KR20030053525A - 디젤 엔진용 연료의 제조 방법 - Google Patents

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KR20030053525A
KR20030053525A KR10-2003-7006387A KR20037006387A KR20030053525A KR 20030053525 A KR20030053525 A KR 20030053525A KR 20037006387 A KR20037006387 A KR 20037006387A KR 20030053525 A KR20030053525 A KR 20030053525A
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세이시로 무라카미
히데유키 후지타
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세이시로 무라카미
히데유키 후지타
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Abstract

종래에는 폐기되어 온 어류 폐기유, 및 식물 폐기유와 어류 폐기유의 혼합물을 원료로 사용하여, 디젤 엔진용 연료를 제조한다.
어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 상기 어유와 식물 폐유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물(이하, "원료"라고 한다)에 오존을 주입하면서 교반처리하고, 상기 교반처리중에 산화환원제 및 중합방지제를 첨가한다. 그다음, 상기 원료에 오존을 주입하면서 교반처리를 하여, 교반 처리중에 산화환원제 및 중합방지제를 투입하는 1차 처리 단계, 전술한 1차 처리에 의해서 수득된 물질을 여과하고, 두번째 오존을 주입하면서 교반처리를 하는 2차 처리 단계, 및 상기 2차 처리 단계에 의해서 수득된 물질에 식물첨가제를 투입하는 단계인 각 단계를 포함한다.

Description

디젤 엔진용 연료의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING FUEL FOR DIESEL ENGINE}
본 발명은, 석유, 석탄 또는 천연가스 등의 광유 이외의 물질로부터 디젤 엔진용 연료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히, 어유(버진유(virgin oil) 또는 어류 폐유(fish waste oil)) 또는 상기 어유 또는 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물로부터 디젤 엔진용 연료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
지구상에 매장되어 있는 석유, 석탄, 또는 천연가스 등의 화석연료 또는 광유는 당연히 그 매장량이 제한되어 있어, 최근의 채굴 속도로 채굴하여 사용하게 되면 수십년 후에는 고갈될 것이 우려된다.
한편, 식용, 사료 또는 비료 등을 위해 포획되어 이용된 후 폐기되는 어류 등의 폐기물 배출량은, 일본 국내에서만 연간 1000만톤 내지 1500만톤에 이르고, 전세계적으로는 상기 일본내 배출량의 10배 이상에 이르는 것으로 추정된다. 이러한 어류 폐기물중 일부는 추가적으로 기계 압착시켜 고체 또는 분말로 만들어, 가축 등의 사료 또는 농작물 재배용 비료 등으로 이용된다.
어류 폐기물의 압착시 배출되는 폐액은 수 년전까지만 해도 대부분 바다에 투기함으로써 처리했지만, 이것은 해양 오염의 한가지 원인이 되었고 점차 지구 환경에 대한 보호의식이 고양됨에 따라 각국에서는 어류 폐기물의 해양 투기를 금지하게 되었다. 따라서, 각국에서 바다에 어류 폐기물을 투기하는 것을 금지함에 따라 관계 기업이나 업체는 이러한 어류 폐기물의 처리 문제로 고심하고 있다.
어류 폐기물의 해양 투기 금지후, 어류 폐기물을 투기한 폐액을 A 중유와 혼합하여 보일러용으로서 연소시켜 소각하는 예가 있다. 하지만, 이 경우 연소시 발생하는 폐가스 속에 비린내를 포함하고 있어 악취로 인한 또다른 환경 오염 문제를 야기한다. 또한, 이것은 보일러의 오븐의 고장을 유발하므로 해결되어야 할 다수의 난제를 여전히 안고 있다.
일본 국내에서 어류 폐기물 배출량은 1000 만톤 내지 1500 만톤이고, 기계 압착한 어폐유는, 연간 400만톤 내지 450만톤이 배출된다고 한다. 지구적인 차원에서 환경오염을 생각한다면, 이 문제의 해결책이 시급히 강구되어야 한다.
