KR-20260061385-A - Additive for Anti-Clinker and Anti-Fouling and Anti-Sintering

Abstract

본 발명은 친환경물질로 회분을 포함하는 연료룰 사용하는 연소 및 운전 중인 연소기관 및 보일러에서 클링커 및 파울링과 신터링 등을 억제하기 위한 물질로 아세트산마그네슘 Mg(CH 3 COO) 2 또는 수화물인 Mg(CH 3 COO) 2 .nH 2 O을 포함하는 연소 첨가제이다.

Inventors

• 류연석
• 류나현

Assignees

• 상명이엔텍 주식회사
• 류연석
• 류나현

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20260409

Claims (4)

1. 연소 및 운전 중인 연소기관 및 보일러에서 클링커 및 파울링과 신터링을 억제하기 위한 물질로 아세트산 마그네슘 Mg(CH 3 COO) 2 또는 수화물인 Mg(CH 3 COO) 2 .nH 2 O을 포함하는 연소 첨가제
2. 청구항 1에 있어서, 물 등에 용해되어 이온화 및 가수분해된 아세트산 마그네슘 Mg(CH 3 COO) 2 또는 수화물인 Mg(CH 3 COO) 2 .nH 2 O을 포함하는 연소 첨가제
3. 청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 하나의 항에 있어서, 추가로 아세트산나트륨 및 수화물을 포함하는 연소 첨가제
4. 청구항 1 내지 청구항 2 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서, 추가로 글리세린 및 에칠렌글리콜 및 프로필렌그리콜을 포함하는 연소 첨가제

Description

클링커, 파울링, 신터링 억제를 위한 친환경 조성물 첨가제{Additive for Anti-Clinker and Anti-Fouling and Anti-Sintering} 본 발명은 연소과정에서 생성되는 클링커 저감용 연소 첨가제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소기관에서 탄화수소와 화석 및 바이오매스와 같은 연료의 연소과정에서 무기물이 녹아서 형성되는 클링커, 파울링, 신터링 등에 의한 sludge 및 deposit의 생성을 억제하여 연소기관과 보일러의 운전 및 열효율의 개선에 관한 것이다. 일반적으로 탄화수소 및 화석연료, 바이오매스, 생할 쓰레기 등을 사용하는 연소기관 특히 소각로 및 보일러의 경우 그 중 연료는 연소될수 있는 유기물과 타지 않는 무기물(회분)로 이루어져 있으나, 연소기관 내에서 무기물(회분 등)의 융점 이상의 고온이 형성되어 무기물(회분)이 녹아 연소기관에 융착하여 운전을 방해함과 동시에 열전달을 떨어뜨려 열손실을 야기한다. 따라서, 연소기관 및 보일러 내에 sludge와 deposit 등을 억제하는데에 물적인 방법보다는 화학적인 방법이 바람직하고, 최근에는 화학적인 방법으로서 첨가제를 이용한 화학적인 반응을 통하여 연소기관의 효율성을 높이도록 하는 첨가제가 많이 대두되고 있다. 이와 관련하여, 연소기관의 효율을 높이기 위한 것으로서, 연료에 또는 연소기관의 운전 중에 연료 및 노내에 일정비율을 분사라여 사용하므로 연소기관의 연소효율 및 열효율을 높이는 기술(대한민국공개특허 제10-2002-0075758호)과 겔형의 연소촉진제(대한민국공개특허 제10-1906762호) 등의 관련 특허들이 많이 출원되었다. 그러나, 붕소와 규소 계열 등은 연소 초기 및 고온의 온도에서는 효과가 크지 않아 이를 보완하여 본 발명에 이르게 되었으며 환경적으로 안정성이 뛰어나면서도 고온 및 저융점 물질이 많이 포함된 연료를 사용하는 연소기관에서 필요한 첨가제가 절실히 필요한 실정이다. 본 발명은 무수물인 아세트산 마그네슘 Mg(CH3COO)2과 수화물인 Mg(CH3COO)2.nH2O(여기서 주로 4수화물을 사용하나 수화물의 숫자가 높을수록 클링커, 파울링, 신터링억제 효과가 크다)의 사용에 관한 기술이다. 아세트산마그네슘은 물에 용해되어 마그네슘 이온 Mg2+과 아세트산 이온 CH3COO-으로 이온화하며, 추가로 점성을 높이기 위하여 아세트산 나트륨이 첨가되는데 이는 Na+과 아세트산 이온 CH3COO-으로 이온화되고, 이들 아세트산 마그네슘과 아세트산 나트륨은 가수분해 과정을 거쳐 물에 액체 상태로 존재하게 된다. 이들의 이온성과 가수분해성의 안정성을 높이기 위해 글리세린 및 에칠렌글리콜 및 프로필렌그리콜 더 첨가된다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예는 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 먼저, 본 발명의 핵심적인 기술적 사상은 이온화되거나 가수분해된 마그네슘 이온과 초산이온을 이용하여 연료 및 회분으로부터 형성되는 클링커, 파울링, 신터링 등의 형성을 억제하는 데 있다. 실시예) 무첨가 샘플1과 샘플2(물 75 w%, 아세트산마그네슘 4수화물 25 w%)과 샘플3(물70w%에 아세트산마그네슘 4수화물 25 w%, 아세트산나트륨4수화물 5w%) 샘플4(물65w%, 아세트산 마그네슘 4수화물 25%, 아세트산나트륨4수화물 5w% 글리세린 5w%)을 일정한 용기에 혼합하여 용해 시킨 후 300톤/일의 연료 RDF를 사용하여 운전 중인 보일러(스팀발생량 50ton/hr)를 가진 소각로에 연료 무게 대비 500:1의 비율로 정량펌프와 노즐을 이용하여 이송 중인 연료에 고르게 분사하였다. 무첨가 샘플1과 비교하여 열효율, 겉보기 비중(효과가 클수록 작아짐), bottom ash 발생량(효과가 클수록 발생량 감소함)을 비교 테스트한 결과 하기 표 1 에 나타내었다. 시험결과구분샘플1. 무첨가샘플2샘플3샘플4열효율(%)80.082.083.083.2클링커 겉보기 비중2.51.91.81.7파울링 겉보기 비중2.11.81.71.6Bottom-ash 발생량(톤/일)40302827 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액상 첨가제(조성물)을 사용하여 연료에 첨가한 경우인 샘플2.3.4 모두는 첨가하지 않은 경우인 무첨가 샘플1에 비해 열효율은 각각 2%, 3%, 3.2%가 증진되었고, 클링커와 파울링의 겉보기비중은 각각 0.6과 0.3, 0.7과 0.4, 0.8과 0.5가 낮아졌으며, bottom ash는 각각 10톤, 12톤, 13톤씩 감소하여 비교예에 비하여 실시예가 클링커와 파울링의 억제에 따른 열효율이 개선됨을 보여 주고 있다.