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技術 液体燃料組成物

出願人 アミタ株式会社
発明者 熊野英介
出願日 1994年10月7日 (25年6ヶ月経過) 出願番号 1994-270471
公開日 1995年6月27日 (24年10ヶ月経過) 公開番号 1995-166178
状態 特許登録済
技術分野 液体炭素質燃料
主要キーワード 腐蝕性物質 植物性廃油 金属くず ガラスくず 陶磁器くず 液体燃料組成物 ポリ酢酸ビニル部分ケン化物 石油タンク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年6月27日)のものです。
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目的

廃棄物から容易に調製でき、低粘度であっても安定性の高い液体燃料組成物を得る。

構成

液体燃料組成物は、廃棄物を含み、液体成分として、水不溶性廃油水可溶性溶媒および水を含有する。前記組成物の液体成分組成は、水不溶性廃油10〜90重量%程度、水可溶性廃溶媒5〜85重量%程度および水5〜85重量%程度である。また、前記組成物の発熱量は2500kcal/kg程度以上、25℃における粘度は2000センチポイズ程度以下、塩素(Cl)含有量は3000ppm程度以下である。前記組成物の液状は、例えば油中水型又は水中油型エマルジョンである。この液体燃料組成物は広範囲の廃棄物を利用できると共に、セメント焼成液体補助燃料等として好適に使用できる。

概要

背景

廃油汚泥などの油分を含んだ産業廃棄物等のほとんどは焼却処分されている。しかし、産業廃棄物等の焼却には多額の費用がかかると共に、昨今の産業廃棄物等の著しい増加に伴い、焼却処理能力不足している。

そこで、このような産業廃棄物等を液体燃料として再資源化する提案がなされている。例えば、特開昭59−74187号公報には、アスファルトなどの高粘度の重質油又は前記重質油と各種廃液中有機物質との混合物に、水又は水と低級アルコールとの混合物、およびポリ酢酸ビニル部分ケン化物を添加して得られるペースト状の分散構成物を、高温高圧状態より急激に常圧状態噴出させることにより前記重質油などを微粒化する方法が開示されている。また、特公平5−47596号公報には、産業廃棄物の油分を10〜90%に、水分を10〜60%にそれぞれ調整し、水と油を油中水型乳化し、20℃における粘度を2300〜6200センチポイズ発熱量を3000kcal/kg以上に調整して、セメント焼成用液体補助燃料として利用する産業廃棄物の再資源化方法が開示されている。

しかし、これらの公報に記載されている再生燃料組成物は高粘度であるため、流動性が悪く、送液する際に詰りなどのトラブルが発生し易い。そのため、噴霧燃焼させる際には、組成物の温度を高めるなどの措置を講ずる必要が生じる(特公昭53−7072号公報参照)。また、燃料組成物を低粘度化すると、分散安定性が低下する。そのため、コロイド性乳化剤や分散安定剤を必要とする場合が多い(特開昭57−90095号公報、前記特開昭59−74187号公報等参照)。

概要

廃棄物から容易に調製でき、低粘度であっても安定性の高い液体燃料組成物を得る。

液体燃料組成物は、廃棄物を含み、液体成分として、水不溶性廃油、水可溶性溶媒および水を含有する。前記組成物の液体成分組成は、水不溶性廃油10〜90重量%程度、水可溶性廃溶媒5〜85重量%程度および水5〜85重量%程度である。また、前記組成物の発熱量は2500kcal/kg程度以上、25℃における粘度は2000センチポイズ程度以下、塩素(Cl)含有量は3000ppm程度以下である。前記組成物の液状は、例えば油中水型又は水中油型エマルジョンである。この液体燃料組成物は広範囲の廃棄物を利用できると共に、セメント焼成の液体補助燃料等として好適に使用できる。

目的

したがって、本発明の目的は、低粘度であっても、安定性の高い液体燃料組成物を提供することにある。

本発明の他の目的は、広範囲の廃棄物を利用できるとともに、調製および取扱が容易で、しかも燃焼効率および燃焼安定性に優れる液体燃料組成物を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
6件

