KR101170519B1 - A clinker inhibitor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 클링커 방지제에 관한 것으로, 특히 a) 산화알루미늄 1 내지 10 중량%; b) 하이드로탈사이트 1 내지 10 중량%; c) 유기산 1 내지 10 중량%; 및 d) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 클링커 방지제에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-clinker, in particular a) 1 to 10% by weight of aluminum oxide; b) 1 to 10 weight percent of hydrotalcite; c) 1 to 10 weight percent of organic acid; And d) residual amount of water.
본 발명의 클링커 방지제는 저융점 화합물의 생성을 방지하며, 클링커 생성의 억제 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 동시에 연료의 완전연소를 도우며, 보일러의 수명 연장과 연료의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과가 크고 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 같은 비산재의 함량을 대폭 감소시켜 환경친화적이다.The clinker preventive agent of the present invention prevents the formation of low melting point compounds, and has an excellent effect of suppressing clinker formation, and at the same time, helps to completely burn fuel, prolongs the life of the boiler, saves fuel, and lowers maintenance costs. It is environmentally friendly by drastically reducing the content of fly ash, sulfur oxides, nitrogen oxides and other fly ashes.
클링커, 석탄, 슬러지, 슬래그, 연소촉진제 Clinker, Coal, Sludge, Slag, Combustion Accelerator
Description
본 발명은 클링커 방지제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저융점 화합물의 생성을 방지하며, 클링커 생성의 억제 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 동시에 연료의 완전연소를 도우며, 보일러의 수명 연장과 연료의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과가 크고 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 같은 비산재의 함량을 대폭 감소시켜 환경친화적인 클링커 방지제에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-clinker, and more particularly, to prevent the formation of low-melting point compounds, to suppress the formation of clinker, and to help the complete combustion of the fuel at the same time, to extend the life of the boiler, saving fuel, maintenance The present invention relates to an environmentally friendly clinker inhibitor having a large cost-saving effect and significantly reducing the content of carbon monoxide, sulfur oxides, nitrogen oxides and other fly ashes.
최근, 석탄을 연료로 하는 보일러, 각종 가열로의 사용이 증가되고 있다. 석탄은 중유와 비교할 때, 소량의 휘발성 물질과 많은 양의 고정탄소와 실리카, 알루미나, 티타니아 등의 회분을 함유하고 있어, 연소성이 낮고 연소시 많은 양의 연료의 재가 발생된다. 또한 석탄과 같은 회분 함량이 많은 재료를 연소할 경우, 보일러나 각종 가열로의 벽이나 바닥에는 상당량의 연료의 재인 회분이 침적되기 쉬어 운전상의 많은 문제점에 노출되어 있고, 완전연소가 어려워 연소 중에 인체에 해로운 유독가스가 배출되고 대기 오염원인 미세먼지 등이 배출되는 각종 부작용이 증대되고 있는 실정이다. In recent years, the use of the coal-fired boiler and various heating furnaces is increasing. Compared with heavy oil, coal contains a small amount of volatiles, a large amount of fixed carbon, and ash such as silica, alumina, titania, etc., and thus has low combustibility and generates a large amount of ash during combustion. In addition, when burning ash-rich materials such as coal, ashes of a considerable amount of fuel are easily deposited on the walls and floors of boilers and various heating furnaces, which exposes many operational problems. Various adverse effects such as harmful toxic gases are emitted and fine dust, which is an air pollution source, are increasing.
종래 이러한 단점을 개선하기 위해 다양한 수단들이 연구되어 왔으며, 일예로 광물유의 경우에는 유기금속이나 계면활성제, 각종 유기용매의 혼합물을 연료에 혼합, 첨가하여 단순히 연소 효율 만을 증대시키는 기술이 개발되어 왔다. 그러나 이러한 연료 첨가제로는 연소시, 연료의 재인 클링커(clinker)가 보일러나 연소로 내에서 엉켜서 굳게 되는 슬래깅(slgging)현상을 억제하지 못해 스케일이 장기간 퇴적되어 또 다른 공해상의 문제를 유발하고 있다. Conventionally, various means have been studied to improve these disadvantages. For example, in the case of mineral oil, a technique of simply increasing combustion efficiency by mixing and adding an organic metal, a surfactant, and a mixture of various organic solvents to a fuel has been developed. However, these fuel additives do not control the slugging phenomenon that clinker, which is a fuel ash, is entangled and solidified in a boiler or a furnace during combustion, causing scale accumulation for a long time, causing another pollution problem. .
