JPH01115996A - 硫黄を含む炭化水素から製造した可燃性燃料の燃焼における硫黄酸化物の形成及び放出を制御する方法及び炭化水素可燃性燃料 - Google Patents

硫黄を含む炭化水素から製造した可燃性燃料の燃焼における硫黄酸化物の形成及び放出を制御する方法及び炭化水素可燃性燃料

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JPH01115996A
JPH01115996A JP62271596A JP27159687A JPH01115996A JP H01115996 A JPH01115996 A JP H01115996A JP 62271596 A JP62271596 A JP 62271596A JP 27159687 A JP27159687 A JP 27159687A JP H01115996 A JPH01115996 A JP H01115996A
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emulsion
sulfur
oil
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combustion
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Domingo Rodriguez
ドミンゴ　ロドリゲス
Jimene Iuraa
イウラー　ジメネ
Reirisse Ignacio
イグナチオ　レイリッセ
Salazar Jose
ジョセ　サラザール
Livas Hercilio
ヘルシリオ　リバス
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Petroleos de Venezuela SA
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T137/0391—Affecting flow by the addition of material or energy

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、液体燃料の製造方法に関し、詳しくは、燃焼
による硫黄酸化物の放出が実質的に減少するように、硫
黄含有量の多い燃料をエネルギーに変換する方法に関す
る。
（従来の技術） 一般に、カナダ、ソビエト連邦、米国、中国及びベネゼ
エラで発見される低重力、低粘度の炭化水素は、粘度１
０，０００乃至２００，０ＯＯＣＰ、ＡＰＩ重力１２以
下の範囲の液体である。これらの炭化水素は、現在、機
械的ボンピング、スチームインジェクションにより、あ
るいは採掘技術により産出されている。これらの物質は
、製造、輸送及び取り扱いが困難なため、また多量の硫
黄酸化物を放出するとともに不燃固体を含むという好ま
しくない燃料特性を有するため、燃料としてあまり広く
使用されていない。現在、動力装置によって行われてい
る硫黄酸化物の放出を減少させる商業的方法が２つある
。そのｌっは、加熱炉中に注入した石灰石を硫黄酸化物
と反応させて、固体の硫化物粒子を形成し、それを従来
の微粒子制御装置によって煙道ガスから取り除く加熱炉
石灰石インジェクション法（ｆｕｒｎａｃｅ　ｌｉｍｅ
ｓｔｏｎｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）である。この加熱炉石
灰石インジェクション法によって多量の硫黄酸化物を含
む燃料を燃焼させるコストは、Ｉバレル当たり２乃至３
ドルであり、この方法によって除去される硫黄酸化物の
量は約５０％である。動力装置から硫黄酸化物を除去す
るさらに効果的な方法には、ＣａＯ＋Ｈ７０を加熱炉か
らの煙道ガスと混合する煙道ガス脱硫（Ｈｕｅ　ｇａｓ
　ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ）が含まれる。この
方法では、９０％の硫黄酸化物を除去することが出来る
が、１バレルの燃料を燃焼させるコストは、４乃至５ド
ルである。従って、硫黄含有量の多い粘性の炭化水素は
、そのコスト及び燃焼性の点から、商業的には燃料とし
て使用されなかった。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような炭化水素を燃料として使用
できることが期待されている。
従って、本発明は、ビチューメン（ｂｉｔｕｍｅｎ）及
び残留燃料油から可燃性の燃料を製造する方法を提供す
ることを第１の目的とする。特に、本発明は、乳濁液中
