JPH0633373B2 - 燃料添加剤用鉄酸化物及びその使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭、石油系燃料の添加剤及びその添加剤の
使用方法に関する。

〔従来の技術〕

ボイラ及びガスタービンなどの原動機では運転経費に占
める燃料費の割合が高いため、アスフアルトや石油コー
クス、石油化学における残渣油、副生油など石油系低質
燃料の実用化が進められている。これらの燃料は、LN
G、軽質油はもとより一般の重油に比べて安価であるば
かりか、発熱量も高く、既設設備の簡単な改造で転用で
きるため、今後需要が大きく伸びることが予想される。
又、ベネズエラ産のオリノコタールと称される高粘度で
Ｓ（硫黄）、Ｖ（バナジウム）、Na（ナトリウム）を多
量に含む重質油などもエネルギーの長期的立場から見れ
ば、燃料としての用途が考えられる。

しかし、これらの石油系低質燃料は、軽質油はもとより
一般の重油に比べても(1)固定炭素量が多く揮発分が少
ない、(2)着火温度が高く、又燃焼速度も遅いため安定
した燃焼状態が得られず、燃焼ガス中に多くの未燃炭素
が含まれるなどの欠点がある。

これらの欠点を補う方法として、(1)燃焼用空気を多く
する。(2)石油コークスなどの固形燃料は微粉化して燃
焼用空気との接触面積を大きくする。(3)アスフアルト
やタール類に対しては予熱温度を上げると共に、噴霧燃
焼時の粒子を微細化して接触面積を大きくする。(4)こ
の目的に合致したバーナを開発するなどの方法が実施さ
れている。

しかし、これらの改善策は次のような問題点があり、十
分な対策とはいえない。

すなわち、(1)燃焼用空気の増加は、ボイラ効率の低下
のみならず、燃焼ガス中のNOxやSO₃の生成を促し、環境
汚染や硫酸露点腐食を発生させる。(2)の微細化は粉砕
機の能力に限界があり、微粉砕するには多大の設備費用
を要する。又、(3)の予熱温度の上昇はエネルギの消耗
につながり、(4)のバーナの改良、開発についても容易
でなく、現在のところ完全なものは開発されていない。

以上のような状況に鑑み、従来から助燃剤（燃焼促進
剤）の研究が行われBa、Mn、Ce、Cu、CO などの化合物
を燃料中に添加する方法が採用されている場合がある
が、これらの金属類は重金属類に属し公害上の問題があ
るほか、経済的でないなどの欠点がある。

本発明者らはさきに、特願昭６０−２４４１５５「燃料
添加剤」として鉄酸化物の燃料中への添加によつて、燃
焼によつて発生する多くの障害を防止する方法を提案し
た。

鉄化合物としては、FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃、FeOOH、Fe(OH)
₃、FeCO₃、FeSO₄、FeCl₂、Fe(NO₃)₂などの無機のもの、
オクチル酸鉄、ナフテン酸鉄、ステアリン酸鉄、錯酸
鉄、蟻酸鉄、メタクリル酸鉄などの有機系のものに分類
され、いずれの化合物も高温の燃焼領域では酸化した
り、分解する工程を経て最終的にはFe₂O₃ 粒子として燃
焼ガス中に浮遊するものである。

一般に無機系鉄化合物は微粉末状として燃料中へ添加
し、有機系鉄化合物は水溶液や燃料中の溶解した状態で
使用されることが多い。燃料中への分散や燃焼ガス中で
の均一分布性などについては、有機系の鉄化合物の方が
はるかに有利であるが高価であるため、安価な石油系低
質燃料を採用しているメリツトが少なくなつているのが
現状である。

このような事情から「特願昭６０−２４４１５５」 では微細な鉄酸化物の使用を提案し、（少なくとも１μ
ｍ以下の粒子を８０％以上含むもの）一応の目的は達し
たが、昨今では微細で反応性に富む酸化鉄添加剤の要求
が強く、又、前記石油系低質燃料のみならず、石炭燃料
に対しても有効な鉄酸化物の出現が望まれている。

