KR20180023880A - Combustion accelerant and preparing process thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연소촉진제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 각종 폐기물을 포함한 다양한 화석연료의 연소효율을 효과적으로 개선시키기 위한 연소촉진제로서 빠른 시간 내에 완전 연소를 유도하고 연소 배가스의 농도 감소 및 제산 능력 향상과 함께 연소로 내의 클링커(Clinker) 성장을 억제하고 연소로 운영의 편의성을 획기적으로 개선할 수 있는 연소촉진제 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion promoter composition and a method for producing the same, and more particularly, to a combustion promoter for effectively improving the combustion efficiency of various fossil fuels including various wastes, inducing complete combustion in a short period of time, The present invention relates to a combustion promoter composition capable of suppressing the growth of clinker in a combustion furnace and remarkably improving the convenience of operation by combustion, and a method of manufacturing the same.
종래로부터 안정적인 연소를 위해, 각종 폐기물을 포함한 다양한 화석연료를 연소하는 연소로에서 연소 효율을 향상시키기 위한 다양한 수단들이 연구되어 왔다. 이러한 다양한 수단들 중 촉매 작용을 통해 연소로 내의 완전연소를 촉진하는 연소촉진제가 그 대표적인 예가 될 것이다. 완전 연소가 되기 위해서는 3T 즉, 충분한 온도(Temperature)와 연소 시간(Time), 혼합 또는 난류도(Tubulence)를 만족시켜야 한다. 그러나, 실제 소각로는 폐기물의 종류와 함수율 및 상태에 따라 필요한 연소 시간이 각각 다르며, 설비의 형상 및 운전 방법과 클링커의 형성으로 인하여 연소로 내의 난류도의 크기가 달라 대부분의 소각로에서의 완전 연소가 매우 어려운 실정이다. 실제 충분한 온도와 연소시간은 소각로를 운전할 때 인위적으로 조절이 가능한 변수이나 혼합의 정도는 시설의 설비요소로서 플랜트 설계 및 시공에 의해 좌우되기 때문에 운영할 때는 거의 증감이 불가능한 요소이다. 따라서, 현장에서 완전 연소 효율을 개선하기 위해서는 연소 시간과 연소 온도를 적절히 제어하는 방법을 모색하여 적용하는 것이 유일한 방법이었다. 이러한 연소 시간과 연소 온도를 적절히 제어하기 위해서는 소각로의 전문적인 지식과 반입되는 폐기물 및 화석연료의 특성, 그리고 현장 시스템에 대한 충분한 노하우(Know-How)가 축적되어야 하나, 대부분의 운영 현장은 이러한 요소가 부재한 채로 경험에만 전적으로 의존하여 운영하고 있다. 이로 인하여 대부분의 현장은 연소실 및 보일러의 연속 가동 일수가 20일을 넘기지 못하고 있으며, 클링커가 성장하여 가동을 멈춘 후 재정비를 해야만 했다. 또한 소각량을 증가시킬 경우 배가스의 발생이 촉진되어 후단 배가스 처리설비의 운영에 부담을 더욱 가중시키게 된다.Conventionally, various means for improving the combustion efficiency in a combustion furnace for burning various fossil fuels including various wastes have been studied for stable combustion. Among these various means, a combustion promoter which accelerates the complete combustion in the furnace through catalysis will be a representative example thereof. In order to be completely burned, 3T, that is, sufficient temperature and combustion time (Time), mixing or turbulence should be satisfied. However, in actual incinerators, the combustion time required varies depending on the type of waste, water content and state, and the turbulence degree in the furnace is different due to the shape of equipment, operation method and formation of clinker. It is a very difficult situation. Actual sufficient temperature and combustion time are factors that can be controlled by the operation of the incinerator, but the degree of mixing is an element of the facility, which is dependent on the design and construction of the plant. Therefore, in order to improve the complete combustion efficiency in the field, the only way was to search for and apply appropriate methods to control the combustion time and the combustion temperature. In order to properly control the combustion time and the combustion temperature, it is necessary to accumulate expert knowledge of the incinerator, the characteristics of the waste and fossil fuels to be brought in, and sufficient know-how on the field system, And is fully dependent on experience only. Because of this, most of the sites have not been able to operate the combustion chamber and boiler continuously for more than 20 days. After the clinker has grown and stopped, it has to be reorganized. In addition, when the incineration amount is increased, the generation of the flue gas is accelerated and the burden on the operation of the downstream flue gas treatment facility is further increased.