WO2023282360A1 - 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법 - Google Patents

황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법 Download PDF

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    • C10L2290/40—Applying a magnetic field or inclusion of magnets in the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent for reducing sulfur oxides, and more particularly, by emulsifying a fuel oil such as bunker C oil by mixing a desulfurization agent therein, thereby reducing sulfur oxides (SO x ) emissions during fuel combustion It relates to an emulsification method of fuel oil and desulfurization agent for sulfur oxide reduction.
  • Sulfur oxides (SO x ) and nitrogen oxides (NO x ) are pointed out as pollutants that cause air pollution.
  • sulfur oxides are included in industrial flue gas emitted from the combustion of fossil fuels containing sulfur components, causing acid rain. It shows problems such as causing various environmental pollution, such as causing
  • a desulfurization method for removing sulfur oxides from such industrial flue gas has been continuously studied, and a flue gas desulfurization method, which is a post-combustion treatment method, has been generally used in factories or power plants using fossil fuels.
  • the flue gas desulfurization method means burning fossil fuel containing sulfur gas and then desulfurizing the flue gas, and this flue gas desulfurization method can be divided into a wet method and a dry method.
  • the wet method removes sulfur oxides by washing the exhaust gas with ammonia water, sodium hydroxide solution, lime milk, etc.
  • the dry method removes sulfur oxides by adsorbing or reacting sulfur dioxide by contacting particles or powders such as activated carbon or carbonate with the exhaust gas. way to do it
  • the sulfur oxide content of fuel oil such as bunker C oil (MGO, MDO, DDO) used in marine engines is 1,000 to 3,000 times higher than that of automobile fuel, and ships around the world emit It is known as high sulfur fuel oil (HSFO) because it contains 130 times more sulfur oxides than automobiles and is known as the main culprit of environmental pollution.
  • HSFO high sulfur fuel oil
  • flue gas desulfurization is conventionally performed as a post-treatment using a marine wet desulfurization system to remove sulfur oxides discharged from marine engines. It is a method in which sulfur oxides are removed by post-treatment by supplying to a scrubber and contacting exhaust gas and washing water in the scrubber.
  • the pH of the washing water is monitored and the supply amount of the washing water is automatically controlled. Sludge is generated, and post-treatment desulfurization is operated in such a way that the sludge is collected and stored in a sludge tank and treated after anchoring.
  • the conventional post-treatment wet desulfurization technology requires a lot of manpower and cost due to the complicated water quality purification process of washing water, and requires a separate complex desulfurization facility. There was a problem that it was not easy in reality in terms of space and cost.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and the desulfurization agent is stably dispersed in fuel oil by emulsifying a water-based desulfurization agent in fuel oil, which is oil, and when burning fuel oil and
  • An object of the present invention is to provide a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent that can reduce sulfur oxides finally discharged by removing sulfur oxides generated in the combustion process by combusting the desulfurization agent together.
  • the present invention provides (a) line mixing by supplying a desulfurization agent to fuel oil; (b) a droplet generation step of generating droplets in step (a); (c) a magnetization step of passing step (b) through a magnetic field to magnetize; (d) a swirl mixing step of swirl mixing the step (c); and (e) a collision step of colliding the step (d).
  • step (a) the desulfurization agent is included in an amount of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the fuel oil.
  • the gas is characterized in that air (air) or oxygen (O 2 ).
  • the gas is characterized in that it forms a bubble (bubble) of the size of 1 to 500 micrometers ( ⁇ m) in the fuel oil.
  • step (d) a gas separation step of separating the gas contained in the desulfurization agent and the fuel oil is further included.
  • step (b) is characterized in that the droplet is generated by passing through a droplet atomization unit in which a plurality of fine holes are formed.
  • step (c) is characterized in that 9,000 to 15,000 gauss (gauss).
  • the magnetic field in step (c) is characterized in that it is formed in the vertical direction of the conveying flow.
  • step (e) is characterized by colliding at an angle of 15 ° to the ejection direction of the step (d).
  • the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention uses fuel oil, which is oil, as a continuous phase and a water-based desulfurization agent as a dispersed phase to convert the desulfurization agent in fuel oil into Water in Oil (W/O)
  • fuel oil which is oil
  • W/O Water in Oil
  • FIG. 1 is a process chart for a method for emulsifying fuel oil and a desulfurization agent according to the present invention.
  • step (a) is a plan view of the line mixer of step (a) used in accordance with one embodiment of the present invention.
  • step (c) is a perspective view of a swirl mixer of step (c) used in accordance with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a combustion process of emulsified fuel oil and a desulfurization agent according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention includes (a) line mixing by supplying a desulfurization agent to fuel oil; (b) a droplet generation step of generating droplets in step (a); (c) a magnetization step of passing step (b) through a magnetic field to magnetize; (d) a swirl mixing step of swirl mixing the step (c); and (e) a collision step of colliding the step (d).
  • Step (a) is a step (S110) of line mixing by supplying a desulfurizer to fuel oil.
  • mixture The liquid phase in which the fuel oil and desulfurization agent used in the present invention are mixed is collectively referred to as “mixture”.
  • FIG 2 is a perspective view of a line mixer 100 in step (a) used in accordance with one embodiment of the present invention.
  • the fuel oil is injected into FIG. 2 (A) of the line mixer 100, and the desulfurization agent is introduced into FIG. 2 (B) to mix evenly (line mixing), and then the fuel oil and The mixture of desulfurization agents exits in Figure 2 (C).
  • fuel oil collectively means gasoline, kerosene, light oil, heavy oil, etc. mainly provided for fuel, and bunker C oil, which is high sulfur oil, is exemplified as an example of the present invention. It is not.
