JPS5811593A - 燃料調整方法および装置 - Google Patents

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】 この発明は有機または無機の材料または材料混合物を処
理することによって該材料の実際上利用できる燃焼価を
改良あるいは向上させるための方法に関する。

４！に１この発明の方法に従うと、燃料混合物特に固体
および液体成分双方を含有する燃料混合物の有効燃焼価
あるいは発熱量が向上する。

エネルイー論において、固体成分（例えば、石炭、無煙
炭、褐炭、燃焼性頁岩、しばしばこれらの混合物）およ
び液体成分（例えば、重質燃料油および水）で構成され
る燃料を利用することが知られている。実際に用いられ
る燃料混合物の組成は広く変えることができる。燃料混
合物中における水の量は、通常、該混合物の総量に対し
て５〜２０％である。固体成分例えば石炭の含有率およ
び重質燃料油の含有率は、通常、該混合物の総量に対し
てｌＯチを下回ることはなく、該混合物中の例えば石炭
の量を抑えることによってそれに応じて重質燃料油の量
を高めることができる。

燃料混合物は広い用途を持ち、液体成分例えば重質燃料
油だけの代シに用いられる。混合物の方が液体成分だけ
よプも安価であるからである。

同体成分および液体成分を含有する燃料混合物の主な欠
点はその燃焼価が低いことである。

上記燃料混合物の燃焼価を改善ないし向上させる九めの
従来の方法社、最も高い燃焼価を持つと思われる固体成
分（例えば、石炭）を用いると同時に１重質燃料油の量
を他の成分に対し７て増加させるということに基づいて
いる。燃料混合物の燃焼価Ｑ（単位側えｔｆｋＪ／に９
　）は固体成分および液体成分（重質燃料油）の燃焼価
（それぞれＱ固、　Ｑｌ［）並びにこれら成分の含量（
それぞれ重量％でＡ、Ｂ）から式 ％式％ によって計算される（ただし、水轄除外する）。

固体成分および液体成分を含有する燃料混合物を調製す
るための従来の方法は、例えば、粉末状に破砕した固体
成分を混合装置例えばタービン混合機中で液体成分と混
合することである。

この従来の方法の欠点社、燃料各成分の混合が充分でな
く、その結果、常時攪拌していないと、燃料混合物は比
較的速やかに（通常数時間で）層分離してしまうという
ことである。混合物を常時攪拌しなければならないとい
うことは該方法をめんどうにさせる。この欠点を補償す
るために、種々の安定剤（主として、化学物質）が加え
られている。通常、安定剤の量は燃料混合物総量の２．
３１である。この安定剤によって燃料混合物の安定性は
かなり向上する（層分離社多くの場合、普通、２〜３日
で初めて生ずる）。しかし、この安定剤の添加によって
燃料混合物が高価なものとなシ、安定な混合物を得ると
いう問題は適切に解決され友とはいえない。

上記燃料混合物を調製する丸めの従来方法に従って混合
機で成分の混合をおこなり九場合、その混合物の実際の
燃焼価は既述の式に従って計算された燃焼価に相当する
。また、該燃料混合物の一成分である水は、実際上、燃
焼過程において何の役もなさない、従来の燃料混合物の
調製方法および燃焼価向上方法に扛このような状況が欠
点として存在する。

この発明の目的は固体成分および液体成分を含有する燃
料もしくは燃料混合物の有効燃焼価を向上させるための
方法を提供することである。

この発明は、慣性力例えば高い重力加速度（例えば１０
８ｇ）を燃料に作用させることによって、大きな慣性力
によりて作用を受けた燃料間の反応中において、前記方
法で未処理のままの燃料におけるエネルギーに対して付
加的なエネルギーが発生するように燃料の構造が変化す
るという知見に基づいている。

上記目的を達成するために、この発明の方法では、燃料
混合物の成分に衝撃作用を与える。

好ましくは、少なくとも１０８倍の重力加速度を混合物
部分に作用させ、その際１０　　秒より短時間で燃料混
合物１時当シに４０ｋＪのエネルギーが付加される。

このような処理は、例えば、一連の爆発衝撃、電気的な
継続放電、またはストリームタイｆｔ九はロータータイ
プの装置中での機械的衝撃によって燃料または燃料混合
物を処理することによつて達成できる。