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請求項1

廃棄物を含む液体燃料組成物であって、液体成分として、水不溶性廃油水可溶性溶媒および水を含む液体燃料組成物。

請求項2

液体成分組成が、水不溶性廃油10〜90重量%、水可溶性廃溶媒5〜85重量%および水5〜85重量%である請求項1記載の液体燃料組成物。

請求項3

発熱量が2500kcal/kg以上である請求項1記載の液体燃料組成物。

請求項4

25℃における粘度が2000センチポイズ以下である請求項1記載の液体燃料組成物。

請求項5

塩素(Cl)含有量が3000ppm以下である請求項1記載の液体燃料組成物。

請求項6

液状が、油中水型又は水中油型エマルジョンである請求項1記載の液体燃料組成物。

技術分野

実施例1〜24で得られた液体燃料組成物は、液状の如何に拘らず、極めて安定性が高く、層分離凝縮は起こらなかった。また、表2〜表5に示されるように、これらの液体燃料組成物は、低粘度で、しかも発熱量が高く、Cl、F、Pb、Cdなどの腐蝕性物質有害物質を形成する元素含有量も極めて低い値を示した。

背景技術

0001

本発明は、産業廃棄物等を再資源化し、液体補助燃料等として利用できる液体燃料組成物に関する。

0002

廃油汚泥などの油分を含んだ産業廃棄物等のほとんどは焼却処分されている。しかし、産業廃棄物等の焼却には多額の費用がかかると共に、昨今の産業廃棄物等の著しい増加に伴い、焼却処理能力不足している。

0003

そこで、このような産業廃棄物等を液体燃料として再資源化する提案がなされている。例えば、特開昭59−74187号公報には、アスファルトなどの高粘度の重質油又は前記重質油と各種廃液中有機物質との混合物に、水又は水と低級アルコールとの混合物、およびポリ酢酸ビニル部分ケン化物を添加して得られるペースト状の分散構成物を、高温高圧状態より急激に常圧状態噴出させることにより前記重質油などを微粒化する方法が開示されている。また、特公平5−47596号公報には、産業廃棄物の油分を10〜90%に、水分を10〜60%にそれぞれ調整し、水と油を油中水型乳化し、20℃における粘度を2300〜6200センチポイズ、発熱量を3000kcal/kg以上に調整して、セメント焼成用液体補助燃料として利用する産業廃棄物の再資源化方法が開示されている。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、これらの公報に記載されている再生燃料組成物は高粘度であるため、流動性が悪く、送液する際に詰りなどのトラブルが発生し易い。そのため、噴霧燃焼させる際には、組成物の温度を高めるなどの措置を講ずる必要が生じる(特公昭53−7072号公報参照)。また、燃料組成物を低粘度化すると、分散安定性が低下する。そのため、コロイド性乳化剤や分散安定剤を必要とする場合が多い(特開昭57−90095号公報、前記特開昭59−74187号公報等参照)。

0005

したがって、本発明の目的は、低粘度であっても、安定性の高い液体燃料組成物を提供することにある。

0006

本発明の他の目的は、広範囲廃棄物を利用できるとともに、調製および取扱が容易で、しかも燃焼効率および燃焼安定性に優れる液体燃料組成物を提供することにある。

0007

本発明者は、廃棄物中に含まれる液体成分が、水不溶性廃油、水可溶性溶媒及び水に分類できることに着目し、鋭意検討した結果、これら三種の成分を含有させると、分散安定剤を特に必要とせず、低粘度であっても安定性の高い液体燃料組成物が得られることを見出だし、本発明を完成させた。

0008

すなわち、本発明は、廃棄物を含む液体燃料組成物であって、液体成分として、水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒および水を含む液体燃料組成物を提供する。

0009

前記廃棄物には、産業廃棄物、特別管理産業廃棄物及び一般廃棄物が含まれるが、特定の事業場から安定且つ多量に排出される産業廃棄物、特別管理産業廃棄物が好適に使用される。産業廃棄物には、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」及びその施行令に規定されている対象物質が含まれ、例えば、燃え殻、汚泥、廃油、廃酸廃アルカリ廃プラスチック類、紙くず、木くず繊維くず動植物性残渣ゴムくず、金属くずガラスくず及び陶磁器くず鉱さい建設廃材動物ふん尿、動物の死体ばいじん等が例示される。本発明では、なかでも、汚泥、廃油、廃酸、廃アルカリなどの液体成分を多く含有する廃棄物が繁用される。