さらにこの種の無機系鉄化合物に要求される性質とし
て、水溶液や燃料中で均一に分散すると共に、これらを
輸送するポンプ動力が少なくて済み、ポンプ部分及びバ
ーナノズルなどに対しても摩耗を起さないものが期待さ
れている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、長期間連続使用しても運転経費の安い酸化鉄
を使用する際、従来の鉄酸化物を使用した場合の下記の
欠点、すなわち、水溶液中及び燃料中における均一分
散性の悪さ、これらに多量の酸化鉄を加えると粘度が
上昇するため、燃料配管への注入時に大きな動力を必要
とすること、又水溶液中や燃料中に添加している酸化
鉄が長期間の保管中のその一部分が容器の底部に沈降し
た際、泥状となつて固着し再分散させにくいなどの取扱
上の欠点を改善し、更にボイラなどへ従来の酸化鉄を燃
料中へ注入した場合、期待される下記の問題点、すなわ
ち、燃料の燃焼促進効果の向上、燃焼ガス中で生成
するNOx発生量の抑制効果の向上、燃焼排ガス中に含
まれているダストの電気集じん装置（以下EP）での捕集
効率の向上、さらにボイラ炉内に脱硝用触媒が設置さ
れている場合はこの触媒機能に悪影響を与えないのみな
らず、機能を向上させるなどの作用機構が十分でない現
状を改善するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、 (1) 微細な酸化鉄よりなり、その形状が板状又は板状
の中央部に貫通孔を有する環状であることを特徴とする
燃料添加剤、 (2) 板状及び環状酸化鉄をMg化合物中に混入してなる
ことを特徴とする燃料添加剤 及び (3) 板状又は環状酸化鉄を水スラリ又はオイルスラリ
として石油系及び石炭燃料中に混入することを特徴とす
る上記添加剤の使用方法である。

〔作用〕

(1) 酸化鉄の微細化による作用機構の向上 酸化鉄を燃料中に添加する場合、一般に重量含有量によ
つて規定されることが多いが粒子径が異なると、その表
面積や粒子数に大きな差が生ずることとなる。例えば直
径４４μｍの酸化鉄粒子の表面積を１とすれば、同じ重
量の酸化鉄粒子を２０μｍに粉砕するとその表面積は
２．２倍となり、同じく１０μｍとすると４．４倍、２
μｍで２２倍、０．５μｍでは８８倍に増大する。又４
４μｍの酸化鉄粒子数を１とすると、２０μｍに粉砕し
たものの数は１１個、１０μｍでは８５個、２μｍでは
１０，６００個、０．５μｍにすれば６８１，０００個
に達する。（但しこれらの計算は粒子の形状を球とした
場合） このように酸化鉄を超微粒子にすると、同じ添加重量で
も表面積は勿論、粒子数が飛躍的に増加する。表面積の
増大は酸化鉄表面における化学反応の促進に効果があ
り、粒子数の増加は燃焼ガス中に浮遊している未燃炭素
と接触する機会を著しく増加させることとなり、粗粒子
の酸化鉄に比べ物理的に反応機会を増大させることとな
る。

(2) 酸化鉄粒子の形状と作用機構 一般に酸化鉄粒子は超微粒子と称されるものでも、その
形状は針状を呈しているものが多い。このような粒子は
たとえ燃料中に分散剤と共に添加していても輸送時など
の振動が加えられたり、長期間そのままの状態で保管さ
せて置くと粒子同志が相互にからみ合つて粗大粒子を形
成して、容器の底部へ沈殿する現象がある。このように
粒子が相互にからみ合つて粗大粒子を形成したものは機
械的に撹拌しても元の微細な粒子に戻ることはなく、終
局的には粗大な酸化鉄粒子を使用していることと同じこ
ととなる。このため、燃料配管中に沈降したり、燃料ポ
ンプやバーナチツプを摩耗損傷させる原因となる。

本発明の酸化鉄粒子は、超微粒子であるために、前述の
(1)の効果に加え、次に示すような極めて有用な作用機
能を示す。

すなわち、酸化鉄粒子が鋭角のない板状を呈しているた
め、燃料中に多量に添加していてもポンプやバーナチツ
プを摩耗させることがない。又粒子同志が相互にからみ
合うことが少ないため、二次的に粗大粒子をつくること
がなく、沈降現象がない上、同一添加量であればその燃
料油の粘度に対する影響が少なく輸送動力が少なくて済
むこととなる。