  • 3 to 10 parts by weight of the desulfurization agent may be supplied and mixed with respect to 100 parts by weight of the fuel oil while the fuel oil is supplied at a constant flow rate.
  • the desulfurization agent When the desulfurization agent is supplied in an amount of less than 3 parts by weight, the amount of the desulfurization agent dispersed inside the fuel oil is small, and the desulfurization effect is reduced. there is.
  • the desulfurization agent may use a liquid catalyst that removes sulfur oxides (SO x ) generated during combustion of fuel oil.
  • the desulfurization agent in the present invention is SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , TiO 2 , MgO, MnO, CaO, Na 2 O, K 2 O and P 2 O 3
  • K 0.8-0.9 (Al, Fe,Mg) 2 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 is a mineral commonly called illite. It has a structure of:1, and the octahedral layer is characterized by a dioctahedral structure in which only two out of three cation sites in the bonding structure are filled with cations.
  • SO x sulfur oxides
  • Each oxide is SiO 2 15 ⁇ 90 parts by weight, Al 2 O 3 15 ⁇ 100 parts by weight, Fe 2 O 3 10 ⁇ 50 parts by weight, TiO 2 5 ⁇ 15 parts by weight, MgO 20 ⁇ 150 parts by weight, MnO 10 ⁇ 20 parts by weight, CaO 20 ⁇ 200 parts by weight, Na 2 O 15 ⁇ 45 parts by weight, K 2 O 20 ⁇ 50 parts by weight, and P 2 O 3 5 ⁇ 20 parts by weight.
  • the oxides can be mixed and pulverized into fine particles having a particle size of 1 to 2 ⁇ m by a pulverizer before being formed into a desulfurization agent, and are used in the form of a streaky and silvery white powder with a specific gravity of 2.5 to 3.0.
  • the desulfurization agent may include one or more metals selected from the group consisting of Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd, and Pb, and Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, It is preferable to use all metals of Ga, Sr, Cd, and Pb.
  • Each metal contains Li 0.0035 ⁇ 0.009 parts by weight, Cr 0.005 ⁇ 0.01 parts by weight, Co 0.001 ⁇ 0.005 parts by weight, Ni 0.006 ⁇ 0.015 parts by weight, Cu 0.018 ⁇ 0.03 parts by weight, Zn 0.035 ⁇ 0.05 parts by weight, Ga 0.04 ⁇ 0.08 parts by weight, 0.02 to 0.05 parts by weight of Sr, 0.002 to 0.01 parts by weight of Cd, and 0.003 to 0.005 parts by weight of Pb may be included.
  • metals like the oxides, can be mixed and pulverized into fine particles having a particle size of 1 to 2 ⁇ m by a pulverizer, and are used in the form of a streaky and silvery white powder with a specific gravity of 2.5 to 3.0.
  • the desulfurization agent is at least one liquid composition selected from the group consisting of sodium tetraborate (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O), sodium hydroxide (NaOH), sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). It may include, water (water, H 2 O) may be used as the solvent, and it is preferable to use all liquid compositions of sodium tetraborate, sodium hydroxide, sodium silicate and hydrogen peroxide.
  • the desulfurization agent acts as a chelating agent while mixing and reacting the above oxide and the liquid composition to form a chelated metal chelate compound through a coordination bond with a metal.
  • the liquid composition can be adsorbed on ash generated when combustion products are burned and react with sulfur oxides present in the ash to be removed.
  • NaBO 2 is derived from sodium tetraborate, Na 2 B 4 O 7 , through hydrogenation NaBH 4 is generated, and the generated NaBH 4 meets oxygen and sulfur oxides and reacts with sodium sulfate (Na 2 SO 4 ) to remove sulfur oxides.
  • the reaction process is shown in Schemes 1 and 2 below.
  • each liquid composition may include 20 to 130 parts by weight of sodium tetraborate, 15 to 120 parts by weight of sodium hydroxide, 50 to 250 parts by weight of sodium silicate, and 10 to 50 parts by weight of hydrogen peroxide in the desulfurization agent.
  • the desulfurization agent When the desulfurization agent is mixed with combustion products and burned in the temperature range of 400 ⁇ 1200 °C, the adsorption effect of sulfur oxides can be activated, but burning in the temperature range of 600 ⁇ 900 °C can show high efficiency.
  • Step (b) is a step (S120) of generating droplets from the mixture formed in step (a).
  • droplets may be generated by passing a droplet atomization unit through a transfer pipe transporting the mixture.
  • the droplet atomization unit means a unit that forms droplets by applying pressure or shear force to the mixture, and as an embodiment of the droplet atomization unit, a plate formed with the same diameter as the inner diameter of the pipe is prepared in a transfer pipe transporting the mixture of step (a) and fix it, and form a plurality of fine-diameter holes in the plate.
  • the mixture in the transfer pipe is transferred by the transfer pump, and the mixture hits the droplet atomization unit to receive pressure.
  • the mixture whose movement is hindered by the droplet atomization unit is finely dispersed while passing through the minute holes formed in the droplet atomization unit by shear force and pressure, thereby forming droplets of the mixture.
  • the hole diameter of the droplet atomization unit used as an embodiment of this step may be formed to be 1 to 500 micrometers ( ⁇ m), and in the case of a diameter of less than 1 micrometer, the mixture in which droplets are generated by passing through the droplet atomization device There is a problem in that the flow in the entire process is slow because the amount of is small, and when a diameter of more than 500 micrometers is used, there is a problem in that the droplet formation effect is reduced.
  • gas may be further supplied and mixed in this step.
