KR850001898B1 - 에말죤 연료유화제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

에말죤 연료유화제의 제조방법

본 발명은 석유계 연료 예로서, 방카-C유에 물과 유화제를 혼합첨가하여 연소시킴으로써 배기가스중의 매연 및 황산화물(SOx)및 질산화물(NOx)등과 같은 유해물질을 현저히 줄일 수 있도록 한 에말죤 연료유화제의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 물은 작은 입자로서 기름줄에 분산되기가 대단히 곤란한 것으로 알려져 있으며, 또한 에말죤화 되었다하더라도 중유(重油, 방카C유)의 예열온도에 대하여 매우 불안한 안정성을 나타내고 있다.

본 발명은 이러한 물의 특수성을 감안하여 기계적인 교반만으로 중유와 물을 미세하고도 안정된 에말죤으로 연속유지시킬 수 있으며, 연소시 연소성능과 열효율을 증대시키며 환경오염인 2차공해의 요인이되는 배기 가스중의 SOx및 NOx등의 유해물질을 감소시켜 별도의 공해방지 시설의 설비를 요하지 않고 대기오염상의 문제를 해결할 수 있도록 함에 목적을 둔 것이다.

일반적으로 방카-C유등과 같은 기름을 버너로 연소시킬때 버너를 통하여 기름을 분무시켜 미립화된 입자화(대체로 30-150μm정도의 크기)로 하여 공기와 접촉 연소시키는 것인바, 에말죤 연료는 이 미립화된 기름방울(유분)속에 극히 미세한 수 μm크기의 물입자가 존재하여 연소하게 되고, 연소시 물방울(水適)을 증발에 의한체적팽창에 의하여 유화된 연료의 재미립화가 진행되고 이에 따라 기름방울과 공기의 접촉 면적이 증대되어 연소효율이 증대되어서 매연 및 먼지가 감소하고, 저 과잉공기 연소에 의한 SOx, NOx등의 유해물질 발생을 저하시켜 주게 되며, 또한 수분이 연료중에 균일하게 분포되어 있음으로서 불꽃전체가 국소고온부분(局所高溫部分)의 생성을 억제하는 한편, 1000℃ 이상의 고온으로 될때에는 에말죤중의 물과 연료인 탄소와 반응하여 수성가스를 생성하여 흡열반응에 의한 국부적인 고온현상을 억제하여 열효율을 향상시킬 수 있음은 널리 알려진 사실이다. 그러나 상기와 같이 유화되기름의 연소는 미세 안정한 에말죤으로 하는 것이 대단히 중요하다. 따라서 본 발명은 물과 방카-C유를 미세한정한 에말죤화를 시키기 위하여 음이온활성제와 바이온활성제로서 되는 유화제를 제공할 수 있도록 함에 있으며, 본 발명의 유화제는 유화촉진과 점도 조절로 에말죤의 안정성 증가 및 부식방지를 위한 탄소수 3-5의 저급 알콜, 에스테르 및 그아민으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 음이온 활성제로서는 탄소수 10-12의 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염(ABS-Ca)및 마그네슘염(ABS-Mg)의 혼합물로서 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 및 마그네슘의 중량비는 70-90 : 30-10의 범위로 됨이 바람직하고, 비이온성 활성제로서는 일반식 C₉H₁₉-

-(O-CH₂-CH₂)_n-OH으로 나타나는 노닐페닐과 에틸렌 옥사이드 3몰 부가물이 가장 효과적이다.

또한 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 또는 마그네슘은 유용성으로 물에 녹지 않는 성질을 갖임으로 물에 녹일 수 있도록 친수성과 유용성의 양성질을 갖는 비이온활성제를 사용하는 것이 효과적이며, 알킬벤젠 술폰산의 마그네슘염은 어느정도 유용성과 수용성을 지니고 있어 단독으로도 유화시킬 수는 있으나, 역시 비이온활성제를 쓰는 것이 더욱 효과적이다.

