TW200925265A - Method for producing emulsified fuels by using oily water - Google Patents

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200925265 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 • 本發明係關於一種以「含油水」製造乳化燃料之製造方法， 係將0. 02〜30%w/w比例之可燃性燃料溶解於水中製成「含油水」； 再將該「含油水」與0. 01~3%w/w比例之乳化劑充分混合後，再 與60〜95%w/w傳統重油或75-98%傳統柴油經初步混合後，再進一 步混合乳化成為『加「含油水」之乳化重油（簡稱OWEH)』或『加 「含油水」之乳化柴油（簡稱OWED)』，分別使用於重油鋼爐及柴 • 油引擎’可大幅提升燃燒效率並降低空氣污染物之排放，以達到 0 節約能源之效果。 【先前技術】 按’傳統柴油或重油在燃燒過程中，由於霧化不佳，混合氣 不均勻或局部濃度過高’尤其在缺氧條件下，會引起熱分解，生 成許多碳粒，如此將引起燃燒不完全而大冒黑煙，導致污染環境 及油耗上升之嚴重缺失。因此遂有乳化柴油或乳化重油之乳化燃 料被製造問世；相較而言，採用乳化柴油或乳化重油之乳化燃料 進行燃燒時，由於有水汽存在故會發生水煤氣反應，即乳化燃料 中之液滴可藉由燃燒時之微爆作用’使得柴油或重油之霧化獲得 明顯改善，使本來較為粗大之油珠被炸裂’而使燃燒效率提高， ^ 此外許多油珠在燃燒室内微爆飛濺，可以提高湍流度，有利進一 步強化燃燒效率降低油耗，並可氧化消耗不完全燃燒所產生之碳 粒’以有效抑制排氣冒黑煙’減少廢氣排放，以達節約能源及相 ，增進環保之效果。然，目前習知乳化燃料的製造方法’不外乎 疋以一疋比例的水（可為乾淨之地下水或自來水）加乳化劑與重 油（燃料油）或柴油直接混合攪拌製成『油包水之乳化燃料』〔此 即一般所稱之乳化重油（WEH)或乳化柴油（WED)。然而’上述習知 『油包水之乳化燃料』因穩定性不佳致使水與油容易分層，而且 所採用之乳化劑昂貴’使節能效果不明顯，也因此商業運轉成功 之實例少之又少。 4 200925265

對於上述習知『油包水之乳化燃料』（即一般所稱之乳化重 油（WEH)或乳化柴油(WED))存在的缺失，本發明即構思進行改善 ，而在研發創新乳化燃料的過程中，因為需要，而同時對於含油 工業廢水之處理或應用皆同樣深入研究，遂萌生出既然以傳統廢 水處理程序以處理含油工業廢水極為不符合經濟效益，那為何不 好好回收利用它的發明意念。進一步言之，因為習知以一般傳 統方法處理命濃度含油工業廢水時，常發現會有處理費用太 而、處理效率不佳及具一次污染等問題；雖另有以液體喷 /主式焚化法處理南)辰度含油工業廢水的方法，此種處理方法虽^ 具尚處理效率之優點’但因所需輔助燃料之費用高昂，故 就成本考量而言並不具經濟性之實用價值。故本發明人即在 諸多研發改良的實驗過程與經驗中，逐漸體會出「處理之，何不 利用之j的新觀念及想法’因此本發明即改善習知乳化烬斜、、由σ 之缺失與利用含油工業廢水二種發明意念加以結合。 ' 本發明因為上述研究課題以及實驗驗證之需要，故對於各學 者專家諸多研究文獻資料亦皆深入瞭解。而综合該等文獻之習二 内容，可得如下結論： (一） 乳化油品可以提升柴油引擎之燃燒效率並且降低 NO、THC與ΡΜ排放且對於油耗量無明顯之增加(Samec的al.i 2002，見附件一之參考文獻一；Armas et al.，2005，見附件一 之參考文獻二）。 (二) 乳化柴油可降低熱通量、熱負荷以及柴油引擎曲軸之 =貝（Sn et. al.，1995，見附件一之參考文獻三；㈣ Elfeky, 2001，見附件一之參考文獻四）。引擎的扭力功率、 ^效率會隨添加水量之增加而增加’但料排放之減溫度反而 會隨之降低(Abu-Zaid，2004,見附件一之i (三） 在油菜籽生質柴油與si町yQfc.vulgaris所製成 之乳化油騎降低減但會增加ω概 的认，2_，見附件-之參考文獻六）。相反的，添加氧= 5 200925265 diglymeu之乳化油會增加ΝΟχ排放與燃燒效率’但會減少油耗 率、比油耗量、煙度與C0之排放（Lin and Wang, 2004，見附 • 件一之參考文獻七）。 (四） 添加氧化劑於乳化柴油中會增加乳化油活性與穩定性 (Lin and Wang，2003，見附件一之參考文獻八）。 (五） 添加直鏈的氧化物會較添加環狀的氧化物更容易降低 PM排放，此外由於添加氧化劑會增加氧原子含量，使得燃燒溫度 增加進而增加N〇x之排放(S〇ng et ai.，2004，見附件一之參考 文獻九）。_ (六） Takagi在以丙苯為燃料的火焰中，在有高空氣比之 3 火焰中’燃料層流圍繞再循環區在相對低溫下燃燒’因燃燒前與 外圍過量空氣稀釋’所以有較低之N〇x排放（Takagi et al., 1981，見附件一之參考文獻十）。 ’ (七） 在過量空氣下增加油滴粒徑會增加Ν〇χ排放，分段燃 燒則可減少NOx排放(England et al·，1980，見附件一之參考文 獻十一）。 (八） Baltaser研究發現NOx排放隨著高廢氣迴流量增加而 遞減，會影響整體火焰穩定度，燃燒效率，一氧化碳（c〇)及燃 燒不完全之碳氫化合物之排放量（Baltasar，et al. 1997，i > 附件一之參考文獻十二）。 (九） Chung等人（1990)指出W/0和0/W最穩定時分別為扭^ 5.5和HLB 13. 7時。通常經由超音波振盪後，乳化油以電子顯微 鏡觀察’加熱後水滴在油内部之體積變化十分顯著。在輕質油如 辛燒’無論是油包水或水包油，相之體積較小者會較快蒸發，而 重質油如十六烷、柴油或重油較容易發生微爆現象。但當'水以極 小微粒與油均勻混合而使燃油呈油包水型乳化液狀態時，這歧水 份對於燃燒不僅沒有不良影響，相反卻有利於消除黑煙，減$未 完全燃燒，從而節省油耗(Chung, 1990，見附件一之參考文獻十 6 ❺

1.加拿大籍之發明人凱文布朗（2〇〇1，見附件一之參考文獻 ί五)所申請之專利（申請案號：_23561)為-種用於降低來自 木=弓1擎廢氣中之污染物含量之方法，包含有⑴使用作為燃料 之水-柴油燃料乳狀液操作該柴油引擎；及(2)將來自該柴油引 之廢氣與絲猶H綱；其巾該水_柴油_概液包括從識 至巧重量％之柴油燃料，從1%至5〇重量％之水，與〇 〇5至2〇 重量%之乳化劑’其中該乳化劑是選自由⑴藉由將至少一個烴基 取代之羧酸醯化劑與氨或胺反應所製造之至少一個燃料可溶& 的產物，該醯化劑之烴基取代基係具有5〇至5〇〇個碳原子；（ii) 具有親水性-親脂性平衡(HLB)為1至40之至少一個離子性或非 離子性，合物；（iii)(i)、（ii)之混合物；（iv)選自由胺鹽銨 鹽、叠氮化物、墙酸酯類、墙胺、硝基化合物、鹼金屬鹽類，驗 200925265 φ比政(2003)之研究指出添加水於傳統重油或廢油 t取二會效果變差’主要係因可燃燒產生熱量之油料被 :=„量。至於燃燒後之爐氣溫度，則要看添 ^,1、、、里賴n奴添加Α量水，就算效 ί 彌補發熱量較低H在污染_方面，添 加水對於斷生成的確有降低效果，主要朗有二，為添加 降低熱細之生成；另—為添加水稀釋燃料油原 來之3驗來降低燃綱)χ之生成。但添加水量必職到某 度[約等於應左右：)才有效，否則反而會使得Ν〇χ生成量變乂這 可能因微爆效果增加局部高溫之可紐，進*提高熱式廳之 至於SGX ’财歸楚發現，添加水賴統4油或廢油，皆 =低SGx排放之效果，主要為添加水稀釋鋪油中原本之含硫 量（石育政，2003，見附件一之參考文獻十四）。 另’依中華民國專利公報所列，與乳化柴油及乳化重油鍋爐 污染減量相關之專利計有六項，簡要說明如下： 200925265 土金屬鹽類所組成的群集之水溶性化合物，與（i)、（ii)或（iu) 之組合；（V)多元酸聚合物與至少一個燃料可溶解的產物之反應 . 產物，該燃料可溶解的產物是藉由將至少一個烴基取代之幾酸醯 化劑與氨、胺或聚胺反應所製造；與(vi)(ii)與(v)之混合物所 構成之群集中，其中水-柴油燃料組合物係包括一分散相，分散 相係由具有平均直控為1微米或更小之水性液滴所構成。 2.本國籍之申請人昌麟企業股份有限公司〇984及1988 , 見附件一之參考文獻十六）所申請之專利（申請案號：731〇4278 及A01)為一種含有空氣污染防止劑燃科油之製造方法，該方法 ❹ 包括’（丨）首先進行調配工作Ka)將氣酸鉀〇. 25碎研成粉末狀， 以療餾水溶成0· 25公升浸24小時過濾之，（b)取樟腦粉用〇. 25 磅以柴油0. 45公升加溫溶解配成〇. 5公升之樟腦粉油合液，（c) 取間甲酚0. 035公升’加入柴油〇· 465公升以溶成〇. 5公升間曱 酚油合液。（2)其次進行調合工作：（d)將乳化劑（非離子界面活 性劑HBL值為3〜8之間）〇. 〇55公升與甲醇〇. 〇45公升作均勻調 合，（e)將雙氧水〇· 〇5公升與氣酸鉀〇. 