  • the gas supplied during the droplet formation of the mixture forms air bubbles in the mixture, and the air bubbles are repeatedly generated and broken to impact the surface tension of the fuel oil and desulfurization agent, thereby facilitating droplet generation. there is.
  • the gas may be supplied at any time before, during, or after the mixture passes through the droplet atomization unit, or may be configured to be supplied interlockingly or independently in each process.
  • the gas supplied in this step helps emulsify the fuel oil and desulfurization agent, and is composed of air or oxygen (O 2 ) can be used.
  • the gas may form bubbles of 1 to 500 micrometers ( ⁇ m) in fuel oil, and when bubbles of a size of less than 1 micrometer are formed, air bubbles are not formed well inside the mixture, and 500 micrometers In the case of forming a bubble larger than a meter in size, the stability of the bubble may be easily destroyed and released to the outside.
  • Step (c) is a magnetization step (S130) of magnetizing the mixture produced by the droplet in step (b) by passing it through a magnetic field.
  • This step is a step of magnetizing the mixture passing through the pipe by configuring it to pass through the magnetic field by disposing a permanent magnet on the outside of the pipe line in which the mixture formed in step (b) moves to form a magnetic field.
  • the magnetic field used in this step is between 9,000 and 15,000 gauss, and in a magnetic field outside this range, the formation of charges or magnetic moments in the mixture does not occur or is weakly generated, resulting in a decrease in dispersion effect.
  • the magnetic field in this step may use various known methods capable of forming a magnetic field, such as a magnet or an electromagnet, but preferably can be formed using a permanent magnet, and one or more permanent magnets are installed in the pipeline It can be.
  • the magnetic field may be configured to flow in the same direction as the conveying flow of the mixture, or the magnetic field may be formed in a direction perpendicular to the conveying flow.
  • Step (d) is a swirl mixing step (S140) of swirl mixing the magnetized mixture of step (c).
  • step (c) the fuel oil and the desulfurization agent are strongly dispersed and mixed by pushing the mixture magnetized in step (c) with a pump to rotate it.
  • the mixture introduced in this step may be put into a container having a circular or elliptical inside so that the mixture may be mixed by rotation, and may be mixed by rotation.
  • the swirl mixing is introduced into a swirl mixer composed of multi-stage cylinders of different sizes and rotated so that the fuel oil and the desulfurization agent can be better dispersed in the mixture.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a swirl mixer 200 used in this step.
  • the swirl mixer 200 is formed of an outer cylinder 210 and an inner cylinder 220 .
  • An inlet 212 into which the mixture is injected is formed on one side of the outer cylinder 210, and an outlet 222 through which the mixture is ejected is formed by a hole passing through the center of the inner cylinder 220.
  • the upper surface of the inner cylinder 220 is formed at the same position as the upper surface of the outer cylinder 210, and the lower surface is spaced apart from each other .
  • the mixture magnetized in step (c) is introduced into the swirl mixer inlet 212 under the static pressure of the pump (arrow A in FIG. 3 ), and the mixture In a space formed between the outer side of the inner cylinder 220 and the inner side of the outer cylinder 210, the silver is strongly mixed while performing dynamic rotation with a strong rotational force.
  • the mixture rotated several times by pressure is discharged to the outside (arrow B in FIG. 3 ) through the outlet 222 formed on the lower surface of the inner cylinder 220 .
  • step (d) a gas separation step of separating a gas contained in the mixture of the desulfurization agent and the fuel oil may be further included.
  • the mixture of step (d) is filled in a pressurized chamber and pressurized, and the gas present in the mixture and the liquid fuel oil and desulfurization agent may be separated by pressurization.
  • the separated liquid (mixture) performs a collision step (S150) of step (e) to be described later.
  • Step (e) is a collision step (S150) of colliding the mixture discharged in step (d).
  • step (d) the mixture discharged through the outlet 222 of the swirl mixer 100 in step (d) is ejected by an ejector such as a sprayer, and strongly collides with a structure such as a wall or pipe to form finer droplets. to be.
  • an ejector such as a sprayer
  • step (d) the swirl-mixed mixture is hit against a structure that can collide with, such as a wall or a pipe, to create finer droplets in the mixture, so that the mixture can be well dispersed and the emulsified state can be maintained for a long time.
  • a structure that can collide with such as a wall or a pipe
  • colliding structure When colliding the mixture in this step, various known structures such as walls or pipes may be used as the colliding structure, and the colliding angle may be collided at various angles, but may be collided at an angle of 15 ° in the direction of the ejected flow. there is.
  • the emulsification method of the present invention may be performed once or repeatedly according to the method of the present invention.
  • the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent of the present invention can be applied to all fuel oils used by combustion, such as fuel oil for ships, vehicles, and power generation combustion.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a combustion process of emulsified fuel oil, desulfurization agent, and gas according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 (a) is a state when a mixture containing emulsified fuel oil, desulfurization agent and gas is injected according to an embodiment of the present invention, which is emulsified into droplets inside the fuel oil 10 during injection
  • a desulfurizer (20) and a gas (30) are included.
  • Figure 4 (b) is a conceptual diagram showing a desulfurization process by combustion when a mixture containing emulsified fuel oil, desulfurization agent and gas is injected according to an embodiment of the present invention.
  • step A of FIG. 4 (b) is an injection step of a mixture including emulsified fuel oil, desulfurization agent, and gas.
  • the injected mixture is combusted by heat in step B, and in step C, the mixture is destroyed and the contained gas, oxygen, is burned together with fuel oil, resulting in complete combustion.
