液体燃料及びその製造方法
【課題】炭酸ガスの発生量を抑制し、ボイラー等の運転コストを低減することができる液体燃料、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の液体燃料は、石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化したものであることを特徴とする。前記石油化学燃料としては、重油が挙げられる。前記電離水としては、浄化した軟水に通電して成るものが挙げられる。前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量は、１０〜７５重量部の範囲にあることが好ましい。本発明の液体燃料は、前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程により製造することができる。
【解決手段】本発明の液体燃料は、石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化したものであることを特徴とする。前記石油化学燃料としては、重油が挙げられる。前記電離水としては、浄化した軟水に通電して成るものが挙げられる。前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量は、１０〜７５重量部の範囲にあることが好ましい。本発明の液体燃料は、前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程により製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発電、工業用ボイラー、蒸気供給のためのボイラー等で使用できる液体燃料、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所、工業用のボイラー等は、重油を燃料として使用してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
重油を燃焼させると、大量の炭酸ガス（ＣＯ2）が発生する。この炭酸ガスは地球温暖化を促進するため、地球規模での問題となっている。また、原油価格高騰により、火力発電所、工業用のボイラー等の運転コストが増加している。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、炭酸ガスの発生量を抑制し、ボイラー等の運転コストを低減することができる液体燃料、及びその製造方法を提供することを目的とする。なお、本発明に関連する文献は発見されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液体燃料は、石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化したものである。本発明の液体燃料は、重油等と比べて、燃焼時に生じる排ガス中の炭酸ガス量を低減することができる。そのことにより、地球温暖化等の環境問題を改善することができる。また、本発明の液体燃料を燃焼させたときに生じるエネルギーは、重油等に比べて高い。そのため、液体燃料の消費量を低減することができ、結果として、火力発電所、工業用のボイラー等の運転コストを低減することができる。
【０００６】
前記石油化学燃料としては、様々なものを用いることができ、例えば、ガソリン、灯油、軽油、重油（Ａ重油、Ｃ重油）等を用いることができる。
前記電離水（Free Water）としては、例えば、浄化した軟水に通電して成るものを用いることができる。通電は、例えば、（株）スペース・クアトロ社製の電離成水器（型番：ＡＬ−４３１）を用いて行うことができる。通電処理の強度は、上述した電離成水器における５段階の設定のうち、第３〜５段階の範囲が好ましい。
【０００７】
前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量は、１０〜７５重量部の範囲にあることが好ましい。電離水の配合量は、用途に応じて調整することができる。液体燃料の配合例としては、例えば、以下のものが挙げられる。
(i)Ａ重油８０重量％と、電離水２０重量％とから成る液体燃料。ディーゼルエンジン用とすることができる。
(ii) Ａ重油７０重量％と、電離水３０重量％とから成る液体燃料。簡易ボイラー、暖房用ストーブ用とすることができる。
(iii) Ａ重油６０重量％と、電離水４０重量％とから成る液体燃料。発電所、工業用大型ボイラー用とすることができる。
(iv) Ａ重油５０重量％と、電離水５０重量％とから成る液体燃料。発電所、工業用大型ボイラー用とすることができる。
【０００８】
本発明の液体燃料は、例えば、前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程を用いて、製造することができる。
前記微細な隙間は、１０〜５０μｍの隙間が好ましい。前記加圧における圧力は、０．１〜１００Ｍｐｓの範囲が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１０】
１．液体燃料の製造方法
液体燃料を製造する方法を図１に基づいて説明する。図１は、液体燃料を製造するために用いる設備の構成を表す説明図である。
【００１１】
まず、源水を浄水器１により浄化した。源水とは、池の水、川の水、地下水、工業用水、水道水等の水である。浄水器１は、ろ過により、源水中の異物を取り除き、後に、イオン交換器にて無機物等を除去し、軟水化する、一般的な装置である。
【００１２】
浄化後の水を、電離成水器３を通し、電離水とした。電離成水器３は、水に通電する機能を有するものであり、（株）スペース・クアトロ社製の型番ＡＬ−４３１である。通電の条件は、電流値：８Ａ、電圧：１００Ｖ、処理量：３〜１２Ｌ／minとした。また、上述した電離器における処理の強度は、全５段階の設定のうち、第３段階とした。なお、上記の工程は、工業的にサイズアップすることが可能である。
