KR910006964B1

KR910006964B1 - 유수 연료유의 제조방법

Info

Publication number: KR910006964B1
Application number: KR1019880006675A
Authority: KR
Inventors: 김영걸
Original assignee: 김영걸
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1991-09-14
Also published as: KR900000460A

Abstract

내용 없음.

Description

유수 연료유의 제조방법

제1도는 본 발명의 유화제 제조시 이용되는 검댕이 발생장치, 검댕이 흡수 및 가스여과장치 그리고 유수 연료유 제조 및 교반장치가 상호 연결된 계통도.

제2도는 검댕이 발생장치로서,

a도는 정단면 구성도이고,

b도는 a도의 A-A선 단면도.

제3도는 검댕이 흡수 및 가스여과장치로서,

a도는 정단면 구성도이고,

b도는 a도의 B-B선 단면도.

제4도는 제3도인 검댕이 흡수 및 가스여과장치의 일부인 유화제 모액 교반장치로서,

a도는 정단면 구성도이고,

b도는 a도의 C-C선 단면도.

제5도는 이 발명에 따른 유수 연료유 유화제의 제조공정 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

제1도에서,

15, 16, 17 : 화재모액, 중질유, 불의 공급 파이프 18, 19, 20 : 각유량계

28 : 유화재모액, 중질유, 물의 1차 혼합조 21 : 기어 펌프

22 : 유수 연료유 교반기(2단)

제2도에서,

1 : 외부 단열시공된 철판원통 2 : 가열철판에 유류 공급 파이프 및 노즐

3 : 매연 발생후의 잔사 계기판 4 : 전열선(Ni-Cr선)

5 : 회전철판 6 : 전열선 지지 내화물판

7 : 전열장치 지지 앙굴 8 : 온도 가동 조절 장치

23 : 낙하된 유류 연소 잔사 계기 구멍

제3도에서,

10 : 검댕이 분출 파이프 25 : 가스 장화용 구석(Ball)

26 : 검댕이 흡수용 BC유 분사 파이프 27 : 유화재 모액 순환 분사 파이프

제4도에서,

1 : 외부 단열 시공된 철판 원통 12 : 교반기 날개

13 : 모액 가열 히터 14 : 모액 순환 펌프

본 발명은 유수 연료유의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 유수 연료유 제조시 일반적으로 사용되는 유용성 계면 활성제를 사용하지 않고 중질유의 미연소시 발생하는 검댕이를 이용한 유수 연료유의 제조방법에 관한 것이다.

현재 많이 이용되고 있는 유수 연료유는 그 제조시 가장 큰 문제점이 유화제의 선택이다. 그 한 예로 일본국 특개소 57-83593호는 유용성 계면 활성제를 유화제로 사용하고, 톱밥 및 야자유 열매 껍질을 연소, 분쇄, 선별 활성화한 것을 조연제로 첨가한 연료유 제어방법이 기술되어 있다. 즉 활성탄을 연소 촉진제로 사용하고 유화제로 유용성 계면활성제를 사용한 연료유 제조방법에 관한 것이다.

이러한 일본국 특개소 57-83593호의 연료유는 유수분리를 위해 유용성 계면 활성제를 사용함과 동시에 조연제로 별도의 활성탄을 사용한 것이 특징이다. 본 발명의 목적은 상기의 연료유와 같이 유화제와 조연제를 별도로 사용하지 않고 중질유의 미연소시 나오는 검댕이를 유화제와 조연제 모두의 목적으로 사용하는 유수 연료유 유화제의 새로운 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 유수 연료유는 검댕이 발생장치에서 연료유를 이용해 검댕이를 먼저 만들고, 이 검댕이를 검댕이 흡수장치에서 연료유에 흡수시켜 유화제 모액을 만든 다음, 물, 연료유, 그리고 유화제 모액을 유수 연료유 제조장치에서 제조하는 단계로 제조한다.

여기서 사용한 연료유는 경유, 벙커 C유, 벙커 A유등의 중질유이다.

상기 중질유의 연소시, 특히 미연소시 발생하는 검댕이는 방향족 성분 때문에 의한 것으로, 본 발명에서는 이러한 검댕이를 제2도에 나타나 있는 검댕이 발생장치를 이용해 만들어낸다.

제2도에서, 전열선(4)의 열에 의해 회전철판(5)이 800℃이상 가열되면 연료유 분사공에서 분사된 연료유가 여기에 접촉하면서 단시간내에(수 mm Sec 이내에) 직경 10-30Å인 방향족 평면분자의 집합 결정구조를 지닌 비중 0.04-0.08의 경량 탄소 미립자가 발생하게 된다. 이것은 중질유에 수분을 1.2μ정도의 입자크기로 하여 분산시키는 강력한 유화제로 작용하며 BC유의 경우 약 8배(용량기준)의 수분까지 분산시킬 수 있는 능력을 지니고 있다.