  • step D sulfur oxides of burned fuel oil are removed by using a desulfurization agent as a catalyst.
  • the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent according to the present invention was devised to solve the problems of having to build a separate complex desulfurization facility, which was conventionally complicated, requiring a lot of manpower and cost, and oil
  • the desulfurization agent in the fuel oil can be stably dispersed by emulsifying the desulfurization agent in the fuel oil into a water-in-oil (W/O) by using the fuel oil, which is oil, as the continuous phase and the water-based desulfurization agent as the dispersed phase.
  • W/O water-in-oil
  • fuel oil and desulfurization agent are burned together to remove sulfur oxides generated in the combustion process, thereby reducing the final emission of sulfur oxides.
  • the present invention can be widely used in the emulsification method of fuel oil and desulfurization agent.

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Abstract

본 발명은 (a) 탈황제를 연료유에 공급하여 라인 믹싱하는 단계; (b) 상기 단계 (a)를 액적 생성시키는 액적 생성 단계; (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계; (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합시키는 선회 혼합 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법은 오일(oil)인 연료유를 연속상, 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 분산상으로 하여 연료유 내 탈황제를 Water in Oil(W/O) 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산될 수 있으며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시키는 효과가 있다.

Description

황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법
본 발명은 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벙커C유 등의 연료유에 탈황제를 혼합시켜 에멀전화 시킴으로써 연료 연소 시 황산화물(SOx) 배출이 저감되는 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관한 것이다.
대기오염을 유발하는 오염원으로 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)이 지목되고 있으며, 특히, 황산화물은 유황성분을 함유하는 화석연료의 연소로부터 방출되는 산업 배가스에 포함되어 있어 산성비를 유발하는 등의 다양한 환경오염을 야기하는 등의 문제를 나타내고 있다.
이러한 산업 배가스에서 황산화물을 제거하는 탈황 방법은 지속적으로 연구되어 왔으며, 공장 또는 화석연료를 사용하는 발전소에서는 일반적으로 연소 후 처리 방법인 배연탈황 방법을 사용하여 왔다.
배연탈황 방법은 유황가스를 함유하는 화석연료를 연소한 후, 그 배가스를 탈황 처리하는 것을 의미하며, 이러한 배연탈황 방법은 습식법과 건식법으로 나눌 수 있다. 습식법은 배가스를 암모니아수, 수산화나트륨 용액, 석회유 등을 통해 세척하여 황산화물을 제거하는 방법이며, 건식법은 활성탄, 탄산염 등의 입자 또는 분말을 배가스와 접촉시켜, 이산화황을 흡착 또는 반응시킴으로써 황산화물을 제거하는 방법이다.
특히, 선박용 엔진에 이용되는 벙커C유 등 중유(MGO,MDO,DDO)와 같은 연료유(Fuel Oil)의 황산화물 함유량은 자동차 연료보다 적게는 1천배에서 많게는 3천배까지 높으며, 전세계 선박이 배출하는 황산화물이 자동차의 130배로 많아 고유황유(High Sulfur Fuel Oil, HSFO)로 불리며 환경오염의 주범으로 알려지고 있다.
이를 위해 종래에는 선박용 엔진에서 배출되는 황산화물의 제거를 위해 선박용 습식 탈황 시스템을 이용해 후처리로 배연탈황을 실시하고 있는데, 상기 습식 탈황 시스템은 일반적으로 펌프를 이용하여 세척수(NaOH)를 냉각기를 거쳐 스크러버로 공급하고, 상기 스크러버에서 배가스와 세척수를 접촉시켜 후처리로 황산화물을 제거하는 방식이다.
이 때, 상기 습식 탈황 시스템의 황산화물 제거능력을 일정 수준으로 유지하기 위하여 세척수의 pH를 모니터링하여 자동으로 세척수의 공급량을 제어하게 되는데, 사용하고 난 세척수를 재사용하기 위해 정화하는 과정에서 엄청난 양의 슬러지가 발생되고, 이러한 슬러지는 슬러지 탱크에 모아 보관한 후 정박 후 처리하는 방식으로 후처리 탈황이 운용되고 있다.
상술한 바와 같이 종래 후처리 습식 탈황 기술은 세척수의 수질정화 과정이 복잡하여 인력과 비용이 많이 들고, 별도의 복잡한 탈황 설비를 따로 구축해야 하므로 현재 운행 중인 선박들에 이러한 종래 탈황시스템을 적용하기란 공간적, 비용적인 측면에서 현실적으로 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 선박 연료유의 연소 및 황산화물의 배출로 인한 환경오염 문제를 획기적으로 개선하기 위해서는 방법이 단순하고 적용이 쉬우며, 황산화물의 배출량을 대폭 저감할 수 있는 효과적인 탈황 방법에 대한 연구가 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일(oil)인 연료유에 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산되며, 연소시 연료유와 탈황제를 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시킬 수 있는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 (a) 탈황제를 연료유에 공급하여 라인 믹싱하는 단계; (b) 상기 단계 (a)를 액적 생성시키는 액적 생성 단계; (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계; (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합시키는 선회 혼합 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공한다.