또한, 일본에서의 식물 폐유(폐식유)의 배출량은 공식 발표로서는 외식 산업, 식품가공 공장 등의 기업에서 연간 약 20만톤을 배출하고, 일반가정에서 약 20만 톤을 배출하여 합계 40 만톤으로 보고되어 있다.
식물유 제조 메이커의 식용유의 출하량이 100만톤 내지 150만톤정도가 된다. 이것으로부터 식물 폐유의 배출량은 실제로는 전술한 수준보다 다량 배출되었다고 생각된다. 이 식물 폐유(폐식유)에 의한 환경오염이 사회문제화되고 있으므로 이에 대한 해결책 또한 시급한 실정이다.
식물 폐유(폐식유)는 크게 4가지로 대별된다. 고급 폐유, 중급 폐유, 저급 폐유, 슬러지로 분류된다.
(1) 상기 고급 폐유중 일부는 가축 사료, 비누 원료 또는 조리용으로서 재이용된다(해외에 수출했었지만 금지되었다.)
(2) 고급 폐유중 일부는 메틸 에스테르화 기술을 이용하여 디젤 엔진의 연료로서 이용된다.
(3) 중급 폐유, 저급 폐유 및 슬러지는, 산업 폐기물 중간처리업자가 보조연료를 사용하여 소각처분한다.
(4) 가정에서 배출되는 폐유는, 고형화하기 위한 템플제(Temple agent)를 이용하여 폐유를 고형화시킴으로써 각 지방 정부의 쓰레기 소각장에서 폐기된다.
(5) 이외에, 악덕업자는 폐유를 불법투기하여, 환경오염 문제를 야기한다는 사실이 신문에 보도된 바 있다.
(6) 가정에서의 폐유 처리와 관련하여서는 주방의 싱크대에서 그대로 폐기되는 경우도 있다.
지구적인 차원에서 환경개선이 주창되는 상황에서, 당면한 상기 문제들에 대한 효과적인 해결책이 없기 때문에 각 기업, 각 행정부, 각 지방 정부에서는 이러한 문제들의 해결방안에 대해 고심하고 있지만 여전히 조속히 해결해야 할 환경문제로 남아 있다.
최근 몇년, 식물 폐유의 일부에 관련해서는, 소위 "메틸 에스테르화 기술"로 디젤 엔진용 연료로서 재활용되었다. 관련 기술로는, 식물 폐유(고급 폐유)에 우선 메탄올 또는 에탄올을 원료의 약 30 중량% 정도로 첨가하는 단계; 계속해서 촉매로서 수산화 나트륨을 에탄올 또는 메탄올을 기준으로 1% 내지 1.5%의 양으로 혼합하는 단계; 및 교반하는 단계를 포함하는 기술이 있다. 혼합물을 일정시간 동안 정치시키면, 비중차로 인해 층(불순물, 수분, 유리 지방산) 분리된다.
그다음, 분리된 기름 부분에 수산화 나트륨을 첨가하여 에스테르 교환반응을 유도하여 에스테르층과 폐기용 글리세린을 수득한다. 에스테르층의 부분을 정제하여 메틸 에스테르화 연료를 수득한다. 한편, 폐기용 글리세린의 부분에 대해 부산물을 중화 및 분해 적용하여 산업 폐기물업자가 유상으로써 폐기처분한다.
그러나, 이 메틸 에스테르화 연료기술에는 하기와 같은 문제점이 있다.
1. 원료(식물 폐유)에 대하여 알콜(메탄올 또는 에탄올)을 30% 내지 50% 투입하기 때문에 생산 비용이 높다.
2. 알콜을 대부분 사용하기 때문에 방재상 플랜트 건설비가 높다.
3. 작업상의 안전성에 문제가 있다.
4. 정제 후 수율이 나쁘다. 또한, 폐유중에서도 고급 폐유만 정제할 수 있다.
5. 알콜 및 수산화나트륨을 사용하기 때문에 연료로서 사용하는 경우, 배기중에 포름알데히드, 아크로레인, 벤젠 등이 경유 사용때보다도 다량 배출되어, 깨끗한 연료라고 할 수 없다.