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방안에 제안되어 왔는데, 예를 들어 대한민국 특허등록번호 제10-0485193호(특허문헌 1)에서는 "스케일과 클링커 제거 및 생성방지, 대기오염물질 저감에효과적인 연소촉진제"라는 명칭으로, "붕사 20 내지 45중량부, 과산화수소 10 내지 25중량부, 트리에탄올아민 20 내지 40중량부, 산화아연(ZnO) 5 내지 15중량부, 및 이산화망간 1 내지 8중량부를 함유하는 조성물 100중량부에 물 100 내지 300 중량부를 혼합하여 구성되는 크링크 및 스케일을 방지하는 연소촉진제"를 개시하고 있으며, 대한민국 특허공개공보 제2006-0081654호(특허문헌 2)에는 연료의 연소를 촉진하고 기관 내 불순물을 제거하여 열 전달을 증가시켜 열효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 유해 배기가스의 방출을 저감시키기 위한 것으로, "과산화수소 8∼40 중량부, 아민계 안정제 8∼40 중량부, 붕사(borax) 10∼40 중량부, 수산화나트륨 16∼40 중량부 및 잔부로 물을 포함하는 연료용 첨가 조성물"을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허공개공보 제2011-0111840호(특허문헌 3)에는 연료 첨가제의 제조방법에 대한 것으로, "11~13 중량%의 수산화나트륨, 27~31 중량%의 붕사, 12~16 중량%의 과산화수소, 19~21 중량%의 트리에탄올아민, 1~3 중량%의 황산칼륨, 20~23 중량%의 물을 포함하는 제1 수용액을 준비하는 단계; 탄산칼륨을 물에 섞어서 교반하여 탄산칼륨 수용액을 만드는 단계; 상기 탄산칼륨 수용액에 과산화수소를 혼합하되, 온도가 50℃ 이하가 되도록 제어하면서 상기 과산화수소를 혼합하는 단계; 과산화수소가 혼합된 상기 탄산칼륨 수용액에 75~80℃의 온도로 가열된 트리에탄올아민을 섞어서 제2 수용액을 준비하는 단계; 및 상기 제1 수용액에 상기 제2 수용액을 약 10~20 중량%의 비율로 혼합하는 단계를 포함하는 연료 첨가제의 제조방법"을 개시하고 있다.For example, in Korean Patent Registration No. 10-0485193 (Patent Document 1), there has been proposed a method of removing scales and clinker, preventing combustion, A composition containing 20 to 45 parts by weight of borax, 10 to 25 parts by weight of hydrogen peroxide, 20 to 40 parts by weight of triethanolamine, 5 to 15 parts by weight of zinc oxide (ZnO), and 1 to 8 parts by weight of manganese dioxide Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0081654 (Patent Document 2) discloses a combustion accelerator for preventing crinking and scale formed by mixing 100 parts by weight of water with 100 parts by weight to 300 parts by weight of water. Not only improves the heat efficiency by increasing the heat transfer by removing the impurities, but also reduces the emission of the harmful exhaust gas. "Hydrogen peroxide 8 to 40 8 to 40 parts by weight of an amine-based stabilizer, 10 to 40 parts by weight of borax, 16 to 40 parts by weight of sodium hydroxide, and water as the remainder. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0111840 (Patent Document 3) discloses a method for producing a fuel additive wherein "11 to 13% by weight of sodium hydroxide, 27 to 31% by weight of borax, 12 to 16% by weight of Preparing a first aqueous solution containing hydrogen peroxide, 19 to 21% by weight of triethanolamine, 1 to 3% by weight of potassium sulfate and 20 to 23% by weight of water; mixing potassium carbonate with water and stirring to obtain an aqueous solution of potassium carbonate Mixing the hydrogen peroxide with the aqueous potassium carbonate solution while mixing the aqueous hydrogen peroxide with the hydrogen peroxide while controlling the temperature to be 50 ° C or lower; adding triethanolamine heated to a temperature of 75 to 80 ° C to the potassium carbonate aqueous solution mixed with hydrogen peroxide Mixing the first aqueous solution and the second aqueous solution at a ratio of about 10 to 20% by weight based on the total amount of the first aqueous solution and the second aqueous solution.
그러나, 상기 특허문헌 1의 발명은 안정화제인 트리에탄올아민과 금속 산화물을 사용함으로 인하여 매연 및 슬래그 발생은 어느 정도 억제할 수는 있으나, 연소 후 클링크가 로 벽면에 딱딱하게 고착되는 문제점이 여전히 있으며, 상기 특허문헌 2는 부식성이 높은 수산화나트륨 및 아민계열의 안정제를 다량 사용하므로 연소로의 수명과 연소시 질소산화물이 발생하고 봄 가을의 날씨에도 쉽게 빙결되는 문제점이 있고, 더욱이 붕사의 결합을 깨뜨려 용해시키기 위해 강알칼리 조건에서 트리에탄올아민을 첨가해야만 하는데, 이 과정이 매우 복잡하고 반응시간이 길어 비효율적이다. 상기 특허문헌 3의 발명은 연소 효율을 개선하여 오염물질을 줄이고 클링커의 발생을 어느 정도 줄일 수 있겠지만 이 특허문헌 3의 발명 또한 상기 특허문헌 2와 같은 문제점을 가지고 있으며, 더욱이 제조공정이 복잡하게 되어 생산성이 떨아진다는 단점이 있다.However, the use of triethanolamine and metal oxide, which are stabilizers, can suppress the generation of soot and slag to some extent, but the problem of the clinker after the combustion is firmly fixed to the wall surface, The above Patent Document 2 has a problem that since the use of a large amount of highly corrosive sodium hydroxide and amine stabilizers causes a long life of the furnace and nitrogen oxides during combustion and freezing in the spring and fall weather, , Triethanolamine must be added in the strong alkaline condition. This process is very complicated and the reaction time is long and inefficient. Although the invention of Patent Document 3 can reduce the amount of contaminants and the occurrence of clinker to some extent by improving the combustion efficiency, the invention of Patent Document 3 also has the same problems as those of Patent Document 2, and furthermore, The productivity is deteriorated.