또한, 상기 단계 (a)에서 상기 연료유 100 중량부에 대해서 상기 탈황제는 3 내지 10 중량부 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계 (b)에 기체를 더 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기체는 공기(air) 또는 산소(O2)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기체는 상기 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로 미터(㎛) 크기의 버블(bubble)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계 (d) 및 상기 단계 (e) 사이에 상기 탈황제 및 상기 연료유의 내부에 포함된 상기 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계 (b)는 복수 개의 미세 홀이 형성된 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계 (c)의 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단계 (c)의 자기장은 이송 흐름의 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 단계 (e)는 상기 단계 (d)의 분출 방향의 15° 각도로 충돌시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법은 오일(oil)인 연료유를 연속상, 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 분산상으로 하여 연료유 내 탈황제를 Water in Oil(W/O) 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산될 수 있으며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 이용하면 연료의 연소 후 배가스를 탈황하던 종래의 방법과는 달리, 연료유를 연소시키기 전에 탈황제와 에멀전화하여 선박 엔진에서 함께 연소함으로써 추가적인 탈황 시설에 투자할 필요 없이 기존 선박용 엔진을 활용할 수 있어 단순하고 적용이 쉬우면서 탈황 효과가 우수한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (a)의 라인 믹서의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (c)의 선회 혼합기의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화 된 연료유 및 탈황제의 연소 과정을 나타낸 개념도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 순서대로 작성한 공정도로서 이를 참고하여 설명하면, 본 발명은 (a) 탈황제를 연료유에 공급하여 라인 믹싱하는 단계; (b) 상기 단계 (a)를 액적 생성시키는 액적 생성 단계; (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계; (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합시키는 선회 혼합 단계; 및 (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 제공한다.
단계 (a)는 탈황제를 연료유에 공급하여 라인믹싱 하는 단계(S110)이다.
본 단계는 오일(oil)인 연료유에 물(water) 기반의 탈황제를 공급하여 Water in Oil(W/O) 에멀전화를 시키기 위하여 연료유 및 탈황제를 라인 믹서에 공급하여 라인믹싱을 통해 혼합하는 단계이다.
본 발명에서 사용되는 연료유 및 탈황제가 혼합된 액상을 “혼합물”이라 통칭한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용되는 단계 (a)의 라인 믹서(100)의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 연료유는 라인 믹서(100)의 도 2 (A)로 연료유가 투입되며, 도 2 (B)로 탈황제가 투입되어 골고루 섞이는 과정(라인믹싱)을 거친 후 연료유와 탈황제의 혼합물이 도 2 (C)로 빠져나오게 된다.
본 단계에서 연료유(Fuel Oil)는 주로 연료용으로 제공되는 가솔린, 등유, 경유 및 중유 등을 일괄하여 의미하며, 본 발명의 일 실시예로 고유황유인 벙커C유를 예시로 드나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 단계에서는 연료유가 일정 유속으로 공급되는 동안, 탈황제를 연료유 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부를 공급하여 혼합할 수 있다.
탈황제를 3 중량부 미만으로 공급할 경우, 연료유 내부에 분산되는 탈황제의 양이 적어 탈황 효과가 감소하며, 10 중량부 초과로 공급할 경우, 연료유 및 탈황제의 에멀전 상태의 연소 효율이 감소하는 문제점이 있다.
탈황제는 연료유의 연소시 발생하는 황산화물(SOx)을 제거하는 액상 촉매를 사용할 수 있다.
본 발명에서의 탈황제는 SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화물을 포함할 수 있으며, SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3의 산화물을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.
SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, MnO, CaO, Na2O, K2O 및 P2O3를 모두 포함할 때의 기본 화학식은 K0.8-0.9 (Al,Fe,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2로 일반적으로 일라이트(illite)라 불리는 광물이며, 일라이트는 기본적으로 두 개의 사면체층 사이에 한 개의 팔면체층이 들어가 결합하는 2:1의 구조를 갖고, 팔면체층은 결합 구조내 양이온 자리 3개 중에서 2개만 양이온으로 채워지는 이팔면체(dioctahedral) 구조가 특징으로 양이온의 부족으로 인해 전체적으로 음(-)전하를 띄고 있으며, 이로 인해 탈황제와 혼합된 연료유가 연소 될 때 황산화물(SOx)을 흡착할 수 있다.
각 산화물들은 탈황제에 SiO2 15 ~ 90 중량부, Al2O3 15 ~ 100 중량부, Fe2O3 10 ~ 50 중량부, TiO2 5 ~ 15 중량부, MgO 20 ~ 150 중량부, MnO 10 ~ 20 중량부, CaO 20 ~ 200 중량부, Na2O 15 ~ 45 중량부, K2O 20 ~ 50 중량부 및 P2O3 5 ~ 20 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 산화물들은 탈황제로 형성되기 전에 미분기에 의해 1 ~ 2 ㎛의 입자 크기를 갖는 미립자로 혼합 및 미분 될 수 있으며, 비중은 2.5 ~ 3.0으로 조흔색 및 은백색을 띄는 분말 형태로 사용된다.
또한, 탈황제는 Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속을 포함할 수 있으며, Li, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Sr, Cd 및 Pb의 금속을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.
각 금속들은 탈황제에 Li 0.0035 ~ 0.009 중량부, Cr 0.005 ~ 0.01 중량부, Co 0.001 ~ 0.005 중량부, Ni 0.006 ~ 0.015 중량부, Cu 0.018 ~ 0.03 중량부, Zn 0.035 ~ 0.05 중량부, Ga 0.04 ~ 0.08 중량부, Sr 0.02 ~ 0.05 중량부, Cd 0.002 ~ 0.01 중량부 및 Pb 0.003 ~ 0.005 중량부로 포함될 수 있다.
또한, 상기 산화물과 같이 금속들도 미분기에 의해 1 ~ 2 ㎛의 입자 크기를 갖는 미립자로 혼합 및 미분 될 수 있으며, 비중은 2.5 ~ 3.0으로 조흔색 및 은백색을 띄는 분말 형태로 사용된다.