6. 알콜을 사용하기 때문에 디젤 엔진내의 피스톤, 피스톤 링, 헤드 내부에 문제가 발생하기 쉽다.
7. 중급 폐유, 저급 폐유 및 슬러지는 정제할 수 없기 때문에 환경 개선 효과가 미미하다.
따라서, 본원의 발명자는 먼저, 전술한 메틸 에스테르화 기술의 결점을 개량할 목적으로, 식물유(버진유) 또는 식물 폐유의 디젤 엔진용 연료화 정제방법을 발명하였다(특허 공개 공보 제 2000-219886 호).
이 방법은, 가온된 식물유(버진유) 또는 식물 폐유에 대하여 물과 오존을 작용시켜 식물유(버진유) 또는 식물 폐유중의 글리세린 또는 동물성 유지 등의 불순물을 분리 및 제거하는 것이다. 이 방법은, 식물 폐유를 디젤 엔진용 연료로 재생하는 방법으로서, 어류 폐유에 관해서는 언급되지 않았다. 따라서, 어류 폐유 또는 동물 폐유에 관해서는, 몇몇 대학의 연구실에서 디젤 엔진용 연료의 전환에 관한 연구를 시작한 단계에 불과하므로 그 결과가 나올 때까지 상당한 시간이 요구될 것으로 생각된다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제를 모두 해결하는 동시에 환경오염을 방지하여 지구적인 차원의 환경개선에 도움이 되는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은, 어류 폐유 등으로부터 디젤 엔진용 연료를 정제하여, 어류 폐유에 의한 환경오염을 방지하고, 디젤 엔진의 배기 가스를 깨끗한 배기 가스로 한다. 동시에 광유의 수명을 연장시키는 것이다.
또한, 본 발명은 메틸 에스테르화 기술의 결점 때문에 충분히 보급되지 않은 식물 폐유의 재생을 위한 새로운 방법을 제안하여, 화학약품을 일체 사용하지 않고 식물 폐유를 정제할 수 있고, 어류 폐유와 식물 폐유를 원료 단계에서 혼합하여 정제할 수 있다. 또한, 정제 도중에 혼합하더라도 정제할 수 있다. 또한, 어류 폐유 및 식물 폐유와 같이 독립적으로 정제한 제품을 혼합하더라도 임의의 문제가 없는 정제기술이다.
이러한 기술의 플랜트 건설 비용도 낮으며, 더구나 생산 비용도 저렴하여 시장 경쟁력이 높다. 또한, 본 발명의 목적은 경유보다도 양질의 연료를 재생하는 "동식물유(버진유) 및 동식물 폐유를 디젤 엔진용 연료로 정제하는 방법과 장치"를 제공하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본원은 어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 상기 어유와 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물에 오존을 주입하면서 교반처리하고, 교반처리중에 산화 환원제 및 중합 방지제를 투입하는 것을 포함하는 디젤 엔진용 연료의 제조방법을 제공한다.
또한, 본원은, 어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 상기 어유와 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물에 오존을 주입하면서 교반처리하고, 교반처리중에 산화환원제 및 중합방지제를 투입하는 1차 처리 단계; 여과공정 및 재오존처리를 수행하는 2차 처리 단계; 및 수득된 제품전 원료에 식물첨가제를 투입하여 제품화하는 단계를 포함하는 디젤 엔진용 연료의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서는 원료가 되는 어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 식물유(버진유 또는 식물 폐유)는 여러가지의 유래가 있는 원료이기 때문에, 우선 전처리를 실시하는 것에 따라 원료중의 불순물을 제거하는 것이 바람직하다. 이들의 상기 어유(버진유 또는 어류 폐유)는 어류 폐기물보다 기계 압착하여 이것을 여과하는 것에 의해 수득되는 것이다.
원료중의 불순물을 제거하기 위해서 상기 여과 단계에서 사용되는 여과재는활성 백토, 규조토, 제올라이트, 활성탄 또는 골재이며, 원료 1 킬로리터에 대하여 20 내지 25 kg이 사용된다.
