JPS61221295A - 乳化剤 - Google Patents
乳化剤Info
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- JPS61221295A JPS61221295A JP60057766A JP5776685A JPS61221295A JP S61221295 A JPS61221295 A JP S61221295A JP 60057766 A JP60057766 A JP 60057766A JP 5776685 A JP5776685 A JP 5776685A JP S61221295 A JPS61221295 A JP S61221295A
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- JP
- Japan
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- water
- oil
- emulsifier
- emulsion
- fuel
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
- C09K23/34—Higher-molecular-weight carboxylic acid esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は燃料油中水型の熱安定性エマルジョンを作るた
めの乳化剤ならびにエマルジョンおよびそれらの製法に
関するもので、このエマルジョンは燃焼前に予め加熱せ
られるタイプのものである。
めの乳化剤ならびにエマルジョンおよびそれらの製法に
関するもので、このエマルジョンは燃焼前に予め加熱せ
られるタイプのものである。
エマルジョンを作るため液状炭化水素燃料に水を加える
ことは燃料の燃焼に関し、極めて多くの利点があること
は衆知である。燃焼中、小さな水滴が燃料自身の中で爆
発的に気化し、燃料の優れた噴霧化をもたらし燃焼効率
を良好ならしめる。
ことは燃料の燃焼に関し、極めて多くの利点があること
は衆知である。燃焼中、小さな水滴が燃料自身の中で爆
発的に気化し、燃料の優れた噴霧化をもたらし燃焼効率
を良好ならしめる。
水を加えることは燃料の総合発熱量を損じるが、全燃料
消費量の幾分かの節約が達成せられる。また水の存在は
総合火炎温度を低下させNO2放出量が少なくなる傾向
がある。また未燃焼燃料成分および一酸化炭素の放出量
が少なくなるのでクリーンな燃焼が行える。事実、重質
燃料油の場合、乳化燃料のクリーンな燃焼で、炉のメン
テナンスコストを大巾に節約できる。
消費量の幾分かの節約が達成せられる。また水の存在は
総合火炎温度を低下させNO2放出量が少なくなる傾向
がある。また未燃焼燃料成分および一酸化炭素の放出量
が少なくなるのでクリーンな燃焼が行える。事実、重質
燃料油の場合、乳化燃料のクリーンな燃焼で、炉のメン
テナンスコストを大巾に節約できる。
従来、乳化燃料は、燃焼のすぐ前にオイルと水を機械的
に乳化させディーゼルエンジン内で燃焼せしめられてい
た。かかるエマルジョンは長時間の安定性に欠け、各エ
ンジンには各自の乳化装置をとりつけねばならない。ま
た、燃料と水はそれぞれ別の貯蔵ならびに取扱いシステ
ムがもうけられねばならない。
に乳化させディーゼルエンジン内で燃焼せしめられてい
た。かかるエマルジョンは長時間の安定性に欠け、各エ
ンジンには各自の乳化装置をとりつけねばならない。ま
た、燃料と水はそれぞれ別の貯蔵ならびに取扱いシステ
ムがもうけられねばならない。
乳化剤を用いて得られる石油留分中の木型安定エマルジ
ョンも米国特許第3,876,391号および英国特許
第2,066,288号から公知である。米国特許第3
,876,391号にはその第3表に、JP4航空航空
燃料型木型エマルジョンるためツイーン80とスパン8
0の乳化剤混合物を用いることが示されている。英国特
許第2,066.288号の実施例1には軽燃料油とメ
タノールの混合物に水を乳化させるためソルビタンモノ
オレエート(スパン)とエトキシル化ソルビタンモノオ
レエート(ツイーン)を用いることが示されている。し
かしながら、こういった文献は燃焼前にその粘度を低下
させるため予熱することを必要とせぬ軽油留分に関する
ものでしかない。
ョンも米国特許第3,876,391号および英国特許
第2,066,288号から公知である。米国特許第3
,876,391号にはその第3表に、JP4航空航空
燃料型木型エマルジョンるためツイーン80とスパン8
0の乳化剤混合物を用いることが示されている。英国特
許第2,066.288号の実施例1には軽燃料油とメ
タノールの混合物に水を乳化させるためソルビタンモノ