탈황제는 사붕산나트륨(Na2B4O7·10H2O), 수산화나트륨(NaOH), 규산나트륨(Na2SiO3) 및 과산화수소(H2O2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 액상 조성물을 포함할 수 있으며, 용매로는 물(water, H2O)을 사용할 수 있으며, 사붕산나트륨, 수산화나트륨, 규산나트륨 및 과산화수소의 액상 조성물을 모두 포함하여 사용하는 것이 바람직하다.
탈황제는 상기한 산화물, 액상 조성물이 혼합 및 반응을 진행하면서 킬레이트제 역할을 하여 금속과 배위결합을 통해 킬레이트화된 금속 킬레이트 화합물을 형성한다.
또한, 액상 조성물은 연소물이 연소 될 때 발생하는 회분(ash)에 흡착하여 회분 내에 존재하는 황산화물과 반응하여 제거할 수 있다. 사붕산나트륨인 Na2B4O7에서 NaBO2가 유도되며, 수소화를 거쳐 NaBH4가 생성되고, 생성된 NaBH4가 산소와 황산화물을 만나 황산나트륨(Na2SO4)으로 반응하여 황산화물을 제거하게 되며 반응과정은 하기의 반응식 1 및 2와 같다.
[반응식 1]
NaBH4 + O3 → Na2O2 + H2O + B
[반응식 2]
1) Na2O2 + SO3 → Na2SO4 + O
2) Na2O2 + SO2 → Na2SO4
3) Na2O2 + SO → Na2SO3
또한, 각 액상 조성물은 탈황제에 사붕산나트륨 20 ~ 130 중량부, 수산화나트륨 15 ~ 120 중량부, 규산나트륨 50 ~ 250 중량부 및 과산화수소 10 ~ 50 중량부로 포함될 수 있다.
탈황제는 400 ~ 1200℃의 온도 범위에서 연소물과 혼합하여 연소 시킬 때 황산화물의 흡착 효과가 활성화될 수 있으나, 600 ~ 900℃의 온도 범위에서 연소시키는 것이 높은 효율을 나타낼 수 있다.
단계 (b)는 단계 (a)에서 형성된 혼합물을 액적 생성시키는 단계(S120)이다.
본 단계에서는 혼합물에 존재하는 연료유 및 탈황제를 W/O 에멀전화 시키기 위해 액적을 생성시켜 연료유 내에 탈황제를 분산시킴으로써 에멀전화를 진행하는 단계이다.
본 단계에서 혼합물의 액적을 생성하는 방법은 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 균질기(Homogenizer)를 사용할 수 있다.
또한, 본 단계에서 혼합물의 액적을 생성하는 방법으로는, 혼합물을 이송하는 이송관 내에 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 생성할 수 있다.
액적 미립화 유닛은 혼합물에 압력 또는 전단력을 가하여 액적을 형성하는 유닛을 의미하며, 액적 미립화 유닛의 일 실시예로 단계 (a)의 혼합물을 이송하는 이송관 내에 관 내경과 동일한 지름으로 형성된 판을 준비하여 고정시키고, 판에 미세한 지름의 홀을 복수개로 형성한다.
이송 펌프에 의해 이송관 내 혼합물이 이송되고, 혼합물은 액적 미립화 유닛에 부딪쳐 압력을 받게 된다. 액적 미립화 유닛에 의해 이동을 방해받은 혼합물이 전단력 및 압력에 의해 액적 미립화 유닛에 형성된 미세한 홀을 빠져나가면서 미세하게 분산되어 혼합물의 액적이 형성된다.
본 단계의 일 실시예로 사용되는 액적 미립화 유닛의 홀 지름은 1 내지 500 마이크로미터(㎛)로 형성할 수 있으며, 1 마이크로미터 미만의 지름인 경우, 액적 미립화 장치를 통과하여 액적이 생성되는 혼합물의 양이 적어 전체 공정상 흐름이 느려지는 문제가 있으며, 500 마이크로미터 초과의 지름을 사용하는 경우, 액적 형성 효과가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 본 단계에서 기체를 더 공급하여 혼합할 수 있다.
본 단계에서 혼합물의 액적 생성 중에 공급하는 기체는 혼합물 내 에어 버블(air bubble)을 형성시켜 에어 버블의 발생과 깨짐의 반복으로 연료유 및 탈황제의 표면장력에 충격을 가해 액적 생성을 용이하게 할 수 있다.
본 단계에서 기체는 혼합물이 액적 미립화 유닛을 통과하기 전, 통과하는 중 또는 통과한 후 어느 때나 기체를 공급할 수 있으며, 또는, 각각의 과정에 연동 또는 독립적으로 공급하도록 구성할 수 있다.
본 단계에서 공급되는 기체는 공지된 다양한 기체를 사용할 수 있으나, 본 발명에서 공급되는 기체는 연료유 및 탈황제의 에멀전화를 돕고, 후에 연소시 완전 연소가 될 수 있도록 공기(air) 또는 산소(O2)를 사용할 수 있다.
기체는 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로미터(㎛)의 버블을 형성할 수 있으며, 1 마이크로미터 미만의 크기의 버블을 형성할 경우, 혼합물 내부에 에어 버블의 형성이 잘 이루어지지 않으며, 500 마이크로미터 초과의 크기의 버블을 형성하는 경우, 버블의 안정성이 떨어져 쉽게 파괴되어 외부로 이탈될 수 있다.
단계 (c)는 단계 (b)에서 액적이 생성된 혼합물을 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계(S130)이다.
본 단계는 단계 (b)에서 액적이 형성된 혼합물이 이동하는 배관 라인의 외측에 영구 자석을 배치하여 자기장을 형성함으로써, 배관을 지나는 혼합물이 자기장을 통과하도록 구성하여 자화시키는 단계이다.
