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JPH02209994A - Production of emulsified fuel - Google Patents

Production of emulsified fuel

Info

Publication number
JPH02209994A
JPH02209994A JP3235589A JP3235589A JPH02209994A JP H02209994 A JPH02209994 A JP H02209994A JP 3235589 A JP3235589 A JP 3235589A JP 3235589 A JP3235589 A JP 3235589A JP H02209994 A JPH02209994 A JP H02209994A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel oil
water
steam
emulsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3235589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Suzuki
護 鈴木
Iwao Morimoto
森本 巖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOA NETSUKEN KK
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
TOA NETSUKEN KK
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TOA NETSUKEN KK, Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical TOA NETSUKEN KK
Priority to JP3235589A priority Critical patent/JPH02209994A/en
Publication of JPH02209994A publication Critical patent/JPH02209994A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To readily and profitably provide a homogeneous, highly stable emulsified fuel having a high effect for inhibiting the generation of nitrogen oxides and dusts and also capable of suppressing the generation of the corrosion of installations by jetting steam into a fuel oil. CONSTITUTION:Steam is jetted in a jetting pressure of 0.5-20kgf/cm<2> (preferably 3-10kgf/cm<2> into a fuel oil, if necessary, containing an emulsifier, e.g. in an amount of 1wt.% to add 0.5-30wt.% (preferably 1-20wt.%) of the water to the fuel for providing the objective jet fuel.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は、燃料油と水とを混合してなるエマルション燃
料の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for producing emulsion fuel by mixing fuel oil and water.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、大気汚染防止法により窒素酸化物、煤塵等の規制
が非常に厳しくなってきている。このため、脱硝、煤塵
トラップ等の排ガス浄化装置の開発が進められている。
In recent years, regulations on nitrogen oxides, soot and dust, etc. have become extremely strict under the Air Pollution Control Law. For this reason, development of exhaust gas purification devices such as denitrification and soot and dust traps is underway.

しかし、これらの装置は大掛りであるばかりでなく、製
造コストも高いことから、手軽にできる窒素酸化物、煤
塵対策として燃料油中に乳化水を混合した水−油系のエ
マルション燃料が提案されている(特公昭54−326
43号公報)。
However, these devices are not only large-scale but also expensive to manufacture, so water-oil emulsion fuel, which is a mixture of emulsified water in fuel oil, has been proposed as a simple measure against nitrogen oxides and soot. (Tokuko Sho 54-326)
Publication No. 43).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来行われている水−油系のエマルショ
ン燃料は、以下のような欠点を、有している。
However, the conventional water-oil emulsion fuel has the following drawbacks.

■排ガス浄化効果の低下及び設備の腐食の問題がある。■There is a problem of decreased exhaust gas purification effect and corrosion of equipment.

エマルション中の水滴径が比較的大きくなり、水滴同志
の合体が起こって水と油とが分離し易い。
The diameter of the water droplets in the emulsion becomes relatively large, and the water droplets coalesce, making it easy for water and oil to separate.

そのため、燃焼時における水滴の破砕効果による燃焼の
改善や、火炎の局所高温部の冷却による窒素酸化物の低
減効果が低下して所期の目的を達成できず、更には水に
よる設備の腐食も発生する。
As a result, the improvement of combustion due to the effect of crushing water droplets during combustion and the reduction effect of nitrogen oxides due to cooling of locally high-temperature parts of the flame are reduced, making it impossible to achieve the intended purpose.Furthermore, equipment may be corroded by water. Occur.

■エマルション製造システムが大掛りである。■The emulsion manufacturing system is large-scale.

エマルション燃料に混合される乳化水を生成するための
混合器、タンク等の別システムが必要であり、製造シス
テムが大型化する。
Separate systems such as mixers and tanks are required to generate emulsified water to be mixed with emulsion fuel, which increases the size of the production system.

本発明の目的は、簡易なシステムで排ガス浄化効果の高
いエマルション燃料を得ることのできる製造方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide a manufacturing method that can obtain emulsion fuel with a high exhaust gas purifying effect using a simple system.

〔!i題を解決するための手段〕[! Means to solve problem i]

本発明は、燃料にエマルション化する乳化水の代りに蒸
気を用いれば、燃料との混合が円滑に行われ、かつ、混
合後の燃料の安定も良いことを実験により確認してなさ
れたものである。
The present invention was made after confirming through experiments that if steam is used instead of emulsified water that is emulsified into fuel, it can be mixed with fuel smoothly and the fuel can be stabilized after mixing. be.