さらに板状粒子の中央に貫通孔を有する酸化鉄では（以
下環状酸化鉄）貫通孔中を燃料が通過することが可能と
なるため、前述の板状粒子の作用機能を一段と向上させ
るほか、燃焼後でも、この貫通孔中を燃焼ガス成分が通
過するため酸化鉄表面で起る諸種の化学反応が著しく促
進することとなる。

以上の板状、環状酸化鉄粒子は、工技院大阪工業技術試
験所発行の“大工試ニユース”vol.29(1985)No.１１に
記載されている。

第５図及び第６図に本発明の板状及び環状酸化鉄粒子
の、第７図に市販の針状酸化鉄粒子の電子顕微鏡写真を
示した。

〔実施例〕

（実施例１） 本発明の板状及び環状酸化鉄を用いた燃料添加剤の組成
とその特性について述べる。

オイルスラリとして使用する場合 本発明の酸化鉄を使用して燃料添加剤を製造する場合の
一例を次に示す。

この組成のものを４枚羽根を有する撹拌機でよく撹拌す
るとオイルスラリーの燃料添加剤となる。このようにし
て製造した本発明の酸化鉄含有のオイルスラリと市販の
他の酸化鉄を同量添加したオイルスラリをつくり２０℃
における粘度とオイルスラリ中における酸化鉄の安定度
を調査した。安定度の調査はよく撹拌した後、目盛のあ
るガラス管に１００mlとり、１〜３カ月間静置して上澄
層の生成量と底部に堆積する酸化鉄量を比較した。第１
表はこの結果を示したもので、比較例の市販酸化鉄を含
むオイルスラリーの粘度は、仮え酸化鉄が微粒子であつ
ても粘度が非常に高くなつており、その取扱いが困難で
あることがわかる。この点ではFe₃O₄ の粒状酸化物の方
が粘度が低い。しかし安定性に乏しく、30日後その殆ん
ど全部が底部に沈降した。この点、針状の酸化鉄の安定
性は粒状のものに比べるとはるかに良好であつた。

これに対し、本発明の板状及び環状酸化鉄は粘度が低く
１ケ月間静置しても粒子の沈降は全く認められず良好な
安定性を示した。

次いで、針状と本発明の酸化鉄を含むスラリーを３カ月
間静置した結果、Ｃの針状酸化鉄と本発明の酸化鉄スラ
リーから少量の沈降現象が認められたが他の比較例は全
て沈降量が多く安定性に乏しいことが判明した。次いで
３ケ月間静置した本発明の酸化鉄とＣ及びＤの針状酸化
鉄スラリについて、ガラス管の上下を数回（５〜６回）
逆転して沈降した酸化鉄を再分散させて、再び１ケ月静
置したところ、針状の酸化物の沈降現象は早くなり、安
定性に乏しくなつていることが判明した。これは針状の
酸化鉄が微細であつても、一旦沈降すると粒子同志が相
互にからみ合つて見かけ上大きな粒子をつくり、沈降速
度を早くしたためと考えられる。この点板状及び環状の
酸化物はその形状から明らかなようにからみ合うことが
なく、長期間安定性を維持することが確認された。

水スラリとして使用する場合 本発明の酸化鉄を水スラリとして使用する場合の組成例
を次に示す。

オイルスラリーを製造するときと同様よく撹拌した後、
水スラリの粘度及びスラリとしての安定性を針状の酸化
鉄を同量添加したものと比較した。比較試験の方法はオ
イルスラリの場合と同様としたが、水スラリの場合は本
発明の酸化鉄スラリの特性が１カ月静置後針状のものに
比較して極めて良好であつたため、３カ月静置及びその
後の再撹拌などの試験は実施しなかつた。

第２表は水スラリとして調整した場合の試験結果を示し
たもので、オイルスラリの場合と同様、スラリ粘度が低
く、１カ月間静置しても極めて安定であることが判明し
た。特に環状の酸化鉄の水スラリは優れた特性を有して
いることが認められた。

