This step is a step of magnetizing the mixture passing through the pipe by configuring the mixture to pass the magnetic field by forming a magnetic field by placing a permanent magnet on the outside of the pipe line through which the droplet-formed mixture moves in step (b).

연료유는 소수성을 띄고 있고 탈황제는 친수성을 띄고 있기 때문에 자기장을 통과한 혼합물은 자기력에 의해 전하 또는 자기모멘트가 형성되어 에멀전으로서의 분산효과가 극대화된다.Since fuel oil has hydrophobicity and desulfurization agent has hydrophilicity, the mixture that has passed through a magnetic field creates an electric charge or a magnetic moment by magnetic force, maximizing the dispersion effect as an emulsion.

본 단계에서 사용되는 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss) 사이이다. 예를 들어, 상기 자기장은 9,000 내지 13,000 가우스, 9,000 내지 11,000 가우스, 9,000 내지 10,000 가우스, 10,000 내지 15,000 가우스 또는 12,000 내지 15,000 가우스일 수 있다. 이 범위 외의 자기장에서는 혼합물에 전하 또는 자기모멘트의 형성이 발생하지 않거나 약하게 발생하여 분산효과가 떨어지게 된다.The magnetic field used in this step is between 9,000 and 15,000 gauss. For example, the magnetic field may be 9,000 to 13,000 gauss, 9,000 to 11,000 gauss, 9,000 to 10,000 gauss, 10,000 to 15,000 gauss, or 12,000 to 15,000 gauss. In a magnetic field outside this range, the formation of electric charges or magnetic moments in the mixture does not occur or occurs weakly, and the dispersion effect is reduced.

또한, 본 단계에서의 자기장은 자석 또는 전자석과 같이 자기장을 형성할 수 있는 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 영구자석을 활용하여 형성할 수 있으며, 영구자석은 배관 라인에 하나 이상 설치될 수 있다.In addition, the magnetic field in this step can use a variety of known methods that can form a magnetic field, such as a magnet or an electromagnet, but preferably it can be formed by using a permanent magnet, and one or more permanent magnets are installed in a piping line can be

자기장은 혼합물의 이송 흐름과 같은 방향으로 흐르도록 구성할 수 있으며, 또는, 이송 흐름의 수직 방향으로 자기장이 형성되도록 구성할 수 있다.The magnetic field may be configured to flow in the same direction as the conveying flow of the mixture, or may be configured to form a magnetic field in a direction perpendicular to the conveying flow.

단계 (d)는 단계 (c)의 자화된 혼합물을 선회 혼합하는 선회 혼합 단계(S140)이다.Step (d) is a swirl mixing step (S140) of swirling mixing the magnetized mixture of step (c).

본 단계에서는 단계 (c)에서 자화된 혼합물을 펌프로 밀어내어 회전을 시키는 방법으로 연료유와 탈황제가 강력하게 분산 및 혼합되도록 한다.In this step, the fuel oil and the desulfurization agent are strongly dispersed and mixed by pushing the magnetized mixture in step (c) with a pump to rotate it.

본 단계에서 투입된 혼합물이 회전에 의해 혼합될 수 있도록 내부가 원형 또는 타원형인 용기에 투입하여 선회 회전을 통해 혼합시킬 수 있다.In this step, the mixture can be mixed by rotating it by putting it into a container having a circular or oval shape so that it can be mixed by rotation.

또한, 선회 혼합은 크기가 서로 다른 다단의 원통으로 이루어진 선회 혼합기에 유입시켜 회전시킴으로써 혼합물 내 연료유 및 탈황제의 분산이 보다 잘 이루어질 수 있도록 한다.In addition, the vortex mixing allows the fuel oil and desulfurization agent to be better dispersed in the mixture by introducing it into a vortex mixer composed of multi-stage cylinders of different sizes and rotating it.