0010

本発明の液体燃料組成物の主たる特徴は、液体成分として、水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒および水を含む点に存する。前記液体成分は、常温において流動性を有する液体を意味し、半固形状のアスファルトなどは含まない。前記液体成分を含む廃棄物が液状である場合には、25℃における粘度が、10000センチポイズ以下、好ましくは0.5〜5000センチポイズのものを使用する場合が多い。

0011

前記水不溶性廃油は、主に、鉱物性廃油、植物性廃油動物性廃油などに含まれている場合が多い。前記鉱物性廃油は、例えば、石油タンクスラッジ軽油灯油ガソリンナフサなどのスラッジ;機械油潤滑油切削油などの廃油等に含まれている。前記植物性廃油は、ナタネ油大豆油米ぬか油綿実油トウモロコシ油パーム油ヒマワリ油などの植物油脂搾油残滓;前記植物油脂を食品加工に使用した後の廃油;松脂などのテルペン類の廃油などに含まれている。前記動物性廃油は、、鶏、などの動物性油脂廃液などに含まれている。これらの動物性油脂廃液には、タンパク質も含まれていることが多い。また、水不溶性廃油は、上記のほか、アジピン酸誘導体グリコール誘導体フタル酸誘導体などの水不溶性可塑剤を含有する廃可塑剤や、石油精製業、石油化学産業食品産業などのプロセス廃油などにも含まれている。

0013

前記水可溶性廃溶媒は、例えば、廃塗料、ドープ、機械電子材料の処理廃油および洗浄廃液船舶タンクビルジの廃液、精製、抽出、反応、洗浄などの各種プロセスから排出されるプロセス廃液などに含まれている。

0014

前記水可溶性廃溶媒を構成する水可溶性溶媒成分の水に対する溶解度は、水100g当り5g程度以上である場合が多い。前記水可溶性溶媒成分として、例えば、メタノールエタノールプロパノールイソプロパノールブタノールイソブタノール、t−ブタノールなどの炭素数1〜4の一価の脂肪族アルコール;エチレングリコールプロピレングリコールグリセリンなどの多価アルコールジエチレングリコールトリエチレングリコールポリエチレングリコールジプロピレングリコールポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールテトラヒドロフランジオキサンなどの環状エーテルエチレングリコールモノメチルエーテルエチレングリコールジメチルエーテルエチレングリコールモノエチルエーテルジエチレングリコールモノブチルエーテルプロピレングリコールモノエチルエーテルなどの(ポリアルキレングリコールモノ(又はジ)アルキルエーテルギ酸酢酸プロピオン酸などの低級脂肪酸乳酸などのヒドロキシ酸ギ酸メチル酢酸メチル酢酸エチルなどの炭素数2〜4程度の脂肪酸アルキルエステルアセトンメチルエチルケトンなどの炭素数3〜4程度のケトン;アセトアルデヒドプロピオンアルデヒドなどの低級脂肪族アルデヒドエチルアミンジエチルアミントリエチルアミンプロピルアミンブチルアミンピペラジンエチレンジアミンプロピレンジアミンジエチレントリアミンなどのアミンモノエタノールアミンジエタノールアミントリエタノールアミン、モノプロパノールアミンなどのアルカノールアミンピリジンピコリンキノリンなどの含窒素複素環化合物などが挙げられる。

0015

好ましい水可溶性廃溶媒としては、前記炭素数1〜4の一価の脂肪族アルコール、多価アルコール、ポリアルキレングリコール、(ポリ)アルキレングリコールモノ(又はジ)アルキルエーテル、炭素数2〜4程度の脂肪酸アルキルエステル、炭素数3〜4程度のケトン、アミンおよびアルカノールアミンから選ばれた少なくとも一種の水可溶性溶媒成分を含む廃溶媒が挙げられる。

0016

本発明の液体燃料組成物は水を含む。水は、植物油脂の搾油残滓、廃塗料、プロセス廃液、石油タンクスラッジ、排水スラッジ工業廃水、およびその他の多くの廃棄物中に含まれている。そのため、広範囲の廃棄物を利用することができる。また、前記水は、工業用水などの未使用の水であってもよい。