以上の結果から本発明の板状及び環状酸化鉄は、オイル
スラリはもとより水スラリ状態にしても燃料添加剤とし
て極めて有望であることが判明した。

（実施例２） 実施例１のに示したオイルスラリ組成を用い、本発明
の酸化鉄２種類と市販の針状酸化鉄の金属材料に対する
摩耗特性を調査した。摩耗特性の調査はそれぞれの酸化
鉄を含むオイルスラリ中にAl合金鋳物２種Ｂ（JIS H 52
02のAC２ＡでAl-Cu-Si 系）製の直径８０mmの４枚羽根
のプロペラを浸漬し、一分間３００回転させつつ、２０
０時間連続試験を行つた。その後プロペラを取り出し、
試験前後の外観変化と重量変化から形状の異なる酸化鉄
の摩耗特性を評価した。この試験ではプロペラの回転数
を一定としたため、本発明の酸化鉄を含むオイルスラリ
粘度は低く容易に回転したが、比較品の針状酸化鉄のオ
イルスラリ中では同一回転数を得るのに前者に比べ大き
な動力を要したことはいう迄もない。

第３表は、この結果を示したもので、板状及び環状酸化
鉄を含むオイルスラリではAl合金製のプロペラでも外観
上殆んど形状変化が認められず、プイペラの表面が軽く
研摩されていたにとどまつたが、針状酸化鉄のオイルス
ラリではプロペラ表面に微細なスリ傷が無数に発生し
た。このような外観状の相違はプロペラの重量変化にも
あらわれ、本発明の酸化鉄スラリ中で回転させたものの
重量減少は極めて微小であつたのに対し、比較品の酸鉄
スラリ中で回転させたものは２０倍以上の摩耗量が確認
された。

（実施例３） 第１図に本発明の酸化鉄を水スラリとしてボイラ燃料中
へ添加し、燃料の燃焼と共にボイラ炉内へ分散させた例
を示す。燃料は燃料タンク１から配管２を通り燃料用ポ
ンプ３によつてボイラ炉４内へ噴霧され燃焼する。燃焼
後の高温ガスはボイラ伝熱管と熱交換を行い、空気予熱
器５を経て、電気集じん装置６によつてガス中の固形物
（ばいじん）を除去し、煙突７から外部へ放出される。
一方、燃焼用の空気は８の位置から空気予熱器５によつ
て熱交換を行つて昇温し、燃焼用空気として燃料用バー
ナを通つて炉内へ注入される。

本発明の酸化鉄を水スラリ状態で使用する場合は、実施
例１のに示した化学組成より高濃度の酸化鉄スラリ
（５０％）をつくつて水スラリタンク１３に貯蔵する。
一方、工業用水貯蔵タンク９から水を配管１０を通し
て、ポンプ11を経て燃料配管中へ圧入するがその位置は
燃料ポンプ３の前後のいずれでも注入可能なように水ス
ラリ配管１２を２系列設けている。酸化鉄の水スラリは
貯蔵槽１３から配管１４を通り、ポンプ１５によつて水
配管１５によつて水配管１０中へ注入するようになつて
いるので、この注入位置から燃料中へ注入される迄の配
管中には酸化鉄粒子の水スラリが存在していることとな
る。この水スラリ濃度は燃料消費量によつて、自動的に
ポンプ１５及びポンプ１１によつて制御できるようにな
つている。又、ポンプ１５から貯水槽９へ酸化鉄粒子を
配管１６を用いて送り、貯水槽中にて所定濃度の水スラ
リをつくり、燃料中へ注入することも可能である。