도 3은 본 단계에서 사용되는 선회 혼합기(200)의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 도 3을 참고하여 설명하면, 선회 혼합기(200)는 외부 원통(210)과 내부 원통(220)으로 형성된다. 외부 원통(210)의 일측에는 혼합물이 투입되는 투입구(212)가 형성되어 있으며, 내부 원통(220)에는 중앙을 관통하는 홀에 의해 혼합물이 분출되는 배출구(222)가 형성되어 있다.3 is a perspective view showing an embodiment of the swirl mixer 200 used in this step. Referring to FIG. 3 , the swirl mixer 200 is formed of an outer cylinder 210 and an inner cylinder 220 . An inlet 212 through which the mixture is put is formed at one side of the outer cylinder 210 , and an outlet 222 through which the mixture is ejected by a hole penetrating through the center is formed in the inner cylinder 220 .

투입구(212)가 형성된 방향을 내부 원통(220)의 상면이라 하였을 때, 내부 원통(220)의 상면은 외부 원통(210)의 상면과 동일한 위치로 형성되어 있고, 하면은 떨어져 일정한 공간을 두고 있다.When the direction in which the inlet 212 is formed is the upper surface of the inner cylinder 220, the upper surface of the inner cylinder 220 is formed in the same position as the upper surface of the outer cylinder 210, and the lower surface is spaced apart from each other. .

본 단계에서의 선회 혼합 방법을 보다 자세히 설명하면, 단계 (c)에서 자화된 혼합물은 펌프의 압력(static pressure)을 받은 상태로 선회 혼합기 투입구(212)로 유입(도 3 화살표 A)되고, 혼합물은 내부 원통(220)의 외측, 외부 원통(210)의 내측 사이에 형성된 공간에서 강한 회전력을 갖은 상태로 동적(dynamic)인 회전을 하면서 강하게 섞이게 된다.More detailed description of the swirl mixing method in this step, the mixture magnetized in step (c) is introduced into the swirl mixer inlet 212 under the static pressure of the pump (FIG. 3 arrow A), and the mixture Silver is strongly mixed while performing dynamic rotation with a strong rotational force in the space formed between the outer side of the inner cylinder 220 and the inner side of the outer cylinder 210 .

압력에 의해 수차례 회전하는 혼합물은 내부 원통(220)의 하면에 형성된 배출구(222)를 타고 외부로 배출(도 3 화살표 B) 되게 된다.The mixture rotated several times by pressure is discharged to the outside riding the outlet 222 formed on the lower surface of the inner cylinder 220 (arrow B in FIG. 3).

본 발명에서는 단계 (d)가 완료된 후, 탈황제 및 연료유가 혼합된 혼합물 내부에 포함된 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, after step (d) is completed, a gas separation step of separating the gas contained in the mixture in which the desulfurization agent and fuel oil are mixed may be further included.

기체 분리 단계의 일 실시예로, 가압이 가능한 챔버에 단계 (d)의 혼합물을 채워 가압하고, 가압에 의해 혼합물 내부에 존재하던 기체와 연료유 및 탈황제의 액체로 분리될 수 있다.As an embodiment of the gas separation step, the mixture of step (d) is filled and pressurized in a pressurizable chamber, and may be separated into a gas and a liquid of fuel oil and desulfurization agent present in the mixture by pressurization.

분리된 액체(혼합물)는 후술할 단계 (e)의 충돌 단계(S150)를 수행한다.The separated liquid (mixture) performs the collision step (S150) of step (e) to be described later.

단계 (e)는 단계 (d)에서 배출된 혼합물을 충돌시키는 충돌 단계(S150)이다.Step (e) is a collision step (S150) in which the mixture discharged in step (d) collides.

본 단계에서는 단계 (d)의 선회 혼합기(100)의 배출구(222)로 배출된 혼합물을 스프레이와 같은 분출기에 의해 분출시키고, 이를 벽 또는 배관 등의 구조물과 강하게 충돌시켜 더 미세한 액적으로 형성시키는 단계이다.In this step, the mixture discharged to the outlet 222 of the swirling mixer 100 of step (d) is ejected by an ejector such as a spray, and it strongly collides with a structure such as a wall or pipe to form finer droplets. to be.