に油を形成することによって、天然のビチューメン及び
残留燃料油から液体燃料を製造する方法を提供すること
を目的とする。また、本発明は、燃焼に最適な液体燃料
として使用する乳濁液中の油を提供することを目的とす
る。さらに、天然のビチューメンの及び残留燃料の乳濁
液中の油が効率良く燃焼して、不燃性粒状物と硫黄酸化
物の放出が少なくなるように、その乳濁液中の油の燃焼
に最適な燃焼条件を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、可燃性の燃料を乳濁液中の油の形で燃焼させ
る方法に関し、特に、乳濁液中の油として炭化水素を含
む硫黄を燃焼させる場合に、硫黄酸化物の形成及び放出
を調節する方法に関する。
天然のビチューメンあるいは残留油から乳濁液中の油を
形成して、これらの粘性の炭化水素の産出及び／又は輸
送を容易にすることは周知である。
これらの方法は、米国特許３，３８０，５３１号、３．
４６７．１９５号、３，５１９，００６号、３．９４３
，９５４号、４，０９９，５３７号、４．１０８，１９
３号、４，２３９，０５２号及び４，５７０，６５６号
に記載されている。また、米国特許４，１４４，０１５
号、４，３７８，２３０号及び４，６１８，３４８号に
より、天然のビチューメン及び／又は残留油から形成し
た乳濁液中の油を、可燃性の燃料として使用出来ること
が知られている。
本発明では、天然のビチューメン及び／又は残留燃料油
等の炭化水素を含む硫黄を水中の乳濁液として製造した
可燃性燃料を燃焼する場合に、硫黄酸化物の形成及び放
出を制御する方法を提供している。本発明によれば、炭
化水素及び水を乳化剤と混合して乳濁液を製造する。水
の含有量は、一般に使用する炭化水素の種類（重質又は
軽質）に依存するが、通常５乃至４０！ｆｆ１％である
。この乳濁液が可燃性の燃料として使用される場合には
、水の含有量は３０重量％以下であることが好ましい。
乳化剤は、周知の試薬から選択され、乳濁液中の油の全
重量に対して０．１乃至５．０重量％の乳化剤が存在す
ることが好ましい。乳濁液は上述した特許に記載された
方法により製造することが出来る。
本発明によれば、乳濁液中の炭化水素の燃焼前に、硫黄
を捕獲するとともに燃焼中の硫黄酸化物の形成及び放出
を妨げる添加剤が乳濁液に加えられる。本発明の方法に
使用する添加剤は、好ましくは水に可溶で、Ｎａ＋、Ｋ
゛、Ｌｉ＋、Ｃａ＋、Ｂａ″０、Ｍｇ＋、Ｆ　ｅ　＋＋
＋及びこれらの混合物である。この添加剤は、乳濁液を
燃焼した場合にＳｏｗの放出量が１．５０　１ｂ／ＭＭ
ＢＴＵ以下になるように萌記炭化水素中の添加剤／硫黄
モル比を決定して、乳濁液に加えられる。所望の乳濁液
を得るために、乳濁液中の炭化水素中に、添加剤／硫黄
モル比＋、ｏｓｏ以上、好ましくは０゜１００以上の添
加剤が存在しなければならないこトカワかった。所望の
結果を得るための添加剤の量は、特定の添加剤あるいは
使用した添加剤の組み合わせに依存するが、少なくとも
添加物／硫黄モル比が０．０５０以上でなければならな
いことがわかった。
上記のように製造した乳濁液は、燃料温度６０乃至１７
６、好ましくは６８乃至１４０（’Ｆ）、蒸気／燃料比
０．０５乃至０．５、好ましくは０．０５乃至０．４　
（ｗｔ／ｗｔ）、空気／燃料比０．０５乃至０．４、好
ましくは０．０５乃至０．３　（ｗｔ／ｗｔ）、及び蒸
気圧１．５乃至６、好ましくは２乃至４（Ｂａｒ）、あ
るいは空気圧２乃至７、好ましくは２乃至４（Ｂａｒ）
の条件下で燃焼される。
本発明によれば、本発明の条件下で本発明の方法に従っ
て製造し、操作条件を調節して燃焼した乳濁液中の油は
、燃焼効率が９９．９％であり、固体の微粒子含有量及
び硫黄酸化物の放出が少なく、Ｎ＋、６の燃料油を燃焼
した場合に得られる結果と同様な結果を示すことがわか
った。また、除去される硫黄の量は９０％以上であった
。
（実施例） 以下、本発明により天然のビチューメンあるいは残留燃
料油のような産出物から燃料を製造し、それを燃焼する
方法について説明する。この方法に適した燃料の１つは
、一般にベネゼエラのオリノコベルト（Ｏｒｉｎｏｃｏ
　Ｂｅ１ｔ）で発見されるような多量の硫黄を含むビチ
ューメン原油である。このビヂューメンあるいは残油の
化学的及び物理的特性は、Ｃニア８．２乃至８５．５重
量％、Ｈ：９゜０乃至ｌ０９８重量％、Ｏ：０．２乃至
１．３重量％、Ｎ：０．５０乃至０．７０重量％、Ｓ：
２乃至４．５重量％、灰分０．０５乃至０，３３重量％
、バナジウム５０乃至１１０００ｐｐ、ニッケル２０乃
至５００ｐｐｍ、鉄５乃至６０ｐｐｍ１ナトリウム３０
乃至２００ｐｐｍ、°ＡＰＩ重力１．０乃至１２．０，