25碎研成粉末狀以蒸餾 土溶成0· 25公升浸24小時過濾所形成之氣酸鉀溶解液作均勻'調 合，（f)將上述調配工作中（b)項所調配成〇 5公升之樟腦粉油合 液與上述調配工作中（c)項所調配成0.5公升之間甲酚油合液再 ^ 作均勻調合。（3)再將前述(d)及(e)步驟之產物混合後，取出混 合物0· 002公升加入〇· 998公升軟水予以混合後，取出該混合物 2〇%(體積比），摻人80%(體積比)原重油（分為a、B、c三種） 調合攪拌’再加入0.1% (體積比)樟腦粉油合液〇 5公升及間甲 酚油合液0. 5公升之調合液，以上所得混合最終產物最後 機作混合勝4分鐘，可餅含衫紐染社舰合燃料^ 3·本國籍之發明人陳俊棋（2002，見附件一之參考文獻十 所申請之專利(申請案號：91134811)為一種廢氣處理裝置， 5亥方法包括，該廢氣係經由該進氣管流入該填充式洗滌塔之中； 一超音波二相流喷霧加濕器，設置於該進氣管之中，係用以產生 8 200925265 • ^ .染:廢氣中之該：係被“霧=: 十八)4所==〔人申羅主伯安特R •摩里0999，見附件一參考文獻 物之經/制八 1 =錄：_棚）為—_於氣態污染 中央室，加熱元件，該室之—個人口端與一個 人口，一個鹤亥界定之外部空氣空間互通之側 〇 軋工間互通之内部空氣空間，該内部空氣 2將白5=，、凡件所界定，及該内壁中之一個銳孔，其用 =口!ΐ 氣空間導入該中央室；用以將該氣體流導人 個人σ，該入σ包括—個導管，其以位於該反 ίίϊίί導 為終端，其中該導管之該部份位於延伸超過 該導吕終端之-個管内’而界定該管内之一室，該管具有與該反 應器内部互通之-綱π終端，·該導管進—步具有—個第、二入 口丄以將其他氣體導人該導管巾；—個位於該反應室出口端之環 =室，該環狀室具有-個開口上方終端，其中將液體強迫導入該 ，狀室而形成漩渦’其自該開口上方終端流入排出該中央室之該 〇 氣體流中，一個填料床，其中該物流向上流動通過該填料床而對 抗向下流動之液體；-個空氣入口，以促使空氣在該床之上方部 伤》Λί動，而促進滅結作用與微粒於該床中之增長作用；一個用以 移除氣體流中化學污染物之洗滌器，其包括：一個用以將該氣體 OIL導入洗務室之入口，該洗滌室含有在至少二個垂直分離床中之 經塗覆的填料，該塗覆係用以截留該污染物或與之反應；監測設 備，以監測該洗滌器自該氣體流中移除之該污染物量；該監測設 備控制至各床之選擇性導入可再生性塗覆組成物之作用，以再生 該填料上之該塗覆。 5.荷籣籍發明人拉格斯·強安德福（1997，見附件一之參考 9 200925265 文獻十九)所申請之專利（申請案號：88100400)為一種由氣體中 排除含硫污染物，芳香系及碳氫化合物的方法，該方法包括：係 . 以環丁烧為基質吸收劑，與二級或三級胺組合，由碳氫化合物氣 體（其亦可包含C02和高級脂肪系和芳香系碳氫化合物）中除去於 硫醇和H2S形式之含硫污染物及回收元素硫的方法。利用化學、 物理、或化學/物理吸收劑進行，其實質上除去所有的硫化合物 和 C〇2。 ❹ 6·美國籍發明人科比S .摩爾（1992，見附件一之參考文獻 二十）所申請之專利（申請案號：81207216)為一種具有用以防止 污染之改良式機構的液態燃料分配裝置，其中包含：_個燃料分 配單元；一個燃料儲存槽；一個用以從上述之燃料儲存槽中將燃 料輸送，同時，具有一果浦燃料出口的栗；一個具有一燃料入口 ^一燃料出口的過濾容器，而上述之泵浦機構出口則與&過濾容 器之燃料入口相連接；位於上述之過濾容器内，同時，與流^其 中之燃料相串連之一遽清器機構，此遽清器機構中包含用以過遽 污染物，以及用以在所吸收之污染物到達一已預先設定量時，^ 燃料之流動關閉的機構：以及用以將燃料從上述之過濾器輸送至 上述之燃料分配單元之一管路機構。 針對上述習知『油包水之乳化燃料』（即一般所稱之乳化重 油(WEH)或乳化柴油(WED))存在的缺失，本發明即深入研究改良 ，期提供一種全新發明的乳化燃料，以完全改善其缺失。而如前^ =述本發明在研發之過程中並引進利用含油工業廢水的發明意 芯、，並即以此為方向進行研發，在經多方努力並經實驗驗証 始完成本發明。 夂 【發明内容】 本發明人等皆長期從事環境工程及能源領域學術研究及實務 各方面之研究發展玉作，尤其針對乳杨品與含油工業廢水 耔接ί課題’皆曹深入試驗研究及實作’故基於上述發明意念進 仃積極研發’舰提供—觀佳·油品之解決謂，庶得以節 ❹

