KR860001093B1

KR860001093B1 - 고형연료

Info

Publication number: KR860001093B1
Application number: KR1019840003339A
Authority: KR
Inventors: 김수희
Original assignee: 김수희
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1986-08-07
Also published as: KR860000358A

Abstract

내용 없음.

Description

고형연료

본 발명은 연소시 유독가스가 발생되지 않으며, 악취나 연기가 발생되지 않고 저렴하고 구입이 용이한 원자재를 이용한 하향식 고형 연료에 관한 것이다.

종래의 고형연료는 목탄분을 단독으로 사용한 것과, 목탄분과 무연탄분을 병용한 것 및 무연탄분을 단독으로 사용한 상향 연소식의 것이 있었다.

그러나 이러한 고형연료는 하단부에서 상단부를 향하여 연소되었기 때문에 열 손실이 많았으며, 유독가스가 다량으로 발생되어 인명피해 등 많은 위험이 뒤따랐다.

최근에는 상단부에 점화층을 형성한 하향 연소식 고형 연료가 안출되어 있으나, 이들은 사용자재가 고가이고 구입이 용이치 않기 때문에 원가가 상승되어 대중화 되지 못하고 있는 실정이다.

또한 이들은 착화층에서 동체부에 착화됨에 있어 수십분의 긴 시간을 요하기 때문에 이때 동체부에서 다량의 유독가스와 매연 등이 발생되고, 이들이 재 연소되지 않고 그대로 발산되며, 점화 착화층에서도 유독 가스가 발생되므로 인체에 매우 위험한 문제점이 있었다.

즉, 종래 하향 연소식 고형연료는 그 점화 착화층의 탄소자재와 연소조제로서 초산소다, 초산칼륨, 초산바리움 등의 초삼염이나 염소산염, 이산화망간, 중크롬산칼륨 등의 산화제와 미량의 촉매제 및 연소 완충제를 혼입하고 있는 바, 이들 중 초산소다나 초산칼륨은 연소시 검붉은 불꽃과 검은 매연 및 유독가스가 발생되며, 심한 악취와 점화부위에서 폭발이 생겨 불똥이 튀게되며, 이산화 망간과 중크롬산 칼륨의 경우는 연서시 심한 불티가 나며, 불이 연소도중에 꺼져 악위가 발생하게 되고, 초산 바리움은 착화 온도가 높아 590℃의 고온에서 분해되며, 불꽃이 올라오게 되므로 단독 사용시 착화가 매우 불량하고, 연소산염의 경우에는 단독사용시 폭발력이 강하여 착화가 신속하나 점화 부위에서 폭발이 생기고 백연 및 염소가스 등 유해가스가 생되어 많은 문제점이 있었으며, 이들은 촉매제를 사용하지 않을 경우 점화·착화시 불꽃의 연결이 불량하고 그들 산화제를 중량 사용해야 하므로 상기폐단은 더욱 배가되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 해결하고 연소시 유독가스나 악취 및 백연 등이 발생하지 않음과 아울러 저렴하고 구입이 용이한 원자재로 조성하여 점화 및 착화가 용이하고 하향연소가 가능한 고형연료를 제공하려는 것이다.

이하 자재의 조성비는 중량%로 한다.

본 발명에 의한 고형연료는, 탄소자재와 연소조제 및 접착제를 혼합하여 상부로부터 점화층, 착화층, 동체부로 구성함에 있어서, 탄소자제는 각층 공히 목탄분 20%, 왕겨탄소분 35%, 무연탄분 35~40%, 소석회 5~10%로 조성하며, 탄소조제는 탄소조제에 대한 중량비로서 점화층에는 초산바리움 18중량%, 염소산칼륨 12~15%, 과산화칼슘 10%, 과망간산칼륨 1~2%를, 착화층에는 초산소다 20%, 과산화칼슘 10%, 중크롬산칼륨 3%, 과망간산칼륨 1~2%를, 동체부에는 과산화칼슘 0.1~0.2%, 과망간산칼륨 0.01~0.02%로 하며, 각각 접착제를 탄소 조제에 대해 1~2% 혼합하여서 됨을 특징으로 하는 것이다.

상기 점화층과 착화층 및 동체부의 비율은 점화층 5~10%, 착화층 35~40%, 동체부 45~55%로 한다.

접착제는 일반적으로 널리 사용되는 밀가루 15%, 가성소다 7~10%, 물 45%를 혼합한 것을 사용한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 고형연료는 상기 점화층에 있어 산화제로서 염소산염을 사용했으므로 착화가 매우 용이하며, 과산화칼슘에 의하여 중금속류 연소완충 효과를 얻을과 아울러 목탄분, 왕겨탄소분, 연탄분, 소석회 등의 탄소자재를 저온에서 분해하여 착화를 확실하게 하고 하향연소를 계속할 수 있도록 한다.

또한 염소산염과 과산화 칼슘이 반응하여 염화칼슘(불점 1,600℃)이 생성되어 회분중에 고착되어 염화물의 휘발에 의하여 발연시키며 분해되어 인체에 유해한 가스의 발생을 억제한다.

이때 초산바리움이 고온에서 부드럽고 선명한 화광연소를 계속하며, 촉매로 사용된 과망간산칼륨은 240℃에서 분해되면서 오존을 발생하므로 활발한 연소를 촉진시킨다.