１２２°Ｆの粘度ｌ、０００乃至５，１００．０００　
（ＣＳＴ）、２１０゜Ｆｆ７）粘度４０乃至１６，００
０　（ＣＳＴ）、ＬＨＶＩ５，０００乃至１９，０００
（ＢＴＵ／１　ｂ）、アスファルテン９．０乃至１５．
０重量％である。
本発明によれば、水と乳化添加物の混合物を、粘性の炭
化水素あるいは残留燃料油に混合して、乳濁液中の油を
形成する。本発明の重要な特徴は、乳濁液中の油が、そ
の燃焼に最適であるということである。乳濁液中の油の
特徴は、その水の含有量が約５乃至４０体積％、好まし
くは約１５乃至３５体稜％であるということである。本
発明によれば、乳濁液中の炭化水素を燃焼する前に、そ
の燃焼中に硫黄を捕獲して硫黄酸化物の形成及び放出を
妨げる添加剤が乳濁液に加えられる。本発明の方法に使
用するのに好ましい添加剤は、水に可溶で、Ｎａ＋、Ｋ
゛、Ｌｉ＋、Ｃａ＋、Ｂａ＋、Ｍｇ＋、ｐ　ｅ＊　＊　
１１及びこれらの混合物から選択することが出来る。添
加剤は、乳濁液を燃焼した場合にＳＯ，の放出虫が１．
５０　　ｌｂ／ＭＭＢＴＵ以下なるように、前記炭化水
素中の添加剤／硫黄モル比を決定して、乳濁液に加えら
れる。所望の乳濁液を得るために、乳濁液中の炭化水素
中に、添加剤／硫緘モル比０．０５０以上、好ましくは
０．１００以上の添加剤が存在しなければならないこと
がわかった。所望の結果を得るための添加剤の量は、特
定の添加剤あるいは使用した添加剤の組み合わせに依存
するが、少なくとも添加物／硫黄モル比が０．０５０以
上でなければならないことがわかった。
上述したように、乳濁液には乳化剤も含まれる。
この乳化剤は、製造される乳濁液中の油の全重量に対し
て、Ｏ，Ｉ乃至５．０重量％、好ましくは０．１乃至１
．０重量％になるように加えられる。
本発明によれば、乳化剤は、陰イオン界面活性剤、非イ
オン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活
性剤と非イオン界面活性剤の混合物、及び陽イオン界面
活性剤と非イオン界面活性剤の混合物から選択すること
が出来る。この方法に適した非イオン界面活性剤は、エ
トキシル基を有するアルキルフェノール（エトキシレー
トアルキルフェノール　ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅｄ　ａｌ
ｋｙｌ　ｐｈｅｎｏｌｓ）　、エトキシル基を有するア
ルコール（エトキシレートアルコール　ｅｔｈｏｘｙｌ
ａｔｅｄ　ａｌｃｏｈｏｌｓ）　、エトキシル基を有す
るソルビタンエステル（エトキシレートソルビタンエル
テル　ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅｄ　５ｏｒｂｉｔａｎｅｓ
ｔｅｒｓ）　、及びこれらの混合物から選択することが
出来る。陽イオン界面活性剤は、好ましくは脂肪ジアミ
ンのヒドロクロリド、イミダゾリン、エトキシアミン（
ｅｔｈｘｙｌａｔｅｄ　ａｍｉｎｅ）　、アミドアミン
、第四アンモニウム化合物及びこれらの混合物から選択
することが出来、陰イオン界面活性剤は、好ましくは長
鎖カルボン酸、長鎖スルホン酸及びこれらの混合物から
選択することが出来る。界面活性剤は、２０のエチレン
オキシドでオキシアルキル化したノニルフェノールのよ
うな親水性親油性バランスが１３以上の非イオン界面活
性剤であることが好ましい。陰イオン界面活性剤は、ア
ルキルアリールスルホン酸塩、アルキルアリール硫酸塩
、又はこれらの混合物であることが好ましい。
乳濁液中の池内の硫黄を捕獲する添加剤の含有量は、そ
の燃焼特性、特に硫黄酸化物の放出に効果があることが
わかった。体積に対するビチューメンと水の界面の比率
が大きいために、添加剤が燃料中に存在する硫黄化合物
と反応して、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化マグ
ネシウム、硫化カルシウム等のような硫化物を生成する
と思われる。燃焼中、これらの硫化物は酸化されて硫酸
塩になり、その結果、硫黄が燃焼灰分に固定され、燃料
ガスの一部として大気中に放出されるのを防ぐことが出
来る。必要とされる添加物の量は、炭化水素中の硫黄の
量（１）及び使用される特定の添加物の量（２）に依存
する。
乳濁液中の油は、調整後すぐに使用することが出来る。
密閉式混合バーナー（１ｎｔｅｒｎａｌ　ｍｉｘｉｎｇ
ｂｕｒｎｅｒ）あるいは双流式流体アトマイザ−（ｔｗ
ｉｎＮｕｉｄ　ａｔｏｍｉｚｅｒ）のような従来のオイ
ルガンバーナーを使用することが出来る。蒸気又は空気
を使用するアトマイゼイション（ａｔｏ＋ｎ１ｚａｔｉ
ｏｎ）は、燃料温度６０乃至！７６、好ましくは６０乃
