(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼時に煤塵及びＮＯｘの発生量が少ない、石炭系油を用いた燃料を提供する。【解決手段】Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料は、コールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油５０質量部以上９５質量部以下と水５０質量部以下５質量部以上とを含有する。石炭系油は、コールタール蒸留留分のみからなっていてもよい。また、石炭系油がコールタール蒸留留分とコールタール蒸留残渣物の混合物であり、石炭系油におけるコールタール蒸留留分の割合が５０質量％以上１００質量％未満であってもよい。【選択図】図２
2015000912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油５０質量部以上９５質量部以下と水５０質量部以下５質量部以上とを含有することを特徴とするＷ／Ｏ型エマルジョン燃料。
【請求項２】
前記石炭系油がコールタール蒸留留分のみからなることを特徴とする請求項１に記載のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料。
【請求項３】
前記石炭系油がコールタール蒸留留分とコールタール蒸留残渣物の混合物であり、前記石炭系油におけるコールタール蒸留留分の割合が５０質量％以上１００質量％未満であることを特徴とする請求項１に記載のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＷ／Ｏ型エマルジョン燃料に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭を乾留して得られるコールタールを蒸留すると各種成分に分留され、分留された各種成分は成分特性に応じて種々の用途に使用される。その主たる用途は、電極、カーボンブラック等の種々の化学製品の材料用途であるが、燃料用途に使用することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１９６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現在使用されている燃料の多くは石油系油であり、コールタールやその分留物に代表される石炭系油は、燃料としてはほとんど使用されていない。これは、石炭系油は石油系油に比べて炭素／水素原子比（Ｃ／Ｈ）が大きいことから燃焼時に煤塵の発生量が多いことに加えて、石炭系油中に含有される窒素分が多いことからＮＯｘの発生量が多く、環境負荷が大きいことが問題となっていたからである。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、燃焼時に煤塵及びＮＯｘの発生量が少ない、石炭系油を用いた燃料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明の態様は、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係るＷ／Ｏ型エマルジョン燃料は、コールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油５０質量部以上９５質量部以下と水５０質量部以下５質量部以上とを含有することを特徴とする。
このＷ／Ｏ型エマルジョン燃料においては、前記石炭系油がコールタール蒸留留分のみからなっていてもよい。また、前記石炭系油がコールタール蒸留留分とコールタール蒸留残渣物の混合物であり、前記石炭系油におけるコールタール蒸留留分の割合が５０質量％以上１００質量％未満であってもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るＷ／Ｏ型エマルジョン燃料は、コールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油５０質量部以上９５質量部以下と水５０質量部以下５質量部以上とを含有するので、燃焼時に煤塵及びＮＯｘの発生量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】コールタールの蒸留設備の構成を示す図である。
【図２】Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料の製造方法を説明する図である。
【図３】Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料におけるクレオソート油と水の混合比率と、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を燃焼させた際の排ガス中の煤塵濃度との関係を示すグラフである。
【図４】Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料におけるクレオソート油と水の混合比率と、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を燃焼させた際の排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示すグラフである。
【図５】Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料における石炭系油の種類と、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を燃焼させた際の排ガス中の煤塵濃度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係るＷ／Ｏ型エマルジョン燃料の実施の形態を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
本実施形態のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料は、コールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油５０質量部以上９５質量部以下と水５０質量部以下５質量部以上とを含有する。本実施形態のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料は、石炭系油に対して水滴を分散させたエマルジョンであるので、分散した水滴の作用により、良好な燃焼が実現される。
【０００９】
