(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属化合物粒子を含有するクリンカー防止剤であって、該金属化合物の融点又は該金属化合物を構成する金属の酸化物の融点が１３００℃以上であり、該金属化合物粒子が複数の金属化合物の一次粒子を含有する二次粒子よりなり、該二次粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下であるクリンカー防止剤。
【請求項２】
前記金属化合物粒子が、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、鉄化合物及びバリウム化合物の少なくとも１種からなる粒子である請求項１に記載のクリンカー防止剤。
【請求項３】
前記二次粒子が、複数の前記一次粒子の層状集合体である請求項１又は２に記載のクリンカー防止剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリンカー防止剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、ボイラ、廃棄物燃焼炉の熱交換部等における灰分の付着物を低減し、防食、伝熱阻害の低減、煙道閉塞障害の低減、冷却設備の負荷低減等の効果を発揮し得るクリンカー防止剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
重油、石炭等の火力発電ボイラ、バイオマス燃料によるボイラ、廃棄物燃焼炉等において、燃料や廃棄物を燃焼すると、灰分が発生する。この灰分中に含まれる低融点成分や、灰分と排ガス中の硫黄や塩素等の成分との反応によって生じる低融点成分等が、ボイラや燃焼炉の熱交換部（蒸発管、スーパーヒーター、エコマイザー、空気予熱器）等に付着することがある。この付着物（クリンカー）は、長時間、高温下に晒されることにより焼成されて強固なクリンカーとなり、様々な障害をもたらす。たとえば、これらクリンカーが熱交換部のチューブに付着すると、チューブの腐食、チューブ間の閉塞等が生じ、熱回収効率の低下等の障害をもたらす。
【０００３】
このような障害の発生を防止するために、従来、様々な試みがなされている。
たとえば、数週間〜数ヶ月に一回程度の頻度でボイラや燃焼炉等の設備を停止し、設備内に付着しているクリンカーを剥離する清掃作業が行われている。しかしながら、この停止・清掃作業の頻度が多くなると、設備の運転効率が低下したりする等の問題が生じる。また、ボイラの場合、熱回収効率が低下し、発電効率が低下するという問題が生じる。
また、燃料に対して微粒子系薬剤を添加することにより、燃料の燃焼時に生じた灰分と微粒子系薬剤とを反応させてクリンカーを改質（高融点化）することも行われている（例えば、特許文献１〜４参照）。しかし、このようにクリンカーを改質（高融点化）するだけではクリンカーの十分な付着抑制効果を得ることができない。
さらに、特許文献５では、廃棄物発電施設にクリンカー低減剤を添加するに際し、クリンカー生成防止対象箇所よりも上流側の排ガス量と、該排ガスの煤塵濃度と、該煤塵の硫酸系化合物含有量とから、ガス中の煤塵由来の総硫酸系化合物量を算出し、算出値に対してクリンカー低減剤の酸化物換算の有効成分モル比が１．０以上となるように、クリンカー低減剤を添加している。しかし、このような総硫酸系化合物量に基づくクリンカー低減剤の制御だけでもクリンカーの十分な付着抑制効果を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平５−６０５１６号公報
【特許文献２】特公平５−６０５１７号公報
【特許文献３】特開２００３−２６１８８９号公報
【特許文献４】特開２００３−２６１８９０号公報
【特許文献５】特開２００７−３２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜４の方法だけではクリンカーの十分な付着抑制効果を得ることができない理由としては、次のことが考えられる。すなわち、特許文献１〜４のような、クリンカーと反応してクリンカーを高融点化させるタイプのクリンカー防止剤にあっては、クリンカー防止剤が多量のクリンカーと十分に反応してクリンカーを高融点化させることができないため、十分なクリンカー抑制効果が得られないものと考えられる。
また、特許文献５の方法だけではクリンカーの十分な付着抑制効果を得ることができない理由としては、次のことが考えられる。すなわち、クリンカーは硫酸系化合物のみによって構成されるものではなく、塩素系化合物やＳｉ，Ｃａ，Ａｌを主体とする化合物をも含むため、硫酸系化合物量の算出値のみに基づいてクリンカー低減剤の添加量を制御しても、クリンカーを十分には改質し得ないことが考えられる。
