KR20090005852A - 산화마그네슘 미세분말을 포함하는 배연탈황제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배연 가스(Flue Gas)의 황산화물을 제거하기 위한 배연탈황제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 0.1㎛ ~ 10.0㎛ 입도 크기의 산화마그네슘(MgO) 미세분말과; 분산 용매와; 피마자유 왁스, 폴리아마이드 왁스, 폴리올레핀계 왁스, 대두유 및 캐스터 오일로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 침강방지제;를 포함하는 배연탈황제를 제공한다. 본 발명에 따른 배연탈황제는 연료 첨가제로 유용하게 사용되며, 침강 현상이 방지되어 우수한 저장 안정성을 갖는다. 이에 따라, 보관이나 유통 과정에서의 시간적인 제약이 따르지 않는 효과를 갖는다.
보일러, 중유, 산화마그네슘, 배연, 탈황, 분산, 침강

Description

산화마그네슘 미세분말을 포함하는 배연탈황제 {COMPOSITION COMPRISING MICRO PARTICLE OF MAGNESIUM OXIDE FOR DESULFURIZATING FLUE GAS}
본 발명은 배연 가스(Flue Gas)의 황산화물을 제거하기 위한 배연탈황제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화마그네슘(MgO)을 유효 성분으로 하여 조성하되, 상기 산화마그네슘(MgO)의 침강 현상을 방지하기 위한 침강방지제를 포함시켜 조성함으로써, 저장 안정성을 개선시킨 배연탈황제에 관한 것이다.
일반적으로, 화력 발전소나 제철소, 선박, 난방 설비 등에 설치된 보일러나 용광로 등은 주로 가격이 싼 중유(重油)를 그 연료로 사용하고 있다. 중유는 통상적으로 유황의 함유량에 따라 고유황 중유(High Sulfur B-C)와 저유황 중유(Low Sulfur B-C)로 나뉘고 있다.
중유의 연소 시 배출되는 배연 가스(Flue Gas)에는 이산화황(SO2)이나 삼산화황(SO3) 등의 황산화물(SOx)이 포함되어 있다. 이러한 황산화물은 대기 오염뿐만 아니라 산성비 등의 원인이 된다. 이에 따라, 보일러나 용광로 등의 연소 설비는 배연 가스 중에 포함된 황산화물을 제거하기 위한 배연탈황 설비를 설치하여 운용하는 것이 일반적이다.
그러나 배연탈황 설비를 가동하는 경우에도 배출되는 배연 가스에는 황산화물이 포함되어 있다. 황산화물 중에서도 특히 삼산화황(SO3)은 빠르게 응축되어 황산 미스트(Mist)를 형성시키고, 이러한 황산 미스트(Mist)는 빛의 산란 및 흡수 현상을 일으켜 불투명한 색깔을 띄게 하는 가시 백연 현상을 유발시킨다.
중유에 포함된 바나듐(Vanadium : V)은 이산화황이 삼산화황(SO3)으로 되는 데에 있어 촉매 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 바나듐(V)과 함께 유황의 함유량이 많은 고유황 중유를 연료로 사용할 경우에는 삼산화황(SO3)의 발생량이 그만큼 크다고 할 수 있다.
위와 같은 삼산화황(SO3)을 제거하기 위한 여러 가지 방법들이 사용되어 왔다. 예를 들어, 습식 전기집진기를 이용하는 방법, 물을 분사하는 방법, 소석회(Hydrated Lime : Ca(OH)2)나 중탄산나트륨(NaHCO3 : Sodium Bicarbonate), 암모니아(Ammonia : NH3) 또는 석회석(Limestone : CaCO3)과 같은 흡수제를 주입하는 방법 등이 있다.
그러나 위와 같은 방법들은 각각 단점들을 가지고 있다. 예를 들어, 습식 전기집진기를 이용하는 방법은 초기 투자비용이 많이 소요되고, 집진 효율이 낮으 며, 소석회를 이용하는 방법은 과다 주입 시 전기 집진기의 성능이 저하되고, 중탄산나트륨을 이용하는 방법은 전기 집진기의 성능을 저하시키지는 않으나 소석회와 비교하여 가격이 고가라는 단점이 있다. 또한, 암모니아를 이용하는 방법은 미반응 암모니아나 암모니아 염이 흡착되어 폐기되는 비산재의 처리 과정에서 암모니아 냄새를 유발시켜 취급이 어렵고, 석회석을 이용하는 방법은 삼산화황(SO3)의 제거 효율이 다른 흡수제에 비해 낮은 단점이 있다.