이에, 본 발명자 등은 상기한 종래 기술에 있어서 해결되어야 할 문제점을 인식하여, 연소효율을 개선시켜 빠른 시간 내에 완전 연소를 유도하고 연소 배가스의 농도 감소 및 제산 능력 향상과 함께 연소로 내의 클링커 성장을 억제하고 연소로 운영의 편의성을 획기적으로 개선하는 연소촉진제의 제 기능을 우수하게 유지하면서, 부가적으로 액상의 연소촉진제가 결빙의 우려가 없고 질소산화물을 발생하지 않는 연소촉진제 조성물과 이러한 연소촉진제 조성물을 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법에 대해 예의 연구하여 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have recognized the problems to be solved in the above-mentioned prior art, and improved the combustion efficiency to induce complete combustion in a short period of time, improve the concentration of the combustion exhaust gas and improve the capacity of the combustion, A combustion promoter composition which is excellent in the function of a combustion promoting agent which remarkably improves the convenience of operation by burning and which is free from the risk of freezing and does not generate nitrogen oxides, Can be produced more easily, and the present invention has been completed.
본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 빠른 시간 내에 완전 연소를 유도하고 연소 배가스의 농도 감소 및 제산 능력 향상과 함께 연소로 내의 클링커 성장을 억제하고 연소로 운영의 편의성을 획기적으로 개선하면서, 또한 액상의 연소촉진제로서 결빙의 우려가 없고 질소산화물을 발생하지 않는 연소촉진제 조성물을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problems in the prior art, and it is a primary object of the present invention to provide a method and apparatus for inducing complete combustion in a short period of time and suppressing clinker growth in a combustion furnace, The present invention also provides a combustion promoter composition which is free from the risk of freezing and does not generate nitrogen oxides as a combustion promoter in a liquid phase while remarkably improving convenience in operation by combustion.
본 발명의 다른 목적은 상기한 특성을 갖는 연소촉진제 조성물을 보다 용이하게 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a production method capable of more easily producing a combustion promoter composition having the above characteristics.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.The present invention may also be directed to accomplish these and other objects, which can be easily derived by those skilled in the art from the overall description of the present specification, in addition to the above-mentioned and obvious objects.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연소 촉진제 조성물은;To achieve the above object, the present invention provides a combustion promoter composition comprising:
NaOH 및 KOH로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용해제, 산소공급제인 과산화수소(H2O2) 및 클링커 억제제를 포함하는 연소 촉진제 조성물에 있어서, 상기 조성물은 수산화나트륨(NaOH) 61 내지 71중량%와 수산화칼륨(KOH) 29 내지 39중량%로 된 용해제, 붕사(Na2B4O7·10H2O) 0 내지 69중량%와 붕산나트륨(Sodium borate; Na3BO3) 31 내지 100중량%로된 클링커 억제게, 글리세린, 과산화수소(H2O2), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 및 물로 구성된 것임을 특징으로 한다.(H 2 O 2 ), an oxygenating agent, and a clinker inhibitor, wherein the composition comprises 61 to 71% by weight of sodium hydroxide (NaOH) and , 29 to 39 wt% of potassium hydroxide (KOH), 0 to 69 wt% of borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) and 31 to 100 wt% of sodium borate (Na 3 BO 3 ) (ClO 2 ), glycerin, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), and water.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 글리세린은 전체 조성물 대비 40 내지 60중량부의 비율로 됨을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the glycerin is characterized by a ratio of 40 to 60 parts by weight based on the total composition.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 과산화수소(H2O2), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 및 물은 각각 전체 조성물 대비 20 내지 40중량부, 10 내지 20중량부와 45 내지 70중량부의 비율로 됨을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ), and water are contained in an amount of 20 to 40 parts by weight, 10 to 20 parts by weight and 45 to 70 parts by weight, .