전술한 오존 주입시에 사용되는 오존의 농도는 500 내지 30000 ppm이며, 바람직한 농도는 2,000 내지 10,000 ppm이다.
상기 1차 처리에서의 교반은 250r.p.m 내지 1,000r.p.m의 속도로 60분간 수행되며, 상기 2차 처리에 있어서는 100r.p.m 내지 300r.p.m의 속도로 30분 내지 120분간 수행된다.
상기 산화환원제는 산화 제2철 화합물 등의 철화합물 또는 구리 화합물이고, 원료 1리터당 0.15 g 첨가된다.
상기 중합방지제는 인 화합물이며, 원료 1리터당 0.2 g 내지 0.25 g 투입된다.
또한, 원료의 결점인 동절기 결정화를 방지하기 위해서, 상기 2차 처리중에 피마자유 등을 포함하는 결정화 방지제가 첨가된다. 상기 결정화 방지제의 투입량은, 원료에 대해 0.05 내지 0.1중량%이다.
또한, 제품을 균일화하기 위한 상기 식물 첨가제는, 원료에 대하여 2 내지 5중량%의 양을 투입하여, 상기 혼합물을 교반하여 제품을 형성한다.
본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법의 전체 공정 흐름도를 도 6에 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법에서 사용하는 가압식필터 프레스에 의한 전처리 여과 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법에서 사용하는 흡인식 여과 장치에 의한 전처리 여과 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법에서 사용하는 프로펠라식 1차 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법에서 사용하는 브러쉬 1차 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법에서 사용하는 것으로 제품 제조 전 조정 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법의 전체 공정을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 디젤 엔진용 연료의 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 원료는 어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 상기 어유와 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물을 포함하는 어류 폐유이다. 이러한 출발 물질로부터 디젤 엔진 연료를 제조하는 것이지만, 이 제조방법의 전 공정을 보다 상세하게 설명한다.
(1) 전처리 여과 단계
(2) 1차 처리 단계
(3) 1차 여과 단계
(4) 2차 처리 단계
(5) 2차 여과 단계
(6) 제품 제조전 조정 단계
상기 6개의 각 공정에 관해서, 그림을 참조하면서 상세히 설명한다.
〔전처리 여과 단계〕
어류 폐유, 식물유 및 식물 폐유에는 다양한 종류가 있다. 즉 원료를 배출하는 기업, 사업소의 종류, 업무내용에 따라 여러가지의 불순물이 혼입되기 때문에불순물(예를 들면, 기름에 튀긴 음식 찌꺼기, 어류 찌꺼기, 육류 찌꺼기 등)을 제거하는 것이 바람직하다. 이 방법에서는 가압식 필터 프레스 또는 흡인식 여과기를 사용한다. 여과에 사용하는 여과재의 종류로서 활성 백토, 규조토, 제올라이트, 활성탄 또는 골재 등을 들 수 있다. 또한, 상이한 종류의 여과 매체를 혼합하여 사용할 수 있다. 사용하는 여과 매체의 양은 원료 1킬로리터에 대하여 20 kg 내지 25 kg로 한다.
가압식 필터 프레스의 경우에 관해서 도 1에 도시하고, 흡인식 여과 장치의 경우에 관해서는 도 2에 각각 도시한다.
전처리 여과 단계를 통과한 원료는 불순물이 제거되어 깨끗한 원료가 되어, 1차 처리 장치에 이송된다.
〔1차 처리 단계〕
전처리 여과 단계를 종료한 원료는 1차 처리 장치에 이송된다.