酸化鉄水スラリ貯蔵タンク１３内には空気吹込配管１７
が付属されており、必要に応じ稼動できる状態となつて
いる。

試験条件 供試ボイラ：蒸発量 600t/h 燃 料：市販Ｃ重油（Ｓ：２．５％，Ｖ：３０pp
m，Na：２０ppm） 注入した酸化鉄 (A) 本発明の超微粒板状酸化鉄（以下Ａ酸化鉄粒子） (B) 本発明の超微粒環状酸化鉄（以下Ｂ酸化鉄粒子） (C) 市販の超微粒針状酸化鉄（以下Ｃ酸化鉄粒子） (D) 無注入 性能比較項目 空気予熱器５出口排ガス中のばいじん量とその中に
含まれている未燃炭素量 電気集じん装置の効率 空気予熱器５入口の位置における排ガス中のSO₃、N
Ox量 第４表は、上記の試験結果を無注入時の測定値を１００
としてその比で示したものである。（尚、酸化鉄Fe₂O₃
としての燃料中への注入量は１００ppmになるように設
定したが実際には８０〜２１０ppmの範囲にあつた。） 酸化鉄の注入によつて、ばいじん量及びばいじん中の未
燃炭素分が減少しこれに伴つて、集じん効率が向上して
いるのが見られる。一般に電気集じん装置の効率は、ば
いじんの電気抵抗値が１０⁵〜１０⁸Ωcm程度のものに対
して極めて有効に作用するが、酸化鉄の注入によつて、
電気抵抗値の大きい未燃炭素の抵抗値が低下した効果が
あらわれたものと考えられる。SO₃，NOxの低下は注入し
た酸化鉄が燃焼炉壁管に付着して、その輻射吸収率を高
め、燃焼領域の最高温度を低くしたことによつて活性化
された酸素の発生量が低下し、SO₂→SO₃への酸化及びサ
ーマルNOxの発生を抑制したものと思われる。

このように酸化鉄の注入は極めて有効な作用を示した
が、特に本発明の板状及び環状酸化鉄の効果は一段と向
上 していることが確認された。

この理由は、酸化鉄が微粒子であることとともに、燃料
中へ均一に分散し、板状及び環状形をしているため、ガ
ス成分、燃料成分との接触がよくなり、又炉壁管に付着
しても、安定した状態で存在して剥離、脱落することが
少なく、長期間に亘つて酸化鉄特有の機能を発揮するも
のと考えられる。

（実施例４） 第２図に本発明の酸化鉄を含むオイルスラリを注入した
ボイラの概要を示す。

アスフアルト貯蔵タンク２１は流動性を維持するため、
蒸気加熱装置２２を設置しており、これをボイラへ導く
ための配管にも同種の加熱機構をもたせている。アスフ
アルトは１８０〜２３０℃に加熱され、ポンプ３３によ
つて、ボイラ４中へ注入して燃焼させる。オイルスラリ
は貯蔵タンク２４より配管２５を通り、注入ポンプ２６
により燃料ポンプ３３の出口側へ配管２７によつて注入
される。

ボイラから排出されるガス通路に設けられている空気予
熱器５、電気集じん装置６、煙突７は第１図と同様であ
り、燃焼用の空気８は空気予熱器５を通過して燃焼用空
気として燃料の燃焼に使用される。

試験条件 供試ボイラ：蒸発量180t/h 燃 料：アスフアルト（Ｓ：３．２％，Ｖ：５０
０ppm，Na：１００ppm）７０％にＣ重油（Ｓ：１．８
％，Ｖ：６３ppm，Na：１７ppm）３０％混合したもの 注入した酸化鉄；実施例３で使用したのと同じＡ酸化
鉄粒子、Ｂ酸化粒子及びＣ酸化鉄粒子を用い、下記の組
成のオイルスラリを調合して供試した。

マシンオイル Ｊ−９（出光興産商品名） 160ｇ 石油系スルホン酸カルシウム ３ｇ ソルビタンモノオレエト ３ｇ 酸 化 鉄 57ｇ 性能比較項目：実施例３と同じ 第５表は本実施例の結果を示したもので、アスフアルト
中に酸化鉄を注入してもＣ重油中へ注入した場合と同様
な効果が得られた。又酸化鉄としては本発明の板状及び
環状のものが従来の針状結晶のものに比べ、さらに良好
であることが認められた。

（実施例５） 本発明の酸化鉄を石油コークスを燃焼しているボイラに
適用した例を第３図に示す。石油コークス貯蔵タンク３
１から出たコークスはミル３２によつて所定の粒度に粉
砕され、空気予熱器５を通つて加温された空気配管３３
を経由してボイラ炉４内へ導入される。一方、Ｃ重油貯
蔵タンク３７からポンプ３８によつて、配管39を通して
同じくボイラ４へ導入される。