このように、特許文献１〜４のようにクリンカーの改質を図ったり、特許文献５のように特定の成分のみに基づいてクリンカー低減剤の添加量を制御しても、クリンカーの組成や生成量はボイラや燃焼炉の運転条件等によって大きく変化するため、それだけでは十分なクリンカー抑制効果が得られない。
本発明は、このような状況下になされたものであり、クリンカー抑制効果の高いクリンカー防止剤を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、クリンカー防止剤そのものを脆弱なものにすることにより、クリンカーの付着を良好に抑制し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（４）を提供するものである。
（１）金属化合物粒子を含有するクリンカー防止剤であって、該金属化合物の融点又は該金属化合物を構成する金属の酸化物の融点が１３００℃以上であり、該金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下であるクリンカー防止剤。
（２）前記金属化合物粒子が、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、鉄化合物及びバリウム化合物の少なくとも１種からなる粒子である上記（１）のクリンカー防止剤。
（３）前記金属化合物粒子が、複数の金属化合物の一次粒子を含有する二次粒子よりなる上記（１）又は（２）のクリンカー防止剤。
（４）前記二次粒子が、複数の前記一次粒子の層状集合体である上記（３）のクリンカー防止剤。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、クリンカー抑制効果の高いクリンカー防止剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１〜６及び比較例１〜３における嵩比重と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例１〜６及び比較例１〜３における平均粒径と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図３】実施例７〜１２及び比較例４〜６における嵩比重と圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図４】実施例７〜１２及び比較例４〜６における平均粒径と圧縮強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】
【００１０】
［クリンカー防止剤］
本発明のクリンカー防止剤は、金属化合物粒子を含有するクリンカー防止剤であって、該金属化合物の融点又は該金属化合物を構成する金属の酸化物の融点が１５００℃以上であり、該金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のクリンカー防止剤（金属化合物粒子）によると、クリンカー層を良好に崩落させることができる。その理由は、次のとおりであると考えられる。すなわち、本発明のクリンカー防止剤（金属化合物粒子）は、高融点かつ低嵩比重であるため、クリンカー層内で融解することがなく、かつ金属化合物粒子自体が脆弱である。そのため、クリンカー内に金属化合物粒子が取り込まれてなるクリンカー層は、クリンカー部分が崩壊するのみならず、金属化合物粒子自体も容易に崩壊する。これによりクリンカー層は、容易に崩落するものと考えられる。その結果、特に熱交換部における伝熱阻害、腐食、設備内の閉塞等が抑制され、安定した設備の運転を行うことができる。
【００１２】
（金属化合物の融点）
本発明において、金属化合物は、金属化合物そのものの融点あるいはこの金属化合物を構成する金属の酸化物の融点が１３００℃以上であるが、好ましくは１５００℃以上、より好ましくは１８００℃以上、更に好ましくは１９００℃以上である。ここで、金属化合物を構成する金属の酸化物の融点とは、複数種類の金属酸化物が存在する場合には、それら金属酸化物の融点のうち最高温度のものを意味する。例えば、鉄の酸化物としては、ＦｅＯ（融点：１３７０℃）、Ｆｅ3Ｏ4（融点：１５３８℃）及びＦｅ2Ｏ3（融点：１５５０℃）が存在するが、鉄の酸化物の融点とは、最も融点の高いＦｅ2Ｏ3の融点（１５５０℃）のことである。
【００１３】
（金属化合物粒子の嵩密度）
本発明では、金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下であるが、好ましくは０．１０〜０．４５ｇ／ｍＬ、より好ましくは０．２０〜０．４０ｇ／ｍＬ、更に好ましくは０．２４〜０．３５ｇ／ｍＬである。該嵩比重が０．１０ｇ／ｍＬ以上であると、クリンカー層内に取り込まれるよりも前の時点で崩壊することが防止され、また取扱性が良好である。ここで金属化合物粒子の嵩比重とは、後述する実施例に記載したとおり、パウダーテスターで測定した値をいう。