상기와 같이 구성되는 본 발명의 연소촉진제 조성물 및 그 제조방법은 수산화나트륨과 수산화칼륨을 일정비율로 혼합한 후 클링커 억제제를 부가하므로 발열반응에 의한 열에 의해 클링커 억제제의 용해가 쉬우며, 계면화성제로 종래의 아민계열이 아닌 글리세린을 사용하므로 질소산화물의 발생과 쉬운 결빙의 문제점을 해결하며, 또한 안정적인 제조공정을 제공하므로 안정제를 부가적으로 요하지 않아 제조비용이 낮아 경제적이면서, 종래의 연소 촉진제와 같이 빠른 시간 내에 완전 연소를 유도하고 연소 배가스의 농도 감소 및 제산 능력 향상과 함께 연소로 내의 클링커 성장을 억제하고 연소로 운영의 편의성을 획기적으로 개선할 수 있는 연소촉진제를 제공한다. 특히, 상기 본 발명에 따라 얻어진 연소촉진제는 완전 연소를 촉진하여 연료 자체의 발열량을 100% 발현함으로서 연소로 내의 연소온도를 높이고, 아울러 연소실 내의 클링커를 비롯한 수관 보일러 내 스케일의 생성을 효과적으로 억제할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 연소 촉진제는 폐기물을 비롯한 화석연료의 연소시 발생되는 오염물질의 원천적인 저감과 클링커의 성장을 억제할 뿐만 아니라 클링커의 생성강도를 약하게 하여 정비시간을 단축시키고 완전 연소를 통해 발열량을 극대화시킬 수 있는 다기능성 연소촉진제로 산업상 유용한 발명이다.The combustion promoter composition of the present invention having the above-described composition and the method of manufacturing the same as described above can easily dissolve the clinker inhibitor by the heat generated by the exothermic reaction because the sodium hydroxide and potassium hydroxide are mixed at a certain ratio and then the clinker inhibitor is added. Since the conventional non-amine-based glycerin is used, the problem of nitrogen oxides formation and easy freezing is solved, and since a stable manufacturing process is provided, a stabilizer is not additionally required and the production cost is low, The present invention provides a combustion promoter capable of inducing complete combustion in a short period of time, improving the concentration of combustion exhaust gas and improving the capacity of decomposition, and suppressing the growth of clinker in the combustion furnace and drastically improving the convenience of operation in the combustion furnace. Particularly, the combustion promoter obtained according to the present invention accelerates the complete combustion, thereby increasing the combustion temperature in the combustion furnace by expressing the calorific value of the fuel itself by 100%, and effectively suppressing the generation of scale in the water tube boiler including the clinker in the combustion chamber have. That is, the combustion promoter produced according to the present invention not only suppresses the original reduction of pollutants generated during combustion of fossil fuels including wastes and the growth of clinker, but also weakens the generation strength of clinker to shorten the maintenance time, Is a multifunctional combustion promoting agent capable of maximizing the amount of heat generated through the use of a catalyst.
도 1은 본 발명에 따른 연소 촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 소각로 화실 내부 큰 개선효과를 나타내는 사진이고,
도 2는 본 발명에 따른 연소촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 2차연소실 크링커의 큰 개선효과를 나타내는 사진이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 연소촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 각 연료를 사용한 보일러 내 수관의 큰 개선효과를 나타내는 사진이다. FIG. 1 is a photograph showing a large improvement effect in the incineration furnace before and after the use of the combustion promoting agent according to the present invention,
FIG. 2 is a photograph showing a large improvement effect of the secondary combustion chamber clinker before and after the use of the combustion promoting agent according to the present invention,
FIGS. 3A and 3B are photographs showing a large improvement effect of a water tube in a boiler using each fuel before and after using the combustion promoter according to the present invention. FIG.
이하, 본 발명을 첨부도면은 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의해 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that the scope of the present invention is not limited thereto.
본 명세서에서, 본 실시형태는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로서, 본 발명의 범주는 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시형태들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명하지 않는다. In this specification, the present embodiments are provided to provide a complete disclosure of the present invention and to fully disclose the scope of the invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is only defined by the claims. Thus, in some embodiments, well-known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시형태를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular forms include plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연소 촉진제는, 여기에 한정되는 것은 아니지만, 폐기물을 비롯한 화석연료의 연소속도 및 연소온도를 증가시켜 연소 효율를 향상시키고, 클링커의 생성을 억제하고, 또한 생성된 클링커 및 스케일의 탈착이 용이하도록 하며, 연소 배가스를 제어할 수 있도록 하는 연소촉진제 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The combustion promoting agent according to the preferred embodiment of the present invention is useful for improving combustion efficiency and combustion efficiency by increasing the combustion rate and combustion temperature of fossil fuels including wastes and preventing generation of clinker, To facilitate the desorption of scale, and to control the combustion exhaust gas, and a method for manufacturing the same.
특히, 본 발명은 연소 촉진제로서 완전연소를 촉진하도록 활성화 에너지를 낮추고 산소 공급을 극대화시키게 된다.In particular, the present invention lowers activation energy and maximizes oxygen supply to promote complete combustion as a combustion promoter.
예를 들어, 폐기물 및 화석연료가 빨리 연소되도록 하기 위해서는 산소와 빨리 결합할 수 있도록 반응속도를 높여야 하는데, 이러한 연료의 연소반응은 일반적으로 아래의 화학식 1과 같이 표현될 수 있다.For example, in order for waste and fossil fuels to burn quickly, it is necessary to increase the reaction rate so that they can quickly bind with oxygen. The combustion reaction of such fuels can be generally expressed as the following formula (1).
또한, 연료의 반응속도는 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.Further, the reaction rate of the fuel is represented by the following equation (1).