【００１３】
電離水は、一旦、電離水タンク５に貯蔵した。一方、市販のＡ重油を重油タンク９に貯蔵しておいた。電離水タンク５から取り出した電離水と、重油タンク９から取り出したＡ重油とを、分散混合タンク７に入れ、モーターＭで高速回転する攪拌翼７ａを用いて、所定時間、分散混合した。電離水とＡ重油との混合比は、電離水３０重量部、Ａ重油７０重量部とした。
【００１４】
次に、分散混合タンク７から取り出した混合液を、微細化機１１に通した。この微細化機１１は、混合液に高圧（圧力は３０Ｍｐｓ）をかけ、内径１０〜５０μｍの狭い隙間を通過させるという機能を有するものであり、オランダＢＯＳＳ社製の型番ＭＧ２−１０Ｂである。この微細化機１１を通過することにより、Ａ重油と、電離水とが混在し、懸濁液化した液体燃料（以下、液体燃料ＦＯ３０とする）が製造された。微細化機１１を通過した液体燃料ＦＯ３０は、燃料貯蔵タンク１３に貯蔵した。燃料貯蔵タンク１３は、懸濁液における電離水とＡ重油との分離を防止するため、モーターＭで回転駆動される攪拌翼１３ａを備えている。なお、図１において、番号２、４、６、１０、１２、１４は、それぞれ、液送に用いるポンプである。
【００１５】
２．液体燃料ＦＯ３０の使用方法
燃料貯蔵タンク１３に貯蔵された液体燃料ＦＯ３０を、燃料ポンプにより、各種ボイラー等に供給し、燃焼させることができる。ボイラーは、重油用に設計されたものをそのまま用いることができ、液体燃料ＦＯ３０に合わせて改造しなくてもよい。
【００１６】
３．液体燃料ＦＯ３０が奏する効果を確かめるための試験
（１）炭酸ガスの発生量に関する試験
液体燃料ＦＯ３０をボイラーで燃焼させ、そのとき生じた排ガス中に占める炭酸ガスの比率（ｖ／ｖ％）を測定した。また、同じ条件で、Ａ重油を燃焼させ、そのとき生じた排ガス中に占める炭酸ガスの比率（ｖ／ｖ％）を測定した。炭酸ガスの測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ８８０８（オルザット法）に準拠した。また、試験は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １７０２５認定試験所である株式会社ユニケミーに委託して行った。試験結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
この表１から明らかなとおり、液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに生じる排ガスは、Ａ重油を燃焼させたときに生じる排ガスよりも、炭酸ガスの比率が遙かに低かった。具体的には、液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに生じる排ガスでは、Ａ重油を燃焼させたときに生じる排ガスに比べて、下記の数式で示すように、炭酸ガスの量が２４．５％も減少していた。
（数式）：（（１０．６−８．０）／１０．６））×１００＝２４．５（％）
よって、液体燃料ＦＯ３０を用いれば、炭酸ガスの放出量を削減することができ、地球温暖化等の環境問題を改善することができる。
（２）燃焼により発生する熱量に関する試験
液体燃料ＦＯ３０をボイラーで燃焼させ、そのとき生じた熱量により、水を加熱し、蒸発させた。また、同じ条件で、Ａ重油を燃焼させ、そのとき生じた熱量により、水を加熱し、蒸発させた。液体燃料ＦＯ３０とＡ重油のそれぞれについて、燃焼時間、燃料消費量、燃料消費速度、水蒸発量、燃料１Ｋｇあたりの水蒸発量を測定した。なお、試験は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １７０２５認定試験所である株式会社ユニケミーに委託して行った。試験結果を表２に示す。表２において「水蒸発比」の欄は、燃料１Ｋｇあたりの水蒸発量について、Ａ重油を用いた場合の値を１００としたときの比率である。
【００１８】
【表２】
表２から明らかなように、１Ｋｇの液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに蒸発させる水の量（すなわち発生する熱量）は、同量のＡ重油を燃焼させたときに蒸発させる水の量よりも遙かに多かった。このように、液体燃料ＦＯ３０は、少量の使用でも高い熱量を発生させることができるため、燃料の消費量を低減することができる。また、その結果として、燃料を用いて生産される電力や蒸気の価格を低下させることができる。
【実施例２】
【００１９】
基本的には前記実施例１と同様にして、液体燃料を製造した。ただし、本実施例２では、電離水とＡ重油との混合比率を表３に示すものとした。
【００２０】
【表３】
表３に示す液体燃料も、前記実施例１における液体燃料ＦＯ３０と略同様の性質を示した。
【００２１】
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、Ａ重油の代わりに、Ｃ重油、ガソリン、灯油、軽油等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液体燃料を製造するために用いる設備の構成を表す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・浄水器、３・・・電離成水器、５・・・電離水タンク、
７・・・分散混合タンク、７ａ・・・攪拌翼、９・・・重油タンク、
１１・・・微細化機、１３・・・燃料貯蔵タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発電、工業用ボイラー、蒸気供給のためのボイラー等で使用できる液体燃料、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所、工業用のボイラー等は、重油を燃料として使用してきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