すなわち、本発明は、必要に応じて乳化剤を混合された
燃料油中へ水蒸気を噴射して製造するエマルション燃料
の製造方法である。
That is, the present invention is a method for producing an emulsion fuel by injecting steam into fuel oil mixed with an emulsifier as necessary.

本発明において、エマルション燃料には乳化剤は必ずし
も必要ではない、また、エマルション燃料中への水分添
加率は0.5〜30重量%、好ましくは1〜20重量%
である。0.5重量%未満では窒素酸化物(NOx)の
低減効果がなく、30重量%を越えると燃焼効率が低下
するからである。
In the present invention, an emulsifier is not necessarily required for the emulsion fuel, and the water content in the emulsion fuel is 0.5 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight.
It is. This is because if it is less than 0.5% by weight, there is no effect of reducing nitrogen oxides (NOx), and if it exceeds 30% by weight, the combustion efficiency will decrease.

更に、英気噴射圧力は0.5〜20 kgf/c■1、
好ましくは3〜10 kgf/am”である* 0.5
kgf/cm”未満ではエマルション化のための混合能
力が低下し、20kgf/cm”以上になると逆にエマ
ルション化した燃料中の水滴が再び合体し、排ガス浄化
効果が低減するからである。
Furthermore, the air injection pressure is 0.5 to 20 kgf/c■1,
Preferably 3 to 10 kgf/am”*0.5
If it is less than 20 kgf/cm'', the mixing ability for emulsification will decrease, and if it is more than 20 kgf/cm'', the water droplets in the emulsified fuel will coalesce again, reducing the exhaust gas purification effect.

〔作用〕[Effect]

本発明において、燃料油中に噴射された水蒸気は、その
噴射力により燃料油を撹拌しつつ、自身は燃料油中に均
一に分散され、エマルション燃料油が効率よく生成され
る。この生成されたエマルション燃料油は、燃料油中の
水滴が極めて微細化されているため、水滴同志の再合体
もなく、安定性が高い、また、燃焼にあたっても窒素酸
化物及び煤塵の発生抑制効果も高く、かつ、設備の腐食
の発生も押えることができる。
In the present invention, the water vapor injected into the fuel oil stirs the fuel oil by its injection force and is uniformly dispersed in the fuel oil, thereby efficiently producing emulsion fuel oil. This generated emulsion fuel oil has extremely fine water droplets in the fuel oil, so there is no re-coalescence of water droplets, and it is highly stable.It is also effective in suppressing the generation of nitrogen oxides and soot during combustion. In addition, the corrosion of equipment can be suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の方法を適用した燃焼システムの一実施例
を図面に基づいて説明する。
An embodiment of a combustion system to which the method of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

第1図にはシステムの全体構成が示され、第2図及び第
3図にはそれぞれ第1図の■−■線、■−■線に沿う断
面図が示されている。
FIG. 1 shows the overall configuration of the system, and FIGS. 2 and 3 show sectional views taken along lines 1--2 and 2--2 in FIG. 1, respectively.

第1図において、重油等の燃料油を収納された燃料タン
クlには、燃料ライン2が接続されるとともに、この燃
料ライン2にはミキサー3が接続されている。
In FIG. 1, a fuel line 2 is connected to a fuel tank l containing fuel oil such as heavy oil, and a mixer 3 is connected to this fuel line 2.

ミキサー3は、燃料ライン2と同径で燃料ライン2に接
続された内管4と、この内管4に2個のテーパ管5を介
して内管4と同軸上に設けられた外管6と、前記内管4
内に開口された複数の蒸気噴射ノズル7とを備え、これ
らのノズル7にはそれぞれ蒸気配管8が接続されている
。また、蒸気噴射ノズル7は、内管4の同−軸直交断面
上に各々複数本が等角度で設けられ、これらの同−軸直
交断面上のノズル7は、第2,3図に示されるように、
内管4の半径方向に対しそれぞれ同方向、同一角度傾斜
し、等しい配置間隔で設けられている。更に、異なる断
面位置で隣接するノズル7の傾斜方向は互いに逆方向と
され、燃料油中に噴射される蒸気の、燃料油に対する混
合がより良く行われるようになっている。
The mixer 3 includes an inner pipe 4 having the same diameter as the fuel line 2 and connected to the fuel line 2, and an outer pipe 6 provided coaxially with the inner pipe 4 via two tapered pipes 5 to the inner pipe 4. and the inner tube 4
It is provided with a plurality of steam injection nozzles 7 opened inward, and steam piping 8 is connected to each of these nozzles 7. Further, a plurality of steam injection nozzles 7 are provided at equal angles on the coaxial orthogonal cross section of the inner tube 4, and these nozzles 7 on the coaxial orthogonal cross section are shown in FIGS. like,
They are inclined in the same direction and at the same angle with respect to the radial direction of the inner tube 4, and are provided at equal intervals. Further, the inclination directions of adjacent nozzles 7 at different cross-sectional positions are opposite to each other, so that the steam injected into the fuel oil is better mixed with the fuel oil.