또한 예열시 방카-C유의 온도가 상승됨에 따라 비이온성 활성제의 유화성 상실로 인한 활성저하를 방지하기 위하여 알킬벤젠 술폰산의 마그네슘의 양을 늘이거나 저급알콜의 부가로서 비이온 활성제의 활성저하를 방지할 수 있으며, 비이온 활성제와 음이온활성제는 50 : 50에서 75 : 25까지의 중량비로 혼합함이 가장 바람직하고 또한 유화제의 첨가량은 주입된 물에 대하여 1-10%, 특히 바람직하게는 2-4%의 범위가 가장 적합하다.

본 발명의 유화제는 우선 연료(방카-C유)에 용해한 후 이에 물을 가하여 유화시켜도 좋으나, 미리 물과 본 발명의 유화제를 혼합한 다음 연료중에 첨가하는 방법이 더욱 간편하며, 이때 유화제의 양은 에말죤유 1ι 에 대하여 2-10g범위내로 포함시키는 것이 가장 바람직하다. 또한 본 발명의 유화제를 물에 혼합한 다음 이를 85°-90℃로 예열된 연료(방카-C유)에 기계적으로 교반, 혼합하여 에말죤화하였을 경우 90℃온도에서 8시간 이상 안정성을 유지하고 있으므로서 저장성에 별지장이 없으며, 또한 연료(방카-C유)만 사용했을 경우와 비교하여 열효율에 있어서도 별차이가 없는 열효율을 나타내고 있어 결과적으로 연료를 절감시킬 수 있는 효과를 나타나게 되고, 또한 배기가스내의 매연도(NOx, SOx등)가 배출 허용기준에 훨씬 미달됨으로서 별도의 공해 방지시설 없이도 대기오염등의 환경오염을 예방할 수 있어 그 시설 설비나 운전면에 있어 상당한 잇점을 얻을 수 있음을 특징으로 하는 것으로, 이를 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 상술하면 다음과 같다.(본 발명의 유화제 조성예)

일반식 C₉H₁₉-

-(O-CH₂-CH₂)₃-OH로 나타내는 비이온성활성제 노닐페닐과 3몰의 에틸렌옥사이드의 에텔화합물과 직쇄상 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염과 마그네슘을 70-90 : 30-10% 중량비로혼합한 음이온 활성제를 50-70 : 50-25%중량비로 하여 혼합하여 유화제를 조성한 다음, 전체 에말죤유 1ι에 대하여 유화제 2-10g을 혼합하여 본 발명을 완성한다.

상기와 같은 본 발명에 있어 방카-C유와 물 및 본 발명의 유화제를 혼합할때 유화의 촉진과 점도 조절에 의하여 에멀죤의 안정성증가 및 부식방지를 위하여 비이온성활성제는 노닐페닐의 에틸렌 옥사이드 3몰부가물의 에텔화합물이 가장 적합하고, 음이온성 활성제로서는 탄소수가 10-12개인 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염과 마그네슘염의 혼합물이 가장 적합하다. 또한 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 또는 마그네슘에 비이온성 활성제로서 노닐페닐의 에틸렌 옥사이드 3몰 부가물의 에텔화합물을 50-70 : 50-25%중량비로 혼합함으로서 중유의 효과적으로 유화시킬 수 있으며, 또한 예열시 상태연료가 승온됨에 따라 발생되는 비이온성 활성제의 유화성 상실을 방지하기 위하여음이온성 활성제인 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 또는 마그네슘염 혼합물 중 알킬벤젠 술폰산의 마그네슘의 양을 높이거나 저급알콜을 부가하여 비이온활성제의 활성저하를 방지할 수 있으나, 가장 바람직하게는 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염(ABS-Ca)과 마그네슘염(ABS-Mg)을 70-90 : 30-10%중량비로 하여 혼합함이 적당하다.

