JPS5839196B2 - エマルジヨン燃料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された油中水滴型（以下Ｗ ／ ０型と称
す）のエマルジ・ヨン燃料に関するものである。

ｗ１０型エマルジョン燃料を調製し、これを各種燃焼量
中燃焼させることにより、排出ガス中の窒素酸化部（以
下ＮＯｘと称す）、ススおよび煙等を減少させる試みは
、合印こ至るまで既に多数実施されてきた（参照、 Ｉ
、 ＣｏｒｎｅｔＷ、Ｅ、Ｎｅｒｏ：Ｉｎｄ、Ｅｎｇ
、Ｃｈｅｍ、４７ ２１３３〜２１４１ １９５５
Ｅ、Ｖａｌｄｍａｎｉｓ Ｄ、Ｅ。

Ｗｕｌｆｈｏｒｓｔ ： ５ｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕ
ｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、７００７３６
９ １４〜１７ １９７０特開昭４８−７４５１０
特開昭４８−１０３６０５特開昭４９−２４２０４
特開昭５Ｏ−５８１０３）。

しかし、一般的に炭化水素燃料油中に水を微粒子として
均質に混入させ、実用化に耐えうる乳化安定性を有する
ｗ ／ ｏ型エマルジョン燃料を調製することは、水と
油が親しみに＜＜、互に分離を起しやすいため、非常に
困難な問題である。

これを解決する方法として、超音波乳化機の強力攪拌を
利用する機梯的な方法のみで 短時間（数分以内）だけ
安定なｗ１０型エマルジョン燃料を製造した例が報告さ
れている。

また、一方各種乳化剤を添加することにより、その乳化
作用を利用した例も多数ある。

しかし、従来のｗ１０型エマルジョン燃料は、安定性が
悪く、エマルジョンが破壊して水分離が生じやすかった
。

分離した水がバーナーや噴射ノズルに入った場合、火炎
が消失して燃焼が安定せず、場合により燃焼の中断が起
り、ｗ ／ ｏ型エマルジョン燃料が本来有する排ガス
中の有害成分低減効果を享受することができず、さらに
分離水によって金属材料の腐蝕が急激に進み、燃焼機器
の耐久性が悪くなるなどの問題点があり、いまだ実用化
の段階に至っていなかった。

本発明者は先ず安価なｗ ／ ｏ型エマルジョン燃料を
提供すべく乳化剤をまったく使用せずに、しかも不安定
なＷ ／ Ｑ型エマルジョン燃料による既存の各種トラ
ブルを解消できる安定なｗ ／ ｏ型エマルジョン燃料
を得るという、理想的でかつ非常に困難な目標を設定し
、燃料油中の各種成分に着目して鋭意研究の結果、本発
明に到達した。

すなわち、（イ）石油レジン分を２．０重量φ以上含む
炭化水素燃料油の系中に、乳化剤をまったく使用せずに
、（ロ）水を小口径管を通じてその配合比率が容量比で
５０：５０〜９５：５になるように注入混合することに
より、水滴の平均粒子径が０．１〜５０μのｗ ／ ｏ
型エマルジョン燃料を調製することに成功した。

また、（イ）の炭化水素燃料油のうち、ｎ−ブタノール
不溶分からｎ−ペンタン不溶分を差し引いた成分を２．
０重量φ以上含む炭化水素燃料油を利用すると望ましい
。

本燃料は常温にて２日以上、４００℃以上の高温でも２
時間以上安定で水分離が生じず、燃焼に供する期間中は
充分安定であり、かつ乳化剤をまったく使用しないため
、経済性と実用性に優れ、実際のボイラー、加熱炉、デ
ィーゼルエンジン等の内、外燃機関で長期間連続燃焼し
てもトラブルが生じず、かつ乳化前の燃料油に比べて排
気ガス中のＮＯｘ、煙およびススを著しく低減させ、燃
焼効率も向上する。

本発明に用いる燃料油は、石油レジン分を２．０重量φ
以上含む炭化水素燃料油であり、例えば石油レジンを多
量に含む原油から分溜した炭化水素燃料油（Ａ重油、Ｂ
重油、Ｃ重油等）や石油レジン分を２．０重量多板下し
か含まない燃料油と多量に含む残渣油を配合したもの等
が有効であり、石油レジン分を２．０重量φ以上含むよ
うにすればよい。

また、石油レジン分を２．０重量多以上含んでおれば、
さらに高分子量のアスファルテンや低分子量の油分は含
んでいても含んでいなくても、さしつかえない。

ここに述べる石油レジン分とは、ＢＭ（米国鉱山層）法
に基づく、ｎ−ペンタン可溶分中活性アルミナに吸着さ
れるもので、アスファルテンとはｎ−ペンタン不溶分を
どちらにも属さないものを油分と称する。

本発明の炭化水素燃料の乳化安定性を更に向上させるに
は、石油レジン分を５．０重量多以上含む炭化水素燃料
油を使用した方が好ましい。

また、本発明に用いる燃料油としては、石油レジン分を
２重量φ以上含有するもののうちで、ｎブタノール不溶
分からｎ−ペンタン不溶分を差し引いた成分を２．０重
量φ以上、好ましくは５．０重量多以上含む炭化水素燃
料油も非常に有効である。