이에 따라, 최근에는 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하는 배연탈황제를 연료 첨가제로서 주입하는 방법이 시도되고 있다. 산화마그네슘(MgO)은 삼산화황(SO3)과 쉽게 반응하여 삼산화황(SO3)을 제거한다. 산화마그네슘(MgO)은 연료에 존재하는 바나듐(V)이 이산화황(SO2)을 삼산화황(SO3)으로 변화시키는 촉매 역할을 하고자 하는 것을 다른 물질로 변화시켜 삼산화황(SO3)의 생성 저감 효과를 나타낸다. 예를 들어, 산화마그네슘(MgO)은 황산마그네슘(MgSO4)을 생성시켜 삼산화황(SO3)의 발생량을 저감시킨다.
일반적으로, 배연탈황제는 슬러리(slurry)나 에멀젼(Emulsion) 등의 제형을 가지며, 입자상의 산화마그네슘(MgO)을 주성분으로 하되 용매, 에멀젼화제, 그리고 보일러 내에서 중유의 폭발성을 도울 수 있는 촉매제로서 금속산화물(MnO2 등) 등을 포함하여 조성되고 있다.
입자상의 산화마그네슘(MgO)은 배연탈황제의 제형 내에서 균일하게 분산되어야 하며, 보일러(연료) 내에서 확산이 잘되고, 반응성이 좋아지도록 입자끼리 서로 응집되는 현상이 발생하지 않아야 한다. 또한, 배연탈황제는 보일러(연료)에 주입되기까지 수일 정도의 보관이나 유통 과정을 거치는 경우가 있는 데, 이때 배연탈황제는 보관, 유통 과정에서 침강됨이 없이 저장 안정성을 유지하여야 한다.
그러나 종래 기술에 따른 배연탈황제는 저장 안정성이 떨어져 보관이나 유통에 제약이 따르고 있다. 구체적으로, 보관이나 유통 과정에서 입자상의 산화마그네슘(MgO)이 균일한 분산성을 갖지 못하고 입자끼리 서로 응집되어 침강되고 굳어버리는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산화마그네슘(MgO)을 유효 성분으로 하는 배연탈황제를 조성함에 있어서, 상기 산화마그네슘(MgO)의 입도 분포를 최적화시키고, 침강방지제를 포함시켜 조성함으로써, 균일한 분산성이 유지되고 침강 현상이 방지되어 우수한 저장 안정성을 가지는 배연탈황제를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
0.1㎛ ~ 10.0㎛ 입도 크기의 산화마그네슘 미세분말과;
분산 용매와;
피마자유 왁스, 폴리아마이드 왁스, 폴리올레핀계 왁스, 대두유 및 캐스터 오일로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 침강방지제;를 포함하는 배연탈황제를 제공한다.
이때, 본 발명의 바람직한 형태에 따라서, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 상기 분산 용매는 5 ~ 40중량부, 상기 침강방지제는 0.3 ~ 20중량부의 함량으로 조성된다.
또한, 본 발명에 따른 배연탈황제는 보다 바람직한 형태에 따라서 등유 및 부생연료유를 더 포함하되, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 상기 등유는 5 ~ 35중량부, 상기 부생연료유는 5 ~ 15중량부의 함량으로 조성된다.
본 발명에 따른 배연탈황제는 액상, 슬러리(slurry) 및 에멀젼(Emulsion) 등의 제형을 포함하며, 바람직하게는 연료 첨가제로 적용되어 보일러 내에서 중유와의 분산성이 좋도록 에멀젼의 제형을 갖는다. 이때, 본 발명에 따른 배연탈황제는 에멀젼화제를 더 포함하여 이루어지며, 상기 에멀젼화제는 본 발명의 바람직한 구현 예에 따라서 이소프로필알코올(IPA ; isopropyl alcohol), 올레인산, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트 및 부틸 셀로솔브(BC)로 이루어지되, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 상기 이소프로필알코올(IPA) 5~ 30중량부, 올레인산 2 ~ 10중량부, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트 15 ~ 40중량부 및 부틸 셀로솔브(BC)의 20 ~ 60중량부의 함량으로 조성된다.