제2도의 검댕이 발생장치에서 제조한 검댕이를 제3도인 검댕이 흡수장치의 흡입팬(24)으로 보내 연료유가 들어있는 배출 파이프(10)에서 분사하면 주위의 연료유로 젖어 잇는 구석(球石)을 통과하면서 연료유에 흡수된다. 그리고 정화된 공기는 외기로 나가고 검댕이의 잔부는 검댕이 발생장치로 되돌려 보낸다.

검댕이가 흡수된 연료유는 제4도의 유화제 모액 교반 장치에서 균일하게 교반한 다음, 제1도의 (15)로 배출한다. 이 때에는 제1도에서 일반연료유(16), 물(17) 3가지가 유량계(18,19,20)에서 조절, 혼합되어 기어펌프(21)로 흡인, 유수 연료유 교반기(22)에서 교반, 버너 또는 저장탱크로 보내진다.

한편, 제2도에서 회전철판(5)에 검댕이 발생으로 생기는 잔사물이 누적되면 제거판(3)을 이용해서 하부 청소구(23)로 낙하시키고, 제4도의 기어펌프(14)는 유화제와 연료유 혼합물을 순환시켜 더 균일한 유화제 모액을 만드는 역할을 한다.

본 발명에서 유화제로 사용한 검댕이는 유화제 뿐 아니라 별도의 조연제를 사용함이 없이도 동등한 효과가 나타나기 때문에 조연제 역할도 함께 한다.

유수비(BC유 : 수분=100 : 25) wt%일 경우 경질 탄소 유화제의 사용량은 연료유 중량의 1/500∼1/400(BC유 100kg에 대하여 200-250g)이다. 본 발명에 따른 경질탄소 유화제는 그 발화점(400℃이상)까지의 연료유의 가열등으로 변질이 안되고 유성 계면 활성제와 같이 열이나 이물질에 의한 분해현상이 없을 뿐 아니라 유-수의 결합력은 수분의 비등점까지는 반영구적이어서 장기저장이 가능하다.

0.2μ의 수분이 균일하게 분산되어 있는 본 발명의 유수 연료유가 버너등으로 연소실에 분사되면 수분이 폭발적으로 비등하면서 주위에 있는 기름에 작용하여 버너등으로는 불가능한 초미립자의 유적(0.01μ이하)을 비산시켜 완전연소를 촉진시키므로 연료유 분무를 위한 1차 공기 및 2차 공기량의 이론량 사용이 가능하고 작열(灼熱)상태의 유화제 주성분이 탄소의 촉매작용으로

에 의한 수분의 수소전환 반응이 촉진되어 H₂가스, CO가스의 연소열로 생기는 열효율의 증가도 기대된다.

본 유수 연료유(BC유+물)의 실지 실험효과는 10Ts Boilor(Rotary Burner 부하 85%)에서 BC유 사용 열효율 80%에서 94%까지 14% 상승, 내화물 소성용 Tunnel Kiln(1400℃소성온도)에서 15% BC유 절감, 내화물 소성 단독 가마(1300℃소성)에서 20%의 연료절감이 기록되었다.(유수비 : BC유 : 수분=100 : 15-25wt%)

본 유수 연료유(BC유+물)의 연소 배기 가스 정화효과는 연료절감 효과에 못지 않게 중요하며 시험결과 일반 BC유 사용시에 비하여 매연 85% 감소(완전 연소 효과) NOX : 65%감소(연료유의 국부 가열방지효과), SO₃, 90% 감소등 괄목할 만한 효과가 있다.

또한 유화제의 성분이 탄소 99.0%이상이므로 유화제는 연소후 잔사발생이 없고 화학성질도 중성이므로 기기 파이프 등에 무해하다.

이 발명에서 유화제 발생장치 부착 교반기를 사용한 BC유 100ℓ소비시의 수익성을 보면 하기와 같이 경제성이 극히 우수하다(최소절감량 10%의 경우) :

BC유 가격 :

16.20/ℓ

유화제 사용량 : 100ℓ S0.98 S1/400=0.245kg

유화제 제조용 BC유 가격 : 0.245kg/0.8=0.306kg=0.312ℓ=

6.31

BC유 절감량 : 10% S100ℓ=10ℓ=

,162/100ℓ

전력비 기타소모비 : 약

5.69/100ℓ

순수익 :

,162-(

6.31+

5.69)=

,100/100ℓ

열효율 향상 : 9.46%

또한, 이 발명의 유수 연료유는 유수의 비율을 변경하며 석탄분말을 첨가한 COM(석탄, 유, 물의 혼합유)의 제작에도 이용할 수 있다.

Claims

검댕이 발생장치에서 연료유를 사용해 직경 10-30Å의 방향족 평면분자의 집합결정구조인 비중 0.04-0.08의 경량탄소 미립자 검댕이를 만들며, 이 검댕이를 검댕이 흡수장치에서 연료유에 흡수시켜 균일하게 교반하여 유화제 모액을 만들고, 물, 연료유 및 유화제 모액을 100 : 25 wt%의 유수비로 유수연료유 제조장치에서 혼합, 교반하는 단계로 이루어진 유수 연료유의 제조방법.