この発明の今一つの目的社との発明の方法に従って特に
燃料混合物を調製できる装置を提供することＫある。

以下、この発明を実施例に従って詳しく説明する。

石炭４１７チ、重質燃料油４１．７１および水１６６１
６のｍｌ成の燃料混合物を一連の機械的衝撃によって処
理し、１０８ｋＪ／に９以上のエネルギー量を１０　　
秒間で該燃料混合物に移行させると、該燃料混合物の有
効燃焼価が約５４４３ｋＪＡと増加する（すなわち、処
理に用いられたエネルギー量の約５０倍の増加）という
ことが実験によって確かめられた。

このように処理された燃料混合物の燃焼価の増加Ｆｉす
る程度混合物成分と成分の物理化学的性質によりても影
醤される。したがって、妥当な処理方法は所定の燃料を
用いて実験的に選定する必要がある。

上記方法に従って処理された燃料混合物の燃焼の際、水
もまた活性成分として関与する。この燃料混合物の燃焼
は同様の燃料混合物であって処理されていないものより
完全である。この処理され九混合物は貯東安定性が非常
に高い。

上記方法の実施には、西独国特許公開公報第２９２６０
４２号にほぼ従うディスインチグレーターが好適である
（記載されている装置社気化または水素化の目的のため
の石炭の調製に有用である）。

物質を分散させる九めのこのようなディスインチグレー
ターは互いに間隔をもつて配置され反対方向に回転する
２つの円板を備え、各円板上Ｋａその円周部に多数列に
分布した棒状打撃部材が配置され、該打撃部材列は交互
に入シ込んで固定されている。円板の中央部に物質の送
入口を備え、これらはろう斗状出口を備えたノ・ウジン
グ内に収容されている。円板は約５０備以上の半径を有
する。

よく知られているように、石炭（無煙炭、褐炭、頁岩）
の分散および機械的活性化用ディスインチグレーター例
えば既述の西独国特許公開公報第２９２６０４２号の装
置の構造によって石炭の良好な準備（活性化）が達成さ
れ、その結果、以後の気化および水素化工程がよりよく
進行する。

石炭の機械的活性化用ディスインチグレーターによって
、固体成分および液体成分を含有する燃料混合物中に用
いるための石炭が良好に準備され、を九長期貯蔵に対し
て実質的に改善され九安定性が該混合物に保証されるこ
とがわかり九・ 経験によって、石炭の活性化用２４７インチグレーター
のり一ターの構成に際して、石炭の部分が少なくとも３
回の連続する急激な衝撃（最初のローターサークルにお
いては少なくともＳＯ？？！／秒の衝撃速度および最後
のローターサークルにおいては少なくとも１５０ｍ／秒
の衝撃速度によって）に供されるような操作方法を選択
することが好ましいことがわかっている。

仁の場合、石炭の機械的活性化が最適におこなわれる。

一方、経験に基づいて、石炭（無煙炭、褐炭、頁岩）の
機械的活性化の合理的な操作方法は操作のために必要な
エネルギー量によって特徴づけることができる。これは
電気エネルギー１０〜２０　ｋＷｈ／ｌの消費に相当す
る。

経験によって、液体燃料（ジーゼル燃料、重質燃料油）
および水をディスインチグレーター中で活性化するため
には、１５０ｍ／秒以上の衝撃速度（例えば、１５０〜
２５０ｍ／秒）を用いることが好ましいことがわかって
いる。さらに１例えば上記の液体については、石炭およ
び他の多くの固体についてよりも約２倍回数の衝撃によ
って処理することが目的にかなっている。し九がって、
液体を機械的に活性化するための装置においては少なく
とも６つのサークル状の作用部材（打撃部材）を有する
ことが望ましい。液体燃料の活性化用ディスインチグレ
ーターの好ましい操作方法をその活性化工程で消費され
るエネルギーで特徴づけるとすると、少なくとも２０　
ｋＷｈ／ｌを操作時において液体燃料または水に移行さ
せるような□ローターの構造を従来のディスインチグレ
ーターを用いて固体成分および液体成分を含有する活性
化燃料混合物を製造するには、ある特定のディスインチ
グレーター中で石炭を活性化し、他の特定のディスイン
チグレーター中で燃料の液体成分例えば重質燃料油およ
び水を活性化し、その後第３の装置において燃料混合物
を一緒に混合するという方法を採る必要がある。このよ
うに多くの装置を必要とすることは従来のディスインチ
グレーターの構造の不完全さから生じている。

