JPH0618625B2

JPH0618625B2 - 乳化剤

Info

Publication number: JPH0618625B2
Application number: JP61305369A
Authority: JP
Inventors: 三千生花房
Original assignee: IMAI SANGYO KK
Current assignee: IMAI SANGYO KK
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPS63158123A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ボイラー等の液体燃料と水とをエマルジョン
燃料化する乳化剤に関する。

［従来の技術とその問題点］従来、種々の液体燃料と水とを乳化剤を用いて乳化分散
させ、所謂エマルジョン燃料が作られている。すなわ
ち、エマルジョン燃料は、重油等の液体燃料、水、乳化
剤を比例混合した油中水滴形の安定した燃料を形成して
いる。このようなエマルジョン燃料をボイラー等のバー
ナーから噴霧して燃焼すると、通常、炉内温度は約１０
００℃に達し、重油の沸点前に噴霧重油中の水粒子が燃
焼雰囲気の体積膨張エネルギーで破壊し、油滴が再微細
化して、水粒子及び油滴の酸素と接触する面積が増大し
て、燃焼を促進させることができる。また、水の水性ガ
ス反応によっても燃焼が促進される。

しかしながら、従来の乳化剤では、液体燃料と水とを十
分に分散させることができず、燃焼の際に発生するばい
じんの量が多く、しかも、バナジウムやナトリウムに起
因する高温腐食を起こす問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、液体
燃料と水とを極めて良好に乳化分散し、燃焼時のばいじ
んの減少及び防食効果を発揮することができる乳化剤を
提供するものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、水酸化カルシウム２〜３重量％、ノニオン系
界面活性剤７〜３０重量％、キレート剤0.5〜１重量
％、多価アルコール３〜７重量％及び残部水からなる乳
化剤である。

ここで、水酸化カルシウムの量を２〜３重量％としたの
は、２重量％に満ない場合には、本乳化剤を混入して得
たエマルジョン燃料の燃焼効率の向上、ばいじん減少、
及び防食効果を十分に発揮できず、また、３重量％を越
えるとこれらの効果が水酸化カルシウムの量を増加して
もさほど高められない。

ノニオン系界面活性剤としては、アルキルフェノール等
があり、混合する液体燃料の種類等に応じて適宜これら
の中から選択するのが好ましい。ノニオン系界面活性剤
の量を７〜３０重量％としたのは以下の理由による。油
種即ち、各種油の比重差により水と油を混合した後の水
粒径（５〜１０μ）が、分離拡大する事を防止すると同
時に油中の水粒径を保持安定化する必要があるからであ
る。また、キレート剤としては、混合する液体燃料の種
類等に応じて適宜選択するのが望ましい。キレート剤の
量を0.5〜１重量％としたのは、以下の理由による。各
種水の中には若干鉄配管等を腐食させる事があるので、
鉄イオン封鎖剤として、乳化剤に対して、１％〜０．５
％程度で充分だからである。また、多価アルコールとし
ては、混合する液体燃料の種類等に応じてIPA（イソプ
リペルアルコール）等の中から適宜選択するのが好まし
い。多価アルコールの量を３〜７重量％としたのは、以
下の理由による。油に対する相容性と、水に対する相容
性を持たせる為３〜７％添加すれば充分で、尚乳化剤全
体としては、不引火となるからである。

また、水の量は、混合する液体燃料の種類、量に応じて
適宜設定するのが好ましい。

また、本発明の乳化剤と混合する液体燃料としては、Ａ
重油、Ｂ重油、Ｃ重油等がある。

［作用］本発明にかかる乳化剤によれば、所定量の水及び液体燃
料とをこの乳化剤によって乳化分散させ、エマルジョン
燃料を得る。得られたエマルジョン燃料を燃焼させる
と、エマルジョン燃料中のカルシウムは次のような反応
を行う。先ず、水酸化カルシウムとして高温下で次の反
応を行う。

このように加熱によって脱水されて生じた酸化カルシウ
ムは、重油等の液体燃料から分解遊離したカーボンと次
式のように反応し、カルシウムカーバイドを生成する。

CaO+3C→CaC₂+CO-114.8Kcal (2) カルシウムカーバイドは、水と反応して次式のようにア
セチレンと酸化カルシウムを生成する。

CaC₂+H₂O→CaO+C₂H₂ (3) アセチレンは、空気中の酸素と反応し、最終的には、次
式のように炭酸ガスと水になって大気中に放出される。

２C₂H₂+5O₂→4CO₂+2H₂O (4) このようにカルシウムは、比較的早期にカーボンを捕え
てアセチレンに変化し、エマルジョン燃料の燃焼を促進
させる。また、アセチレン発生の際に式(3)に示すよう
に酸化カルシウムが再生され、これが式(2)に戻って再
びカーボンを捕えるため、カルシウム１分子が１回反応
するだけでなく、リサイクルして数回反応に寄与する。
その結果、エマルジョン燃料の燃焼効率を増大させるこ
とができる。

また、本発明の乳化剤には、ノニオン系界面活性剤が含
まれているので、水溶液を油中に所謂W/O型（油中水滴
型）エマルジョンとして微粒子の状態で乳化分散させる
ことができる。このためエマルジョン燃料の噴霧を良好
にして均一な燃焼状態を得ることができる。

また、本発明の乳化剤中のカルシウム分は、水、液体燃
料と混ぜ合せた際に分子状態及び原子状態で存在し、そ
の大きさは0.5〜１ｍμであり、従来使用されていた水
酸化カルシウム超微粒子の場合（約４０μ）に比べて約
４万分の１の大きさである。このため重油等の液体燃料
と極めて効率よく接触して化学結合をし、長鎖状あるい
は壊状カーボンの発生を抑えて、燃焼時のばいじんを激
減させることができる。

また、乳化剤中のカルシウムが硫酸分を中和して低温腐
食を防止すると共に、バナジウム、ナトリウム等の低融
点成分と結合して高融点化合物を作る。その結果、高温
腐食を防止することができる。

［実施例］下記の組成を有する乳化剤と水とＡ重油を乳化分散させ
てエマルジョン燃料を得た。このエマルジョン燃料を用
いてボイラーを運転し、燃料排ガス中のばいじんの量を
調べたところ８０mg/m³Ｎであった。因みに、本乳化剤
を使用しない場合のばいじん量は３５０mg/m³Ｎであっ
た。更に、下記に併記した組成の従来の乳化剤を用いた
エマルジョン燃料の場合は、ばいじんの量は１８０mg/m
³Ｎであった。

また、実施例の乳化剤を用いた場合は、Ａ重油との乳化
分散は極めて良好であり、得られたエマルジョン燃料の
燃焼効率も高いものであった。更に、エマルジョン燃料
の燃焼に際しても高温腐食は全く見られなかった。これ
に対して、従来の乳化剤を用いたものでは、Ａ重油との
乳化分散も不十分であり、得られたエマルジョン燃料の
燃焼効率も実施例のものの約５０％以下であった。更に
その燃焼の際には、高温腐食が発生した。

［発明の効果］本発明にかかる乳化剤によれば、液体燃料と水とを極め
て良好に乳化分散し、燃焼時のばいじんの減少及び防食
効果を発揮することができるエマルジョン燃料を容易に
得ることができるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水酸化カルシウム２〜３重量％、ノニオン
系界面活性剤７〜３０重量％、キレート剤0.5〜１０重
量％、多価アルコール３〜７重量％及び残部水からなる
ことを特徴とする乳化剤。