【００１４】
（金属化合物粒子の材料）
この金属化合物粒子としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、鉄化合物、バリウム化合物、ケイ素化合物、チタン化合物及びジルコニウム化合物等の粒子が挙げられる。この金属化合物としては、たとえば、前記金属を含む炭酸塩、酸化物、水酸化物、及びこれらの水和物等が挙げられる。
【００１５】
マグネシウム化合物としては、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、酸化マグネシウム（マグネシア：ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、ギ酸マグネシウム（（ＨＣＯＯ）2Ｍｇ）、酢酸マグネシウム（（ＣＨ3ＣＯＯ）2Ｍｇ）等が挙げられる。カルシウム化合物としては、酸化カルシウム（カルシア：ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）等が挙げられる。
アルミニウム化合物としては、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ2Ｏ3）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）等が挙げられる。
鉄化合物としては、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3等の酸化鉄等が挙げられる。ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3は、これを連続注入することで未燃Ｃの燃焼を促進し、過剰酸素を低減することでＳＯ2からＳＯ3、ＳＯ4への酸化を防止することで腐食を防止する。
バリウム化合物としては、酸化バリウム（ＢａＯ）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）2）等が挙げられる。
【００１６】
また、ケイ素化合物としては二酸化ケイ素（シリカ：ＳｉＯ2）等が挙げられ、チタン化合物としては酸化チタン（チタニア：ＴｉＯ2）等が挙げられ、ジルコニウム化合物としては酸化ジルコニウム（ジルコニア：ＺｒＯ2）等が挙げられる。
これらの中では、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、アルミニウム化合物、鉄化合物及びバリウム化合物が好ましい。
これらの金属化合物粒子は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ、任意の比率で混合して用いてもよい。これらの金属化合物粒子を含むクリンカー防止剤は粒子状のものをそのまま用いてもよいが、これらを分散液もしくはスラリーとして用いてもよい。
【００１７】
（金属化合物粒子の平均粒径）
金属化合物粒子の平均粒径は２０μｍ以下が好ましく、１．０〜１５μｍがより好ましく、３．０〜１３μｍが更に好ましい。２０μｍ以下であると、粒子の衝突力が小さくなり、付着が生じ難くなる。また、１．０μｍ以上であると、取扱性に優れる。ここで平均粒径とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径（Ｄ５０）を意味する。
【００１８】
（金属化合物一次粒子の平均粒径）
金属化合物粒子は、複数の金属化合物の一次粒子を含有する二次粒子よりなるものであってもよい。この場合、クリンカー層内に取り込まれた金属化合物粒子（二次粒子）が一次粒子同士の間で崩壊することにより、クリンカー層が容易に崩落し得る。この一次粒子は板状であってもよい。金属化合物粒子（二次粒子）は、この板状の一次粒子が層状に重なり合ってなる層状集合体であってもよい。この場合、一次粒子の層間にずれが生じることにより、クリンカー層が容易に崩落し得る。
一次粒子の平均粒径は、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは１〜５μｍ、更に好ましくは１〜３μｍである。この一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡写真の画像解析によって測定したものである。すなわち、一次粒子の平均粒径は、３〜５個の一次粒子の各々について最長径を測定し、測定値の合計を測定個数（３〜５個）で除した値をいう。
【００１９】
（金属化合物一次粒子のアスペクト比）
一次粒子のアスペクト比は、好ましくは０．５〜３、より好ましくは１〜２、更に好ましくは１．５〜２である。この範囲内であると、金属化合物粒子（二次粒子）が層状の一次粒子の層に沿って崩壊し、クリンカー層が容易に崩落し得る。このアスペクト比も、走査型電子顕微鏡写真の画像解析によって測定したものである。すなわち、３〜５個の一次粒子の各々について、最長径をその垂直径で除した値を計算し、この計算値の合計を測定個数（３〜５個）で除した値をいう。