オレエート(スパン)とエトキシル化ソルビタンモノオ
レエート(ツイーン)を用いることが示されている。し
かしながら、こういった文献は燃焼前にその粘度を低下
させるため予熱することを必要とせぬ軽油留分に関する
ものでしかない。
燃料油は燃焼前に予熱(例えば粘度200csの燃料油
では40〜50℃)を必要とする。かかる加熱は通常油
中水型エマルジョンを分離させることになるので問題が
ある6本願明細書に於て使用せる「燃料油」なる語は粘
度が200〜380csの燃料油および公称粘度100
0.2000および6000csの重質燃料油を包含す
る。ガソリン、自動車用ディーゼル燃料、ガス油、工業
用ディーゼル燃料(粘度200cs以下の軽燃料油)の
如く予熱を必要としない軽油留分は除外される。
では40〜50℃)を必要とする。かかる加熱は通常油
中水型エマルジョンを分離させることになるので問題が
ある6本願明細書に於て使用せる「燃料油」なる語は粘
度が200〜380csの燃料油および公称粘度100
0.2000および6000csの重質燃料油を包含す
る。ガソリン、自動車用ディーゼル燃料、ガス油、工業
用ディーゼル燃料(粘度200cs以下の軽燃料油)の
如く予熱を必要としない軽油留分は除外される。
本発明の目的の一つは燃料油中水型の熱安定性エマルジ
ョンを作りうる乳化剤を提供するにある。
ョンを作りうる乳化剤を提供するにある。
本発明は(i)93〜97重量%のソルビタン脂肪酸モ
ノエステルと(ii) 3〜7重量%のポリソルベート
80の混合物からなる、燃料油中水型の安定なエマルジ
ョンを作るための乳化剤を提供する。
ノエステルと(ii) 3〜7重量%のポリソルベート
80の混合物からなる、燃料油中水型の安定なエマルジ
ョンを作るための乳化剤を提供する。
通常、この脂肪酸はラウリン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸あるいはオレイン酸である。ソルビタンモノエス
テルは好ましくはソルビタンモノオレエート(商標名ス
パン80として入手可能)である。
リン酸あるいはオレイン酸である。ソルビタンモノエス
テルは好ましくはソルビタンモノオレエート(商標名ス
パン80として入手可能)である。
ポリソルベート80はソルビトール1分子当り約20モ
ルのエチレンオキサイドが共重合せしめられたソルビト
ールのオレエートエステルの衆知商標名である。成分(
i)と(ii)の比は重量%で93〜97:3〜7であ
る。もし成分(ii)の使用量が多すぎると、エマルジ
ョンが非常に粘稠になる。この成分の有利な使用割合は
従来いづれの文献にも記載がない。
ルのエチレンオキサイドが共重合せしめられたソルビト
ールのオレエートエステルの衆知商標名である。成分(
i)と(ii)の比は重量%で93〜97:3〜7であ
る。もし成分(ii)の使用量が多すぎると、エマルジ
ョンが非常に粘稠になる。この成分の有利な使用割合は
従来いづれの文献にも記載がない。
上記2成分は水を加える前に混合し乳化剤とされねばな
らない。一般にこの乳化剤は炭化水素を加える前に水と
混合せられる。通常、この乳化剤は炭化水素含量に基づ
き0.02〜1容量%の割合で加えられる。水は炭化水
素含量の70容量%までが用いられる。炭化水素燃料で
の通常の使用においては水分は5〜20%である。しか
し特に冷炎が求められる場合、例えば孔あけ用リグのフ
レアスタフでは例えば25%までの如くより大量の水が
用いられる。
らない。一般にこの乳化剤は炭化水素を加える前に水と
混合せられる。通常、この乳化剤は炭化水素含量に基づ
き0.02〜1容量%の割合で加えられる。水は炭化水
素含量の70容量%までが用いられる。炭化水素燃料で
の通常の使用においては水分は5〜20%である。しか
し特に冷炎が求められる場合、例えば孔あけ用リグのフ
レアスタフでは例えば25%までの如くより大量の水が
用いられる。
エマルジョンは次に水滴をこわすため遠心コロイドミル
中を通過させるのが好ましい、一般にエマルジョン中の
水滴のサイズは100ミクロン以下である。水滴サイズ
分布は一般に存在する水の量によりことなる0例えば代
表的な5%水エマルジヨンでは容積で大部分の水は直径
10〜25ミクロンの水滴であり、勿論これにはより小
さな水滴も多く存在している。15%水エマルジヨンで
は容積で大部分は50〜100ミクロンの水滴である。
中を通過させるのが好ましい、一般にエマルジョン中の
水滴のサイズは100ミクロン以下である。水滴サイズ
分布は一般に存在する水の量によりことなる0例えば代
表的な5%水エマルジヨンでは容積で大部分の水は直径
10〜25ミクロンの水滴であり、勿論これにはより小
さな水滴も多く存在している。15%水エマルジヨンで