0017

上記のように、本発明の液体燃料組成物は、液体成分として、水不溶性廃油および水に加えて、水可溶性廃溶媒を含んでいる。この水可溶性廃溶媒は、水不溶性廃油および水の双方に対して親和性を有する。そのためか、本発明の液体燃料組成物では、低粘度の分散液であっても高い分散安定性が得られる。

0018

本発明の液体燃料組成物において、前記水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒及び水の各液体成分の量は広い範囲で選択できるが、好ましくは、液体成分全量に対して、水不溶性廃油10〜90重量%、水可溶性廃溶媒5〜85重量%および水5〜85重量%であり、より好ましくは、水不溶性廃油10〜75重量%、水可溶性廃溶媒5〜70重量%および水20〜85重量%であり、さらに好ましくは、水不溶性廃油10〜70重量%程度、水可溶性廃溶媒5〜65重量%程度および水25〜85重量%程度である。また、特に好ましい液体燃料組成物では、液体成分全量に対する水不溶性廃油の割合は10〜60重量%程度、水可溶性廃溶媒の割合は5〜55重量%程度、水の割合は25〜65重量%程度である。

0019

上記各液体成分の割合を上記範囲に設定すると、分散安定剤を用いなくても二層に分離しにくく、極めて高い安定性を有するとともに、低粘度で、高い発熱量を有し、しかも燃焼時の燃焼安定性に優れた液状燃料組成物が得られる。

0020

本発明の液体燃料組成物中の固形分の含有量は、流動性を損なわない範囲で適宜選択できるが、例えば0〜50重量%、好ましくは0〜30重量%、さらに好ましくは0〜20重量%程度である。なお、前記固形分には、アスファルトなどの半固形状の成分も含まれる。固形の廃プラスチックなどの添加により、発熱量を増加させることができる。前記固形分は、前記液体燃料組成物に不溶の場合には、粉砕して、例えば直径1mm以下に細粒化するのが好ましい。

0021

本発明の液体燃料組成物は、必要に応じ、液体成分として、前記水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒および水に加えて、前記水不溶性成分を含む未使用の水不溶性油(例えば、原油重油動植物油など)および/または前記水可溶性成分を含む未使用の水可溶性溶媒を含んでいてもよい。

0022

本発明の液体燃料組成物の発熱量は、2500kcal/kg以上、特に3000kcal/kg〜12000kcal/kg程度であるのが好ましい。発熱量が2500kcal/kg以上の液体燃料組成物は、セメント焼成用の液体補助燃料として好適に使用できる。また、発熱量が3000kcal/kg以上の液体燃料組成物は、流動床式ボイラー用補助燃料として使用することができる。発熱量の調整は、各液体成分および固形分の種類および混合割合などを適宜選択することにより行うことができる。

0023

本発明の液体燃料組成物の粘度(25℃)は、好ましくは2000センチポイズ以下、より好ましくは0.3〜1000センチポイズ、さらに好ましくは0.5〜500センチポイズ、特に好ましくは1〜200センチポイズ程度である。前記粘度が2000センチポイズ以下の液体燃料組成物は、流動性に著しく優れるため、送液の際に詰り等のトラブルが生じ難く、作業効率が向上する。また、期における高粘度化を回避することができる。さらに、石炭などの主燃料の燃焼に悪影響を及ぼさず、高い燃焼安定性が得られる。また、前記粘度が500センチポイズ以下の前記組成物は、流動床ボイラー用の補助燃料として好適に使用できる。

0024

また、本発明の液体燃料組成物においては、腐蝕性物質や有害物質を形成する元素、例えば、塩素(Cl)、フッ素(F)、臭素(Br)等のハロゲン元素ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、銅(Cu)、ニオブ(Nb)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、水銀(Hg)、タリウム(Tl)、鉛(Pb)等の金属元素リン(P);イオウ(S);セレン(Se);ヒ素(As)などの元素の含有量の少ないものが好ましい。