至１４０（”Ｆ）、蒸気／燃料比０．０５乃至０．５、
好ましくは０．０５乃至０　、４　（ｗ　ｔ　／　ｗ　
ｔ　）、空気／燃料比０．０５乃至０．４、好ましくは
０゜０５乃至０．３、及び蒸気圧１，５乃至６、好まし
くは２乃至４　（ＢＡＲ）　、あるいは空気圧２乃至７
、好ましくは２乃至４　（ＢＡＲ）の操作条件下で行う
のが好ましい。これらの条件下で、効果的な燃焼が得ら
れ、アトマイゼイション及び火炎安定性にも優れていた
。
以下、例を挙げて、本発明の詳細な説明する。
例　　！ 本発明の乳濁液中の油の燃焼特性における本発明の添加
剤の作用を説明するために、表■の組成を有する７つの
乳濁液中のビチューメンを用意した。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 瓦鼠腹　　　＃Ｉ 添加剤／硫黄（モル比）　　　　ＯＯ，０１１Ｎａ（％
モル’）　　　　　　　Ｏ９５，４Ｋ　（５モル）　　
　　　　　ＯＯ，７Ｌｉ（５モル）　　　　　　　０　
　　　１．４Ｍｇ（５モル）　　　　　　　０　　　　
２．５ＬＨＶ　（ＢＴＵ／ＬＢ）　　　　１３３３７　
　１３２７７ビチユーメン（体積％）　　　　７８．０
　　　７７．９水（体積％）　　　　　　　　　２２．
０　　　２２．１硫黄（重量％）　　　　　　　　３．
０　　　３．０表−」− 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃２
　　　　＃３　　　　＃４　　　　＃５　　　　＃６０
．０１９　　０．０２７　　０．０３６　　０．０９７
　　０．０３５９５．４　　　９５．４　　　９５．４
　　　９５．４　　　９５．４０．７　　　０．７　　
　０．７　　　０．７　　　０．７１．４　　　１．４
　　　１．４　　　１．４　　　１．４２．５　　　２
．５　　　２．５　　　２．５　　　２゜５７７．７　
　　７？、５　　　７７．３　　　７０　　　　７０２
２．３　　　２２．５　　　２２．７　　　３０　　　
　３０３．０　　　３．０　　　２．９　　　２．７　
　　２．７表ＩＩの操作条件の下で燃焼試験を行った。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 長星腹　　　＃１ 供給速度（ＬＢ／Ｈ）　　　　　　５５．９　　　６０
．０熱入力（ＭＭＢＴＵ／Ｈ）　　　　０．８２　　　
０．８２燃料温度（”Ｐ）　　　　　　　　１５４　　
　１５４蒸気／燃料比（Ｗ／Ｗ）　　　　　０．３０　
　　０．３０蒸気圧（ＢＡＲ）　　　　　　　　２．４
　　　２．４平均粒径（μｍ）　　　　　　　　１４　
　　　１４表−四 １１条止 孔濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃２
　　　　＃３　　　　＃４　　　　＃５　　　　＃６６
０．１　　　６３．３　　　８０．４　　　６３．７　
　　６３．７０．８２　．０．８２　　　０．８２　　
　０．８２　　　０．８２０．３０　　　０．３０　　
　０．３０　　　０．３０　　　０．３０２．４　　　
２．４　　　２．４　　　２．４　　　２．４これらの
乳濁液の燃焼特性の概要を表ＩＩＩに示す。
（以下余白） 表Ｉ１１から明らかなように、硫黄に対する添加剤の比
率の増加とともに、乳化した炭化水素燃料の燃焼効率は
９９．９％になる。また、表ＩＩ＋の比較データは、硫
黄に対する添加剤の比率が増加するとＳＯ２及びＳ　Ｏ
ｙの放出量が少なくなることを示している。乳濁液＃５
を見ると、硫黄に対する添加剤の比率が０．０９７の時
にＳ　Ｏを除去の効率は９０％以上であることがわかる
。また、硫黄酸化物の放出は、Ｎ＋、６燃料油を燃焼し
た場合に得られる１、５ＬＢ／ＭＭＢＴＵに比べてかな
り少なくなっている。さらに、前記の最適な乳濁液中の
油は、実質的に三酸化硫黄の形成を減少させ、濃硫酸に
よる伝熱表面の腐食（低温腐食）を防ぐことが出来る。
また、前記の最適な乳濁液中の油を燃焼すると、高融点
の灰分が形成され、バナジウムによる伝熱表面の腐食（
高温腐食）を防ぐことが出来る。これらの試験で使用し
た主な添加剤はナトリウムである。
また、硫黄に対する添加剤のモル比が同じ乳濁液＃４と
＃６を比較すると、水相中のビチューメンの希釈度（７
７，３から７０．０体積％）は、燃焼特性に影響を与え
ず、同様なＳ　Ｏを還元（５３，７％に対して５２．３
％）を示している。
九−旦 例Ｉと同じビチューメンを使用して、さらに６つの乳濁
液中の油を用意した。これらの乳濁液の組成を表１ｖに
示す。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 瓦置東　　　＃７ 添加剤／硫黄（モル比）　　　　　　　　　　０．０１