は容積で大部分は50〜100ミクロンの水滴である。
こうして作られた油中水型エマルジョンは長期にわたり
熱安定性で、炭化水素自体と同様に取りあつかうことか
できる。一般に煮沸および遠心分離でもこのエマルジョ
ンに実質的影響のないことが見出されている。
熱安定性で、炭化水素自体と同様に取りあつかうことか
できる。一般に煮沸および遠心分離でもこのエマルジョ
ンに実質的影響のないことが見出されている。
以下添付図を参照し実施例により本発明を説明する。
実施例 1 水/油エマルジョンの製造第1図はタ
ンク4から一定量で乳化剤Eが水流W中に導入される連
続配合システムを示す、水と乳化剤の混合物は次に油0
と混合され、次いで滑り羽根型ミキサーをそなえたプレ
ミキサ−タンク5中を通される。予備混合されたエマル
ジョンは次に油中水型エマルジョン作るよう0.003
インチ(0,008cm)の空隙にセットされた遠心型
コロイドミル6中を通される。図示せる如く各種の流れ
がモニターされ、そのデーターは中心の制御装置7に入
力され、該装置が水/乳化剤フローバルブ1.油フロー
バルブ2および計量ポンプ制御装置を介し乳化剤計量ポ
ンプ3を制御する。
ンク4から一定量で乳化剤Eが水流W中に導入される連
続配合システムを示す、水と乳化剤の混合物は次に油0
と混合され、次いで滑り羽根型ミキサーをそなえたプレ
ミキサ−タンク5中を通される。予備混合されたエマル
ジョンは次に油中水型エマルジョン作るよう0.003
インチ(0,008cm)の空隙にセットされた遠心型
コロイドミル6中を通される。図示せる如く各種の流れ
がモニターされ、そのデーターは中心の制御装置7に入
力され、該装置が水/乳化剤フローバルブ1.油フロー
バルブ2および計量ポンプ制御装置を介し乳化剤計量ポ
ンプ3を制御する。
変換器9.10および11は夫々ライン13中の水/乳
化剤フロー、ライン14中の乳化剤フローおよびライン
15中の油フローをモニターする。。
化剤フロー、ライン14中の乳化剤フローおよびライン
15中の油フローをモニターする。。
変換器10および11からのフローレート情報は制御装
置に入力される。比率偏り12は水/油比率をセットす
る。警報燈11. I2 、 I3は「添加剤なし」、
「添加剤多し」および「油多し」の条件となったことを
知らせる。コロイドミルから油中水型エマルジョンが貯
槽へと送られ、そこで通常燃焼にさきがけ伽環システム
により予備加熱される。
置に入力される。比率偏り12は水/油比率をセットす
る。警報燈11. I2 、 I3は「添加剤なし」、
「添加剤多し」および「油多し」の条件となったことを
知らせる。コロイドミルから油中水型エマルジョンが貯
槽へと送られ、そこで通常燃焼にさきがけ伽環システム
により予備加熱される。
乳化剤は95容量%のソルビタンモノオレエート(アト
ラスケミカルズ製、商標名スパン80)と5容量%のポ
リソルベート80(商11A名ツイーン80)の混合物
からなるものであった。
ラスケミカルズ製、商標名スパン80)と5容量%のポ
リソルベート80(商11A名ツイーン80)の混合物
からなるものであった。
エマルジョンの乳化剤含量はオイルに基づき0゜04容
量%であった。下記試験目的で、5.1゜および15v
/v%水分のエマルジョン作った。オイルは重質燃料油
であった。
量%であった。下記試験目的で、5.1゜および15v
/v%水分のエマルジョン作った。オイルは重質燃料油
であった。
5%水エマルジ五ンでは大部分の水は直径10〜25ミ
クロンの水滴で、1〜2ミクロンの小さな水滴が多数(
但し小容積)存在した。10%水エマルジヨンでも小さ
な水滴がみとめられたが、水滴のサイズは約75ミクロ
ンまで広がっていた。
クロンの水滴で、1〜2ミクロンの小さな水滴が多数(
但し小容積)存在した。10%水エマルジヨンでも小さ
な水滴がみとめられたが、水滴のサイズは約75ミクロ
ンまで広がっていた。
15%水エマルジヨンでも小さな水滴は認められたが、
大きな水滴は約1ooミクロンまで広がり、大部分(容
積)の水滴は50〜100ミクロンであった。
大きな水滴は約1ooミクロンまで広がり、大部分(容
積)の水滴は50〜100ミクロンであった。
実施例 2 エマルジョンの燃焼
実施例1で作られた水−油エマルジョンを混合した重質
燃料油の燃焼ならびに熱伝達特性の対比試験がニューサ
ウスウエールズのニューキャッスルユニバーシティで実
施された。
燃料油の燃焼ならびに熱伝達特性の対比試験がニューサ
ウスウエールズのニューキャッスルユニバーシティで実
施された。
特別な実験炉が作られ、これにより燃料のフロー、煙道
ガス組成、煙道ガス温度、火炎および放射線温度、熱吸
収(水冷コイルによる)および火炎目視結果の測定が行
なわれた。こうして総合熱収支がはかられた。