重油を燃焼させると、大量の炭酸ガス（ＣＯ2）が発生する。この炭酸ガスは地球温暖化を促進するため、地球規模での問題となっている。また、原油価格高騰により、火力発電所、工業用のボイラー等の運転コストが増加している。
【０００４】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、炭酸ガスの発生量を抑制し、ボイラー等の運転コストを低減することができる液体燃料、及びその製造方法を提供することを目的とする。なお、本発明に関連する文献は発見されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の液体燃料は、石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化したものである。本発明の液体燃料は、重油等と比べて、燃焼時に生じる排ガス中の炭酸ガス量を低減することができる。そのことにより、地球温暖化等の環境問題を改善することができる。また、本発明の液体燃料を燃焼させたときに生じるエネルギーは、重油等に比べて高い。そのため、液体燃料の消費量を低減することができ、結果として、火力発電所、工業用のボイラー等の運転コストを低減することができる。
【０００６】
前記石油化学燃料としては、様々なものを用いることができ、例えば、ガソリン、灯油、軽油、重油（Ａ重油、Ｃ重油）等を用いることができる。
前記電離水（Free Water）としては、例えば、浄化した軟水に通電して成るものを用いることができる。通電は、例えば、（株）スペース・クアトロ社製の電離成水器（型番：ＡＬ−４３１）を用いて行うことができる。通電処理の強度は、上述した電離成水器における５段階の設定のうち、第３〜５段階の範囲が好ましい。
【０００７】
前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量は、１０〜７５重量部の範囲にあることが好ましい。電離水の配合量は、用途に応じて調整することができる。液体燃料の配合例としては、例えば、以下のものが挙げられる。
(i)Ａ重油８０重量％と、電離水２０重量％とから成る液体燃料。ディーゼルエンジン用とすることができる。
(ii) Ａ重油７０重量％と、電離水３０重量％とから成る液体燃料。簡易ボイラー、暖房用ストーブ用とすることができる。
(iii) Ａ重油６０重量％と、電離水４０重量％とから成る液体燃料。発電所、工業用大型ボイラー用とすることができる。
(iv) Ａ重油５０重量％と、電離水５０重量％とから成る液体燃料。発電所、工業用大型ボイラー用とすることができる。
【０００８】
本発明の液体燃料は、例えば、前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程を用いて、製造することができる。
前記微細な隙間は、１０〜５０μｍの隙間が好ましい。前記加圧における圧力は、０．１〜１００Ｍｐｓの範囲が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１０】
１．液体燃料の製造方法
液体燃料を製造する方法を図１に基づいて説明する。図１は、液体燃料を製造するために用いる設備の構成を表す説明図である。
【００１１】
まず、源水を浄水器１により浄化した。源水とは、池の水、川の水、地下水、工業用水、水道水等の水である。浄水器１は、ろ過により、源水中の異物を取り除き、後に、イオン交換器にて無機物等を除去し、軟水化する、一般的な装置である。
【００１２】
浄化後の水を、電離成水器３を通し、電離水とした。電離成水器３は、水に通電する機能を有するものであり、（株）スペース・クアトロ社製の型番ＡＬ−４３１である。通電の条件は、電流値：８Ａ、電圧：１００Ｖ、処理量：３〜１２Ｌ／minとした。また、上述した電離器における処理の強度は、全５段階の設定のうち、第３段階とした。なお、上記の工程は、工業的にサイズアップすることが可能である。
【００１３】
電離水は、一旦、電離水タンク５に貯蔵した。一方、市販のＡ重油を重油タンク９に貯蔵しておいた。電離水タンク５から取り出した電離水と、重油タンク９から取り出したＡ重油とを、分散混合タンク７に入れ、モーターＭで高速回転する攪拌翼７ａを用いて、所定時間、分散混合した。電離水とＡ重油との混合比は、電離水３０重量部、Ａ重油７０重量部とした。
【００１４】
次に、分散混合タンク７から取り出した混合液を、微細化機１１に通した。この微細化機１１は、混合液に高圧（圧力は３０Ｍｐｓ）をかけ、内径１０〜５０μｍの狭い隙間を通過させるという機能を有するものであり、オランダＢＯＳＳ社製の型番ＭＧ２−１０Ｂである。この微細化機１１を通過することにより、Ａ重油と、電離水とが混在し、懸濁液化した液体燃料（以下、液体燃料ＦＯ３０とする）が製造された。微細化機１１を通過した液体燃料ＦＯ３０は、燃料貯蔵タンク１３に貯蔵した。燃料貯蔵タンク１３は、懸濁液における電離水とＡ重油との分離を防止するため、モーターＭで回転駆動される攪拌翼１３ａを備えている。なお、図１において、番号２、４、６、１０、１２、１４は、それぞれ、液送に用いるポンプである。
【００１５】
２．液体燃料ＦＯ３０の使用方法
燃料貯蔵タンク１３に貯蔵された液体燃料ＦＯ３０を、燃料ポンプにより、各種ボイラー等に供給し、燃焼させることができる。ボイラーは、重油用に設計されたものをそのまま用いることができ、液体燃料ＦＯ３０に合わせて改造しなくてもよい。
【００１６】
３．液体燃料ＦＯ３０が奏する効果を確かめるための試験
（１）炭酸ガスの発生量に関する試験
液体燃料ＦＯ３０をボイラーで燃焼させ、そのとき生じた排ガス中に占める炭酸ガスの比率（ｖ／ｖ％）を測定した。また、同じ条件で、Ａ重油を燃焼させ、そのとき生じた排ガス中に占める炭酸ガスの比率（ｖ／ｖ％）を測定した。炭酸ガスの測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ８８０８（オルザット法）に準拠した。また、試験は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １７０２５認定試験所である株式会社ユニケミーに委託して行った。試験結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