酸化鉄を含むオイルスラリは、貯蔵タンク34から定量ポ
ンプ３５によつて所定量を配管３６を通してＣ重油配管
３９へ注入し、ボイラ炉４内で８から吸引された燃焼用
空気によつて、石油コークスとＣ重油がボイラ炉内で燃
焼するようになつている。ボイラから出た燃焼ガスが煙
突から排出される迄の装置の設備は第１図及び第２図と
同様である。

試験条件 供試ボイラ：蒸発量 180t/h 燃 料：市販の石油コークス（Ｓ：４．２％，
Ｖ：６７０ppm，Na：６０ppm）６０％にＣ重油（Ｓ：
１．８％，Ｖ：４０ppm，Na：１０ppm）４０％の割合で
混合したもの。

注入した酸化鉄：実施例４で使用したものを重油中へ
実施例３と同量注入した。

性能比較項目：実施例３と同じ 第６表に試験結果を示した。この結果から明らかなよう
に、石油コークスを燃焼するボイラに対しても、本発明
の酸化鉄は極めて優れた性能を発揮した。

尚、本発明の酸化鉄を粉体状で石油コークス粉と混合し
た場合についても試験したところ、Ｃ重油中へ注入した
場合とほぼ同等の効果が認められた。ただこの方法では
酸化鉄粉末の注入量を制御するのが実用上困難である
上、粉末の輸送、取扱いなどの点でオイルスラリ状のも
のに比べ劣ることが判明した。

（実施例６） 本発明の酸化物を重油燃焼ボイラのガス側で発生する腐
食（例えばボイラの過熱器管では燃焼灰中に含まれてい
るＶ，Na 及びＳ化合物によつて加速酸化腐食を受け、
又排ガス中に含まれているSO₃が空気予熱器などの低温
部へ硫酸となつて凝縮付着して構成材料を酸腐食させ
る）対策として常用されているMg系化合物（Mg(OH)₂，M
gCO₃，MgO）中に添加した場合の実施例を説明する。

使用したボイラ第２図のものと同じもので、アスフアル
ト貯蔵タンク２１中にＣ重油を入れ、酸化鉄オイルスラ
リタンク２４中に酸化鉄とMg(OH)₂の混合オイルスラリ
を入れた。酸化鉄オイルスラリーの組成は実施例４に使
用したものを用いMg(OH)₂中にFe₂O₃ として重量２％に
なるように調整した。Mg(OH)₂は０．１μｍの粒度が全
体の８０％で残りの２０％は０．７〜１．２μｍのもの
である。

又、Mg(OH)₂ オイルスラリの組成は次の通りである。

この実施例における試験条件は次の通りである。

供試ボイラ：実施例４と同じ 燃 料：Ｃ重油（Ｓ：１．８％，Ｖ：６３ppm，N
a：１７ppm） 使用した添加剤の種類 添加剤注入量：燃料中のＶ含有量に対し、Mg/V＝１．
５（重量比）の割合いで燃料中へ注入した。

性能調査項目 ボイラ伝熱管上に付着しているデボジットの融点測定 排ガス中のNOx及びSO₃量の測定 （試験結果） 第７表は６カ月間に亘つて、供試添加剤を注入した場合
の結果を示したものである。Mg(OH)₂のみの注入では伝
熱管上のデボジツトの融点は確実に上昇して、デボジツ
ト中に含まれているＳ，Ｖ，Na化合物の腐食性を抑制し
ているが、注入期間が長くなると排ガス中のNOx量が増
加する欠点がある。この原因は白色のMgO｛Mg(OH)₂が過
熱されてMgOとなる｝が火壁管表面を覆つて白色炉壁管
となるため、輻射吸収熱が減少してその分燃焼領域が高
温状態を維持する結果、サーマルNOxの発生が増加した
ためである。

これに対し、酸化鉄を含ませておくと、MgOによる白色
化が抑制され、前記現象が抑制されている。特に本発明
の酸化鉄を含んでいるMg(OH)₂は針状酸化物添加のもの
に比べさらに有効であり、添加量が少ないためMg(OH)₂
のデポジツトの融点上昇効果はそのまま利用でき、MgO
の着色によつてサーマルNOxの抑制を完全に果してい
る。針状酸化鉄に比べ板状や環状酸化鉄は微細ではある
うえ平板としての機能を有しているためMgOの着色化に
対し、針状のものより有効であることが判明した。又SO
₃発生量に対してもよくその効果が認められている。