단계 (d)에서 선회 혼합된 혼합물을 벽 또는 배관 등과 같이 충돌 가능한 구조물에 부딪치게 하여 혼합물에 더 미세한 액적을 형성하여 분산이 잘 되고, 에멀전화 상태를 오래 유지시킬 수 있다.In step (d), the swirl mixed mixture is made to collide with a colliding structure such as a wall or pipe to form finer droplets in the mixture, so that it is well dispersed and the emulsified state can be maintained for a long time.

본 단계에서 혼합물을 충돌시킬 때, 충돌되는 구조물은 벽 또는 배관 등 공지된 다양한 구조물을 사용할 수 있으며, 충돌시키는 각도는 다양한 각도로 충돌시킬 수 있으나, 분출되는 흐름 방향의 15° 각도로 충돌시킬 수 있다.When the mixture is collided in this step, various known structures such as walls or pipes can be used as the collided structure, and the collide can be collided at various angles, but it can collide at an angle of 15° in the direction of the ejected flow. have.

본 발명의 에멀전화 방법은 본 발명의 방법에 따라 1회 또는 수회 반복해서 수행할 수 있다.The emulsification method of the present invention can be carried out once or repeatedly several times according to the method of the present invention.

또한, 본 발명의 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법는 선박용, 차량용, 발전 연소용 연료유 등 연소시켜 사용하는 모든 연료유에 적용 가능하다. In addition, the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent of the present invention is applicable to all fuel oils used by burning, such as fuel oil for ships, vehicles, and fuel oil for power generation combustion.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화된 연료유, 탈황제 및 기체의 연소 과정을 나타낸 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a combustion process of emulsified fuel oil, desulfurization agent, and gas according to an embodiment of the present invention.

도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물을 분사했을 때의 모습으로 분사 시 연료유(10)의 내부에 액적으로 에멀전화 되어 있는 탈황제(20)와 기체(30)가 포함되어 있다.Figure 4 (a) shows a state when a mixture containing emulsified fuel oil, desulfurization agent and gas is injected according to an embodiment of the present invention, which is emulsified into droplets inside the fuel oil 10 during injection The desulfurization agent 20 and the gas 30 are included.

도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물을 분사했을 때 연소되어 탈황시키는 과정을 나타내는 개념도이다.4 (b) is a conceptual diagram illustrating a process of desulfurization by combustion when a mixture containing emulsified fuel oil, a desulfurization agent, and a gas is injected according to an embodiment of the present invention.

도 4 (b)를 참고하여 설명하면, 도 4 (b)의 A 단계는 에멀전화된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물의 분사 단계이다. 분사된 혼합물은 B 단계에서 열에 의해 연소가 되며, C 단계에서는 혼합물이 파괴되며 포함하고 있던 기체인 산소가 연료유와 같이 연소되면서 완전 연소의 효과를 나타내게 된다.Referring to FIG. 4 (b), step A of FIG. 4 (b) is an injection step of a mixture containing emulsified fuel oil, a desulfurization agent, and a gas. The injected mixture is combusted by heat in stage B, and in stage C, the mixture is destroyed and the gas contained therein, oxygen, is burned together with fuel oil, showing the effect of complete combustion.

D 단계에서는 연소된 연료유의 황산화물을 탈황제가 촉매로서 사용되어 제거되는 단계이다. In step D, sulfur oxides of the burned fuel oil are removed by using a desulfurization agent as a catalyst.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법은, 종래에 복잡하고, 인력 및 비용이 많이 들며, 별도의 복잡한 탈황 설비를 따로 구축해야 했던 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일(oil)인 연료유를 연속상, 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 분산상으로 하여 연료유 내 탈황제를 Water in Oil(W/O) 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산될 수 있으며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로써, 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시키는 효과가 있다.As described above, the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention has been devised to solve the problems of being complicated, expensive, manpower and costly, and having to separately construct a separate complex desulfurization facility, The desulfurization agent in fuel oil can be stably dispersed by emulsifying the desulfurization agent in fuel oil with water in oil (W/O) by using fuel oil, which is oil, as the continuous phase and water-based desulfurization agent as the disperse phase. In addition, the fuel oil and the desulfurization agent are combusted together during combustion to remove sulfur oxides generated in the combustion process, thereby reducing sulfur oxides finally emitted.