또한, 상기 산화마그네슘 미세분말의 평균 입도는 1.0㎛ ~ 5.0㎛인 것이 바 람직하며, 상기 분산 용매는 분산제와 유기 용제의 혼합으로 이루어진 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 산화마그네슘(MgO)이 제형 내에서 균일한 분산성을 가지면서, 응집에 의한 침강 현상이 방지되어 우수한 저장 안정성을 갖는다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 배연탈황제는 그 용도에 있어서 탈황을 위한 목적으로 사용되면 것이면 본 발명에 포함하며, 바람직하게는 보일러나 용광로 등의 연소 설비에 주입되는 연료 첨가제로서 유용하게 사용된다.
본 발명에 따른 배연탈황제는 산화마그네슘 미세분말, 분산 용매 및 침강방지제를 적어도 포함하여 조성된다.
상기 산화마그네슘 미세분말은 탈황을 위한 유효 성분으로서, 반응성과 분산성이 모두 양호하도록 0.1㎛ ~ 10.0㎛ 입도 크기를 갖는다. 산화마그네슘의 입도 크기가 작을수록 삼산화황(SO3)과의 결합력이 우수하여 제거 효과가 좋지만, 0.1㎛ 미만으로서 입도 크기가 너무 작으면 입자끼리 서로 뭉쳐져 벌크(Bulk) 상이 되면 오히려 삼산화황(SO3)과의 반응성이 떨어지며, 본 발명의 제품(배연탈황제)의 가격이 상승하여 바람직하지 않다. 그리고 10.0㎛를 초과하여 산화마그네슘의 입도 크 기가 너무 큰 경우에도 반응성이 떨어져 바람직하지 않다. 상기 산화마그네슘은 바람직하게는 구형이며, 0.1㎛ ~ 10.0㎛의 입도 분포를 가지되, 1.0㎛ ~ 5.0㎛의 평균 입도를 가지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 산화마그네슘은 반응성이 좋도록 비표면적이 큰 것이 좋으며, 이와 같이 큰 비표면적을 갖도록 해수 전해법으로 제조된 것이 유용하게 사용될 수 있다. 상기 산화마그네슘은 일반적으로 흡습성을 가지는데, 이때 공기 중의 습기를 흡착하지 못하도록 입자 표면에 유기물이 코팅된 것을 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 상기 산화마그네슘은 그의 입자 표면에 실란 화합물, 지방산이나 석유계 용제 등이 코팅된 것을 사용할 수 있다.
상기 분산 용매는 물 또는 유기 용제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 입자상의 산화마그네슘 미세분말이 제형 내에서 균일한 분산될 수 있도록 분산제와 유기 용제의 혼합으로 이루어진 것이 좋다. 이때, 상기 분산제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 산화마그네슘 입자 표면에 착체(錯體)를 형성할 수 있는 관능기를 가지는 유기물로부터 선택되며, 예를 들어 알킬아민; 알킬술폰산; 알킬벤젠술폰산; 올레인산; 아미노카르복실산염, 시트르산 나트륨염 등의 염; 그리고 에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계; 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상용 제품으로 독일 BYK사의 BYK-108, BYK-1000 또는 BYK-antiterra-U 등의 분산제를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기 용제는 비극성 탄화수소, 셀로솔브계나 극성 알코올계 등의 용제로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 유기 용제는, 구체적으로 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 아세톤, 아세트나이트릴, 에틸아세테이트, 부틸-카르비톨 아세테이트, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜의 C1-C4 알킬 에테르 에스테르 또는 C1-C4 알킬 에테르, 바람직하게는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르 아세테이트 또는 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르 및 라우릴알코올 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합을 유용하게 사용할 수 있다.
상기 침강방지제는 제형 내의 고형분, 구체적으로 산화마그네슘의 침강을 방지하기 위한 것으로서, 수첨 피마자유 왁스, 폴리아마이드 왁스, 폴리올레핀계 왁스, 대두유 및 캐스터 오일(caster oil)로 이루어진 군중에서 선택된 하나 또는 둘이상의 혼합이 사용된다. 본 발명에 따르면, 위와 같은 침강방지제는 제형 내에서 편상 및 입상(粒狀) 구조를 형성시킴으로서 산화마그네슘의 침강 방지 효과를 발휘하게 된다.