４Ｎａ（５モル）　　　　　　　　０　　　　９５．４
Ｋ　（５モル）　　　　　　　０　　　　°０．７Ｌｉ
（５モル）　　　　　−０１，４ Ｍｇ（５モル）　　　　　　　　０　　　　２．５ＬＨ
Ｖ　（ＢＴＵ／ＬＢ）　　　　　１３０８３　　１２７
３９ビチユーメン（体積％）　　　　　７６　　　　７
４水（体積％）　　　　　　　　　　２４　　　　２６
硫黄（重量％）　　　　　　　　　２．９　　　２．８
表−… 基社互丘生 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃８　　　　＃
９　　　＃１０　　　＃１１０．０２７　　０．０３５
　　０．０４４　　０．０３６９５．４　　　９５．４
　　　９５．４　　　９５．４０．７　　　０．７　　
　０．７　　　０．７１．４　　　１４　　　１．４　
　　１．４２．５　　　２．５　　　２．５　　　２．
５７２．２　　　７０．４　　　６８．７　　　７０２
７．８　　　２９．６　　　３１．３　　　３０２．８
　　　２．７　　　２．６　　　２．７これらの乳濁液
を表■の操作条件の下で燃焼させた。
（以下余白） 基準 １星夜 供給速度（ＬＢ／Ｈ）　　　　　　　５５．１熱入力（
ＭＭＢＴＵ／Ｈ）　　　　　０．７５燃料温度（”Ｆ）
　　　　　　　　　１４９蒸気／燃料比（Ｗ／Ｗ）　　
　　　　０．３０蒸気圧（Ｂ　Ａ　Ｒ）　　　　　　　
　　２．４平均粒径（μｍ）３２ 表Ｖ １１象庄 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃７
　　　　＃８＃９　　　＃１０　　　＃１１５６．５　
　　５７．８　　　５９．４　　　６０．９　　　６３
．７０．７５　　　０．７５　　　０．７５　　　０．
７５　　　０．８２１４９’　　　１４９　　　１４９
　　　１４９　　　１５４０．３０　　　０ＪＯＯ，３
００ＪＯ０ＪＯ２，４２，４２，４２，４２，４ これらの乳濁液の燃焼特性の概要をを表ＶＩ示す。
（以下余白） 表ＶＩから明らかなように、硫黄に対する添加剤の比率
が増加すると燃焼効率及び硫黄酸化物の放出が改善され
ることがわかる。この添加剤中の主な元素はナトリウム
であった。
また、いずれも同一の熱入力（ｔｈｅｒｍａｌ　１ｎｐ
ｕｔ）（０，８２ＭＭＢＴＵ／Ｈ）を示す例■の乳濁液
＃６と＃ｌｌを比較すると、平均粒径の相違（３４μｍ
に対し１４μｍ）は燃焼特性に影響を与えず、硫黄に対
する添加剤のモル比を同一にして燃焼させると同様な量
のＳ＋、（５１，７％に対し５２．３％）を捕獲できる
ことを示している。
さらに、乳濁液＃９と＃１１を比較すると、ＳＯ７の捕
獲は熱入力に依存しないことがわかる。
乱」■ 粘性の炭化水素として残留燃料油を使用して、さらに７
つの乳濁液中の油を用意した。これらの乳濁液の組成を
表Ｖｌ＋に示す。
（以下水」７ 基準　　　乳濁液 五星腹　　＃１２ 添加剤／硫黄（モル比）　　　　　　　　　　０．１０
Ｍｇ（５モル）０　　　　９９．０ Ｃａ（５モル）　　　　　　　　０　　　　０．２５Ｂ
ａ（５モル）０　　　　０．２５ Ｆｅ（％モル’）　　　　　　　　０　　　　０．５Ｌ
ＨＶ　（ＢＴＵ／ＬＢ）　　　　　１３０８６　　１２
５５３ビチユーメン（体積％）　　　　　７６　　　　
７３水（体積％）　　　　　　　　　　２４　　　　２
７硫黄（重量％）　　　　　　　　　２．９　　　２．
８表Ｖ［［ １社ニー生 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃１
３　　　＃１４　　　＃１５　　　＃１６　　　＃１７
０．２０　　　０，３０　　　０，５０　　　０．６８
　　　０．７８９９．９　　　９９．９　　　９９．９
　　　９９．９　　　９９．９０．２５　　　０．２５
　　　０．２５　　　０．２５　　　０．２５０．２５
　　　０．２５　　　０．２５　　　０．２５　　　０
．２５０．５　　　０．５　　　０．５　　　０．５　
　　０．５１２２２３　　１２２２３　　　！１７０６
　　１１１８９　　１０８４５２．７　　　２．８　　
　２．６　　　２．５　　　２．４燃焼試験は表Ｖｌｌ
＋の操作条件の下で行った。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 及匡痕　　＃１２ 供給速度（ＬＢ／Ｈ）　　　　　　５５．１　　　５７
．２熱入力（ＭＭＢＴＵ／Ｈ）　　　　０．７５　　　
０．７５燃料温度（”Ｆ）　　　　　　　　１４９　　
　１４９蒸気／燃料比（Ｗ／Ｗ）　　　　　０．３０　
　　０．３０蒸気圧（Ｂ　Ａ　Ｒ）　　　　　　　　２
．４　　　２．４平均粒径（μｍ）　　　　　　　　３