どの発明の装置によれば、固体成分および液体成分を含
有する活性化燃料混合物を１つのディスインチグレータ
ーで調製することができる。

上記目的を達成するために、この発明は相応する作用部
材すなわちディスインチグレーターのローターが３つの
処理領域を持つような構造を提供する。そのうちの２つ
の処理領域は固体成分および液体成分それぞれを独立に
並行して処理し、一方最後のローターサークルはＭ３の
処理領域を提供しそこで全ての成分の共通の処理が混合
とともにおこなわれる。このような構造（図面参照）に
おいて、左側のシャフトに固定されたローターは回転速
度３０００　ｍｉｎが好ましく、その直径ａｓｏｏ〜９
００■である。

右側のシャフトに固定されたもう一方のローターには回
転速度１５００　ｍｉｎが好ましく、その外径およびそ
れに対応するローター全体の外径は１２００■以下であ
ることが好都合である。

液体成分の処理領域■の最後の２つの衝撃サークルの中
心線において線速度の合計が少なくとも２００ｍ／秒と
なるようにすれば、回転速度および直径の他の組合せを
用いてもよい。

図面蝶この発明の装置の一実施例を軸に沿って示す概略
断面図である。

図面に示されている構造に基づいて、固体成分の処理領
域を３つ以上の衝撃（付与）サークルで構成することも
できるし、また巖終処理および混合のための処理領域を
２つ以上の衝撃サークルで構成することができる。

上記衝撃サークルからなる打撃部材の構造は任意的なも
のである。実際には全ての既知の打撃部材の幾何学形状
が利用できる。

図示の構造において、固体成分を投入するための普通の
ホ、−４′−の他に、液体成分例えば重質燃料油および
水を投入するための２つの投入管がディスインチグレー
ターの７１ウノングに設置されている。これら投入管は
液体成分が処理される、ローターの処理領域■内に達し
ているＯ図示の構造は２つのロータ゛τ１．２およびこ
れらに同心的に配置された衝撃サークルからなり、これ
らサークルによって固体成分の処理領域１、液体成分の
処理領域■、並びに全成分の処理および混合をおこなう
衝撃サークル（処理領域ｍ）が提供される。

固体成分の投入用ホッパー３はノ・ウジング４の中央部
に設置されている。液体成分投入用管５．６扛ホｙ　ｉ
４　　Ｊよりも下側の位置でノ・ウジングに設置されて
いる。ノーウジング４は固定された支持体６ａに取着さ
れ、そこにはギヤ等やその他の構造結線が配置されてい
る。ハウジング４の壁７はローターを取シ出す九め（交
換および修理するため）Ｋ分解できるようになっている
。ローター１．２はシャフト８．９に取着され、反応方
向に回転させることができる。ローターの処理領域１ｔ
ｉ２つの衝撃サークルを、処理領域■は６つの衝撃サー
クルを、そして処理領域■は１つの衝撃す〜クルを備え
ている。

この装置の操作に当って、ローターをギヤによって反対
方向に回転させ、燃料混合物成分を均一な連続流として
それぞれ対応するホラ／４’　−ないし管３（例えば石
炭）ないし管５，６（それぞれ例えば水、油）Ｋ投入す
る。燃料混合物の固体成分例えば石炭は、塊状であるが
、粉砕され、処理領域！内における急激な連続的な衝撃
によって、およびその後処理領域■において機械的に活
性化される。液体成分例えば重質燃料油および水はロー
ターの処理領域■において機械的に活性化され、その後
処理領域■において固体成分とともに混合される。この
成分の混合は装置の放射表面における混合物部分の流れ
によっておこなわれる。準備された、すなわち処理され
た燃料混合物は出口１０を通ってハウジングから排出（
流出）される。このように調製された活性化燃料混合物
は良好な安定性を有する。この混合物は幾週間もの貯蔵
によっても層分離することがない。さらに、この活性化
によって該混合物の引火点を低下させることができると
ともに、ゲイ２−装置において均一な燃焼が達成できる
。