すなわち、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料の燃焼時に水滴が気化して瞬時に膨張するため、石炭系油中で小爆発が生じ、石炭系油が霧化する。そのため、石炭系油と空気との接触面積が増大し、燃焼効率が向上するので、煤塵の発生量が低減する。また、水滴が気化する際に蒸発熱を雰囲気から奪うことにより、燃焼部の温度が低下するため、ＮＯｘの発生量が低減する。よって、本実施形態のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料は、石炭系油を燃焼させるのにもかかわらず、環境負荷が小さい。
石炭系油と水を混合しエマルジョン化する方法は特に限定されるものではなく、撹拌、噴射、加圧、乳化剤添加等の慣用の方法を用いることができる。乳化剤の種類は特に限定されるものではなく、一般的な乳化剤を用いることができる。
【００１０】
また、石炭系油と水の比率については、水が５質量部未満であると、煤塵及びＮＯｘの発生量を低減させる効果が不十分となるおそれがあり、５０質量部超過であると、相転移が生じてＷ／Ｏ型エマルジョン燃料の粘性が大幅に上昇してしまうおそれがある。
さらに、石炭系油の種類は特に限定されるものではないが、コールタールを蒸留して得られるコールタール蒸留留分を主成分とする石炭系油が好ましい。石炭系油は、コールタール蒸留留分のみからなっていてもよいし、コールタール蒸留留分に他の燃焼油成分が含有されていてもよい。例えば、石炭系油は、コールタール蒸留留分とコールタール蒸留残渣物の混合物であってもよい。
【００１１】
石炭系油がコールタール蒸留留分とコールタール蒸留残渣物の混合物である場合には、石炭系油におけるコールタール蒸留留分の割合は５０質量％以上１００質量％未満であることが好ましい。コールタール蒸留留分の割合が５０質量％未満であると、粘性の上昇により水滴分散が阻害され、エマルジョン燃料の効果が低減するという不都合が生じるおそれがある。
さらに、本実施形態のＷ／Ｏ型エマルジョン燃料には、本発明の目的が損なわれない範囲であれば、石炭系油と水以外の成分を適宜添加してもよい。
【００１２】
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
脱水塔１及び分留塔２を備えるタール蒸留装置３とナフタリン蒸留装置４とを備える蒸留設備（図１を参照）にて、石炭の乾留の際に発生したコールタールを蒸留し、各種成分に分留して、コールタール蒸留留分である９５％ナフタリン、クルードナフサ油、ナフタリン洗浄油及びアントラセン油と、その蒸留残渣であるコールタール蒸留残渣物とを得た。そして、ナフタリン洗浄油及びアントラセン油を混合して、比重（１５／４℃）１．１９のクレオソート油を得た。
【００１３】
このクレオソート油に対して種々の混合比率で水を混合し、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を製造した（図２を参照）。すなわち、水用ポンプ１１を用いて水タンク１２から所定量の水をスタティックミキサ４１に送るとともに、乳化剤用ポンプ２１を用いて乳化剤タンク２２から所定量の乳化剤をスタティックミキサ４１に送り、両者を混合して乳化剤水溶液とした。
【００１４】
さらに、この乳化剤水溶液をスタティックミキサ４２に送るとともに、石炭系油用ポンプ３１を用いて石炭系油タンク３２から所定量の石炭系油をスタティックミキサ４２に送り、両者を混合してエマルジョン化し、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を製造した。そして、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料をエマルジョンタンク４３に送り、貯蔵した。
なお、クレオソート油と水の混合比率（質量比）は、１００／０（クレオソート油が１００質量部、水が０質量部を意味し、以下も同様である）、９５／５、９０／１０、８０／２０、５０／５０とした。また、乳化剤の添加量は、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料全体の０．３質量％とした。
【００１５】
得られた各Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を空気とともに図示しない燃焼炉に導入し燃焼させて、燃焼炉から排出された排ガスを分析し、排ガス中の煤塵及びＮＯｘの濃度を測定した。結果を図３，４のグラフに示す。
図３，４のグラフから分かるように、石炭系油をエマルジョン化することによって、水を含有しない比較例と比べて、少なくとも煤塵を４６％、ＮＯｘを２１％、最大で煤塵を８０％、ＮＯｘを３２％低減することができた。
【００１６】
次に、石炭系油として、図１の蒸留設備による蒸留で得た前述のクレオソート油、コールタール蒸留残渣物、又は両者の混合物を用い、前述と同様の方法によりＷ／Ｏ型エマルジョン燃料を製造した。
石炭系油と水の混合比率（質量比）は、いずれも９０／１０とした。また、乳化剤の添加量は、Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料全体の０．３質量％とした。さらに、クレオソート油とコールタール蒸留残渣物の混合物におけるクレオソート油の割合は６５質量％である（すなわち、コールタール蒸留残渣物の割合は３５質量％である）。
【００１７】
得られた各Ｗ／Ｏ型エマルジョン燃料を、前述と同様に空気とともに燃焼炉に導入し燃焼させて、燃焼炉から排出された排ガスを分析し、排ガス中の煤塵の濃度を測定した。結果を図５のグラフに示す。
図５のグラフから分かるように、石炭系油をクレオソート油のみとした場合と、クレオソート油とコールタール蒸留残渣物の混合物とした場合は、石炭系油をコールタール蒸留残渣物のみとした場合よりも排ガス中の煤塵の濃度が低かった。
【符号の説明】
【００１８】
１      脱水塔
２      分留塔
３      タール蒸留装置
４      ナフタリン蒸留装置
１２      水タンク
２２      乳化剤タンク
３２      石炭系油タンク
４１      スタティックミキサ
４２      スタティックミキサ
４３      エマルジョンタンク
【図１】
2015000912.tif 000003
【図２】
2015000912.tif 000004
【図３】
2015000912.tif 000005
【図４】
2015000912.tif 000006
【図５】
2015000912.tif 000007