수학식 1에서 v는 반응속도이고, k는 속도 상수이고, a와 b는 각 화합물의 몰수이며, m과 n은 반응차수이다.In the equation (1), v is the reaction rate, k is the rate constant, a and b are the moles of each compound, and m and n are the reaction orders.
연소 반응속도를 나타낸 수학식 1에서 알 수 있듯이 반응속도(v)는 산소(O2)의 농도에 비례하기 때문에 산소의 농도를 증가시켜주게 되면 연소속도 또한 증가하게 된다. 연소실 내에 산소농도를 증가시키기 위해서는 송풍량을 증가시켜야 하나 송풍량을 증가시킬 경우, 외부 공기유입에 따른 열손실로 인하여 연소실 온도가 낮아져 완전연소에 필요한 연소시간이 증가하게 되고 종국에는 불완전연소로 인하여 강열감량이 증가하는 경우가 발생될 수 있으며, 다량의 공기 중의 질소가 연소로 내에서 산화되어 Thermal NOx의 생성이 촉진될 우려가 있다. 이를 위하여 탄산수소나트륨을 첨가함으로서 고온에서 탄산염이 환원되어 이산화탄소로 전환될 때 발생되는 발생기 산소가 연소에 직접적으로 관여하여 연소실내의 산소농도를 증가시켜 연소속도를 촉진시키는 역할을 한다.Since the reaction rate (v) is proportional to the concentration of oxygen (O 2 ) as shown in Equation (1) showing the combustion reaction rate, if the oxygen concentration is increased, the combustion rate also increases. In order to increase the oxygen concentration in the combustion chamber, it is necessary to increase the blowing amount, but when the blowing amount is increased, the combustion chamber temperature is lowered due to the heat loss due to the inflow of the external air, so that the combustion time required for complete combustion increases. There is a possibility that a large amount of nitrogen in the air is oxidized in the combustion furnace and the generation of thermal NOx is promoted. To this end, the addition of sodium hydrogencarbonate causes the generator oxygen generated when the carbonate is reduced to carbon dioxide at high temperature to directly participate in the combustion, thereby increasing the oxygen concentration in the combustion chamber and promoting the combustion rate.
Na2CO3 ------> 2Na+ + CO2 + 
따라서, 본 발명에서는 연소 촉진제로서, 특정한 용해제에 산소공급제와, 클링커 억제제를 포함하여 제조하며, 여기에 안정제와 물이 함유되어 이루어지는 연소촉진제의 용이한 제조 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides a method for easily producing a combustion promoting agent comprising a oxygen-supplying agent and a clinker-inhibiting agent in a specific solvent as a combustion promoting agent, wherein the stabilizing agent and water are contained.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연소 촉진제 조성물은 수산화나트륨(NaOH) 61 내지 71중량%와 수산화칼륨(KOH) 29 내지 39중량%로 된 용해제, 붕사(Na2B4O7·10H2O) 0 내지 69중량%와 붕산나트륨(Sodium borate; Na3BO3) 31 내지 100중량%로된 클링커 억제게, 글리세린, 과산화수소(H2O2), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 및 물로 구성되어 진다.Combustion promoter composition according to the preferred embodiment of the present invention is sodium hydroxide (NaOH) 61 to 71% by weight of potassium hydroxide (KOH) 29 to a dissolving agent, borax to 39% by weight of (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) (H 2 O 2 ), sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ), and water consisting of 0 to 69% by weight and sodium borate (Na 3 BO 3 ) 31 to 100% by weight Loses.
상기 본 발명에 따른 연소 촉진제 조성물은 수산화나트륨(NaOH) 61 내지 71중량%와 수산화칼륨(KOH) 29 내지 39중량%, 바람직하기로는 수산화나트륨 65중량%와 수산화칼륨 35중량%를 상온에서 교반하고 혼합하여 용해제를 얻는데, 이러한 혼합단계에서 수산화나트륨과 수산화칼륨의 강알칼리의 발열반응이 일어나 혼합액이 80℃ 이상으로 온도가 상승하게 된다. 이러한 발열반응에 의한 온도 상승으로 차후의 클링커 억제제인 붕사 및/또는 붕산나트륨이 용이하게 용해되어, 별도로 가온하거나 뜨거운 물을 부가하는 등의 번거러움 없이 조성물을 얻을 수 있게 된다.The combustion promoter composition according to the present invention is prepared by stirring 61 to 71% by weight of sodium hydroxide (NaOH) and 29 to 39% by weight of potassium hydroxide (KOH), preferably 65% by weight of sodium hydroxide and 35% In this mixing step, an exothermic reaction occurs between the strong alkali of sodium hydroxide and potassium hydroxide, so that the temperature of the mixture becomes higher than 80 ° C. The temperature rise caused by the exothermic reaction facilitates the subsequent dissolution of borax and / or sodium borate, which is a clinker inhibitor, so that the composition can be obtained without any troubles such as heating or addition of hot water separately.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연소 촉진제 조성물의 일 성분인 클링커 억제제는 붕사 0 내지 69중량%와 붕산나트륨 31 내지 100중량%를 혼합하여 얻을 수 있는데, 이때, 가장 바람직하기로는 붕산나트륨만을 클링커 억제제로 사용할 수 있다. 붕산나트륨만을 사용하는 경우에 촉진제의 분산이 균일하게 이루어지고, 클링커의 형성을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. 