또한, 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 이용하면 연료의 연소 후 배가스를 탈황하던 종래의 방법과는 달리, 연료유를 연소시키기 전에 탈황제와 에멀전화하여 선박 엔진에서 함께 연소함으로써 탈황 시설의 추가 없이 기존 선박용 엔진을 활용할 수 있어 단순하고 적용이 쉬우면서 탈황 효과가 우수한 이점이 있다.In addition, when the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention is used, unlike the conventional method of desulfurizing flue gas after combustion of fuel, it is emulsified with a desulfurization agent before combustion of fuel oil and burned together in a marine engine to desulfurize. It has the advantage of being simple and easy to apply because it can utilize the existing marine engine without the addition of facilities, and the desulfurization effect is excellent.

Claims (10)

(a) 탈황제를 연료유에 공급하고 라인 믹싱하여 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)의 혼합물의 액적을 형성하는 액적 형성 단계;
(c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계;
(d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합하는 선회 혼합 단계; 및
(e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하고,
상기 탈황제는 연료유의 연소시 발생하는 황산화물(SOx)을 제거하는 액상 촉매이고,
상기 연료유 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물이 제거되어 배출되는 황산화물을 저감시키는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
(a) supplying a desulfurization agent to the fuel oil and line mixing to prepare a mixture;
(b) a droplet forming step of forming droplets of the mixture of step (a);
(c) a magnetization step of magnetizing the step (b) by passing it through a magnetic field;
(d) a swirl mixing step of swirling mixing step (c); and
(e) a collision step of colliding the step (d); including,
The desulfurization agent is a liquid catalyst for removing sulfur oxides (SO x ) generated during combustion of fuel oil,
A fuel oil and desulfurization agent emulsification method for reducing sulfur oxides emitted by removing sulfur oxides generated in the combustion process by burning fuel oil and desulfurization agent together during fuel oil combustion.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (a)에서 상기 연료유 100 중량부에 대해서 상기 탈황제는 3 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the desulfurization agent comprises 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fuel oil in step (a).
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)에 기체를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the gas is further supplied to the step (b).
제 3항에 있어서,
상기 기체는 공기(air) 또는 산소(O2)인 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
4. The method of claim 3,
The gas is air (air) or oxygen (O 2 ) The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that.
제 3항에 있어서,
상기 기체는 상기 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로미터(㎛) 크기의 버블(bubble)을 형성하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
4. The method of claim 3,
The gas is an emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that to form bubbles (bubbles) with a size of 1 to 500 micrometers (㎛) in the fuel oil.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 단계 (d) 및 상기 단계 (e) 사이에 상기 탈황제 및 상기 연료유의 내부에 포함된 상기 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
4. The method of claim 1 or 3,
The method for emulsifying fuel oil and desulfurization agent, characterized in that it further comprises a gas separation step of separating the gas contained in the desulfurization agent and the fuel oil between the step (d) and the step (e).
제 1항에 있어서,
상기 단계 (b)는 복수 개의 미세 홀이 형성된 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 형성하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The step (b) is an emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the droplets are formed by passing through a droplet atomization unit having a plurality of fine holes.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss)인 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the magnetic field of step (c) is 9,000 to 15,000 gauss.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 자기장은 이송 흐름의 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the magnetic field of step (c) is formed in the vertical direction of the conveying flow.
제 1항에 있어서,
상기 단계 (e)는 상기 단계 (d)의 분출 방향의 15° 각도로 충돌시키는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
The method of claim 1,
The step (e) is an emulsification method of fuel oil and desulfurization agent, characterized in that the collision at an angle of 15° to the ejection direction of step (d).
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