ガス組成、煙道ガス温度、火炎および放射線温度、熱吸
収(水冷コイルによる)および火炎目視結果の測定が行
なわれた。こうして総合熱収支がはかられた。
油正味、5%、10%および15%(v/v)油水中エ
マルジョンの火炎の写真で水/油エマルジョン燃料はピ
ーク火炎温度が高いほど短いがより強い火炎となること
が定性的に示された。これは光学ならびに全放射線パイ
ロメーターで火炎放射線を測定することにより確認され
た。
マルジョンの火炎の写真で水/油エマルジョン燃料はピ
ーク火炎温度が高いほど短いがより強い火炎となること
が定性的に示された。これは光学ならびに全放射線パイ
ロメーターで火炎放射線を測定することにより確認され
た。
火炎のまわりで水冷コイルにより吸収される熱の測定で
、火炎温度が高いと熱伝達率が大となり炉の熱効率が良
くなることが判った。10%油中水エマルジョンの場合
に最も効率が大となり、ピーク火炎温度が約50℃も大
になった。
、火炎温度が高いと熱伝達率が大となり炉の熱効率が良
くなることが判った。10%油中水エマルジョンの場合
に最も効率が大となり、ピーク火炎温度が約50℃も大
になった。
炉での熱収支の結果が第1表に示されており。
同表には火炎中で発生せられる熱の指標となる水冷ルー
プでの吸収熱の%が示されている。火炎中で作られる熱
量は一般に油中水型エマルジョンでは大で、特に10%
水分含量の場合に大であることが判る。しかしながら水
分含量が少ないと(例えば5%)、燃焼効率の増大より
も燃料の発熱量が低下するためか、熱出力の低下が認め
られる。
プでの吸収熱の%が示されている。火炎中で作られる熱
量は一般に油中水型エマルジョンでは大で、特に10%
水分含量の場合に大であることが判る。しかしながら水
分含量が少ないと(例えば5%)、燃焼効率の増大より
も燃料の発熱量が低下するためか、熱出力の低下が認め
られる。
第1表
量v/v%
熱人力 % 100 100
100 100水冷ループで吸収される熱 %
38 35 44 41煙道ガス損失 %
43 42 44 44壁面損失
% 10 11 10 10非
計測損失 % 9 12 2
5実施例 3 エマルジョン安定の比較A)
本発明外の下記乳化剤ブレンドを用い重質燃料油中水
型エマルジョン作った。
100 100水冷ループで吸収される熱 %
38 35 44 41煙道ガス損失 %
43 42 44 44壁面損失
% 10 11 10 10非
計測損失 % 9 12 2
5実施例 3 エマルジョン安定の比較A)
本発明外の下記乳化剤ブレンドを用い重質燃料油中水
型エマルジョン作った。
i) ソルビタンモノオレエート+ツイーン20ii
) ソルビタンモノオレエート+ツイーン81iii
) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+ツイ
ーン80 iv) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+
ツイーン81 V) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+ツイ
ーン20 各ブレンドにおいて、2つの成分配合量は5/95vt
%から9515wt%まで10wt%きざみで変えた。
) ソルビタンモノオレエート+ツイーン81iii
) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+ツイ
ーン80 iv) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+
ツイーン81 V) ジオクチルナトリウムスルホサクシネート+ツイ
ーン20 各ブレンドにおいて、2つの成分配合量は5/95vt
%から9515wt%まで10wt%きざみで変えた。
ある場合には安定な油中水型エマルジョンが得られたが
、それらも45℃に一度加熱すると分離した。いづれの
場合にも熱安定性エマルジョンは得られなかった。
、それらも45℃に一度加熱すると分離した。いづれの
場合にも熱安定性エマルジョンは得られなかった。
B) ソルビタンモノオレエート+ツイーン80を5/
95vt%から9515瞥七%まで5vt%きざみで変
え1重質燃料油中水型エマルジョンを作った。熱安定性
油中水型エマルジゴンを作る点で、95wt%ソルビタ
ンモノオレエート+5vt%ツイーン80が最良の結果
を示すことが判った。
95vt%から9515瞥七%まで5vt%きざみで変
え1重質燃料油中水型エマルジョンを作った。熱安定性
油中水型エマルジゴンを作る点で、95wt%ソルビタ
ンモノオレエート+5vt%ツイーン80が最良の結果
を示すことが判った。
添付第1図は本発明にかかる油中水型エマルジミンを製
造するための装置ならびに方法を示すフローチャート。 特許出願代理人