1차 처리 장치는 도 3에 도시한다. 1차 처리 장치의 상부에는 전처리여과 장치로의 원료 주입구 및 산화환원제·중합방지제 투입구가 설치되고, 장치내부의 최저부에는 오존 주입구가 각각 설치된다. 또한 장치중앙에는 교반봉이 설치된다. 교반봉에는 오존 주입구보다 약간 상부의 위치에 프로펠라가 설치된다. 이 프로펠라에는 특수가공되어, 프로펠라 말단의 주위에 톱니모양의 눈이 들어가 있다. 또는, 오존 주입구의 약간 상부의 횡축으로 와이어 브러시가 설치될 수도 있다. 전술한 목적은 교반하는 경우 원료를 최미립화하기 위함이다. 또한, 오존가스도 최미립자화되기 때문이다. 추가로, 교반하는 경우, 교반효율을 향상시키기 위해서, 전술한 특수 프로펠라 또는 횡축 와이어 브러시의 수직 상부에 일반적인 통상의 교반 날개를 설치한다. 또한, 1차 처리 장치 내부의 외측벽의 4개소에 상부로부터 저부까지 톱니 모양의 눈이 들어간 것으로 폭이 10 cm 내지 15 cm인 철판(소위 회전날(turning blade))을 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 1차 처리 장치에서, 상부의 원료 주입구로 전처리 여과 장치를 통과한 원료가 도입되고, 하부의 오존 주입구를 통해 오존이 도입된다. 사용하는 오존의 농도는 500 내지 1,000ppm 또는 4,000ppm 내지 30,000 ppm으로 한다. 오존농도가 2,000 ppm 내지 10,000 ppm일 수 있다.
이러한 원료를 전체적으로 교반한다. 본래 교반 속도는 1만 내지 3만 r.p.m이 바람직하지만 작업상의 안전을 위해 본 발명의 경우 위험성이 높기 때문에, 250내지 350 r.p.m 또는 500 내지 1,000 r.p.m으로 한다. 여기에서, 해당 교반에서의 바람직한 회전속도는, 250 내지 350r.p.m이다. 10,000회전 내지 30,000회전과 동일한 능력을 발휘시키기 위해서, 프로펠라에 톱니 바퀴 형태를 넣어 특수가공하든지, 다수의 바늘상 와이어 브러시를 사용함으로써 초고속 회전의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 초고속 회전 능력의 효과로서 원료에 천연 전자파가 발생한다. 그것에 의해 오존 분해 반응이 빠르고 확실하게 수행된다.
교반에 의해, 최미립화 원료와 오존은 입자 수준에서 혼합되어 원료의 산화를 촉진하고 이로써 원료중의 글리세린 및 지방산을 원료로부터 분리하여, 분해하여, 부유시킨다. 이것을 원료의 파괴 또는 크랙킹 현상이라고 한다. 단지, 원료가 과다 산화되지 않도록 산화환원제를 원료 1리터당 0.15 g 투입하는 것에 의해 산화억제를 수행한다. 따라서 오존분해에 의해 포화지방산이 불포화지방산으로 변하며, 즉 올레핀 효과가 발생하여 오조나이드로 변해 간다. 오조나이드가 환원제에 의해서 알데히드나 케톤을 생성하여 연료가 되기 쉬운 상태로 된다. 산화가 과다하게 된 경우 원료가 중합반응을 일으킬 우려가 있기 때문에 중합방지제를 원료 1킬로리터당 0.2 g에서 0.25 g 투입한다. 이 처리 단계를 60분간 한다.
〔1차 여과 단계〕
이 단계에서는 가압식 필터 프레스 또는 흡인식 여과를 수행한다. 이 공정에서 사용되는 장치는 전처리 여과 장치로서 도시한 도 1 및 도 2에서 도시한 것과 완전히 같다. 여과의 목적은, 1차 처리에 의해서 원료에서 추출한 부유물인 글리세린, 지방산 등 또는 반응에서 사용된 산화환원제 및 중합방지제를 제거하는 것이다. 이 공정에서 사용하는 여과 매체는, 활성 백토, 규조토, 제올라이트, 활성탄, 골재 등일 수 있다. 또한, 각종의 여과 매체를 혼합하여 사용할 수 있다. 사용하는 여과 매체의 양은 원료 1킬로리터에 대하여 20 kg 내지 25 kg이다. 1차 여과 단계를 통과한 원료는 상당히 높은 순도를 갖는 원료가 되고, 인화성도 광유의 인화성 정도가 되고 발화성도 여과 단계 후에 나타난다.