또한 초산바리움, 과산화칼슘, 과망간산칼륨, 염소산칼륨은 습기에 비교적 안정되므로 제조후 상기역가가 저하되는 일이 없다.

일반적으로 하향연소식 고체 연료는 점화층에서 점화되어 하향 연소되면서 착화층을 점화시키고 착화층이 하향 연소하여 동체부를 연소시키는 것인바, 착화층자체에서는 다소의 유해가스나 백연 등이 발생되어도 점화층에서의 고열에 의한 재연소가 되며, 이때 발생되는 NO₂가스가 점화층의 연소를 더욱 활발하고 신속하게 하여 백연이나 유해가스가 방출되는 일이 없게 된다.

따라서 본 발명에서는 이러한 점을 감안하여 착화층의 조성을 동체부와 동일 또는 유사하게 하여 동체부에서의 착화가 확실하게 되도록 하였다.

동체부에 있어서는 착화가 용이하고 열량이 우수하나 지속성이 없고 구입이 곤란한 목탄분과 구입이 용이하며, 저렴하나 고온에서 분해 연소되는 전분질과 회분이 많아 이용도가 낮은 왕겨탄소분 및 발열량이 낮은 저칼로리의 무연탄분을 탄소자재로 사용하여 원가를 대폭 절감하면소도 이에 과산화칼슘, 과망간산칼륨을 소량 혼입하므로서 착화가 용이하고 착화후 수분만에 화광연소되므로 화광연소시간을 종래품에 비해 20~30분 이상 단축할 수 있다.

또 촉매로 사용된 과망간산칼륨은 분해되면서 오존을 발생하여 연소를 활발하게 하며, 과산화칼슘은 착화온도를 저하시키므로 착화온도가 높은 저질 무연탄 및 왕겨탄소분을 다량 사용할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 연소시 유독가스나 백연 또는 악취가 발생하지 않으며, 착화가 용이하고 하향연소되는 고형연료를 매우 저렴한 원가로서 제공할 수 있는 것이다.

이하 본 발명은 종래의 비교예와 비교하여 실시예로서 설명한다.

[실시예 1]

다음 표 1와 같은 조성의 탄소자재와 연소조제를 접착제를 사용하여 혼합성형하여 점화층과 착화층 및 동체부로 된 고형연료를 제조하여 실험한 결과 성냥불로서 용이하고 신속하게 점화할 수 있었으며, 점화후 10분만에 동체부가 화광연소를 시작하였으며, 악취나 유해가스 및 백연 등이 발생하지 않고 활발한 연소 상태를 볼 수 있었다.

[표 1]

단, 연소조제와 접착제는 탄소자재에 대한 중량비이다. 접착제는 밀가루 45%, 가성소다 10%, 물 45%를 혼합한 것을 사용한다.

[실시예 2]

다음 표 2와 같은 조성으로 제조하여 실험결과, 실시예 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

[표 2]

[비교예 1]

다음 표 3과 같은 조성으로 제조한 결과 성냥불로서 착화는 되었으나 폭발하여 점화부분이 튀어나가면서 다량의 백연이 발생되고 화광연소되지 않았다.

[표 3]

[비교예 2]

다음 표 4와 같은 조성으로 제조한 결과 착화는 용이하였으나 백연과 심한 염소가스가 방출되고 점화부분에 단단한 층이 형성되어 질식하여 착화되지 않았다.

[표 4]

[비교예 3]

다음 표 5와 같은 조성으로 제조한 결과 검붉은 불꽃과 검은 매연이 다량발생하고 심한 악취가 동반되었다.

[표 5]

[비교예 4]

다음 표 6과 같은 조성으로 제조한 결과 화광연소는 이루어졌으나 불꽃의 색이 어둡고, 불꽃의 연결이 불량하며, KCIO₄의 구입이 매우 곤란하여, 고가인 문제가 있었다.

[표 6]

[비교예 5]

다음 표 7과 같은 조성으로 제조한 결과 백연이 발생되고 화광없이 착화되었으며 겉부분만 착화되고 심층 형성되지 않았다.

[표 7]

이상과 같은 본 발명은 등산용 고형연료, 하향식 연탄 등에 사용할 수 있으며, 점화층과 착화층을 제외한 동체부만으로는 난방용으로서는 조개탄 대용으로, 조리용으로는 식당 등의 숯불 대용으로 사용할 수 있으며 점화층만으로는 동채부만으로 된 것을 점화시킬 때 불쏘시개로 사용할 수 있는 등 다양하게 사용할 수 있는 것이다.

Claims

탄소자재와 연소조제 및 접착제를 혼합하여 상부로부터 점화층, 착화층, 동체부로 구성함에 있어서, 탄소자재는 각층 공히 목탄분 20%, 왕겨탄소분 35%, 무연탄분 35~40%, 소석회 5~10%로 조성하며, 탄소조제는 탄소조제에 대한 중량비로서 점화층에는 초산바리움 18중량%, 염소산칼륨 12~15%, 과산화칼슘 10%, 과망간산칼륨 1~2%를, 착화층에는 초산소다 20%, 과산화칼슘 10%, 중크롬산칼륨 3%, 과망간산칼륨 1~2%를, 동체부에는 과산화칼슘 0.1~0.2%, 과망간산칼륨 0.01~0.02%로 하며, 각각 접착제를 탄소조제에 대해 1~2% 혼합하여서 됨을 특징으로 하는 고형연료.