연료유는 소수성을 띄고 있고 탈황제는 친수성을 띄고 있기 때문에 자기장을 통과한 혼합물은 자기력에 의해 전하 또는 자기모멘트가 형성되어 에멀전으로서의 분산효과가 극대화 된다.
본 단계에서 사용되는 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss) 사이이며, 이 범위 외의 자기장에서는 혼합물에 전하 또는 자기모멘트의 형성이 발생하지 않거나 약하게 발생하여 분산효과가 떨어지게 된다.
또한, 본 단계에서의 자기장은 자석 또는 전자석과 같이 자기장을 형성할 수 있는 공지된 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 영구자석을 활용하여 형성할 수 있으며, 영구자석은 배관 라인에 하나 이상 설치될 수 있다.
자기장은 혼합물의 이송 흐름과 같은 방향으로 흐르도록 구성할 수 있으며, 또는, 이송 흐름의 수직 방향으로 자기장이 형성되도록 구성할 수 있다.
단계 (d)는 단계 (c)의 자화된 혼합물을 선회 혼합시키는 선회 혼합 단계(S140)이다.
본 단계에서는 단계 (c)에서 자화된 혼합물을 펌프로 밀어내어 회전을 시키는 방법으로 연료유와 탈황제가 강력하게 분산 및 혼합되도록 한다.
본 단계에서 투입된 혼합물이 회전에 의해 혼합될 수 있도록 내부가 원형 또는 타원형인 용기에 투입하여 선회 회전을 통해 혼합시킬 수 있다.
또한, 선회 혼합은 크기가 서로 다른 다단의 원통으로 이루어진 선회 혼합기에 유입시켜 회전시킴으로써 혼합물 내 연료유 및 탈황제의 분산이 보다 잘 이루어질 수 있도록 한다.
도 3은 본 단계에서 사용되는 선회 혼합기(200)의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 도 3을 참고하여 설명하면, 선회 혼합기(200)는 외부 원통(210)과 내부 원통(220)으로 형성된다. 외부 원통(210)의 일측에는 혼합물이 투입되는 투입구(212)가 형성되어 있으며, 내부 원통(220)의 중앙을 관통하는 홀에 의해 혼합물이 분출되는 배출구(222)가 형성되어 있다.
투입구(212)가 형성된 방향을 내부 원통(220)의 상면이라 하였을 때, 내부 원통(220)의 상면은 외부 원통(210)의 상면과 동일한 위치로 형성되어 있고, 하면은 떨어져 일정한 공간을 두고 있다.
본 단계에서의 선회 혼합 방법을 보다 자세히 설명하면, 단계 (c)에서 자화된 혼합물은 펌프의 압력(static pressure)을 받은 상태로 선회 혼합기 투입구(212)로 유입(도 3 화살표 A)되고, 혼합물은 내부 원통(220)의 외측, 외부 원통(210)의 내측 사이에 형성된 공간에서 강한 회전력을 갖은 상태로 동적(dynamic)인 회전을 하면서 강하게 섞이게 된다.
압력에 의해 수차례 회전하는 혼합물은 내부 원통(220)의 하면에 형성된 배출구(222)를 타고 외부로 배출(도 3 화살표 B) 되게 된다.
본 발명에서는 단계 (d)가 완료된 후, 탈황제 및 연료유가 혼합된 혼합물 내부에 포함된 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함할 수 있다.
기체 분리 단계의 일 실시예로, 가압이 가능한 챔버에 단계 (d)의 혼합물을 채워 가압하고, 가압에 의해 혼합물 내부에 존재하던 기체와 연료유 및 탈황제의 액체로 분리될 수 있다.
분리된 액체(혼합물)는 후술할 단계 (e)의 충돌 단계(S150)를 수행한다.
단계 (e)는 단계 (d)에서 배출된 혼합물을 충돌시키는 충돌 단계(S150)이다.
본 단계에서는 단계 (d)의 선회 혼합기(100)의 배출구(222)로 배출된 혼합물을 스프레이와 같은 분출기에 의해 분출시키고, 이를 벽 또는 배관 등의 구조물과 강하게 충돌시켜 더 미세한 액적으로 형성시키는 단계이다.
단계 (d)에서 선회 혼합된 혼합물을 벽 또는 배관 등과 같이 충돌 가능한 구조물에 부딪치게 하여 혼합물에 더 미세한 액적을 생성하여 분산이 잘 되고, 에멀전화 상태를 오래 유지시킬 수 있다.
본 단계에서 혼합물을 충돌시킬 때, 충돌되는 구조물은 벽 또는 배관 등 공지된 다양한 구조물을 사용할 수 있으며, 충돌시키는 각도는 다양한 각도로 충돌시킬 수 있으나, 분출되는 흐름 방향의 15° 각도로 충돌시킬 수 있다.
본 발명의 에멀전화 방법은 본 발명의 방법에 따라 1회 또는 수회 반복해서 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법는 선박용, 차량용, 발전 연소용 연료유 등 연소시켜 사용하는 모든 연료유에 적용 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화 된 연료유, 탈황제 및 기체의 연소 과정을 나타낸 개념도이다.
도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화 된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물을 분사했을 때의 모습으로 분사 시 연료유(10)의 내부에 액적으로 에멀전화 되어 있는 탈황제(20)와 기체(30)가 포함되어 있다.