더욱이, 붕산나트륨만을 사용하므로 과산화수소의 혼합 상태가 안정적으로 유지되어 별도의 안정화제를 사용할 필요가 없게 된다.The clinker inhibitor, which is one component of the combustion promoter composition according to the preferred embodiment of the present invention, can be obtained by mixing 0 to 69% by weight of borax and 31 to 100% by weight of sodium borate, most preferably sodium borate alone, . It was found that the dispersing of the promoter was uniformly performed when only sodium borate was used and effectively suppressed the formation of clinker. Furthermore, since only sodium borate is used, the mixed state of hydrogen peroxide is stably maintained, and it is not necessary to use a separate stabilizer.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연소 촉진제 조성물은 용해제에 클링커 억제제를 1.5~3:1~2의 비율로 부가하여 얻을 수 있다. 이때 이미 수산화나트륨과 수산화칼륨의 강알칼리의 발열반응이 일어나 용해제의 온도가 고온이 되어 있어 별도의 가온 수단을 가하지 않더라도 클링커 억제제가 상기한 비율로 용이하게 균일하게 용해된다.The combustion promoter composition according to a preferred embodiment of the present invention can be obtained by adding a clinker inhibitor to the solubilizer at a ratio of 1.5 to 3: 1 to 2. At this time, an exothermic reaction of the strong alkali of sodium hydroxide and potassium hydroxide takes place and the temperature of the dissolving agent becomes high, so that the clinker inhibitor dissolves easily and uniformly at the above ratio even if no special warming means is added.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 연소 촉진제 조성물은 글리세린(glycerin)을 포함하는데, 여기서 사용되는 글리세린은 대표적인 3가 알코올이며 글리세롤이라고도 지칭되는 것으로, 무색, 점주, 감미(甘味)있는 흡습성 액체로, 융점 17℃이고, 비등점이 290℃이다. 따라서, 본 발명에 따라 글리세린을 계면활성제로 사용하여 얻어된 연소 촉진제 조성물은 종래의 트리에탄올 아민과 같은 아민계열의 계면활성제를 사용한 것보다 융점을 낮추어 봄 가을의 상온에서 빙결되어 사용에 지장을 초래하는 문제점을 해결할 수 있게 한다. 더욱이, 종래의 트리에탄올 아민과 같은 아민계열의 계면활성제를 사용한 연소 촉진제 조성물의 경우 봄 가을의 날씨에도 결빙되어 사용을 위해서는 가열을 하여야 되며, 이러한 가열과정에서 연소촉진제의 성분비율이 변화될 뿐만 아니라 구성성분이 변성되어 효율이 현저하게 저하하는 문제점이 있었는데, 본 발명에 따라 글리세린을 사용하므로 이러한 종래의 문제점 또한 해결할 수 있게 하였다.Next, the combustion promoter composition according to a preferred embodiment of the present invention includes glycerin. The glycerin used herein is a typical trivalent alcohol, which is also called glycerol, and is a colorless, viscous, sweet, hygroscopic liquid , A melting point of 17 占 폚, and a boiling point of 290 占 폚. Therefore, the combustion promoter composition obtained by using glycerin as a surfactant according to the present invention has a melting point lower than that of a conventional amine surfactant such as triethanolamine, which causes freezing at room temperature in spring and fall, And to solve the problem. Further, in the case of a conventional combustion accelerator composition using an amine-based surfactant such as triethanolamine, it is required to be heated for use in freezing in spring and fall, and the proportion of the combustion promoter in the heating process is changed, The components are denatured and the efficiency is remarkably lowered. However, since glycerin is used in accordance with the present invention, such conventional problems have also been solved.
또한, 본 발명에 따라 글리세린을 계면활성제로 사용하여 제조된 연소 촉진제는 종래의 트리에탄올 아민과 같은 아민계열의 계면활성제를 사용한 것과 달리 질소산화물을 발생하지 않아 환경친화적인 연소 촉진제를 제공할 수 있게 한다.In addition, according to the present invention, a combustion promoter prepared using glycerin as a surfactant can provide an environmentally friendly combustion promoter because it does not generate nitrogen oxides, unlike conventional amine-based surfactants such as triethanolamine .
상기와 같이 구성되는 본 발명의 연소 촉진제 조성물은 질소산화물을 거의 발생하지 않으며, 봄과 가을의 평균적인 외부 온도에서 결빙되어 않아 사용이 용이하다. 또한, 본 발명에 따른 연소 촉진제는 빠른 시간 내에 완전 연소를 유도하고 연소 배가스의 농도 감소 및 제산 능력 향상과 함께 연소로 내의 클링커 성장을 억제하고 연소로 운영의 편의성을 획기적으로 개선할 수 있게 한다. The combustion promoter composition of the present invention constituted as described above hardly generates nitrogen oxides and is free from freezing at an average external temperature in spring and autumn, thus being easy to use. In addition, the combustion promoter according to the present invention induces complete combustion in a short time, improves the concentration of the combustion exhaust gas and improves the dispersing ability, and suppresses the growth of the clinker in the combustion furnace and drastically improves the convenience of the combustion furnace.