200925265 約能源並降低污_放，崎地球雜提供貢獻。 緣是’本發明之主要目的gp在提供一種操作方 可，升油品之燃燒效率並減少煙道廢氣污染物排放，同時達到 約能源效果之以「含油水」製造乳化燃料之製造方法。 料之述聊提供—種以「含油水」製造乳化燃 ，衣把方法，係、、里如下步驟：（一）取以0,02〜30%w/w比例之可 ΓΪΐϊίΐ於f一中而形成的「含油水」與〇.01〜3%w/w比例之乳 Μ充分混σ，（二）再與60〜95%w/w傳統重油經初步混合；（三） 將整體進-步混合統，如此即製造成為『加「.含油水」之乳化 重油』。 本發明之另一即提供一種以「含油水」製造乳化燃料之製造方 法’係經如下步驟.（一）取以〇· 〇2~3〇%w/w比例之可燃性燃料溶 解於水中而形成的「含油水」與〇. 〇1〜3%w/w比例之乳化劑充分混 合；（二）再與75〜98%w/w傳統柴油經初步混合；（三）將整體 進一步混合乳化，如此即製造成為r加「含油水」之乳化柴油』。 在本發明中，該「含油水」可係依上述濃度比例特定製成使用。 在本發明中，該「含油水」可係取自含油之工業廢水直接使用。 在本發明中，該「含油水」可係將含油之工業廢水經簡單去除 固體雜質再使用。 在本發明中，若含油之工業廢水之含油濃度不足，可經濃縮程 序製成適合濃度之「含油水」再使用。 在本發明中’所採用之乳化劑以一般市售能促進油水均勻混合 之乳化劑即可。 在本發明中，該「含油水」即係「含溶解態燃料之水」。 在本發明中，該溶解態燃料可為具可燃特性之醇類（及含各種 取代基，包括生質酒精類及甘油）、烷類(及含各種取代基）、苯 類（及含各種取代基）、醚類(及含各種取代基）、醛頰(及含各種取 代基）、酮類(及含各種取代基）、有機酸類(及含各種取代基）、 酯類（及含各種取代基）、礦物油（含各種切削油）、潤滑油、汽油 200925265 類、柴油類（及含生質柴油及製造生質柴油之植物油及動物油） • 及重油（及各種燃料油或殘渣油或循環油）類中之單一化合物或 . 任意二種混合或任意三種混合或任意三種以上混合。 【實施方式】 本發明為達成上述目的，所採用之技術手段，茲舉一實施例配 合附圖詳述於後，俾利完全瞭解。 如第一圖所示，本發明實施例以經如下步驟的製造方法來製 • 造乳化燃料.首先，取以〇. 02〜30%w/w比例之可燃性燃料溶解於 水中而形成的「含油水」與〇. 〇1〜3%w/w比例之乳化劑充分混合； 接著’與60〜95%w/w傳統重油或75〜98%w/w傳統柴油經初步混 合，最後，將整體進一步混合乳化，如此即製造成為『加「含油 水」之乳化重油（簡稱OWEH)』或『加「含油水」之乳化柴油（簡 稱0_』。 本發明因係以「含油水」製造乳化燃料之製造方法，故必須 先取得「含油水」之成品（亦即必須先有r含油水」之成品）， 然後才能進行後續的步驟，而「含油水」之成品可以由若干途徑 取得，其一以〇. 〇2〜30%w/w之比例將可燃性燃料溶解於水中而可 形成「含油水」以供作為本發明之添加劑使用；其二可自含油之 工業廢水中取用來直接使用’此係含油之工業廢水中若可燃性燃 〇 料的濃度恰係在本發明所適用之0· 02〜30%w/w之比例範圍内，則 當然即取用來直接使用，至於若含油之工業廢水中有固體雜質存 在’則可經簡單去除固體雜質之步驟再使用；其三亦係自含油之 工業廢水中取用來使用，惟因取用之含油工業廢水的含油濃度不 足’所以先經濃縮程序製成本發明所適用可燃性燃料的濃度在 0.02〜30%w/w範圍内之「含油水」再使用。 不論係以何種方法或途徑取得本發明所適用可燃性燃料的濃 度在0.02〜30%w/w範圍内之「含油水」，皆可被像用來作為製造所 發明之乳化燃料之添加濟。而本發明中所稱之「含油水」進—步 言之即為「含溶解態燃料之水」，其t所稱之「溶解態燃料」可 12 ❹ Ο 200925265 為具可燃特性之醇類（及含各種取代基，包括生質酒精類及甘 油）、烷類(及含各種取代基）、苯類(及含各種取代基）、醚類(及 含各種取代基）、醛類（及含各種取代基）、酮類（及含各種取代 基）有機酸類(及含各種取代基）、醋類（及含各種取代基）、 礦物油（含各種切削油）、潤滑油、汽油類、柴油類（及含i質柴 油及製造生質柴油之植物油及動物油）及重油（及各種燃料油或 殘渣油或循環油）類中之單一化合物或任意二種混合竜三 混合或任意三種以上混合。 本發明實施例即先將該等具可燃特性之「溶解態嫜料」（或 其混合物）均勻溶解於水巾製成「含油水」，再加从化劑使均 勻混合，然後添加人-定濃度比例範圍之傳統重油或傳統柴油中 此合麟減即可製成為加「含油水」之乳化柴油（簡稱隨D)或 加「含油水」之乳化重油（簡稱〇丨yEH)”。 