ここに言うｎ−ブタノール不溶分とはテキサコ法のアス
ファルチツクスであり、ｎ−ペンタン不溶分はＢＭ法の
アスファルテンである。

ｎ−ブタノール不溶分からアスファルテンを差し引いた
成分が乳化に対して有効に働く物質であるが、アスファ
ルテンも乳化に悪影響を及ぼさないため、燃料油中に含
んでいてもいなくてもさしてカホズ鋳）。

本発明に用いる水はＷ ／ Ｏ型エマルジョン燃料の乳
化安定性や燃焼機器に悪影響を与えず、排出ガス中に多
量の有害物質を排出するものを含有しないかぎり、良質
の水はもとより、廃水や汚水をも利用することができる
。

また、燃料油と水との配合比率は、燃焼性および排出ガ
ス中の有害物質特にＮＯｘ、煙、スス濃度の減少を併せ
考慮した場合、容量比で５０：５０〜９５：５であり、
５０：５０〜９０：１０が更に好ましい。

この場合、水は平均粒子径ｏ、ｉ〜５０μの水滴として
均一に含ませる必要があるが、５０μ以上の場合は水滴
の凝集合一が起りやすく、ｗ１０型エマルジョン燃料の
乳化安定性が著しく不良となり、また排出ガス中のＮＯ
ｘ、煙、スス等の減少効果も低下する。

好ましくは０．１〜２０μである。次に本発明のｗ１０
型エマルジョン燃料の製造法であるが、基本となるとこ
ろは、炭化水素燃料油中に水を小口径管を通じて注入混
合する工程を含む点である。

例えば、流動または攪拌されている炭化水素燃料油中に
小口径管を通じて、高圧力で水を注入したり、常圧で水
を注入しながらプロペラで混合する等がそれである。

上記小口径管の管径は、連続製造設備の場合小口径管の
出口の断面積を小口径管出口付近でこれを外側よりっつ
む燃料油用容器の断面積の１１５以下好ましくは１／１
０以下になるようにすればよく、バッチ式の場合の管径
は、１分間当り燃料油容量と同等好ましくは１／３以下
の水が入るようにすればよい。

この小口径管は出口の断面積のみを限定すればよく、そ
の形、加圧の有無、付属品等は必要に応じて変えたり追
加してもよい。

その他の方法、例えば大口径管を使用したり、水中に油
を注入したり、水と油とを同時に混合攪拌しては安定な
ｗ１０型エマルジョン燃料は得られない。

本原理を製造工程の一部に利用すれば、バッチ式や連続
式により目的とする優れたｗ １０型エマルジヨン燃料
が得られる。

なお、攪拌は普通の攪拌混合機によればよく、低、申せ
ん断力による比較的弱い攪拌で充分であり、超音波ミキ
サー等の消費電力と騒音の大斜）高せん断力攪拌を利用
する必要はまったくない。

上述の条件を満し得る本発明の燃料は、乳化剤を使わな
い低価格で安定なｗ１０型エマルジョン燃料であり、こ
れをボイラー、加熱炉、ディーゼルエンジン等の内燃機
関あるいは外燃機関で燃焼させることにより、通常の燃
料に比べ排気ガス中のＮＯｘは２０〜７０φ煙濃度は４
０〜８０多程度減少させることができ、長期間運転して
も、失火やサビによるトラブルはまったく生じなかった
。

なお、本発明に必要に応じて防錆剤や粘度低下剤や燃焼
促進剤等の添加剤を併用することは何らこばむものでは
ない。

次に本発明の代表的実例を示す。

実施例 各表の炭化水素燃料油に各表に示す製造条件で水を添加
し、各表に示す組成のＷ ／ ０型エマルジヨン燃料を
得る。

その諸物性、燃焼性および排気ガス低減率等は各表のと
おりである。

上表より明らかであるが、本発明の燃料は優れた安定性
を示し、かつ、長期間連続燃焼してもなんのトラブルも
生じず、ＮＯｘ、煙等の有害成分を大幅に減少させるこ
とができた。

また、鉄、銅等の金属にもほとんど障害を与えなかった
。

一方、対照品は安定性が著しく悪く、長時間の連続燃焼
に耐えられず、失火ならびに錆によるトラブルが多数発
生した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）石油レジン分を２．０重量φ以上含む炭化水
   素燃料油と（ロ）水とを０わ系中に（ロ）を小口径管を
   通じて、その配合比率が容量比で５０：５０〜９５：５
   になるように注入混合することにより調製した乳化剤を
   まったく用いず、内相の水滴の平均粒子径が０．１〜０
   ．５μであることを特徴とする燃焼機器から排出する窒
   素酸化物、ススおよび煙を減少せしめる改良された油中
   水滴型のエマルジョン燃料。 ２、特許請求の範囲１中の（イ）の炭化水素燃料油が、
   石油レジン分を２．０重量多以上含み、かつｎ−ブタノ
   ール不溶分からｎ−ペンタン不溶分を差し弓いた成分を
   ２．０重量多以上含む炭化水素燃料油である特許請求の
   範囲１記載のエマルジョン燃料。