【００２０】
（クリンカー防止剤の分散媒）
クリンカー防止剤は、上記金属化合物粒子を粉末の状態で用いたものであってもよく、溶媒に分散させた分散液として用いてもよい。
分散液の分散媒としては、水が好適であるが、油等の他の液体であってもよい。この分散液としては、たとえば金属化合物粒子濃度が５〜５０質量％程度となるように水に安定に分散させたものが好適である。この分散液には、必要に応じて界面活性剤を３〜１２質量％添加して分散安定性をより向上させるようにしてもよい。
用いられる界面活性剤としては、アルキルアリルスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルフォコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩等のアニオン界面活性剤やポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルコールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、高級脂肪酸グリセリンエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキロールアミド等の非イオン界面活性剤が例示される。
【００２１】
［クリンカー防止剤の添加量］
クリンカー防止剤の添加量は、燃料又は廃棄物の質量に対して、金属化合物粒子が好ましくは０．００１〜２０質量％、より好ましくは０．１〜１５質量％、更に好ましくは１〜１０質量％である。また、形成されるクリンカー層の質量に対して、好ましくは０．０１〜２００質量％、より好ましくは１．０〜１５０質量％、更に好ましくは１０〜１００質量％となるように添加することが望ましい。これらの範囲内であると、クリンカー層内に取り込まれた金属化合物粒子が良好に崩壊することにより、クリンカー層が容易に崩落し得る。
【００２２】
［クリンカー防止剤の添加箇所及び添加方法］
クリンカー防止剤は、クリンカーの生成防止対象箇所の上流側、望ましくは直前の煙道に添加するのが好ましい。これにより、クリンカー防止剤を効率よくクリンカー層中に取り込ませることができる。ただし、その他、ボイラ、空気予熱器、減温塔、空気加熱器等の設備内、燃料、廃棄物等に添加しても良好な添加効果を得ることができる。
【００２３】
粉末状のクリンカー防止剤を添加する場合は、コンプレッサー、ブロア等でクリンカー防止剤を圧送することができる。たとえば、既設の冷却用空気、助燃用空気を用いる場合、コンプレッサー、ブロア等で冷却用空気、助燃用空気配管にライン注入して移送する方法を採用することができる。
液体状のクリンカー防止剤を添加する場合は、たとえばノズルを添加箇所に合わせて製造する。液体状のクリンカー防止剤は、撹拌機付きのタンクで沈降を防止しながら、ダイヤフラムポンプ、モーノポンプ等を用いて添加することができる。
【００２４】
クリンカー防止剤を設備内のクリンカー層付着箇所に直接に噴射する場合には、予め設備内のクリンカー層付着箇所を確認しておき、その近辺にノズル設置口を加工して設けてもよい。ただし、予めスートブローのライン、点検用のフランジ等、ノズル設置口に代用できるものがあれば加工の必要はない。たとえば、ノズルの設置口を確保したら、炉を立ち上げる前に設置口にクリンカー防止剤の添加装置を設置し、炉が立ち上った後、暫くして炉内の運転が安定した段階でクリンカー防止剤を噴射し始めればよい。
【００２５】
クリンカー防止剤を燃料又は廃棄物に添加する場合には、燃料又は廃棄物の搬送用コンベア等の輸送設備上に配管を設け、この配管からクリンカー防止剤を添加してもよい。あるいは、この配管に代えてスプレーノズルを用い、クリンカー防止剤を均一噴射してもよい。このスプレーノズルは均一添加し得る形状であれば特に限定はない。たとえば、このスプレーノズルから液体状のクリンカー防止剤を噴射する場合には、液滴径は通常２〜５００μｍ、好ましくは１０〜３００μｍ、噴射流量は通常１００〜１０００Ｌ／Ｈｒ、好ましくは２００〜５００Ｌ／Ｈｒ、噴射圧力は通常１．０〜５．０ＭＰａ、好ましくは２．０〜４．０ＭＰａであることが好ましい。
【００２６】
また、添加方法としては、設備稼働中に間欠注入及び連続注入のいずれとしてもよい。間欠注入の場合は薬注ポンプ、電磁弁、電動弁等をタイマー又は流量にて制御することが望ましい。クリンカー防止剤の添加時間の目安は、数分〜数時間/１回、好ましくは１０分〜２時間/１回で、１日１回以上、好ましくは１日２〜１０回の間欠注入もしくは所定量連続注入とする。間欠注入でも、クリンカー防止剤を添加することで嵩比重が低く、付着力の弱いクリンカー層（脆化された付着層）が形成されれば、その上に形成された嵩比重が高く、付着力の強いクリンカーの自重でクリンカーが剥離するという効果が狙える。また、連続添加することでクリンカー層を脆化させることができれば、たとえばボイラ等ではスートブローによる物理的作用を併用することでクリンカーを容易に剥離することが可能になる。