예를 들어, 상기 수첨 피마자유 왁스는 분산 용매(비극성 용제) 내에서 팽윤 겔 구조를 형성한다. 수첨 피마자유 왁스는 분자 중에 분극성의 점도를 나타내는 극성기가 존재하며, 고급 지방산 부분이 주쇄에 가까이 배열한 구조로 되어 있기 위하여 용매화가 쉬운 상태로 되어 있다. 이러한 성질은 입자의 팽윤성을 부여하는 것과 동일하며 입자간의 수소 결합력을 생성시킨다. 이에 따라, 제형 내에서 칙소성 부여하여 산화마그네슘 입자의 응집 및 침강을 방지한다.
또한, 지방산과 폴리아민으로부터 제조된 폴리아마이드 왁스는 상기 수첨 피마자유 왁스와 같이 분산 용매 중에서 팽윤 겔 구조를 형성한다. 이는 또한 그 팽 윤 입자의 망상 구조로 인하여 강력한 칙소성과 열 안정성을 부여한다. 이러한 폴리아마이드 왁스는 분말과 페이스트의 두 종류를 쉽게 구입할 수 있는데, 분말 상은 팽윤 겔 구조 형성을 위하여 교반 분산과 가온 공정을 수행한 다음 사용하고, 페이스트 상은 프리 겔 상태로 되어 있기 때문에 그대로 사용할 수 있다.
아울러, 상기 폴리올레핀계 왁스는 침강 방지를 도모함은 물론 안정한 콜로이드 구조를 생성시킨다. 이러한 폴리올레핀계 왁스로는, 예를 들어 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계, 폴리부텐계, 폴리메틸펜텐계, 폴리부타디엔계, 폴리에스테르계 및 이들의 공합체 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 에틸렌/프로필렌 공합체 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 배연탈황제는, 이상에서 설명한 산화마그네슘 미세분말, 분산 용매 및 침강방지제를 적어도 포함하여 조성되어지되, 그 함량에 있어서 상기 분산 용매는 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 5 ~ 40중량부로 함유되고, 상기 침강방지제는 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 0.3 ~ 20중량부로 함유되는 것이 좋다. 이때, 상기 분산 용매가 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 5중량부 미만으로 함유되면 균일한 분산성을 도모하기 어렵고, 40중량부를 초과하면 상대적으로 산화마그네슘 미세분말과 침강방지제의 함량이 작아져 바람직하지 않다. 또한, 상기 침강방지제가 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 0.3중량부 미만으로 함유되면 침강 방지 효과를 도모하기 어려우며, 20중량부를 초과하면 점도 상승으로 인하여 산화마그네슘 입자의 균일한 분산성을 도모하기 어렵다.
또한, 본 발명에 따른 배연탈황제는, 등유 및 부생연료유를 더 포함하되, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 상기 등유는 5 ~ 35중량부, 상기 부생연료유는 5 ~ 15중량부의 함량으로 포함할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 배연탈황제는 상기 성분들 이외에 통상과 같이 에멀젼화제, 그리고 보일러 내에서 중유의 폭발성을 도울 수 있는 촉매제로서의 금속산화물(MnO2 등) 등을 포함하여 조성될 수 있다. 그리고 카본 블랙(carbon black) 등의 첨가제가 더 첨가될 수 있다.