本發明依前述製造方法製造出之加「含油水」之乳化柴油（簡 稱OWED)或加「含油水」之乳化重油（簡稱刪，其巾加「含 油水」之乳化重油（簡稱0WEH)經過實際穩定性試驗之結果顯示， ^確比，知加自來水之乳化油品穩定錄，胁重細爐進行燃 燒測試時，明顯可以降低廢氣中之粒狀污染物、總多環芳香烴化 隱）、總毒性當量(如地_、—氧化碳⑽、氮氧化 物（NOx)之排放量，並大幅節省能源；而加「含油水乳化 t簡稱OWED)用於柴油引擎進行能源測試，亦顯示具節能及污染減 ΐ效果，足証本發明以添加「含油水」製造出之乳化燃料，確實 可以提升織效率並降触氣污染物之微，同時達到節約能源 之敎要。 本發明於研發過程中即曾進行諸多實驗，以驗註本發明之使 =步功效。祕關於重油及柴油之實驗，其中用詞定義如下： ，統重油(EH-G)代表該重油油品百分之百為傳統重油，含有「自 ^水」或「含油水」之比例為〇% ;乳化重油(.2Q)代表該乳化 油含有「自來水」20%及傳統重油80% ;乳化重油(〇WEH_20)代表 13 200925265 該乳化重油含有「含油水」2〇%及傳統重油80%(>傳統柴油（ED_〇)代 • 表該柴油油品百分之百為傳統柴油，含有「自來水」或「含油水」 . 之比例為⑽；乳化柴油(WED-13)代表該乳化柴油含有「自來水」 13%及傳統柴油87%，乳化柴油（〇WED_13)代表該乳化柴油含有「含 油水」13%及傳統柴油87%。 關於重油方面之實驗，本發明之試驗研究及實作所購置之傳 要來自台灣地區某石油公司之六號重油，所講之油品均 付σ中y民國工業鋼爐使用燃料油之油品規範，而「含油水」則 取i台灣南部地區某廢油回收廠。一般廢油回收廠為降低再生油 品中之水分，廢油回收過程常須經過真空加熱處理，以將油品中 分氣提分離析出。本發明用於製造乳化燃料之「含油水」即 為/氣提且經冷凝後之含油工業廢水，上述含油工業廢水經油水分 離上層油取出回收為燃料使用，而下層之「含油水」則取出 進驗。其「含油水J成份分析結果如附件二所示；其中化學 ft量（C0D)高達9600 mg/L，汽油類化合物（TPH- gasoline) :量為444 mg/L、柴油類化合物（TpH_diesel)含量為97 mg/L。 ^發明以上述之「含油水j 20%w/w添加於傳統重油（EH-0)80%w/w 中，製造成加含油水乳化重油（〇WEH_2〇)l〇〇%w/w 〇而製造加自來 水乳化重油（WEH-20)係以20%w/w自來水（為台灣台南縣市一般居 。飲，之自來水）先加入乳化劑充分混合後，再加入8〇%w/w傳統 重油(EH—0)，再充分混合，即可製成加自來水乳化重油(WEH-20)。 Ο &本發明針對傳統重油⑽-0)、加自來水乳化重油(WEH-20)、 f加含油水乳化重油（OWEH-20)三種燃料以重油鍋爐進行試驗及 产測後’發現分別使用傳統重油（EH_0)、加自來水乳化重油 ^WEjf-20)與加含油水乳化重油(〇WEH_2〇)時，其銷爐產生每^蒸汽 ”、、量之排放廢氣中粒狀污染物(PM)之平均排放係數為4. 3、3 4及 2.7mg/kJ ·蒸汽’若以傳統重油(EH_〇)為基準（1〇〇%)，則使用加 自來水，化重油（WEH-20)及使用加含油水乳化重油（oweh-20)，其 排放廢氣中粒狀污染物(PM)之排放係數分別降低2〇. 9%及37. 2% ; 而且加含油水乳化重油（OWEH-20)相較於加自來水乳化重油 (，EH-20)於錢爐之排放廢氣中粒狀污染物（pM)排放係數亦降低 16. 3%。 若以總多環芳香烴化合物（Total-PAHs)觀之，則發現分別使 200925265 用傳統重油（EH-O)、加自來水乳化柴油（WEH-20)與加含油水乳化 ' 重油(0WEH-20)時，其鍋爐產生每kJ ·蒸汽熱量之排放廢氣中總

- 多環芳香烴化合物（Total-PAHs)之平均排放係數為2. 83、2. G 及1. 82 yg/kJ .蒸汽，若以傳統重油(ΕΗ-0)為基準（1〇0%)，則使 用加自來水乳化重油（WEH-20)及使用加含油水乳化重油 (OWEH-20) ’其排放廢氣中總多環芳香烴化合物（T〇tal_pAHs)之 排放係數分別降低25· 8%及35. 7% ;而且加含油水乳化重油 .(OWEH-20)相較於加自來水乳化重油（WEH-20)於鍋爐之排放廢氣 •中總多環芳香烴化合物(Tota卜PAHs)排放係數亦降低9. 