この表１から明らかなとおり、液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに生じる排ガスは、Ａ重油を燃焼させたときに生じる排ガスよりも、炭酸ガスの比率が遙かに低かった。具体的には、液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに生じる排ガスでは、Ａ重油を燃焼させたときに生じる排ガスに比べて、下記の数式で示すように、炭酸ガスの量が２４．５％も減少していた。
（数式）：（（１０．６−８．０）／１０．６））×１００＝２４．５（％）
よって、液体燃料ＦＯ３０を用いれば、炭酸ガスの放出量を削減することができ、地球温暖化等の環境問題を改善することができる。
（２）燃焼により発生する熱量に関する試験
液体燃料ＦＯ３０をボイラーで燃焼させ、そのとき生じた熱量により、水を加熱し、蒸発させた。また、同じ条件で、Ａ重油を燃焼させ、そのとき生じた熱量により、水を加熱し、蒸発させた。液体燃料ＦＯ３０とＡ重油のそれぞれについて、燃焼時間、燃料消費量、燃料消費速度、水蒸発量、燃料１Ｋｇあたりの水蒸発量を測定した。なお、試験は、ＩＳＯ／ＩＥＣ １７０２５認定試験所である株式会社ユニケミーに委託して行った。試験結果を表２に示す。表２において「水蒸発比」の欄は、燃料１Ｋｇあたりの水蒸発量について、Ａ重油を用いた場合の値を１００としたときの比率である。
【００１８】
【表２】
表２から明らかなように、１Ｋｇの液体燃料ＦＯ３０を燃焼させたときに蒸発させる水の量（すなわち発生する熱量）は、同量のＡ重油を燃焼させたときに蒸発させる水の量よりも遙かに多かった。このように、液体燃料ＦＯ３０は、少量の使用でも高い熱量を発生させることができるため、燃料の消費量を低減することができる。また、その結果として、燃料を用いて生産される電力や蒸気の価格を低下させることができる。
【実施例２】
【００１９】
基本的には前記実施例１と同様にして、液体燃料を製造した。ただし、本実施例２では、電離水とＡ重油との混合比率を表３に示すものとした。
【００２０】
【表３】
表３に示す液体燃料も、前記実施例１における液体燃料ＦＯ３０と略同様の性質を示した。
【００２１】
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、Ａ重油の代わりに、Ｃ重油、ガソリン、灯油、軽油等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】液体燃料を製造するために用いる設備の構成を表す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・浄水器、３・・・電離成水器、５・・・電離水タンク、
７・・・分散混合タンク、７ａ・・・攪拌翼、９・・・重油タンク、
１１・・・微細化機、１３・・・燃料貯蔵タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化した液体燃料。
【請求項２】
前記石油化学燃料が重油であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料。
【請求項３】
前記電離水は、浄化した軟水に通電して成るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体燃料。
【請求項４】
前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量が１０〜７５重量部の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体燃料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液体燃料の製造方法であって、
前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程を含むことを特徴とする液体燃料の製造方法。
【請求項１】
石油化学燃料と電離水とが混在し、懸濁液化した液体燃料。
【請求項２】
前記石油化学燃料が重油であることを特徴とする請求項１記載の液体燃料。
【請求項３】
前記電離水は、浄化した軟水に通電して成るものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体燃料。
【請求項４】
前記液体燃料の全量を１００重量部としたとき、前記電離水の配合量が１０〜７５重量部の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体燃料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液体燃料の製造方法であって、
前記石油化学燃料及び前記電離水の混合物を、微細な隙間を加圧して通過させる工程を含むことを特徴とする液体燃料の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２５６５０１（Ｐ２００９−２５６５０１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０８８６０（Ｐ２００８−１０８８６０）
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（５０８１２０５３６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１８日（２００８．４．１８）
【出願人】（５０８１２０５３６）
【Ｆターム（参考）】
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