前記ミキサー3の内管4には、内管4と同径のエマルシ
ョン燃料ライン9を介して燃焼器としてのディーゼルエ
ンジンIOが接続されている。このディーゼルエンジン
10には、負荷低下のときに生じるエンジンIOのポン
プからの戻り油をエマルション燃料ライン9に戻すため
のリターンライン11が設けられている。
A diesel engine IO serving as a combustor is connected to the inner pipe 4 of the mixer 3 via an emulsion fuel line 9 having the same diameter as the inner pipe 4. This diesel engine 10 is provided with a return line 11 for returning oil returned from the engine IO pump to the emulsion fuel line 9 when the load decreases.

前記燃料ライン2の途中には、乳化剤供給ライン12が
接続され、この乳化剤供給ライン12を介して乳化剤タ
ンク13から必要に応じて所定量、例えば、燃料油に対
して1重量%以下の乳化剤が供給されるようになってい
る。また、乳化剤タンク13と前記リターンライン11
との間には乳化剤添加ライン14が設けられている。こ
のライン14によって添加される乳化剤により、リター
ンライン11を通ってエマルション燃料ライン9に戻る
エマルション燃料中の水分の分離が有効に防止されてい
る。
An emulsifier supply line 12 is connected to the middle of the fuel line 2, and a predetermined amount of emulsifier, for example, 1% by weight or less based on the fuel oil, is supplied from an emulsifier tank 13 via this emulsifier supply line 12 as needed. It is now being supplied. Further, the emulsifier tank 13 and the return line 11
An emulsifier addition line 14 is provided between the two. The emulsifier added by this line 14 effectively prevents separation of water in the emulsion fuel that returns to the emulsion fuel line 9 through the return line 11.

このように構成された本実施例において、燃焼器として
のディーゼルエンジン10にエマルション燃料を供給す
るには、図示しない燃料供給ポンプを駆動して燃料タン
クlから燃料油を所定流量で供給するとともに、各蒸気
配管8からミキサー3の各蒸気噴射ノズル7に水蒸気を
供給して内管4内を流れる燃料油中に噴射する。この際
、噴射される水蒸気の量は製造されるエマルション燃料
中の水分添加率が0.5〜30重景%、好ましくは1〜
20%となるように行う。これは、前述のように、0.
5%未満ではNOxの低減効果がなく、30%を越える
と燃焼効果が低下するからである。また、蒸気噴射圧力
は0.5〜20kgf/cm” 、好ましくは3〜10
  kgf/c@” とされる、これも前述のように、
0.5 kgf/cys”未満ではエマルション化のた
めの混合能力が低下し、20kgf/cm”以上になる
と逆にエマルション化した燃料中の水滴が再び合体し、
排ガス浄化効果が低減するからである。
In this embodiment configured as described above, in order to supply emulsion fuel to the diesel engine 10 as a combustor, a fuel supply pump (not shown) is driven to supply fuel oil from the fuel tank l at a predetermined flow rate, and Steam is supplied from each steam pipe 8 to each steam injection nozzle 7 of the mixer 3 and injected into the fuel oil flowing inside the inner pipe 4. At this time, the amount of water vapor injected is such that the water addition rate in the emulsion fuel to be produced is 0.5 to 30%, preferably 1 to 30%.
Do this so that it is 20%. As mentioned above, this is 0.
This is because if it is less than 5%, there is no NOx reduction effect, and if it exceeds 30%, the combustion effect is reduced. In addition, the steam injection pressure is 0.5 to 20 kgf/cm", preferably 3 to 10 kgf/cm".
kgf/c@”, as mentioned above,
If it is less than 0.5 kgf/cys, the mixing capacity for emulsification will decrease, and if it is more than 20 kgf/cm, the water droplets in the emulsified fuel will coalesce again.
This is because the exhaust gas purification effect is reduced.

更に、乳化剤供給うイン12からは、必要に応じて所定
量の乳化剤が図示しない乳化剤供給ポンプの駆動により
供給される。
Furthermore, a predetermined amount of emulsifier is supplied from the emulsifier supply inlet 12 as required by driving an emulsifier supply pump (not shown).