도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 에멀전화 된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물을 분사했을 때 연소되어 탈황시키는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 4 (b)를 참고하여 설명하면, 도 4 (b)의 A 단계는 에멀전화 된 연료유, 탈황제 및 기체를 포함하는 혼합물의 분사 단계이다. 분사된 혼합물은 B 단계에서 열에 의해 연소가 되며, C 단계에서는 혼합물이 파괴되며 포함하고 있던 기체인 산소가 연료유와 같이 연소되면서 완전 연소의 효과를 나타내게 된다.
D 단계에서는 연소된 연료유의 황산화물을 탈황제가 촉매로서 사용되어 제거되는 단계이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법은, 종래에 복잡하고, 인력 및 비용이 많이 들며, 별도의 복잡한 탈황 설비를 따로 구축해야 했던 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 오일(oil)인 연료유를 연속상, 물(water)을 기반으로 한 탈황제를 분산상으로 하여 연료유 내 탈황제를 Water in Oil(W/O) 에멀전화시켜 연료유 내 탈황제가 안정적으로 분산될 수 있으며, 연소시 연료유와 탈황제가 같이 연소되어 연소과정에서 발생하는 황산화물을 제거함으로 최종적으로 배출되는 황산화물을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법을 이용하면 연료의 연소 후 배가스를 탈황하던 종래의 방법과는 달리, 연료유를 연소시키기 전에 탈황제와 에멀전화하여 선박 엔진에서 함께 연소함으로써 추가적인 탈황 시설에 투자할 필요 없이 기존 선박용 엔진을 활용할 수 있어 단순하고 적용이 쉬우면서 탈황 효과가 우수한 이점이 있다.
본 발명은 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법에 광범위하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. (a) 탈황제를 연료유에 공급하여 라인 믹싱하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)를 액적 생성시키는 액적 생성 단계;
    (c) 상기 단계 (b)를 자기장에 통과시켜 자화시키는 자화 단계;
    (d) 상기 단계 (c)를 선회 혼합시키는 선회 혼합 단계; 및
    (e) 상기 단계 (d)를 충돌시키는 충돌 단계;를 포함하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서 상기 연료유 100 중량부에 대해서 상기 탈황제는 3 내지 10 중량부 포함되는 것을 특징으로 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)에 기체를 더 공급하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기체는 공기(air) 또는 산소(O2)인 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 기체는 상기 연료유 내에서 1 내지 500 마이크로 미터(㎛) 크기의 버블(bubble)을 형성하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 단계 (d) 및 상기 단계 (e) 사이에 상기 탈황제 및 상기 연료유의 내부에 포함된 상기 기체를 분리하는 기체 분리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)는 복수 개의 미세 홀이 형성된 액적 미립화 유닛을 통과시켜 액적을 생성하는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 (c)의 자기장은 9,000 내지 15,000 가우스(gauss)인 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 (c)의 자기장은 이송 흐름의 수직 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 (e)는 상기 단계 (d)의 분출 방향의 15° 각도로 충돌시키는 것을 특징으로 하는 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법.
PCT/KR2021/008478 2021-07-05 2021-07-05 황산화물 저감을 위한 연료유 및 탈황제의 에멀전화 방법 WO2023282360A1 (ko)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000004849A (ko) * 1998-06-27 2000-01-25 천성현 내연기관용 연료 활성화 장치
KR20000005631A (ko) * 1998-06-25 2000-01-25 남창우 저공해연료유의생산방법
KR20080032931A (ko) * 2006-10-11 2008-04-16 하이하모니(주) 석탄과 오일을 혼합한 혼합 액상연료 제조시스템 및 이를이용한 혼합 액상연료 제조방법
US9795938B2 (en) * 2011-05-19 2017-10-24 Professionals For Energy—Environment And Water Solutions Ltd. Co. Method and apparatus for indirect magnetic treatment of fluids and gases
WO2018073018A1 (fr) * 2016-10-20 2018-04-26 IFP Energies Nouvelles Procédé de conversion comprenant un hydrotraitement en lit fixe, une separation d'une fraction residu hydrotraitee, une etape de craquage catalytique pour la production de combustibles marins

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07126669A (ja) * 1993-11-01 1995-05-16 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 脱硫剤含有エマルジョン燃料およびその製造方法
JP2004011479A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Hitachi Ltd 重油燃料を利用する内燃機関
JP2005206773A (ja) 2004-01-21 2005-08-04 Norio Arita 改質燃料製造装置
JP7126669B2 (ja) 2017-08-18 2022-08-29 久美子 松本 教育用カード
JP7297154B2 (ja) 2019-11-05 2023-06-23 ローカーボン・カンパニー・リミテッド 前処理脱硫剤を用いた船舶燃料油の前処理脱硫方法
WO2023282361A1 (ko) 2021-07-05 2023-01-12 (주)로우카본 항만용 연료유의 탈황제 혼합 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000005631A (ko) * 1998-06-25 2000-01-25 남창우 저공해연료유의생산방법
KR20000004849A (ko) * 1998-06-27 2000-01-25 천성현 내연기관용 연료 활성화 장치
KR20080032931A (ko) * 2006-10-11 2008-04-16 하이하모니(주) 석탄과 오일을 혼합한 혼합 액상연료 제조시스템 및 이를이용한 혼합 액상연료 제조방법
US9795938B2 (en) * 2011-05-19 2017-10-24 Professionals For Energy—Environment And Water Solutions Ltd. Co. Method and apparatus for indirect magnetic treatment of fluids and gases
WO2018073018A1 (fr) * 2016-10-20 2018-04-26 IFP Energies Nouvelles Procédé de conversion comprenant un hydrotraitement en lit fixe, une separation d'une fraction residu hydrotraitee, une etape de craquage catalytique pour la production de combustibles marins

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4137225A4 *

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