이때, 상기 에멀젼화제는 트리데실알콜, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 도데실에테르, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 트이올레이트, 글리세롤모노스테아레이트, 레시틴 등의 비이온 계면활성제와 스테아린산, 올레인산, 리놀레익산, 미리스틱산, 팔미틴산 및 팔미토레익산 등의 C12 - C20 지방산, 그리고 에틸아세테이트, 부틸-카르비톨 아세테이트, 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜의 C1-C4 알킬 에테르 에스테르 또는 C1-C4 알킬 에테르, 바람직하게는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 라우릴알코올, 이소프로필알코올(IPA), 메틸 셀로솔브(MC), 부틸셀로솔브(BC) 또는 에틸셀로솔브(EC)등의 유기용제 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 상기 에멀젼화제는 이소프로필알코 올(IPA), 올레인산, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트 및 부틸 셀로솔브(BC)로 이루어지되, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 상기 이소프로필알코올(IPA)은 5 ~ 30중량부, 상기 올레인산 2 ~ 10중량부, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트는 15 ~ 40중량부, 상기 부틸 셀로솔브(BC)는 20 ~ 60중량부의 함량으로 포함되는 것이 좋다. 이와 같이 조성되는 에멀젼화제는 연료(중유)에 주입 시 산화마그네슘의 균일한 분산성을 도모하면서 침강 방지성을 상승시키는 이점이 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 시험 실시예 및 비교예를 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
하기 [표 1]에 보인 바와 같은 성분 및 함량으로 본 실시예(1 ~ 3)에 따른 배연탈황제를 배합, 조성하였다. 이때, 배합은 다음과 같은 순서로 실시하였다.
1) 비이커 A에 [표 1]에서 *로 표시한 성분의 절반(50.0중량%)을 취하여 넣고 POE stearyl ether류를 첨가하여 완전히 분산 배합하였다.
2) 위 비이커 A에 MgO를 서서히 적하(dropping)한 후 충분히 분산, 배합하였다.
3) 다른 비이커 B에 남아있는 *로 표시한 성분 중 30.0중량%를 넣은 다음, 여기에 올레인산, 라우릴알코올, MnO2, Carbon Black, 나머지 성분을 투입한 후 완전 분산, 배합하였다.
4) 비이커 A에 남아있는 *로 표시한 성분 나머지(20.0중량%)를 넣고 분산시킨 다음, 비이커 B를 비이커 A에 서서히 풀어 주면서 완전 분산, 배합하였다.
[비교예]
국내 시장에서 연료 첨가제로서 사용되고 있는 것을 본 비교예로 적용하였으며, 구체적으로 성분과 함량은 하기 [표 1]과 같다.
구 분 성 분 실시예 1 (중량%) 실시예 2 (중량%) 실시예 3 (중량%) 비교예 (중량%)
산화마그네슘제 산화마그네슘(MgO) 43.0 45.00 63.00 62.00
POE stearyl ether 2.00 2.00 2.00 1.00
등유* 26.65 33.00 8.00 31.35
캐스터 오일* 1.00 - 10.00 -
수첨 피마자유* - 0.80 - -
부생연료유* - - 8.15 -
불포화지방산 7.00 6.20 8.00 4.80
라우릴알코올 0.10 0.50 0.50 0.60
부틸셀로솔브* (Butyl Cellosolve) 20.00 12.25 - -
MnO2 0.20 0.20 0.30 0.20
Carbon Black 0.05 0.05 0.05 0.05
합 계 100.00 100.00 100.00 100.00
에멀젼화제 IPA* 12.00 15.00 10.00 50.00
올레인산 5.00 5.00 10.00 -
폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트 30.00 25.00 20.00 50.00
BC* 53.00 55.00 60.00 -
합 계 100.00 100.00 100.00 100.00
< 입도 분석 결과 >
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 산화마그네슘의 입도 크기를 SEM으로 분석하여 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 산화마그네슘의 SEM 사진이고, 도 2는 종래의 비교예에서 사용된 산화마그네슘의 SEM 사진이다. 입도 분석은 Bulk 시료의 형상을 관찰하기 위해 카본 테이프(carbon tape)위에 부착하고 1,000배의 배율로 SEM 관찰이 용이하도록 금(Au)으로 표면을 코팅한 후 미세부위를 관찰하였다. 분석기기는 에너지 분산 분광계(EDX)가 부착된 주사전자현미경(SEM; JSM 6400, Jeol Co.)을 사용하였다.
도 1에 보인 바와 같이, 본 발명의 실시예(도 1)에서는 크기가 고르게 분포되고(평균 입도 2.92㎛), 그 형태도 구형(Sphere)이 많은 것을 사용하였다.
그러나 도 2에 보인 바와 같이 현재 국내 시장에서 연료 첨가제로 적용되고 있는 비교예(기존 제품)에 따른 산화마그네슘을 관찰해 본 결과, 입자의 크기가 고르지 않고(평균 입도 5.70㎛), 군데군데 10㎛이상의 입자들도 관찰되었으며, 구형이 상대적으로 적음을 알 수 있었다.