〔2차 처리 단계〕
1차 여과 단계를 종료한 원료를 이송한다. 2차 처리 장치는 1차 처리 장치와 같은 장치로서, 장치의 단부에 오존 주입구를 설치한다. 그리고, 1차 처리 장치와 유사한 형상의 교반기 및 회전날을 유사한 위치에 설치한다(도 3 및 도 4 참조). 이 2차 처리 장치에 1차 여과 장치를 통과한 원료를 도입시키고, 2차 처리 장치의 저부의 오존 주입구로부터 원료에 오존을 첨가하고 교반한다. 오존농도는 500 내지 30,000 ppm이고, 바람직한 농도는 2,000 내지 10,000 ppm이다. 교반 속도는 100 내지 300r.p.m이지만, 바람직하게는 200 내지 300r.p.m일 수도 있다. 바람직하게는 유동 오존으로 버블링할 수도 있다. 2차 처리의 목적은, 1차 처리 장치에서 최미립화된 원료 입자를 더욱 초미립화를 하는 것으로, 이로써 생성된 물질이 엔진 내열 기관에서 사용되는 경우 완전연소하는 것이다.
원료의 결점인 동절기의 결정화를 방지하기 위해, 원료의 0.05 내지 0.1중량%의 결정화 방지제를 첨가한다. 결정화 방지제로서는 피마자유 등을 사용한다. 또한, 오존의 특징인 탈색 및 탈취효과가 나타날 수 있다. 2차 처리 장치의 처리 시간은 60 내지 90분 또는 30 내지 120분간일 수 있다.
〔2차 여과 단계〕
2차 처리 단계가 종료된 원료는 2차 여과 단계를 통과한다.
목적으로서, 만일 1차 처리 단계 후에 부유물 등이 잔류하거나, 2차 처리 장치에서 새롭게 부유물이 추출된 경우를 고려하여, 2차 여과 단계에서 이들을 제거한다. 이러한 공정에 의해 제품의 순도를 향상시키는 것이다.
이러한 단계에서 사용되는 여과 매체는, 활성 백토, 규조토, 제올라이트, 활성탄, 골재 등일 수 있다. 또한 각종의 여과 매체를 혼합하여 사용할 수 있다.
〔제품 제조전 조정 단계〕
2차 여과 장치를 통과한 제품 제조전의 원료를, 제품 제조전의 조정 장치로 이송한다. 제품 제조전 조정 장치는 도 5에서 도시한 바와 같이, 장치중앙의 교반기를 보유하는 탱크이고, 상부에 원료 및 첨가제 도입구를 가지고, 저부에 제품 출구를 갖는다. 이 단계에서는 2차 여과 단계를 통과한 원료를 최종적으로 디젤 엔진용 연료로서 조정하는 단계이다.
2차 여과 장치를 통과한 원료는 대개 제품에 실질적으로 가까운 상태이기는 하지만, 원료는 각종 기름이다. 제품을 균일화하기 위해서, 천연 식물(또는 뿌리)로부터 추출한 첨가제를 2 내지 5중량%의 양으로 투입하여 30분간 교반한다. 교반은 통상적인 날개를 사용하고, 교반 속도는 150 내지 200r.p.m일 수 있다.
이러한 공정을 종료한 후에 완전한 디젤 엔진용 연료가 된다.
전술한 단계를 종료한 후에 본 발명에 의해 정제된 연료를 분석한 분석결과를 하기 표 1에 나타낸다.