9% ;若以 總多環芳香烴化合物毒性當量（Totai-BaPeq)觀之，發現分別使 ◎ 用傳統重油(ΕΗ-0)、加自來水乳化柴油（WEH-20)與加含油水乳化 重油(OWEH-20)時，其鍋爐產生每kj蒸汽熱量之排放廢氣中總多 環芳香烴化合物毒性當量（Tota 1 -BaPeq)之平均排放係數為 29.5、17.8及15.6 ng/kJ ·蒸汽，若以傳統重油（EH_〇)為基準 (100%) ’則加自來水乳化重油（WEH_20)及加含油水乳化重油 (0WEH-20)，其排放廢氣中總多環芳香烴化合物毒性當量 (TotaPBaPeq)之排放係數分別降低39· 7%及47 1% ;而且加含油 水乳化重油（OWEH-20)相較於加自來水乳化重油（WEH_2〇)於鍋爐 之排放廢氣中總多環芳香烴化合物毒性當量（T〇tal-此卩叫)之排 0 放係數亦降低7.4%。 若以銷爐排放廢氣中一氧化碳(C〇)濃度觀之，發現分別使用傳 統重油(ΕΗ-0)、加自來水乳化柴油（WEH_2〇)與加含油水乳化重油 (OWEH-20)時’其銷爐產生排放廢氣中一氧化碳(c〇)之平均濃度分 別為171、35. 0及27· 0 ppmv’若以傳統重油(ΕΗ-0)為基準（loo%)， 則加自來水乳化重油(WEH-20)及加含油水乳化重油（〇呢{J-20)，其 排放廢氣中一氧化碳(C0)之平均濃度分別降低79 5%及84 2% ;而 且加含油水乳化重油（〇呢||-20)相較於加自來水乳化重油（呢jj-20) 於锅爐之排放廢氣中一氧化碳(C〇)之平均濃度亦降低4 7% ;若以 鍋爐排放廢氣中氮氧化物(N〇x)濃度觀之，發現分別使用傳統重油 15 200925265 (EH-0)、加自來水乳化柴油（WEH_2〇)與加含油水乳化重油 =WEH-20)時，其鍋爐產生排放廢氣中氮氧化物(Ν〇χ)之平均濃度 - 分別為I98、178及168PPmv，若以傳統重油(ΕΗ-0)為基準（1〇〇%)， 則加自來水乳化重油（画-20)及加含油水乳化重油（觀fj_2〇)，其 排放廢氣中氮氧化物(Ν〇χ)濃度分別降低1〇1%及15 2%;而且加 含油水乳化重油（OWEH-20)相較於加自來水乳化重油（wEH_2〇)銷 爐之排放廢氣中氮氧化物(Ν〇χ)濃度亦降低5.1%。 如附件三所示，若以乳化油之油品穩定性觀之，加含油水乳化 重油（OWEH-20)亦較加自來水乳化重油（WEH_2〇)在油品穩定性上 較佳。 © ^ 、 一若以锅爐之能源效率觀之，發現使用傳統重油⑽_〇)、加自來 ^乳化柴油(WEH-20)與加含油水乳化重油(〇WEH_2〇)時，其鍋爐之 平均此源效率分別為43%、47%及49%，亦即若以產生一定量蒸汽 之傳統重油(ΕΗ-0)鍋爐用油量為基準（1〇〇%)，則加自來水乳^重 油（WEH-20)及加含油水乳化重油（〇WEH_2〇)，其鋼爐之平均用油量 分別可節省約9· 3%及14. 〇% ;而且加含油水乳化重油（〇VEH_2〇)相 較於加自來水乳化重油（呢jj-20)鍋爐之用油量亦節省4 7%。在 此，加含油水乳化重油（OWEH_2〇)與加自來水乳化重油（WEH 2 區別即在加含油水乳化重油(〇酬-20)使用之「含油水」中含有約 ^ 1% w/w之溶解態可燃性燃料，而「含油水」只有占100%w/w加含 油水乳化重油（0WEH-20)之20%，因此，「含油水」中之溶解態可燃 性燃料只有占l〇〇%w/w加含油水乳化重油（〇WEH_2〇)之〇 2%_了、 OWEH-20只比WEH-20多出約〇· 2¾之燃料質量，卻比WEH_2〇多出 ^7%之能量表現，亦即多此〇 2%燃料質量所產生之單位質量之能 量表現為23.5倍。若以傳統重油（EH_〇)鍋爐用油量為基^ (loo%)，則加含油水乳化重油(OWEH_20)可節能約14%。按聯合 之標準算法’與傳統重油比較，產生―定量之蒸汽時，本發日^之 加含油水乳化重油（0WEH—2〇)可減少二氧化碳之排放量約14%。 關於柴油方面之實驗，本發明之試驗研究及實作所購置之傳統 200925265 ，油，主要來至台灣地區某石油公司之高級柴油，所購之傳統柴 /▲油〇〇均符合中華民國行駛中柴油車使用之柴油油品規範。而製 •以加含油水乳化柴油（簡稱0WED-13)所須之「含油水」係以1%w/w 之棕彳肢㈣油與自來水充分授摔混合，均肖溶解於自來水中， 「含油水」加〇· 1%w/w乳化劑，充分授拌混合後，含有乳化 f之含油水」13%w/w再與87%w/w之傳統柴油充分攪拌乳化，製 成加含油水乳化柴油（簡稱OWED-13 )。 將傳統柴油(ED-0)、加自來水乳化柴油（簡稱一13)盘加含 ο ίϊΐ化柴油（簡稱〇讎―13)三種歸分別實際使用於柴^擎 發$機之旎源測試結果顯示，傳統柴油（ED_〇〉、加自來水 與加含油水減柴油（_ __13)之比耗油 J刀別為0· 356、0· 393及〇. 379 L/kW · h。而加自來水乳化柴 此(:1稱WED-13)與加含油水乳化柴油（簡稱〇膽—13)油品中之 合有傳、統柴油⑽'0)之87轉職。