0025

好ましい液体燃料組成物には、例えば、Cl含有量5000ppm以下(好ましくは3000ppm以下、さらに好ましくは2000ppm程度以下)、F含有量5000ppm以下(好ましくは1000ppm以下、さらに好ましくは400ppm程度以下)、P含有量3000ppm以下(好ましくは2000ppm以下、さらに好ましくは400ppm程度以下)、S含有量10000ppm以下(好ましくは5000ppm以下、さらに好ましくは500ppm程度以下)、As含有量500ppm以下(好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは15ppm程度以下)、Pb含有量15000ppm以下(好ましくは200ppm以下、さらに好ましくは30ppm程度以下)、またはCd含有量2000ppm以下(好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは3ppm程度以下)の液体燃料組成物が含まれる。

0026

また、Cl含有量が、3000ppm以下、好ましくは2000ppm以下の液体燃料組成物は、セメント焼成用補助燃料として使用できる。ClおよびF含有量がそれぞれ5000ppm以下、Pb含有量が15000ppm以下、Cd含有量が2000ppm以下の液体燃料組成物は、非鉄製錬転炉又は自溶炉用の補助燃料として使用することができる。また、製鉄高炉用の補助燃料としては、P含有量400ppm以下、S含有量500ppm以下、As含有量500ppm以下、Pb含有量200ppm以下の前記組成物を用いることができる。さらに、Cl含有量500ppm以下、F含有量400ppm以下、S含有量5000ppm以下、As含有量15ppm以下、Pb含有量30ppm以下、Cd含有量3ppm以下の前記組成物は、流動床式ボイラー用の補助燃料として好適に使用することができる。これらの各用途に適合した液体燃料組成物は、原料として用いる廃棄物を適宜選択することにより調製することができる。

0027

本発明の液体燃料組成物の液状は、均一溶液、懸濁液、油中水型又は水中油型エマルジョンの何れであってもよいが、固形分含有量が高くても低粘度の組成物が得られる油中水型又は水中油型のエマルジョンが好ましい。なかでも、低粘度化が容易な水中油型のエマルジョンが繁用される。

0028

本発明の液体燃料組成物は、前記水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒および水のうち少なくとも一種以上を含有する廃棄物を一種又は二種以上混合することによって容易に得ることができる。廃棄物の混合は、慣用撹拌機振盪機分散機などによって行うことができる。

0029

本発明の液体燃料組成物は、前記のように、分散液であっても高い分散安定性を有するため、特に乳化剤や分散安定剤を必要としないが、前記乳化剤等を添加することもできる。前記乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等の非イオン界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤アルキルトリメチルアンモニウムクロリド等の陽イオン界面活性剤などの界面活性剤などが挙げられる。

発明の効果

0030

こうして得られる液体燃料組成物は、セメント焼成のほか、高炉、非鉄製錬(例えば銅製錬)の転炉や自溶炉等の補助燃料用として広範に使用することができる。

0031

本発明の液体燃料組成物は、水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒および水の三種の成分を含むため、低粘度であっても、安定性が高い。

0032

また、広範囲の廃棄物を利用できるとともに、調製、特に低粘度の液体燃料組成物の調製が容易であり、しかも取扱性に優れる。前記低粘度の液体燃料組成物は、流動性に優れるため、燃焼効率および燃焼安定性が高く、しかも作業効率を向上させることができる。

0033

以下に、実施例に基いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

0034

実施例1〜24、比較例1〜4
各実施例および比較例につき、表1に示すA〜Nの廃棄物のうち2〜3種(但し、比較例1では1種)を、それぞれ表2および表3に示す割合で混合撹拌した。なお、廃棄物Nの廃ポリエチレン粉末として、平均粒径10μmの粉末を用いた。得られた液体燃料組成物の液体成分の含有量(重量%)、液体成分組成(重量%)、発熱量(kcal/kg)、粘度(センチポイズ)、液状を表2および表3に、また、Cl、F、P、S、As、PbおよびCdの各元素の含有量(ppm)を表4および表5に示した。なお、表中、液体成分組成は、水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒及び水の合計量に対する各液体成分の割合を示す。また、表中、「水不溶性」および「水可溶性」は、それぞれ、水不溶性廃油、水可溶性廃溶媒を示す。粘度は、25℃において、回転粘度計で測定した値を示す。液状の欄の「S」は溶液を、「O/W」は水中油型のエマルジョンを、「W/O」は油中水型のエマルジョンを示す。表4、表5において、「−」はデータがないことを示す。

0035

0036

0037

0038

0039

ID=000006HE=080 WI=122 LX=0440 LY=1300

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