도 1은 본 발명에 따른 연소 촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 소각로 화실 내부 큰 개선효과를 나타내는 사진이고, 도 2는 본 발명에 따른 연소촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 2차연소실 크링커의 큰 개선효과를 나타내는 사진이고, 도 3a 및 b는 본 발명에 따른 연소촉진제를 사용하기 전과 사용한 후의 각 연료를 사용한 보일러 내 수관의 큰 개선효과를 나타내는 사진이다. FIG. 1 is a photograph showing a large improvement effect inside the incinerator chamber before and after using the combustion promoter according to the present invention. FIG. 2 is a photograph showing a large improvement effect of the secondary combustion chamber clinker before and after the use of the combustion promoter according to the present invention 3A and 3B are photographs showing a large improvement effect of a water tube in a boiler using each fuel before and after using the combustion promoter according to the present invention.
도면에 나타난 바와 같이, 상기 본 발명에 따른 연소 촉진제 조성물은 완전 연소를 촉진하여 연료 자체의 발열량을 100% 발현함으로서 연소로 내의 연소온도를 높이고, 아울러 연소실 화실 내의 클링커 생성이 없고 또한 수관 보일러 내 스케일의 생성을 효과적으로 억제한다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 연소 촉진제 조성물은 폐기물을 비롯한 화석연료의 연소시 발생되는 오염물질의 원천적인 저감과 클링커의 성장을 억제할 뿐만 아니라 클링커의 생성강도를 약하게 하여 정비시간을 단축시키고 완전 연소를 통해 발열량을 극대화시킬 수 있게 한다.As shown in the drawing, the combustion promoter composition according to the present invention promotes complete combustion, thereby increasing the combustion temperature in the combustion furnace by expressing the calorific value of the fuel itself by 100%, and also, without generating clinker in the combustion chamber, Effectively suppressing the generation of < RTI ID = 0.0 > That is, the combustion promoter composition produced according to the present invention not only suppresses the original reduction of pollutants generated during combustion of fossil fuels including waste, and the growth of clinker but also weakens the generation strength of clinker, Thereby maximizing the amount of heat generated by the combustion.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이들 실시예에 한정하기 위한 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples.
실시예 1Example 1
수산화나트륨(NaOH) 65kg과 수산화칼륨(KOH) 35kg을 상온에서 교반하고 혼합하여 용해제를 얻었다. 여기에 붕사(Na2B4O7·10H2O) 7kg, 붕산나트륨(Na3BO3) 60kg, 글리세린(glycerin) 20kg, 과산화수소(H2O2) 20kg, 탄산수소나트륨 10kg 및 물 40kg을 부가하여 연소 촉진제 조성물을 얻었다.65 kg of sodium hydroxide (NaOH) and 35 kg of potassium hydroxide (KOH) were stirred at room temperature and mixed to obtain a dissolution agent. 7 kg of borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O), 60 kg of sodium borate (Na 3 BO 3 ), 20 kg of glycerin, 20 kg of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), 10 kg of sodium hydrogencarbonate and 40 kg of water In addition, a combustion promoter composition was obtained.
실시예 2Example 2
수산화나트륨(NaOH) 65kg과 수산화칼륨(KOH) 35kg을 상온에서 교반하고 혼합하여 용해제를 얻었다. 여기에 붕산나트륨(Na3BO3) 67kg, 글리세린(glycerin) 20kg, 과산화수소(H2O2) 20kg, 탄산수소나트륨 10kg 및 물 40kg을 부가하여 연소 촉진제 조성물을 얻었다.65 kg of sodium hydroxide (NaOH) and 35 kg of potassium hydroxide (KOH) were stirred at room temperature and mixed to obtain a dissolution agent. 67 kg of sodium borate (Na 3 BO 3 ), 20 kg of glycerin, 20 kg of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), 10 kg of sodium hydrogencarbonate and 40 kg of water were added thereto to obtain a combustion promoter composition.
비교예 1Comparative Example 1
수산화나트륨(NaOH) 100kg을 용해제로 준비한다. 여기에 붕사(Na2B4O7·10H2O) 7kg, 붕산나트륨(Na3BO3) 60kg, 글리세린(glycerin) 20kg, 과산화수소(H2O2) 20kg, 탄산수소나트륨 10kg 및 물 40kg을 부가하여 연소 촉진제 조성물을 얻었다.Prepare 100 kg of sodium hydroxide (NaOH) as a solubilizer. 7 kg of borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O), 60 kg of sodium borate (Na 3 BO 3 ), 20 kg of glycerin, 20 kg of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), 10 kg of sodium hydrogencarbonate and 40 kg of water In addition, a combustion promoter composition was obtained.