相較於傳統^油 稱OWEIM^來ΐ礼2柴油（簡稱娜一13)與加含油水乳化柴油（簡 入，源知省百分比平均分別為4· 0%與6.3%，而且加 ======自㈣咖（簡稱 Ο 、献口二中含有約1Ww之溶解態可燃性燃料，而「含 田」rf占1〇〇%W/W加含油水乳化柴油（簡稱0WED_13)之1沙， $之溶解態可紐_只有占·騎加含、、由。水 礼化柴油(簡稱賺D-13)之〇·施/w; 〇 : ^ 約〇. 之燃料質量，卻比㈣_2〇多出=晉比 此。.M說ir㈣ 油(簡稱駒3)與加含财乳物 17 200925265 發電機產生每kW · h電量之排放廢氣中粒狀污染物(pm)之平均排 ，放係數為92. 5、58. 8及55. 6mg/kW · h，若以傳統柴油(ED-0)為基 準（100%)，則使用加自來水乳化柴油（簡稱呢])_13)與加含油水乳 化柴油（簡稱OTED-13)之柴油引擎發電機其排放廢氣中粒狀污染 物（=0^之排放係數分別降低36.4%及39.9% ;而且加含油水乳化柴 油（簡稱0WED-13)之相較於加自來水乳化柴油（簡稱卿)_i3)於柴 油引擎發電機之排放廢氣十粒狀污染物（PM)排放係數亦降g 3. 5%。 〇 由上述貫驗結果顯示本發明是全世界全新且重大突破之發 明。加含油水乳化重油（〇呢{{)及加含油水乳化柴油（〇呢D)可分別 適用於重油銷爐及柴油引擎，提升燃燒室之燃燒效率並降低污染 物之排放，同時達到節约能源之效果。就重油鋼爐與柴油引擎所 產生f染物如何減量及如何節省能源等問題向為民眾所關心之焦 點而言’本發崎揭露製紗含油錢健油⑽EH)與加含油水 乳化柴油（_))之製造方法之發㈣使用可解決上述難題。善加 發明之成果，將可A幅節省油耗量錢大量降低物之 排放1，以嘉惠大眾。 1 ΐ以,上說明可知’本發明主要係針對習知乳化燃料之缺點進 出—全新剌之$造綠，而主要储部分燃料先溶 =之水中製成「含油水」，再加入乳化刻混合齡， 本.再蝴之添加量可減少，節省乳化油之製造成 之驟以不會有如習知會因水滴大小不均勻，或水 製=全之缺失旧此林發明之製造方法所 肋及OWED燃燒效率佳，能源節省之比例大幅提升，污 200925265 染排放減少。 同時本發明更提出「含油工業廢水回收再利用」之全新觀 念’以含油工業廢水經簡單過濾去除固體雜質’或經濃縮程序以 提高含油濃度’當作製造乳化油品所須之「含油水」，如此，不 必耗費巨大成本去處理含油工業廢水，反而利用含油工業廢水來 取得「含油水」，進而添加於重油或柴油中製造成『加「含油水 之乳化重油（簡稱0WEH)』與『加「含油水」之乳化柴油（簡稱 OWED)』。如此一方面以含油工業廢水製成燃料，一方面又—併 解決含油廢水難以處理之難題，實係一舉多得之應用，就節省能 源之立場而言，本發明確係乳化油品研發領域之重大突破。 綜觀上述，由過去已發表之文獻及專利觀之，工業鍋爐盥柴 油引擎煙道廢氣多半採取油品改善、機械設備改良、改造銷& 備或改善防治設備之虚理敔率爽遠击壬田1 a , ^ >

个π彳曰丨執子目似之内容， 便。 懇請審查後早日准予專利，實感德 200925265 【圖式簡單說明】 第一圖所示係本發明實施例製造方法之方塊圖 【主要元件符號說明】 (無） 附件： 一、 參考文獻彙整明細表 二、 高濃度含油工業廢水之成份特徵表 〇 三、含水量對乳化重油穩定性之影響表

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Claims (1)

1. 200925265 十、申請專利範圍： . 1· 一種以「含油水」製造乳化燃料之製造方法，係經如下 步驟.（一）取以〇. 02〜30%w/w比例之可燃性燃料溶解於水中 而形成的含油水」與0. 01〜3%w/w比例之乳化劑充分混合； (二）再與60〜95%w/w傳統重油經初步混合；（三）將整體進 一步混合乳化，如此即製造成為『加「含油水」之乳化重油』。 2. 如申睛專利範圍第1項所述之以「含油水」製造乳化燃 料之製造方法，其中，該「含油水」可係依可燃性燃料之濃度 為0. 02〜30%w/w比例溶解於水中而形成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之以「含油水」製造乳化燃 D 料之製造方法，其中，該「含油水」可係依可燃性燃料之濃度 為0. 02~30%w/w比例取自含油之工業廢水直接使用。 4. 如申料利細第3項所述之以「含油水」製造乳化燃 料之製造方法，其中，該「含油水」可係將含油之工業廢水經 簡單去除固體雜質再使用。 抓專圍第3項所述之以「含油水」製造乳化燃 广之以、，其中，若含油之工業廢水之含油濃度不足可燃 ίϊϊ之fi為0.02〜30Ww之比例，則可經濃縮程序製成ί 合濃度之「含油水」再使甩。 料之專圍第1項所述之以「含油水」製造乳化燃 料之製造方法，其中’所採狀乳化劑以 均勻混合之乳化辦可。 巾。祕進油水 申請專利範圍第】或2或3或4或5項所述之以「 其中，該「懈」即係「含 之製請ίΓ: ?述之以「含油水」製造乳化燃料 醇類（及含各種取代基，包括生㈣具了燃特性之 各種取代基）本類（及含各種取代基）、簡 Ο