（実施例７） 第４図は本発明の酸化鉄を石炭燃料へ混合させたボイラ
の概要を示したものである。石炭は微粉状となつて、ボ
イラ炉内４１へ投入されて燃焼し、高温の燃焼ガスは過
熱器４２，４２′，４２″及び再熱器４３，４３′、節
炭器４４を通り、空気予熱器５で空気と熱交換を行い、
電気集じん装置６を経て煙突７から外部へ排煙される。
８は燃焼用空気の取入部で空気予熱器５で加熱され石炭
の燃焼用に使用される。ボイラ炉内の４９は燃焼ガスの
流れを示し、４０は石炭灰の取出し部を示したものであ
る。

試験条件 供試ボイラ：蒸発量 600t/h 燃 料：第８表に示す石炭を使用した。又この石
炭の燃焼灰の化学組成は第９表に示した。

注入した酸化鉄：実施例３と同じ。但し酸化鉄を添加
する場合には実施例１の水スラリとして石炭粉末に散布
した酸化鉄の添加量は３００〜５００ppm（石炭量に対
し）の割合となるようにしたが、実際には２００〜１０
００ppmの範囲であつた。

性能比較項目 実施例３と同じ 第１０表に試験結果を要約したが、本実施例でも無添加
の場合の測定値を１００としその比で示した。この結果
から明らかなように、本発明の酸化鉄は石油系燃料を使
用するボイラの場合同様な効果が認められた。すなわち
針状の酸化鉄を注入しても、石炭の燃焼を促進し排ガス
中の未燃炭素量を少くすると共にSO₃，NOxの発生を抑制
し、電気集じん効率を向上させているが、板状及び環状
酸化鉄ではそれらの効果が一段と向上しているのが認め
られる。

石炭灰の電気抵抗は一般に高く、石油系燃料灰に比し捕
集しにくいのが普通であるが酸化鉄の注入によつて石炭
灰中に抵抗の低い酸化鉄が混入すると共に、酸化鉄の触
媒作用によつて排ガス中のSO₂がSO₃に酸化され、これが
酸化鉄粉末の表面にのみ付着し、石炭灰の抵抗値を下げ
電気集じん装置の効率を向上させたものと考えられる。
酸化鉄注入によるNOx，SO₃発生量の低下は石油系燃料の
実施例で述べたものと同様な機構によるものと考えられ
る。

〔発明の効果〕 本発明は、長期間連続使用しても運転経費の安い酸化鉄
を使用する際、従来の鉄酸化物を使用した場合の下記の
欠点すなわち、水溶液中及び燃料中における均一分散
性の悪さ、これらに多量の酸化鉄を加えると粘度が上
昇するため、燃料配管への注入時に大きな動力を必要と
すること、又水溶液中や燃料中に添加している酸化鉄
が長期間の保管中にその一部分が容器の底部に沈降した
際、泥状となつて固着し再分散させにくい、などの取扱
上の欠点を改善する効果を奏し、更にボイラなどへ従来
の酸化鉄を燃料中へ注入した場合、期待される下記の問
題点、すなわち、燃料の燃焼促進効果の向上、燃焼
ガス中で生成するNOx発生量の抑制効果の向上、燃焼
排ガス中に含まれているダストの電気集じん装置での捕
集効率の向上、さらにボイラ炉内に脱硝用触媒が設置
されている場合はこの触媒機能に悪影響を与えないのみ
ならず、機能を向上させるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例において採用したフロ
ーを示す図、第５図〜第７図は酸化鉄結晶の電子顕微鏡
写真で、第５図が本発明で使用する板状結晶、第６図が
同じく環状結晶、第７図が従来の酸化鉄で針状結晶をそ
れぞれ示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微細な酸化鉄よりなり、その形状が板状又
   は板状の中央部に貫通孔を有する環状であることを特徴
   とする燃料添加剤。
2. 【請求項２】板状及び環状酸化鉄をMg化合物中に混入し
   てなることを特徴とする燃料添加剤。
3. 【請求項３】板状又は環状酸化鉄を水スラリ又はオイル
   スラリとして石油系及び石炭燃料中に混入することを特
   徴とする上記添加剤の使用方法。