一般に、上記装置において、燃料混合物の液体成分（例
えば、重質燃料油および水）はディスインチグレーター
の処理部材（ローター）の内部サークル間に投入され、
該混合物の液体成分が２回までの衝撃を受けるようにす
る。この場合、ローターの最初の衝撃サークル内で石炭
（無煙炭、褐炭、燃焼性頁岩）だけの粉砕が生じ、最後
の衝撃サークル内で燃料混合物成分の強い混合が固体成
分の付加的な微細化が生じる。

液体成分の処理に用いられる衝撃数（１回または２回）
はこれら成分を最後のまたは最後から２番目の衝撃サー
クル間のいずれかに投入するかによって維持される。比
較的重質の燃料油の場合には、最後から２番目の衝撃サ
ークル間に投入して２回の衝撃をおこなわせることが好
都合である。以上述べた方法によれば、少なくとも３週
間にわたってその安定性を夫々うことのない燃料混合物
が機械的混合方法に必要なエネルギー消費量と実際上同
じエネルギー消費量によって得られるということが確認
されている。

【図面の簡単な説明】

添付の図面はこの発明の一実施例に従う燃料調製装置の
概略断面図。 １．２・・・ローｐ−１３・・・ホッノや−、４・・・
ハウジング、５．６・・・投入管。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦６ 特許庁長官　　若　杉　和　夫　　殿 １．事件の表示 特願昭５７−６１１８３号 ２、発明の名称 燃料ｍ快方法および装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 デス口・／母テントフェルペルッングス・アーク゛−４
、代理人 昭和５７年７月２７日 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容　　　別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　燃料を九は燃料混合物を処理することによっ
   て燃料を調製する方法において、該燃料または燃料混合
   物を機械的な作用に供し、こうして処理され九物質を高
   い加速度に供することを特徴とする燃料調製方法。
2. （２）　　ｍ械的％用をディスインチグレーターで達成
   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
   。
3. （３）　　機械的作用が打撃作用であシ、それと同時に
   処理すべき物質を高い加速度に供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。
4. （４）　　燃料混合物が固体成分と液体成分からなり、
   該燃料混合物の全成分を同時に衝撃によって処理するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）処理を、少なくとも１０８倍の重力加速度を作用
   させ、燃料混合物１ｋｌ？当９に少なくとも４０　ｋＪ
   のエネルギー量を１０−２秒以下の時間で移行させるよ
   うにおこなう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）　　異彦る燃料混合物成分の同時処理を、少なく
   とも部分的に、別々のステージ、ン中で所定の条件下で
   おこなう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）　　固体成分と液体成分とを別々に衝撃によって
   処理し、しかる後これら成分を一緒に処理することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の方法。
8. （８）それぞれ円周に沿って多数列に配置された打撃部
   材を有する２つのローターを反対方向に回転させるよう
   に間隔をもって配置し、中央に物質投入口を有し、およ
   び出口を備えたハウジングを備えた装置において、固体
   成分および液体成分を含有する燃料混合物を処理するた
   めに、該２つのローターは該固体成分を処理するための
   第１の処理領域、該液体成分を処理するための第２の処
   理領域並びに該第１および第２の処理領域に連通した第
   ３の処理領域であって皺固体成分と液体成分との総体的
   処理および混合をおこなうためのものを構成し、該第１
   の処理領域は２つの衝撃サークルを備え、該第２の処理
   領域は該第１の処理領域と平行に配置されかつ少なくと
   も２つ以上の衝撃サークルを備え、および該第３の処理
   領域社少なくとも１つの衝撃サークルを備えたことを特
   徴とする燃料調製装置。
9. （９）　　ローターがそれぞれ異なる位置でハウジング
   と連通ずる少なくとも２つの入口を備え、液体成分用入
   口が固体成分用入口の下部に位置していることを特徴と
   する特許請求の範囲第８項記載の装置。