２　　　　３２表Ｖ［１１ １傷条庄 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃１
３　　　＃１４　　　＃１５　　　＃１６　　　＃１７
５９．２　　　５９．２　　　６２　　　　６４．７　
　　６６０．７５　　　０．７５　　　０．７５　　　
０．７５　　　０．７５０．３０　　　０，３０　　　
０，３０　　　０．３０　　　０．３０２．４　　　２
．４　　　２．４　　　２．４　　　２．４これらの乳
濁液の燃焼特性の概要を表Ｉｘに示す。
（以下余白） 表ＩＩＩ及びＶＩの場合と同様に、表ＩＸから明らかな
ように、硫黄に対する添加剤の比率が増加すると乳化し
た炭化水素燃料の燃焼特性が良くなることがわかる。ま
た、表ＩＸから明らかなように、硫黄に対する添加剤の
比率が増加すると硫黄酸化物の放出量が減少することが
わかる。さらに、乳濁液＃１６及び＃１７を見ると、得
られた硫黄酸化物の放出量は、Ｎ０１６燃料油の場合よ
りも少ないことがわかる。この添加剤中の主な元素はマ
グネシウムであった。
匹−江 炭化水素成分として多量の硫黄を含むＮ＋、６燃料油を
使用して、さらに６つの乳濁液中の油を用意した。これ
らの乳濁液の組成を表Ｘに示す。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 １鼠巌　　＃１８ 添加剤／硫黄（モル比）−０，００７ Ｎａ（５モル）　　　　　　　　　Ｏ９５，４Ｋ（５モ
ル）　　　　　　　　　　ＯＯ，７Ｌｉ（％モル’）　
　　　　　　　　０　　　　１．４Ｍｇ（５モル）０　
　　　２．５ ＬＨＶ　（ＢＴＵ／ＬＢ）　　　　　　１３２１５　　
１３２１５燃料（体積％）　　　　　　　　　　７５　
　　　７５水（体積％）　　　　　　　　　　　２５　
　　　２５硫黄（重量％”）　　　　　　　　　　１．
９　　　１．９表−人 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃１９　　　＃
２０　　　＃２１　　　＃２２０、（［９０，０３２０
，０４５０，１５９５，４９５，４９５，４９５，４ ０，７０，７０，７０，７ １，４１，４Ｌ、４　　　１．４ ２．５　　　２．５　　　２．５　　　２．５１．９　
　　１．９　　　１．９　　　１．９表ＸＩの操作条件
の下で燃焼試験を行った。
（以下余白） 基準 瓦風東 供給速度（ＬＢ／Ｈ）　　　　　　　５４．５熱入力（
ＭＭＢＴＵ／Ｈ）　　　　　０．７５燃料温度（’　Ｆ
　）　　　　　　　　　１４９蒸気／燃料比（Ｗ／Ｗ）
　　　　　　０．３０蒸気圧（Ｂ　Ａ　Ｒ）２．４ 平均粒径（μｍ）３４ 表Ｘ！ １生条止 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃１
８　　　＃１９　　　＃２０　　　＃２１　　　＃２２
５４．５　　　５４．５　　　５４．５　　　５４．５
　　　５６．８０．７５　　　０．７５　　　０．７５
　　　０．７５　　　０．７５０ＪＯＯ，３００，３０
０，３００，３０２，４２，４２，４２，４２，４ これらの乳濁液の燃焼特性の概要を表Ｘｌｌζ、す。
（以下余白） 例■からＩＩ＋までの場合と同様に、表Ｘｌｌは、これ
ら６の乳濁液を燃料として燃焼させた場合における本発
明の添加剤の硫黄放出量に対する作用を示している。こ
の添加剤中の主な元素はナトリウムであった。
例Ｖ 最後に、乳濁液の炭化水素成分として多量の硫黄を含む
バナジウムガス油を使用して、７つの乳濁液中の油を用
意した。これらの乳濁液の組成を表Ｘｌｌ＋に示す。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 １亙痕　　＃２３ 添加剤／硫黄（モル比）　　　　　　　　　　　０．０
０５Ｎａ（５モル）　　　　　　　　　Ｏ９５，４Ｋ（
５モル）　　　　　　　　　　ＯＯ，７Ｌｉ（５モル）
　　　　　　　　　０　　　　１．４Ｍｇ（５モル）　
　　　　　　　　０　　　　２．５ＬＨＶ　（ＢＴＵ／
ＬＢ）　　　　　　１３３２０　　１３３２０燃料（体
積％）　　　　　　　　　　７５　　　　７５水（体積
％）　　　　　　　　　　　２５　　　　２５硫黄（重
量％）　　　　　　　　　　１．８　　　１．８表Ｘｌ
ｌ＋ 夷柱旦批良 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃２
４　　　＃２５　　　＃２’６　　　＃２７　　　＃２
８０．０１２　　０．０１５　　０．５０　　　０．１
０　　　０．１８９５．４　　　９５．４　　　９５．
４　　　９５．４　　　９５．４０．７　　　０．７　