상기의 표로부터 명확해지는 바와 같이, 본 발명기술로 정제된 연료(표중에서는 재생 연료)는, 일본에서의 메틸 에스테르화법 EU 규격보다 순도가 높은 것이 분명하다. 특히, 일본에서 실제로 정제하는 특정 업체와 비교한 경우, 그 순도의 차이가 뚜렷하게 나타난다. 연료로서의 분석 중에, 증류시험 결과의 수치는 중요하다. 표에서 도시한 증류시험에서, 재생 연료는 이데미쓰(Idemitsu) 경유보다 뛰어난 수치를 나타낸다. 이로부터 액체 입자가 극소화되는 것이 이해될 것이다. 연료의 입자를 극소화한다는 것은, 내연 엔진에서 사용하면 불완전 연소를 막아,완전연소시킬 수 있다. 완전연소하면, 배기가스중에 유해물질을 포함하지 않고 흑연이 발생하지 않게 된다. 따라서, 현재 사회문제화되는 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 의한 환경오염의 개선을 기대할 수 있는 것으로 확신한다.
하기에서 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
실시예 1
어류 폐기물을 기계적으로 압출한 어류 폐액 및 어유(버진유)를 원료로서 사용한다. 이 원료 1킬로 리터를, 가압식 필터 프레스를 사용하여, 필터 프레스를 통과시켜 어류의 내장, 혼합물과 같은 불순물을 제거한다. 이때, 여과 매체로서 활성 백토를 사용했다. 불순물이 제거된 원료(어유, 어류 폐유)를 1차 처리 장치로 이동시킨다. 1차 처리 장치에서는 도 3에서 도시한 바와 같이 처리조의 상부에서부터 원료를 도입하여 처리조의 저부의 오존 주입구에서 오존농도가 2,00O 내지 1O, OOOppm이 되도록 교반하면서 공급한다. 교반중에, 산화환원제로서 산화 제2철 화합물을 첨가하고, 또한 중합방지제로서 인 화합물을 첨가하여, 약 60분간 처리한다. 또한, 교반기의 회전속도는 500 내지 1,000r.p.m이었다. 1차 처리 종료 후, 원료를 1차 여과 장치에 이송하고, 반응에서 발생된 글리세린 및 지방산 등의 불순물을 제거한다.
1차 여과 장치를 통과한 원료를 2차 처리 장치로 이송하고, 장치 하부의 오존 주입구에서 오존을 주입한다. 오존농도는 2,000 내지 10,000ppm이고, 교반 속도는 200 내지 400r.p.m간이다. 원료의 중량을 기준으로 0.05 내지 0.1중량%의 결정화 방지제로서 피마자유를 첨가한다. 처리시간은 60 내지 90분였다. 2차 처리가 종료된 원료를 2차 여과 장치를 통과시켜 최종 제품을 제조한다. 여과 매체는 활성 백토였다. 2차 여과 장치를 통과한 후, 제품 제조전 조정 장치로 이송하여, 이 원료에 대하여 2 내지 5중량%의 식물첨가제를 투입하여, 혼합물을 약 30분간 교반하며, 이로써 원료가 대질 엔진용 완전 연료로서 제조될 수 있다.
전술한 바와 같이, 1차 처리로서 오존 처리를 수행하거나 산화-환원제 및 중합 억제제를 첨가하거나, 전술한 처리를 수행하고, 후속적으로 오존을 사용함으로써 2차 처리를 포함하는 일련의 공정을 수행하는 경우, 어류 폐기물(종래의 방법에 의해 처리될 수 없음)을 비롯한 어류 폐기유를 포함하여 식물 폐기유를 디젤 엔진용 연료로 만들어 그의 효용도를 극대화할 수 있다.