비교예 2Comparative Example 2
수산화칼륨(KOH) 100kg을 용해제로 준비한다. 여기에 붕사(Na2B4O7·10H2O) 7kg, 붕산나트륨(Na3BO3) 60kg, 글리세린(glycerin) 20kg, 과산화수소(H2O2) 20kg, 및 물 40kg을 부가하여 연소 촉진제 조성물을 얻었다.100 kg of potassium hydroxide (KOH) is prepared as a dissolver. 7 kg of borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O), 60 kg of sodium borate (Na 3 BO 3 ), 20 kg of glycerin, 20 kg of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and 40 kg of water were added, A composition was obtained.
비교예 3Comparative Example 3
수산화나트륨(NaOH) 65kg과 수산화칼륨(KOH) 35kg을 상온에서 교반하고 혼합하여 용해제를 얻었다. 여기에 붕사(Na2B4O7·10H2O) 7kg, 붕산나트륨(Na3BO3) 60kg, 트리에탄올 아민 20kg, 과산화수소(H2O2) 20kg, 탄산수소나트륨 10kg 및 물 40kg을 부가하여 연소 촉진제 조성물을 얻었다.65 kg of sodium hydroxide (NaOH) and 35 kg of potassium hydroxide (KOH) were stirred at room temperature and mixed to obtain a dissolution agent. 7 kg of borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O), 60 kg of sodium borate (Na 3 BO 3 ), 20 kg of triethanolamine, 20 kg of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), 10 kg of sodium hydrogencarbonate and 40 kg of water A combustion promoter composition was obtained.
상기 실시예 1 내지 2에 따른 연소 촉진제는 붕사 및/또는 붕산나트륨으로 구성된 클링커 억제제가 용해제에 쉽게 용해된 반면, 비교예 1 및 2에 따른 연소 촉진제는 클링커 억제제가 거의 용해되지 않았고, 가열된 물을 부가한 후 용해되었다. 또한, 상기 실시예에 따라 제조된 연소 촉진제는 18℃의 온도에서 빙결되지 않았으나, 비교예 3에 따라 제조된 연소 촉진제는 빙결되어 사용할 수가 없었다.The combustion promoter according to Examples 1 and 2 was easily dissolved in the dissolver by the clinker inhibitor composed of borax and / or sodium borate, while the combustion promoter according to Comparative Examples 1 and 2 showed that the clinker inhibitor was hardly dissolved, Followed by dissolution. In addition, the combustion promoter prepared according to the above example did not freeze at a temperature of 18 ° C, but the combustion promoter prepared according to Comparative Example 3 could not be used by freezing.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연소촉진제 조성물 및 그 제조방법에 대한 기술적 사상은 바람직한 실시형태에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시형태는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, shall. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (1)
상기 용해제는 수산화나트륨(NaOH) 61 내지 71중량%와 수산화칼륨(KOH) 29 내지 39중량%로 구성되고,
상기 용해제에 클링커 억제제를 1.5 ~ 3 : 1 ~ 2 의 비율로 부가하되, 계면활성제로 종래의 아민계열이 아닌 글리세린을 사용하기 위해, 상기 클링커 억제제로는 붕산나트륨(Sodium borate; Na3BO3)이 대부분(90 내지 100중량%) 사용되고 붕사(Na2B4O7·10H2O)는 약간(0 내지 10 중량%)만 혼합 사용되며,
상기 안정제로는 아민계 화합물을 대신하여 글리세린이 사용되어지되, 상기용해제 100중량부 대비 20중량부의 비율로 혼합 사용되며,
상기 과산화수소(H2O2), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 물은 상기 용해제 100중량부 대비 20 내지 40중량부, 10 내지 20중량부와, 45 내지 70 중량부의 비율로 혼합 사용되는 것을 특징으로 하는 연소 촉진제 조성물.At least one solubilizing agent selected from the group consisting of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH); At least one clinker inhibitor selected from the group consisting of borax (Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O) and sodium borate (Na 3 BO 3 ); At least one oxygen supplying agent selected from the group consisting of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ); A stabilizer for stably maintaining a mixed state of hydrogen peroxide; Including water,
Wherein the solubilizing agent is composed of 61 to 71% by weight of sodium hydroxide (NaOH) and 29 to 39% by weight of potassium hydroxide (KOH)
Sodium borate (Na 3 BO 3 ) is used as the clinker inhibitor to add a clinker inhibitor to the solubilizer at a ratio of 1.5 to 3: 1 to 2, and to use glycerin which is not a conventional amine series surfactant as the surfactant. (90 to 100% by weight) is used, borax (Na 2 B 4 O 7 · 10H 2 O) is mixed with only a little (0 to 10% by weight)
As the stabilizer, glycerin was used instead of the amine compound, and 20 parts by weight of the stabilizer was mixed with 100 parts by weight of the solubilizer.
The hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium hydrogencarbonate (NaHCO 3 ) and water are mixed in a ratio of 20 to 40 parts by weight, 10 to 20 parts by weight and 45 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the solubilizer By weight.
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