【００２７】
ボイラの水管に対してクリンカー防止剤を添加する場合には、たとえば噴射口が排ガス流れの下流側を向くようにしてスプレーノズルを水管近辺に設置し、このスプレーノズルに対して、通常１〜４０ｋｇ／Ｈｒ、好ましくは１〜５０ｋｇ／Ｈｒの供給能力を有する粉末添加用の定量フィーダー等を接続する。そして、数分〜２４時間／日、好ましくは１０分〜２時間／日の頻度で間欠的に又は連続的に添加する。
【００２８】
上記条件でクリンカー防止剤を添加し、数日から数週間後に事前調査で実施した煤塵濃度、成分分析等と比較することで、クリンカーの剥離、抑制の効果が確認できる。たとえば、剥離、付着抑制効果があった場合は、後段での排ガスの煤塵濃度が増加したり、煤塵の成分が変化する。また、熱効率の向上や、この熱効率の向上による排ガス温度の変化等の効果も確認できる。さらに、プローブに電極を設けた検知器（たとえば特開２００２−１０６８２２号公報の腐食検知器）や同じくプローブに温度計等を設けてその温度変化からクリンカー層の付着量、付着速度、温度変化等を測定したりして効果を確認してもよく、クリンカー層の外観観察によって効果を確認してもよい。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００３０】
［金属化合物粒子］
金属化合物粒子としては、以下に示すものを用いた。
塩基性炭酸マグネシウムＮｏ．１：（神島化学社製「商品名  重質」）
塩基性炭酸マグネシウムＮｏ．２：（神島化学社製「商品名  重質  分級品」）
水酸化マグネシウムＮｏ．１：（ナイカイ塩業社製「商品名  水マグＳＰ」）
水酸化マグネシウムＮｏ．２：（ナイカイ塩業社製「商品名  水マグＳＰ  分級品」）
酸化マグネシウムＮｏ．１：（宇部マテリアルズ社製「商品名  ＵＣ９５Ｓ」）
酸化マグネシウムＮｏ．２：（宇部マテリアルズ社製「商品名  ＵＣ９５Ｓ  分級品」）
酸化鉄Ｆｅ2Ｏ3Ｎｏ．１：（森下弁柄工業社製「商品名  ＮＯ−４０４」）
酸化鉄Ｆｅ2Ｏ3Ｎｏ．２：（森下弁柄工業社製「商品名  ＣＢ−５００」）
これらの金属化合物粒子をＳＥＭで撮影したところ、板状の一次粒子が層状に重なり合った二次粒子よりなっていた。
また、これら金属化合物の融点（分解温度）と、これら金属化合物を構成する金属の酸化物の融点とを表１に示す。
【００３１】
（二次粒子の平均粒径）
これらの金属化合物粒子の平均粒径を、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２０００Ｊ」で測定した。測定条件は、温度２５℃、入社光と検出器との角度９０°、積算回数１００回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率（１．３３３）を入力した。測定濃度は、５×１０-3質量％程度とした。その結果を表１に示す。
（二次粒子の嵩比重）
金属化合物粒子の嵩比重を、ホソカワミクロン（株）製のパウダーテスターで測定した。まず、７１０μｍの篩目の上に金属化合物粒子を盛り込み、静置した。この静置状態では、粒子は落下しなかった。次いで、篩を振動させて、篩の下の計量容器（１００ｍＬ）に金属化合物粒子を落下させた。計量容器一杯になった時点で計量容器の粉面をすり切り、その質量を測定した。測定質量（ｇ）を計量容器の容量（１００ｍＬ）で除すことにより、嵩比重を算出した。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0005786384.tif 000002
【００３３】
＜実施例１〜６及び比較例１〜３＞
［クリンカー防止剤］
実施例１〜２，４〜６及び比較例１〜３では、表２に示すとおり、上記の金属化合物粒子をそのまま（粉体のまま）、クリンカー防止剤として用いた。
実施例３では、塩基性炭酸マグネシウムＮｏ．１を水に分散させたスラリー（金属化合物粒子の濃度：０．２ｇ／ｍＬ）をクリンカー防止剤として用いた。
なお、表１と重複するが、表２でも、金属化合物粒子の種類、二次粒子の性状（平均粒径、嵩比重及び気孔率）及び一次粒子の性状（平均粒径、アスペクト比及び二次粒子中の個数）を記載した。また、クリンカー防止剤の剤形も記載した。
【００３４】
［焼成試験］
バイオマス系燃料ボイラの水管に付着したクリンカー（付着箇所の排ガス温度：８００℃）を粉砕し、この粉砕したクリンカーの質量に対し、上記のクリンカー防止剤を５質量％混合したものを、焼成用試料とした。ただし、実施例３のスラリー状のクリンカー防止剤については、粉砕したクリンカーの質量に対し、塩基性炭酸マグネシウムＮｏ．１が５質量％となるようにクリンカー防止剤を混合した後、大気中、６０〜８０℃で２４〜３６時間保持して乾燥したものを、焼成用試料とした。