Claims (11)

  1. 어유(버진유(virgin oil) 또는 어류 폐유(fish waste oil)) 또는 상기 어유와 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물을 포함하는 폐유에 오존을 주입하면서 교반처리하고 교반처리중에 산화환원제 및 중합방지제를 투입하는 단계를 포함하는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  2. 어유(버진유 또는 어류 폐유) 또는 상기 어유와 식물유(버진유 또는 식물 폐유)와의 혼합물을 포함하는 폐유에 오존을 주입하면서 교반처리하고, 교반처리중에 산화 환원제 및 중합방지제를 첨가하는 1차 처리 단계,
    상기 1차 처리 단계에 의해서 수득된 물질을 여과하고, 상기 혼합물에 오존을 주입하면서 교반처리하는 2차 처리 단계, 및
    추가로 상기 2차 처리 단계에서 수득된 물질에 식물첨가제를 첨가하는 단계를 포함하는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 어유가, 어류 또는 어류 폐기물을 압착하여 생성된 물질을 여과함으로써 수득된 것인 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  4. 재 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    여과재가, 활성 백토, 규조토, 제올라이트, 활성탄 또는 골재이고, 원료 1킬로리터에 대하여 20 내지 25 kg의 양으로 사용되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    오존의 주입처리에서 사용되는 오존의 농도가 2,000 내지 10,000 ppm인 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    1차 처리 단계에서의 교반을 250r.p.m 내지 1,000r.p.m의 속도로 60분간 수행하고, 상기 2차 처리 단계에서의 교반을 100r.p.m 내지 300r.p.m의 속도로 30분 내지 120분간 수행되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    산화환원제가 산화 제2철 화합물 등의 철화합물 또는 구리 화합물이고, 상기 원료 1킬로리터당 0.15 g의 양으로 사용되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    중합방지제가 인 화합물이며, 원료 1킬로리터당 0.2 g 내지 0.25 g의 양으로 사용되는 것인 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  9. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,
    2차 처리 단계중에서는 추가로 결정화 방지제가 투입되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    결정화 방지제가, 원료의 양을 기준으로, 0.05 내지 0.1중량%의 양으로 사용되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    식물첨가제가, 원료의 양을 기준으로, 2 내지 5중량%의 양으로 첨가되는 디젤 엔진용 연료의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612412B1 (ko) * 2006-06-14 2006-08-16 이재흥 오존수 혼합 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003321683A (ja) * 2002-04-30 2003-11-14 Frontier Japan:Kk エンジン用燃料の製造方法、製造装置及び製造プラント
DE102006050499A1 (de) 2006-10-26 2008-05-08 Tischendorf, Dieter, Dr. Verfahren zum Herstellen von Thermoplasten, Kerzen oder Thermospeichermaterial
US8097049B2 (en) * 2008-02-07 2012-01-17 The Dallas Group Of America, Inc. Biodiesel purification by a continuous regenerable adsorbent process
CN104072422B (zh) * 2014-06-19 2016-06-08 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院 一种利用地沟油制备防腐剂的方法
CN108949255B (zh) * 2018-08-06 2020-06-12 梁耀雄 一种生物燃料油的制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1390689A (en) * 1913-12-23 1921-09-13 Ellis Carleton Food product containing hydrogenated oil
US1425803A (en) * 1921-03-21 1922-08-15 Title Guarantee And Trust Comp Apparatus for treating fish oil and the like
US2083572A (en) * 1928-04-25 1937-06-15 Susan M Mckee Process of treating oil
US2561256A (en) * 1948-05-22 1951-07-17 Standard Oil Dev Co Method of drying synthetic rubber polymers
JPS6032674B2 (ja) * 1980-04-10 1985-07-29 ヤンマーディーゼル株式会社 デイ−ゼル機関用燃料
JPH0734071A (ja) * 1993-07-22 1995-02-03 Kurita Water Ind Ltd 石油精製または石油化学プロセス用汚れ防止剤
DE19739271A1 (de) * 1997-09-08 1999-03-11 Clariant Gmbh Additiv zur Verbesserung der Fließfähigkeit von Mineralölen und Mineralöldestillaten
JPH1192771A (ja) * 1997-09-19 1999-04-06 Ebara Corp 廃油の再生方法
JPH11166184A (ja) * 1997-12-01 1999-06-22 Chiyoda Corp 高分子廃棄物熱分解油の安定化方法
JP2000119685A (ja) * 1998-10-20 2000-04-25 Seiji Toyama 廃食用油の活性化促進方法及び廃食用油を利用した燃料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612412B1 (ko) * 2006-06-14 2006-08-16 이재흥 오존수 혼합 장치

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