(57)【要約】 【課題】  Ａ重油を用いて製造されたエマルジョン燃料を使用してもボイラーの安定運転を可能にするためのエマルジョン燃料の製造方法と使用方法、並びにエマルジョン燃料製造装置を提供すること。【解決手段】  水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する方法であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を、流体式乳化機を含む循環ラインを用いて混合循環するエマルジョン燃料の製造方法、および使用方法、並びに製造装置によって上記課題を解決する。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する方法であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を、流体式乳化機を含む循環ラインを用いて混合循環することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項２】
該流体式乳化機を含む循環ラインを複数用いる請求項１記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項３】
水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を同時に混合循環する請求項１または２記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項４】
水とＡ重油、および、Ｃ重油と乳化剤を予め混合して混合循環する請求項１〜３いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項５】
さらに、Ａ重油またはＣ重油以外の油類を別途注入添加して混合循環する請求項１〜４いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項６】
Ａ重油１００重量部に対してＣ重油を５〜３０重量部用いる請求項１〜５いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６いずれかに記載の製造方法で製造したエマルジョン燃料の一部を取り出してボイラーへ供給し、ボイラー燃料として連続使用するエマルジョン燃料の使用方法。
【請求項８】
水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する装置であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理するための原水処理槽、Ａ重油調整槽、Ｃ重油調整槽、乳化剤供給槽、流体式乳化機を含む循環ラインおよび混合循環したエマルジョン燃料の一部を取り出すラインを有するエマルジョン燃料循環槽から構成されたエマルジョン燃料製造装置。
【請求項９】
さらに、Ａ重油またはＣ重油以外の油類調整槽を備えた請求項８記載のエマルジョン燃料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エマルジョン燃料の製造方法および使用方法、並びに製造装置に関する。さらに詳しくは、水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する方法であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を、流体式乳化機を含む循環ラインを用いて混合循環するエマルジョン燃料の製造方法および使用方法、並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
古くから、エマルジョン燃料の製造方法は多数紹介されているが、いずれの方法も操業的に長期間使用すると、ボイラーの失火など運転の安定性を欠くことがしばしば発生する。そのため、この技術は長い歴史を有するにも拘わらず普及が遅れているのが現状である。
【０００３】
一般に、大型ボイラーには、価格の点からＣ重油を用いて製造されたエマルジョン燃料が使用されており、本発明者らは、大型ボイラーに使用されるエマルジョン燃料を安定化させる方法と装置について開発し、先に特許出願した（特許文献１）。その内容は、製造したエマルジョン燃料を一旦エマルジョン燃料循環タンクに入れ、そのエマルジョン燃料循環タンクを用いて形成した循環ラインでエマルジョン燃料を循環させながら、その一部を取り出して燃料として連続的に使用するようにし、かつそのエマルジョン燃料循環タンクの液面位置によって、第１乳化器への油供給ポンプ及び第２乳化器への水供給ポンプの流量を制御することで運転管理を行うものであり、このような運転管理のもとに製造されたエマルジョン燃料を使用することにより、概ね安定したボイラーの運転は確保されるようになった。
【０００４】
一方、小型ボイラーでは、粘度、硫黄の含有量などの点からＡ重油を用いて製造されたエマルジョン燃料が使用されており、失火などの運転トラブルが稀に発生する。運転トラブルは生産に与える影響が大きいので、トラブルを皆無に近付ける要求が強い。そのため、Ａ重油を用いて製造されたエマルジョン燃料を使用して小型ボイラーを運転する場合でも、エマルジョン燃料を安定化させる方法と装置の開発が待望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１４５４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、製造設備の普及が進まないのは、エマルジョン燃料が作れないと言う問題があるわけではなく、極めて稀に、品質不安定なエマルジョン燃料が発生するため、ボイラーにおいて失火による運転トラブルが発生することがあるからである。つまり、絶対に不安定にならないエマルジョン燃料の製造方法を開発することができれば、一挙に普及が進展することになる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、Ａ重油を用いて製造されたエマルジョン燃料を使用してもボイラーの安定運転を可能にするためのエマルジョン燃料の製造方法と使用方法、並びにエマルジョン燃料製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、従来のＡ重油にＣ重油を併用し、流体式乳化機を含む循環ラインを構成して混合して乳化を完全にするという簡単な方法で、設備をほとんど改造することなく、ボイラーにおける失火による運転トラブルのないエマルジョン燃料の製造方法を見出した。すなわち本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