　　０．７　　　０．７　　　０．７１．４　　　１．
４　　　１．４　　　　Ｌ、４　　　１．４２．５　　
　２．５　　　２．５　　　２．５　　　２．５１．８
　　　１．８　　　１．８　　　１．８　　　１．７こ
れらの乳濁液を表ｘＩｖの操作条件の下で燃焼させた。
（以下余白） 基準　　　乳濁液 １鳳庖　　＃２３ 供給速度（ＬＢ／Ｈ）　　　　　　　　５４　　　　５
４熱入力（ＭＭ　Ｂ　Ｔ　Ｕ／　Ｈ）　　　　　　０．
７５　　　０．７５燃料温度（”Ｆ）　　　　　　　　
　　１４９　　　１４８蒸気／燃料比（Ｗ／Ｗ）　　　
　　　　０．１５　　　０．１５蒸気圧（ＢＡＲ）　　
　　　　　　　　１．５　　　１．５平均粒径（μｍ）
　　　　　　　　　　１４　　　　１４表ＸＩＶ １１灸組 乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液　　乳濁液＃２
４　　　＃２５　　　＃２６　　　＃２７　　　＃２８
０．７５　　　０．７５　　　０．７５　　　０．７５
　　　０．７５０．１５　　　０．１５　　　０．１５
　　　０．１５　　　０．０５Ｌ、５　　　１．５　　
　１．５　　　１．５　　　１．５これらの乳濁液の燃
焼特性の概要を表ｘ■に示す。
（以下余白） この場合も硫黄酸化物の放出における添加剤の作用が明
確に現れている。硫黄に対する添加剤の比率の増加とと
もに、乳化した炭化水素燃料の燃焼効率は９９．９％に
なる。硫黄に対する添加剤の比率が増加するとＳ　Ｏを
及びＳＯ１放出量は少なくなる。乳濁液＃２５．２６．
２７及び２８から明らかなように、硫黄に対する添加剤
の比率が増加するとＳＯ７除去の効率も増大する。また
、乳濁液＃２５から２８に関して、ＬＢ／ＭＭＢＴＵに
おける硫黄酸化物の放出量は、Ｎ＋、６燃料油を燃焼し
た場合に得られる量よりも少ない。
週−Ｖｌ− 乳濁液＃１５．１６及び１７のような乳化した燃料を燃
焼して得られる灰分の主な成分は、融点２１７４°Ｆの
３　Ｍ　ｇ　Ｏ・ｖ　ｚ　ｏ　ｓ　（オルトバナジウム
酸マグネシウム）であった。周知のように、オルトバナ
ジウム酸マグネシウムは燃焼系内のバナジウムによる腐
食を防ぐ。従って、Ｃａ＋、Ｂａ＋、Ｍｇ＋、Ｆｅ＋＋
＋及びこれらの混合物から選択される元素から成る添加
剤を使用して燃焼した乳濁液からの灰分と、Ｎａ＋、Ｋ
゛、Ｌｉｏ及びＭｇ−（主にＭｇ”）から選択された元
素から成る添加剤を使用して燃焼した乳濁液からの灰分
は、高温腐食のない燃焼を行うことが出来る。
このような高温腐食は、通常、液体炭化水素の燃焼中に
バナジウム低融点化合物によって引き起こされる。
（発明の効果） 上述したように、本発明に従って製造し、操作条件を調
節して燃焼させた乳濁液中の油は、燃焼効率が９９，９
％であり、固体の微粒子含有量及び硫黄酸化物の放出量
が少なく、Ｎ＋、６の燃料油を燃焼した場合に得られる
結果と同様な結果を示すことが出来る。また、本発明に
よれば、９０％以上の硫黄を除去することが出来る。
代理人　弁理士　志賀富士弥・。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）硫黄を含む炭化水素と水の混合物に、乳化剤とＮ
    ａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｌｉ＾＋、Ｃａ＾＋＾＋、Ｂａ＾＋＾
    ＋、Ｍｇ＾＋＾＋、Ｆｅ＾＋＾＋＾＋及びこれらの混合
    物から選択された水に可溶な添加剤とを混合することに
    よって炭化水素を含む乳濁液を形成して、該乳濁液を燃
    焼させることから成り、前記炭化水素中の硫黄に対する
    前記添加剤のモル比は、前記乳濁液の燃焼におけるＳＯ
    ＿２放出レベルが１．５０ｌｂ／ＭＭＢＴＵ以下になる
    ように調整されることを特徴とする、硫黄を含む炭化水
    素から製造した可燃性燃料の燃焼における硫黄酸化物の
    形成及び放出を制御する方法。
  2. （２）前記乳濁液に含まれる炭化水素中の前記硫黄に対
    する添加剤のモル比が、０．０５０以上であることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）前記乳濁液に含まれる炭化水素中の前記硫黄に対
    する添加剤のモル比が、０．１００以上であることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. （４）前記乳化剤が、陰イオン界面活性剤、非イオン界
    面活性剤、陽イオン界面活性剤及び陽イオン界面活性剤
    と非イオン界面活性剤の混合物から選択されることを特
    徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  5. （５）前記非イオン界面活性剤が、エトキシレートアル
    キルフェノール、エトキシレートアルコール、エトキシ
    レートソルビタンエステル、及びこれらの混合物から選
    択されることを特徴とする、特許請求の範囲第４項記載
    の方法。
  6. （６）前記陽イオン界面活性剤が、脂肪ジアミンのヒド
    ロクロリド、イミダゾリン、エトキシレートアミン、ア
    ミドアミン、第四アンモニウム化合物、及びこれらの混
    合物から選択されることを特徴とする、特許請求の範囲
    第４項記載の方法。
  7. （７）前記陰イオン界面活性剤が、長鎖カルボン酸、長
    鎖スルホン酸及びこれらの混合物から選択されることを
    特徴とする、特許請求の範囲第４項記載の方法。
  8. （８）前記乳化剤が、親水性親油性バランス１３以上の
    非イオン界面活性剤であることを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項記載の方法。
  9. （９）前記非イオン界面活性剤が、２０のエチレンオキ
    ドでオキシアルキル化したノニルフェノールであること
    を特徴とする、特許請求の範囲第８項記載の方法。
  10. （１０）前記陰イオン界面活性剤が、アルキルアリルス
    ルホン酸塩、アルキルアリル硫酸塩、及びこれらの混合
    物から選択されることを特徴とする、特許請求の範囲第
    ７項記載の方法。
  11. （１１）前記乳化剤が、乳濁液中の油の全重量に対して
    約０．１乃至５重量％の量であることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項記載の方法。
  12. （１２）約５乃至３０重量％の水を含み粒径１０乃至約
    ６０μｍの乳濁液中の油が得られるように、前記乳濁液
    中の油を調整することを特徴とする、特許請求の範囲第
    １項記載の方法。
  13. （１３）燃料温度２０乃至８０（℃）、蒸気／燃料比０
    ．０５乃至０．５（ｗｔ／ｗｔ）、空気／燃料比０．０
    ５乃至０．４（ｗｔ／ｗｔ）、及び蒸気圧２乃至６（Ｂ
    ＡＲ）又は空気圧２乃至７（ＢＡＲ）の操作条件の下で
    前記乳濁液中の油を燃焼させることを特徴とする、特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
  14. （１４）燃料温度２０乃至６０（℃）、蒸気／燃料比０
    ．０５乃至０．４（ｗｔ／ｗｔ）、空気／燃料比０．０
    ５乃至０．３（ｗｔ／ｗｔ）、及び蒸気圧２乃至４（Ｂ
    ＡＲ）又は空気圧２乃至４（ＢＡＲ）の操作条件の下で
    前記乳濁液中の油を燃焼させることを特徴とする、特許
    請求の範囲第１項記載の方法。
  15. （１５）燃焼による固体産出物中に燃料の硫黄を化学的
    に固定することによって、実質的に二酸化硫黄及び三酸
    化硫黄の放出を減少させて、乳濁液中の油を燃焼させる
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の方法。
  16. （１６）前記乳濁液中の油の燃焼により、実質的に三酸
    化硫黄の生成を減少させ、濃硫酸による伝熱表面の腐食
    （低温腐食）を防ぐことを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項記載の方法。
  17. （１７）前記乳濁液中の油の燃焼により、高融点灰分を
    生成し、バナジウムによる伝熱表面の腐食（高温腐食）
    を防ぐことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
    方法。
  18. （１８）乳濁液中の炭化水素と、Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｌ
    ｉ＾＋、Ｃａ＾＋＾＋、Ｂａ＾＋＾＋、Ｍｇ＾＋＾＋、
    Ｆｅ＾＋＾＋＾＋、及びこれらの混合物から選択される
    硫黄捕獲添加剤とから成る炭化水素可燃性燃料。
  19. （１９）前記炭化水素が硫黄を含み、該硫黄に対する前
    記添加剤のモル比が０．０５０以上となるように前記添
    加剤が前記乳濁液中に存在することを特徴とする、特許
    請求の範囲第１８項記載の炭化水素可燃性燃料。
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