造するための装置ならびに方法を示すフローチャート。 特許出願代理人
Claims (5)
- (1)93〜97重量%のソルビタン脂肪酸モノエステ
ルと3〜7重量%のポリソルベート−80の混合物から
なる燃料油中水型熱安定性エマルジョンの製造用乳化剤
。 - (2)モノエステルがソルビタンモノオレエートである
特許請求の範囲第1項記載の乳化剤。 - (3)燃料油、燃料油容積に基づいて0.02〜1容量
%の乳化剤および水からなり、前記乳化剤が93〜97
重量%のソルビタン脂肪酸モノエステルと3〜7重量%
のポリソルベート−80の混合物からなる燃料油中水型
熱安定性エマルジョン。 - (4)水分含量が燃料油容積に基づき5〜20容量%で
ある特許請求の範囲第3項記載のエマルジョン。 - (5)実質的に全ての水滴が75ミクロン以下のサイズ
である特許請求の範囲第3項あるいは第4項記載のエマ
ルジョン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057766A JPS61221295A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 乳化剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057766A JPS61221295A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 乳化剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221295A true JPS61221295A (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=36781514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60057766A Pending JPS61221295A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 乳化剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61221295A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0247194A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-16 | Intevep Sa | 粘性炭化水素/水乳濁液 |
| JP2006506481A (ja) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | ディーゼル燃料組成物 |
| WO2022096310A1 (en) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Basf Se | Aqueous emulsifier package with anionic surfactant for fuel emulsion |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60057766A patent/JPS61221295A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0247194A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-16 | Intevep Sa | 粘性炭化水素/水乳濁液 |
| JP2006506481A (ja) * | 2002-11-13 | 2006-02-23 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | ディーゼル燃料組成物 |
| WO2022096310A1 (en) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Basf Se | Aqueous emulsifier package with anionic surfactant for fuel emulsion |
| US12534678B2 (en) | 2020-11-04 | 2026-01-27 | Basf Se | Aqueous emulsifier package with anionic surfactant for fuel emulsion |
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