このようにして燃料油中に水蒸気が噴射されると、傾斜
しているノズル7の作用と、蒸気の噴射力とにより、水
蒸気が燃料油に極めて小さい水滴で均一に分散され、乳
化剤を添加せずとも十分に良好なエマルション燃料油が
生成される。このエマルション燃料油は、エマルシコン
燃料ライン9を介してディーゼルエンジン10に供給さ
れ、煤塵、窒素酸化物の発生が少ない燃焼状態が得られ
る。
When water vapor is injected into the fuel oil in this way, the action of the inclined nozzle 7 and the injection force of the steam cause the water vapor to be uniformly dispersed in the fuel oil in extremely small water droplets, making it difficult to add an emulsifier. A reasonably good emulsion fuel oil is produced. This emulsion fuel oil is supplied to the diesel engine 10 via the emulsion fuel line 9, thereby achieving a combustion state in which soot and nitrogen oxides are less generated.

エンジン10の負荷率が低下した場合には、燃料油の一
部はエンジン10のポンプからリターンライン11を介
して戻される。この際、乳化剤添加ライン14から添加
される乳化剤の作用により、燃料油中の水分の分離が防
止される。
When the load factor of the engine 10 decreases, a portion of the fuel oil is returned from the pump of the engine 10 via the return line 11. At this time, the action of the emulsifier added from the emulsifier addition line 14 prevents separation of water in the fuel oil.

上述のような本実施例によれば、次のような効果がある
According to this embodiment as described above, there are the following effects.

すなわち、燃料油に蒸気を噴射させることにより、混合
、分散された水滴は、安定性に優れ、排ガス浄化効果の
高いエマルション燃料油を製造できる。また、その製造
は節易なシステムでjテえ、低コストで装置を作成でき
る。更に、燃料油中には乳化剤の添加が不要か、あるい
は加えても掻めで少量で済むから、乳化剤のコスト分安
価にでき、その管理も容易となる。更に、必要以上の水
分の混入がなく、また水滴の破砕効果により、常に効率
の良い燃焼をさせることができ、省エネルギを図れ、シ
ステムの腐食も防°止することができる。
That is, by injecting steam into fuel oil, the mixed and dispersed water droplets can produce an emulsion fuel oil with excellent stability and a high exhaust gas purifying effect. In addition, the manufacturing process uses a simple system, and the device can be manufactured at low cost. Further, since it is not necessary to add an emulsifier to the fuel oil, or even if it is added, only a small amount is required, the cost of the emulsifier can be reduced and its management is easy. Furthermore, there is no need for more moisture to be mixed in, and the crushing effect of water droplets ensures efficient combustion at all times, saving energy and preventing corrosion of the system.

また、エマルション燃料は、燃料タンク7等に貯蔵せず
、ミキサー3を出るとエマルション燃料ライン9を介し
て直接燃焼器としてのディーゼルエンジン10に送られ
るので、貯蔵に伴うエマルションの破壊がなされること
がなく、エマルション燃料油の安定性を良好に保つこと
ができる。更に、噴射ノズル7は、複数本が角度及び方
向をずらして設けられているから、水蒸気による燃料油
の混合、撹拌効果が大きく、エマルション燃料油の生成
状態を良好にできる。
Furthermore, the emulsion fuel is not stored in the fuel tank 7 or the like, but is sent directly to the diesel engine 10 as a combustor via the emulsion fuel line 9 after leaving the mixer 3, so that the emulsion is not destroyed during storage. The stability of the emulsion fuel oil can be maintained well. Furthermore, since a plurality of the injection nozzles 7 are provided at different angles and directions, the effect of mixing and stirring the fuel oil by water vapor is large, and the production state of the emulsion fuel oil can be improved.

次に、本発明方法の効果を確認する為に行った実験例に
つき説明する。
Next, an example of an experiment conducted to confirm the effect of the method of the present invention will be explained.

0.5t/hの単管式貫流ボイラ(燃料消費量3OA 
/h )に、本発明方法になる蒸気エマルシコン製造装
置を組み込み、乳化剤添加率0.1重量%、水添加率5
〜20重量%にて排ガス測定を行った結果と、その比較
例とを表−1に示す。この比較例中、水・エマルション
とは、燃料油中に蒸気の代りに水を噴射することにより
エマルション燃料油を得たものを指す。
0.5t/h single-tube once-through boiler (fuel consumption: 3OA)
/h), a steam emulsion manufacturing apparatus according to the method of the present invention was incorporated, and the emulsifier addition rate was 0.1% by weight, and the water addition rate was 5%.
Table 1 shows the results of exhaust gas measurements at ~20% by weight and comparative examples. In this comparative example, the water/emulsion refers to an emulsion fuel oil obtained by injecting water instead of steam into fuel oil.