   200925265 基）、醛類（及含各種取代基）、酮類（及含各種取代基）、有 ‘ 機酸類（及含各種取代基）、酯類(及含各種取代基）、礦物油 • (含各種切削油）、潤滑油、汽油類、柴油類（及含生質柴油及 製造生質柴油之植物油及動物油）及重油（及各種燃料油或殘 渣油或循環油）類中之單一化合物或任意二種混合或任意三種 混合或任意三種以上混合。 9. 一種以「含油水」製造乳化燃料之製造方法，係經如下 步驟：（一）取以0.02〜30%w/w比例之可燃性燃料溶解於水中 而形成的「含油水」與0· 01〜3%w/w比例之乳化劑充分混合； (二）再與75〜98%w/w傳統柴油經初步混合；（三）將整體進 一步混合乳化’如此即製造成為『加「含油水」之乳化柴油』。 10. 如申請專利範圍第9項所述之以「含油水」製造乳化燃 料之製造方法，其中，該「含油水」可係依可燃性燃料之濃度 為0. 02〜30%w/w比例溶解於水中而形成。 11. 如申請專利範圍第9項所述之以「含油水」製造乳化燃 料之製造方法，其中，該「含油水」可係依可燃性燃料之濃度 為0. 02〜30%w/w比例取自含油之工業廢水直接使用。 12·如申請專利範圍第丨丨項所述之以「含油水」製造乳化 燃料之製造方法，其中，該「含油水」可係將含油之工業廢水 經簡單去除固體雜質再使用》 … 13.如申請專利範圍第u項所述之以「含油水」製造乳化 燃料之製造方法，其巾，若含油之I業廢水之含油濃度不足可 燃，料之漠度* 〇· 〇2~3GWw之_，断城縮程序製成 適合彡辰度之「含油水」再使用。 心1專利範圍第9項所述之以「含油水」製造乳化燃 f ’所採用之乳储m—般市售能促進油水 均勻混合之^乳化劑即可。 「，如申請專利範圍第9或10或u幻2或is項所述之 以3油水」製造乳化燃料之製造方法，其中，該「含油水」 22 200925265 即係「含溶解態燃料之水」。 - 16.如申請專利範圍第15所述之以「含油水」製造乳化燃 - 料之製造方法，其中，所稱之「溶解態燃料」可為具可燃特性 之醇類(及含各種取代基，包括生質酒精類及甘油）、烷類(及 含各種取代基）、苯類（及含各種取代基）、醚類（及含各種取 代基）、搭類（及含各種取代基）、酮類（及含各種取代基）、 有機酸類(及含各種取代基）、酯類(及含各種取代基）、礦物 油（含各種切削油）、潤滑油、汽油類、柴油類（及含生質柴'油 及製造生質柴油之植物油及動物油）及重油（及各種燃料油或 殘>查油或循環油）類中之單一化合物或任意二種混合或任意三 ❹ 種混合或任意三種以上混合。 〜 17. —種含油水，係由可燃性燃料之濃度為〇. 〇2〜3〇%w/w比 例溶解於水中而形成。 18. 如申請專利範圍第17項所述之含油水，其中，該含油 水可係依可燃性燃料之濃度為〇· 〇2〜3〇%w/w比例取自含油之工 業廢水直接使用》 19. 如申請專利範圍第18項所述之含油水，其中，該含油 水可係將含油之工業廢水經簡單去除固體雜質再使用。 20. 如申請專利範圍第18項所述之含油水，其中，若含油 〇 之工業廢水之含油濃度不足可燃性燃料之濃度為0. 02〜30%<w 之比例，則可經濃縮程序製成適合濃度之含油水。 21. 如申請專利範圍第Π或18或19或20所述之含油水， 其中’該含油水即係含溶解態燃料之水。 22. 如申請專利範園第21所述之「含油水」製造乳化燃料 之製造方法，其中，其中所稱之「溶解態燃料」可為具可^特 性之醇類（及含各種取代基，包括生質酒精類及甘油）、烷類 (及含各種取代基）、苯類(及含各種取代基）、醚類(及含各種 取代基）、醛類（及含各種取代基）、酮類(及含各種取代基）、 有機酸類(及含各種取代基）、酯類（及含各種取代基）=礦物 23 200925265 油（含各種切削油）、潤滑油、汽油類、柴油類（及含生質柴油 •及製造生質柴油之植物油及動物油）及重油（及各種燃料^或 殘渣油或循環油）類中之單一化合物或任意二種混合或任意三 種混合或任意三種以上混合。 Ο Ο 24