この焼成用試料を成形型に入れ、２０ｋｇ／ｃｍ2で加圧成形して、直径１．５ｃｍ、高さ２ｃｍの成形体を作成した。この成形体をルツボに載せ、大気中で８００℃にて６０分間加熱して焼成体を得、焼成体の強度を山中式土壌硬度計で測定した。その結果を表２及び図１，２に示す。
【００３５】
【表２】
0005786384.tif 000003
【００３６】
図１に示すとおり、実施例１〜６では、金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下と低いため、焼成体の圧縮強度が４ｋｇｆ／ｃｍ2以下となり、脆弱であった。これに対し、比較例１〜３では、金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ超と高いため、焼成体の圧縮強度が５ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり、実施例１〜６よりも１ｋｇｆ／ｃｍ2以上も高い値となった。また、図２に示すとおり、各種の金属化合物粒子は、平均粒径を変化させても、焼成体の圧縮強度にはあまり変化がなかった。
【００３７】
＜実施例７〜１２及び比較例４〜６＞
表１に示すとおり、実施例７〜１２及び比較例４〜６では、それぞれ、実施例１〜６及び比較例１〜３と同様のクリンカー防止剤を用いた。
【００３８】
［焼成試験］
バイオマス系燃料ボイラの水管に付着したクリンカー（付着箇所の排ガス温度：８００℃）を粉砕し、この粉砕したクリンカーの質量に対し、上記のクリンカー防止剤を１５質量％混合したものを、焼成用試料とした。ただし、実施例９のスラリー状のクリンカー防止剤については、粉砕したクリンカーの質量に対し、塩基性炭酸マグネシウムＮｏ．１が１５質量％となるようにクリンカー防止剤を混合した後、大気中、６０〜８０℃で２４〜３６時間保持して乾燥したものを、焼成用試料とした。
次いで、実施例１〜１１及び比較例１〜３と同様の方法で焼成体を得、焼成体の強度を測定した。その結果を表２及び図３，４に示す。
【００３９】
実施例７〜１２及び比較例４〜６についても、実施例１〜６及び比較例１〜３と同様の傾向が見られた。
すなわち図３に示すとおり、実施例７〜１２では金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下と低いため、焼成体の圧縮強度が１ｋｇｆ／ｃｍ2以下となり、脆弱であった。これに対して比較例４〜６では、金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ超と高いため、焼成体の圧縮強度が２．５ｋｇｆ／ｃｍ2以上となり、実施例１〜６よりも１．５ｋｇｆ／ｃｍ2以上も高い値となった。また、図４に示すとおり、各種の金属化合物粒子は、平均粒径を変化させても、焼成体の圧縮強度にはあまり変化がなかった。
【００４０】
このように実施例１〜１２が比較例１〜６と比べて、焼成体の圧縮強度が低くなった理由は、以下の点にあると考えられる。すなわち、本実施例で使用した金属化合物粒子はいずれも、嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ以下と小さいため、金属化合物粒子（二次粒子）内部の空隙が大きい。また、これらの金属化合物粒子は、融点（金属化合物粒子自体またはその酸化物の融点）が高い。このため、クリンカー内に添加して８００℃という高温条件下で焼成しても、金属化合物粒子の内部には大きい空隙が残ることにより、焼成体の焼成反応が遅延し、圧縮強度が低くなったものと考えられる。また、ＳＥＭ観察結果のとおり、本実施例で使用した金属化合物粒子はいずれも、板状微粒子（一次粒子）が層状に重なり合って二次粒子（金属化合物粒子）を形成した構造になっていため、これら層間で金属化合物粒子が崩壊し易い。このことも、圧縮強度が低くなった原因であると考えられる。一方、比較例１〜６では、金属化合物粒子の嵩比重が０．４５ｇ／ｍＬ超であり、金属化合物粒子内の空隙が小さいため、焼成体の焼成反応が早期に進行し、圧縮強度が高くなったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のクリンカー防止剤は、ボイラや廃棄物燃焼炉における灰分の付着物を低減し、防食、伝熱阻害の低減、煙道閉塞障害の低減、冷却設備の負荷低減等を達成し得るクリンカー防止剤として好適に使用することができる。
【図１】
0005786384.tif 000004
【図２】
0005786384.tif 000005
【図３】
0005786384.tif 000006
【図４】
0005786384.tif 000007