또한 상기와 같은 노닐페닐의 에틸렌 옥사이드 3몰 부가물의 에텔화합물인 비이온활성제와 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 및 마그네슘염의 혼합물인 음이온 활성제로 되는 유화제는 부가되는 물의 양에 대하여 1-10% 특히 바람직하게는 2-4%의 범위내에서 첨가됨이 효과적이다. 이를 각각의 실시예에 의하여 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

상기와 같이 조성된 본 발명의 유화제와 물 및 방카-C유를 1 : 9 : 90의 비율로 우선 물과 유화제를 혼합하고 89℃로 예열된 방카-C유에 기계적인 교반장치에 의하여 혼합하되, 본 발명 유화제중의 음이온활성제인 알킬벤젠 술폰산칼슘염과 마그네슘염을 70 : 30%중량비로 혼합하여 저장탱크를 거쳐 연소시킨결과(표 1과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 2]

본 발명의 유화제와 물 및 방카-C유를 상기 실시예 1과 같이 1 : 9 : 90의 비율로 혼합하되(방카-C유예열온도 88℃), 음이온활성제인 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염과 마그네슘염을 90 : 10%중량비로 혼합하여 저장탱크를 거쳐 연소시킨 결과(표 1)과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 3]

본 발명의 유화제와 물 및 방카-C유를 1 : 9 : 10의 비율로 혼합하되(방카-C유 예열온도 89℃) 음이온활성제인 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염과 마그네슘염을 100 : 0%중량비로 혼합하여 저장탱크를 거쳐 연소시킨 결과(표 1)과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 4]

유화제물 및 방카-C유를 1.5 : 11.5 : 87의 비로 혼합하여 연소시킨 결과(표 1)과 같은 결과를 얻었다.

[실시예 5]

유화제, 물 및 방카-C유를 2 : 8 : 90의 비로 혼합하여(방카-C유 예열온도 88℃) 연소시킨 결과(표 1)과 같은 결과를 얻었다.

[표 1]

(단 : 여기서 사용한 유화제의 농도는 10%수용액이며, 실시예 1, 2, 3번의 유화제중 칼슘, 마그네슘은 실시예 1, 4, 5에는 7 : 3, 실시예 2에서는 9 : 1, 실시예 3에서는 10 : 0임)

방카-C유를 90±1℃로 가열한 후 유화제 수용액 10%를 주입 교반한 후 가열상태에서 8시간 방치한 후 물의 분리율을 측정했다. 그 결과는(표 2)와 같은 결과를 얻었다.

[표 2]

상기(표 1)및 (표 2)에서 나타나는 바와 같이 본 발명의 유화제를 첨가한 에말죤 연료는 90℃에서 8시간이상 안정성을 유지하고 열효율도 83-85%정도 발휘되어 연소효율이 양호하며, 또한 SOx등 배기가스내의 유해물질이 허용 기준치(SOx 1800PPM, 분진 500g/N³등)에 훨씬 미달하므로서 별도의 공해방지 시설부가 없이 연소시킬 수 있는 특징을 지닌 것이다.

Claims (2)

1. 비이온성 활성제인 에틸렌 옥사이드 부가물의 에텔화합물과 음이온성 활성제의 혼합물을 함유하는 유화제로서 비이온성활성제는 하기 일반식으로 나타나는 에칠렌 옥사이드 부가물과 음이온성 활성제로서는 탄소수 10~12의 직쇄상 알킬벤젠 술폰산의 칼슘염 및 마그네슘의 혼합물로서 칼슘염과 마그네슘을의 중량비는 70~90 : 30~10으로 하는 에말죤 연료 유화제의 제조방법.

   일반식 C₉H₁₉-

   

   -(O-CH₂-CH₂)₃-OH
2. 제1항에 있어서 비이온성 활성제와 음이온성활성제의 중량비는 50~70 : 50~25로 함을 특징으로 하는 에말죤 연료 유화제의 제조방법.