表−1 表−1のM果より、蒸気エマルション燃料について以下
に示す様な優位性が認められた。
Table 1 From the M result in Table 1, the following advantages of steam emulsion fuel were recognized.

■同一水分添加率の場合、蒸気によるものの方が窒素酸
化物、煤塵とも2倍以上の低減効果が得られる(実施例
4、比較例2)。
(2) At the same water addition rate, the effect of reducing nitrogen oxides and dust by steam is more than twice that of the one using steam (Example 4, Comparative Example 2).

■同一水分添加率の場合でも、蒸気噴射圧力の高い方が
、エマルションの生成状態が良く、NOxの低減効果が
高い(実施例4.5)。
(2) Even when the water addition rate is the same, the higher the steam injection pressure, the better the emulsion formation and the higher the NOx reduction effect (Example 4.5).

■NOxについては、蒸気によるものの方が、より少な
い水分添加率で水−エマルションによるものと同等の低
減効果が得られる(実施例1、比較例2)。
(2) Regarding NOx, the reduction effect of steam can be equivalent to that of water emulsion with a lower water addition rate (Example 1, Comparative Example 2).

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の目的を達成できる範囲での変形は本発明に含ま
れるものである0例えば、ノズル7は、−本でも、また
、角度をつけなくても十分であるが、複数を角度、位置
をずらして装着すれば、前述のようにエマルション化及
びその後の混合撹拌効果が増して生成状態がより良好に
なるという利点がある。また、ミキサー3は前記構造に
限らず、燃料ライン2に直接ノズル7を設置するもので
もよく、要するに、燃料油中に水蒸気を噴射できるもの
であればよい、更に、燃焼器としては、前記実施例のよ
うにディーゼルエンジン10に限らず、ボイラ、燃焼炉
等の通常の燃焼機器にも通用できることは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
Modifications within the range that can achieve the purpose of the present invention are included in the present invention. If they are installed in a staggered manner, there is an advantage that the emulsification and subsequent mixing and agitation effects will be increased and the production state will be better, as described above. Further, the mixer 3 is not limited to the above-mentioned structure, and may be one in which the nozzle 7 is installed directly in the fuel line 2. In short, it is sufficient as long as it can inject water vapor into the fuel oil. Of course, the present invention is applicable not only to the diesel engine 10 as in the example, but also to ordinary combustion equipment such as boilers and combustion furnaces.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述のように本発明によれば、簡易なシステムで安定し
たエマルション燃料油を製造できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that stable emulsion fuel oil can be produced with a simple system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明方法を適用した燃焼システムの一実施例を示
すもので、第1図は全体の概略構成図、第2図及び第3
図は第1図の■−■線及び■−■線に沿う断面図である
。 1・・・燃料タンク、2・・・燃料ライン、3・・・ミ
キサ7・・・蒸気噴射ノズル、8・・・蒸気配管、9・
・・エマルション燃料ライン、10・・・燃焼器として
のディーゼルエンジン、12・・・乳化剤供給ライン、
13・・・乳化剤タンク。
The figures show an example of a combustion system to which the method of the present invention is applied.
The figure is a cross-sectional view taken along the line ■-■ and the line ■-■ in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fuel tank, 2... Fuel line, 3... Mixer 7... Steam injection nozzle, 8... Steam piping, 9...
... Emulsion fuel line, 10... Diesel engine as a combustor, 12... Emulsifier supply line,
13... Emulsifier tank.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)必要に応じて乳化剤を混合された燃料油中へ水蒸
気を噴射して製造するエマルション燃料の製造方法。
(1) A method for producing emulsion fuel by injecting steam into fuel oil mixed with an emulsifier as needed.
JP3235589A 1989-02-09 1989-02-09 Production of emulsified fuel Pending JPH02209994A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3235589A JPH02209994A (en) 1989-02-09 1989-02-09 Production of emulsified fuel

Applications Claiming Priority (1)

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JP3235589A JPH02209994A (en) 1989-02-09 1989-02-09 Production of emulsified fuel

Publications (1)

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JPH02209994A true JPH02209994A (en) 1990-08-21

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ID=12356654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3235589A Pending JPH02209994A (en) 1989-02-09 1989-02-09 Production of emulsified fuel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02209994A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5236882A (en) * 1975-09-12 1977-03-22 Jensen Palle Rasmus Method of inspecting body and device therefor

Patent Citations (1)

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