[１] 水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する方法であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を、流体式乳化機を含む循環ラインを用いて混合循環することを特徴とするエマルジョン燃料の製造方法。
[２] 該流体式乳化機を含む循環ラインを複数用いる[１]記載のエマルジョン燃料の製造方法。
[３] 水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を同時に混合循環する[１]または[２]記載のエマルジョン燃料の製造方法。
[４] 水とＡ重油、および、Ｃ重油と乳化剤を予め混合して混合循環する[１]〜[３]いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
[５] さらに、Ａ重油またはＣ重油以外の油類を別途注入添加して混合循環する[１]〜[４]いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
[６] Ａ重油１００重量部に対してＣ重油を５〜３０重量部用いる[１]〜[５]いずれかに記載のエマルジョン燃料の製造方法。
[７] [１]〜[６]いずれかに記載の製造方法で製造したエマルジョン燃料の一部を取り出してボイラーへ供給し、ボイラー燃料として連続使用するエマルジョン燃料の使用方法。
[８] 水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する装置であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理するための原水処理槽、Ａ重油調整槽、Ｃ重油調整槽、乳化剤供給槽、流体式乳化機を含む循環ラインおよび混合循環したエマルジョン燃料の一部を取り出すラインを有するエマルジョン燃料循環槽から構成されたエマルジョン燃料製造装置。
[９] さらに、Ａ重油またはＣ重油以外の油類調整槽を備えた[８]記載のエマルジョン燃料製造装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、従来よりもさらに安定に供給可能なエマルジョン燃料の製造方法と使用方法、並びにエマルジョン燃料製造装置を提供することができ、とくに小型ボイラーにおける失火による運転トラブルを皆無にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施態様を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のエマルジョン燃料の製造方法は、水と油を混合、乳化してエマルジョン燃料を連続的に製造する方法であって、少なくとも、マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を、流体式乳化機を含む循環ラインを用いて混合循環することを特徴とする。すなわち、本発明は、従来Ａ重油を使用して製造されていたエマルジョン燃料の製造において、Ｃ重油を併用し、流体式乳化機を含む循環ラインを構成して混合して乳化を完全にすることに特徴を有する。とくに、Ｃ重油を併用することで、極めて安定にエマルジョン燃料を製造することができる。
【００１３】
Ｃ重油を使用する場合は大掛かりな設備が必要になるが、本発明のエマルジョン燃料の製造方法によれば、Ａ重油を主体とするのが好ましく、その場合はＣ重油設備が小さくて済む。さらに、本発明によれば、Ｃ重油によるエマルジョンの効果とＡ重油を用いることによる環境面での効果を同時に達成することができる点でも有用である。
【００１４】
マイクロクラスター化または波動水化処理した水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤の混合割合は、Ａ重油１００重量部に対して、水５〜３０重量部、Ｃ重油５〜３０重量部、乳化剤０．１〜０．５重量部とするのが好ましく、さらにＡ重油またはＣ重油以外の油類を添加する場合、Ａ重油１００重量部に対して、油類の混合割合は５〜１０重量部とするのが好ましい。これらは、流体式乳化器を含む循環ラインを具備するエマルジョン燃料循環槽で混合循環される。
【００１５】
マイクロクラスター化または波動水化処理した水、Ａ重油、Ｃ重油、乳化剤および所望により添加されるＡ重油またはＣ重油以外の油類は、個々にエマルジョン燃料循環槽に供給して循環混合すればよいが、概ね定量で供給される。
【００１６】
以下、図１を用いて本発明を詳細に説明する。図１は、水とＡ重油、および、Ｃ重油と乳化剤を予め混合して混合循環し、油類を添加する好ましい実施態様を示すフロー図であるが、水と、Ａ重油と、Ｃ重油と、乳化剤を同時に混合循環してもよい。なお、図１では、説明を分かり易くするために、実際の設備には取り付けてある、バルブ類やストレーナ、運転管理および制御用の計器類などは図示省略している。
【００１７】
図１において、１は原水処理装置であり、原水供給ライン２から供給される原水が、原水処理装置に充填された粒体によりマイクロクラスター化または波動水化処理される。粒体としては、例えば、遠赤外線の放射性多孔質セラミック体や光触媒となるアナターゼ型酸化チタン、磁鉄鉱粒子、などの天然または人工の無機質粒状体などの鉱物を挙げることができる。水は、水ヒータ３を通じて水循環ポンプ４で循環され、所定の温度に維持される。温度は通常３０〜７０℃に設定される。