< 저장 안정성 평가 >
상기 실시예 및 비교예에 따른 배연탈황제의 저장 안정성을 알아보고자 15일간 저장 방치한 후, 제타-전위(zeta-potential)를 질량 이동법에 의하여 측정하여 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 도 3은 실시예 3에 따른 배연탈황제의 15일간 저장 방치 후 제타-전위 값을 보인 그래프이고, 도 4는 비교예에 따른 배연탈황제의 15일간 저장 방치 후의 제타-전위 값을 보인 그래프이다.
제타－전위란 분산 막과 밀착 층 사이에 발생하는 전위를 나타내는 것으로서, 이는 분산된 입자의 전기 화학적인 안정성(저장 저장성)을 나타낸다. 제타－전위 값이 zero(0)이 될 때의 조건을 등전점(point of zero charge)이라 하며, 등전점에서는 분산 및 용해 되어있는 하전 입자들이 응결되거나 불안정하며 침전이 나타난다. 구체적으로, 제타－전위 값(절대값)이 크면, 즉 등전점(0)에서 멀어질수록 입자사이의 전기적 반발력이 크므로 서로 반발하여 응집현상이 없고 콜로이드 입자가 용매 각각 독립적으로 존재하는 것을 의미한다. 반대로, 제타－전위 값(절대값)이 작으면, 즉 등전점(0)에 가까울수록 브라운 운동에 의해 불규칙하게 움직이면서 입자들이 서로 붙어 하나의 큰 입자로 응집되어 진다.
위와 같은 제타－전위를 측정하여 실시예 및 비교예에 따른 배연탈황제의 저장 안정성을 평가해 본 결과, 도 3 및 도 4에 대비되는 바와 같이 본 발명의 실시예가 비교예에 비하여 매우 안정성을 가짐을 알 수 있었다. 구체적으로, 실험 결과 15일간 저장 방치한 후의 실시예는 도 3에 보인 바와 같이 응결, 침전이 나타나는 등전점(0)으로부터의 제타－전위 값이 큰 차이가 나타나 있으나, 15일간 저장 방치한 후의 비교예는 도 4에 보인 바와 같이 등전점(0)에 근접하여 용액 상태의 제품의 석출 및 침전 가능성이 있다는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 배연탈황제는 화력 발전소나 제철소, 선박, 난방 설비 등에 설치된 보일러나 용광로 등과 같은 연소 설비 내에 주입되는 연료 첨가제로 유용하게 사용되며, 전술한 바와 같이 침강 현상이 방지되어 우수한 저장 안정성을 갖는다. 이에 따라, 보관이나 유통 과정에서의 시간적인 제약이 따르지 않는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 산화마그네슘의 SEM 사진이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 배연탈황제에서 사용된 산화마그네슘의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배연탈황제의 15일간 저장 방치 후의 제타-전위 값을 보인 그래프이다.
도 4는 종래 기술에 따른 배연탈황제의 15일간 저장 방치 후의 제타-전위 값을 보인 그래프이다.

Claims (5)

  1. 0.1㎛ ~ 10.0㎛ 입도 크기의 산화마그네슘 미세분말과;
    분산 용매와;
    피마자유 왁스, 폴리아마이드 왁스, 폴리올레핀계 왁스, 대두유 및 캐스터 오일로 이루어진 군중에서 선택된 하나 이상의 침강방지제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배연탈황제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배연탈황제는 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여, 분산 용매 5 ~ 40중량부 및 침강방지제 0.3 ~ 20중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배연탈황제.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배연탈황제는 등유 및 부생연료유를 더 포함하되, 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여, 등유 5 ~ 35중량부 및 부생연료유 5 ~ 15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배연탈황제.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배연탈황제는 에멀젼화제를 더 포함하되, 상기 에멀젼화제는 산화마그네슘 미세분말 20 ~ 70중량부에 대하여 이소프로필알코올(IPA) 5~ 30중량부, 올레인산 2 ~ 10중량부, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 모노올레이트 15 ~ 40중량부 및 부틸 셀로솔브(BC)의 20 ~ 60중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 배연탈황제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 산화마그네슘 미세분말의 평균 입도는 1.0㎛ ~ 5.0㎛인 것을 특징으로 하는 배연탈황제.
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