【００１８】
６はＡ重油調整槽であり、Ａ重油供給ライン７からＡ重油が供給され、油ヒータ８を通じて油循環ポンプ９で循環され、所定の温度に維持される。温度は通常３０〜５０℃に設定される。マイクロクラスター化または波動水化処理された水は、水定量ポンプ５から所定量抜き出され、油定量ポンプ１０から所定量抜き出されたＡ重油とラインミキサー１１で混合され、エマルジョン燃料循環槽へ供給される。ラインミキサーには汎用品を使用することができる。
【００１９】
１２はＣ重油調整槽であり、Ｃ重油供給ライン１３からＣ重油が供給され、油ヒータ１４を通じて油循環ポンプ１５で循環され、所定の温度に維持される。温度は通常６０〜８０℃に設定される。Ｃ重油は、油定量ポンプ１６から所定量抜き出され、乳化剤供給槽１７から乳化剤定量ポンプ１８で所定量抜き出された乳化剤とラインミキサー１９で混合され、エマルジョン燃料循環槽へ供給される。乳化剤は汎用品から選択して使用することができる。また、ラインミキサーには汎用品を使用することができる。Ｃ重油と乳化剤の混合割合は、重量割合で、Ｃ重油／乳化剤＝９９．９５／０．０５〜９９／１とするのが好ましい。
【００２０】
２０は所望に応じて添加されるＡ重油またはＣ重油以外の油類調整槽であり、Ａ重油またはＣ重油以外の油類を添加することでエマルジョン燃料がより安定することがある。油類としては、ひまし油、テンプラ廃油、機械廃油などを挙げることができる。油類は、油定量ポンプ２１から所定量抜き出され、エマルジョン燃料循環槽へ供給される。
【００２１】
２２はエマルジョン燃料循環槽であり、マイクロクラスター化または波動水化処理された水、Ａ重油、Ｃ重油、乳化剤、所望に応じて添加される油類が流体式乳化器２３、２７を通じてエマルジョン燃料循環ポンプ２４、２８で循環混合される。流体式乳化器としては、高速乱流を活用する汎用品を使用することができる。流体式乳化器を備えた循環ラインは複数設ける方が安定性の点で好ましい。２５はエマルジョン燃料循環槽に設けられた攪拌機であり、２６は温度調整用のジャケットである。
【００２２】
製造されたエマルジョン燃料は、流体式乳化器２７を通じてエマルジョン燃料循環ポンプ２８で、循環混合されつつ、流量調節しながら一部がユーザーライン３１から抜き出され、ボイラーなどへ供給される。２９、３０は流量調節のための弁、オリフィスである。抜き出す割合は一概に決められないが、循環量の１０〜４０％程度で実施される。良質のエマルジョン燃料を安定して製造するには、流体式乳化機の入口と出口の差圧（ΔＰ）の管理が重要であり、ΔＰ＞４ｋｇ／ｃｍ２に制御するのが好ましい。
【００２３】
比較例
図１のフローに従って、原水処理槽に磁鉄鉱を主体とする直径７ｍｍの球状粒子を充填し、原水をマイクロクラスター化し、循環しながら温度を４０℃に保った。Ａ重油調整槽でＡ重油を循環しながら温度を４０℃に保った。Ａ重油１００Ｌ／ｈｒと水１０Ｌ／ｈｒをラインミキサーで混合しながらエマルジョン燃料循環槽に供給した。Ｃ重油、乳化剤及び油類は用いずにＡ重油と水でエマルジョン燃料を製造しながら、エマルジョン燃料の一部を連続的に抜き出しボイラーへ２４時間供給したが、失火によるボイラー運転のトラブルが頻発した。
【００２４】
実施例
図１のフローに従って、原水処理槽に磁鉄鉱を主体とする直径７ｍｍの球状粒子を充填し、原水をマイクロクラスター化し、循環しながら温度を４０℃に保った。Ａ重油調整槽でＡ重油を循環しながら温度を４０℃に保った。Ａ重油１００Ｌ／ｈｒと水１０Ｌ／ｈｒをラインミキサーで混合しながらエマルジョン燃料循環槽に供給した。
【００２５】
Ｃ重油調整槽でＣ重油を循環しながら温度を７０℃に保ち、Ｃ重油２０Ｌ／ｈｒと乳化剤０・２Ｌ／ｈｒをラインミキサーで混合しながらエマルジョン燃料循環槽に供給した。また、別途、油類調整槽から機械廃油を５Ｌ／hrでエマルジョン燃料循環槽に供給した。
【００２６】
エマルジョン燃料循環槽に供給された液を攪拌しながら、エマルジョン燃料循環槽に設けられた２系列のエマルジョン燃料循環ポンプと流体式乳化器を含む循環ラインで循環混合した。流体式乳化機の入口と出口の差圧はΔＰ＞４ｋｇ／ｃｍ２になるように制御し、４０℃に保って循環した。定常に達した後、エマルジョン燃料の一部を連続的に抜き出しボイラーへ２４時間供給したが、失火による運転トラブルはなく、全く安定であった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明により、安定したエマルションの製造が可能となり、特に、小型ボイラーなどでは失火による運転トラブルを皆無に近つけることが可能で、エマルション燃料の普及が進展する。さらに、本発明のエマルジョン燃料の製造方法によれば、Ａ重油だけでなくＣ重油も併用するためにコスト的にも有利であることに加え、Ｃ重油によるエマルジョンの効果とＡ重油を用いることによる環境面での効果を同時に達成することができる点でも有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１    原水処理装置
２    原水供給ライン
３    水ヒータ
４    水循環ポンプ
５    水定量ポンプ
６    Ａ重油調整槽
７    Ａ重油供給ライン
８    油ヒータ
９    油循環ポンプ
１０  油定量ポンプ
１１  ラインミキサー
１２  Ｃ重油調整槽
１３  Ｃ重油供給ライン
１４  油ヒータ
１５  油循環ポンプ
１６  油定量ポンプ
１７  乳化剤供給槽
１８  乳化剤定量ポンプ
１９  ラインミキサー
２０  油類調整槽
２１  油定量ポンプ
２２  エマルジョン燃料循環槽
２３  流体式乳化器
２４  攪拌機
２５  攪拌機
２６  ジャケット
２７  流体式乳化器
２８  エマルジョン燃料循環ポンプ
２９  弁
３０  オリフィス
３１  ユーザーライン
【図１】
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