또한 다량의 회분을 형성하는 석탄의 경우에는 광물유에 비해 다량의 클링커(clinker)가 발생되어, 이를 억제하기 위해 대한민국특허등록 제485193호 및 특허등록 제544568호에서는 다량의 염화나트륨, 붕사, 수산화나트륨,탄산나트륨, 산화철, 아연, 이산화망간 등을 혼합한 연료 첨가제 조성물을 제시한 바 있다. 그러나, 상기 특허 제485193호는 연소 촉진제로 과산화수소와 붕사를 사용하여 상기 과산화수소의 자연분해 현상에 의하여, 연소촉진제의 효능이 저하 되었으며, 또한, 상기 연소촉진제에 안정화제인 트리에탄올아민과 금속산화물인 산화아연, 이산화망간을 사용함으로 인하여, 매연 및 슬래그 발생은 어느 정도 억제 할 수는 있으나, 그 조성상의 문제점으로 연료가 연소 후, 클링커가 딱딱한 상태로 엉키어, 벽면에 달라붙게 되어 이를 제거키가 곤란 한 등의 문제점이 있었으며 상기 대한민국특허등록 제544568호는 아민계열안정제, 과산화수소, 수산화나트륨, 붕사로 구성되는 슈트, 클링커, 슬래그 등의 물질을 제거하는 연료첨가제가 있지만, 이 또한 불안정한 과산화수소를 강염기 하에서 혼합함으로써 장기간의 보존시 제품 성상에 변화가 생길 수 있고, 연소로 내벽에 발생하는 슬래깅이나 클링커의 발생을 감소시키는 것 에는 여전히 한계가 있었으며, 특히, 그 조성상의 문제점으로 연료가 연소 후, 클링커가 딱딱한 상태로 엉키어, 벽면에 달라붙어 이를 제거하기가 곤란한 등의 문제점이 여전히 존재하고 있으며, 이에 대한 요구가 절실히 요청되고 있다.In addition, in the case of coal forming a large amount of ash, a large amount of clinker (clinker) is generated compared to the mineral oil, in order to suppress this, in Korea Patent Registration No. 485193 and Patent Registration No. 554568, a large amount of sodium chloride, borax, sodium hydroxide, A fuel additive composition containing sodium carbonate, iron oxide, zinc, manganese dioxide, and the like has been proposed. However, the Patent No. 492193 uses hydrogen peroxide and borax as a combustion accelerator to decompose the hydrogen peroxide, thereby reducing the efficacy of the combustion accelerator, and further, triethanolamine, which is a stabilizer, and zinc oxide, which is a metal oxide. By using manganese dioxide, soot and slag can be suppressed to some extent, but due to its compositional problem, after the fuel is burned, the clinker gets tangled in a hard state and sticks to the wall, making it difficult to remove it. The Republic of Korea Patent No. 544568 has a fuel additive to remove substances such as amine-based stabilizer, hydrogen peroxide, sodium hydroxide, borax, chute, clinker, slag, but also by mixing the unstable hydrogen peroxide under strong base Long-term preservation may change product properties. However, there was still a limit in reducing the occurrence of slagging or clinker on the inner wall of the combustion furnace, and in particular, the composition problem caused the clinker to become entangled in a rigid state after the combustion of the fuel, thereby sticking to the wall to remove it. There are still problems such as difficulty in doing so, and a demand for this is urgently required.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 저융점 화합물의 생성을 방지하며, 클링커 생성의 억제 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 동시에 연료의 완전연소를 도우며, 보일러의 수명 연장과 석탄의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과가 크고 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 같은 비산재의 함량을 대폭 감소시켜 환경친화적인 효과를 갖는 클링커 방지제를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention prevents the production of low-melting point compounds, and is excellent in suppressing the clinker production, and at the same time helps the complete combustion of fuel, extending the life of the boiler and saving, maintaining coal It is an object of the present invention to provide an anti-clinker agent having an environmentally friendly effect by greatly reducing the cost of repair and greatly reducing the content of carbon monoxide, sulfur oxides, nitrogen oxides and the like fly ash.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 In order to achieve the above object,
a) 산화알루미늄 1 내지 10 중량%; a) 1 to 10% by weight of aluminum oxide;
b) 하이드로탈사이트 1 내지 10 중량%; b) 1 to 10 weight percent of hydrotalcite;
c) 유기산 1 내지 10 중량%; 및 c) 1 to 10 weight percent of organic acid; And
d) 잔량의 물d) remaining water
을 포함하는 것을 특징으로 하는 클링커 방지제를 제공한다.It provides a clinker inhibitor comprising a.
본 발명의 클링커 방지제는 저융점 화합물의 생성을 방지하며, 클링커 생성의 억제 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 동시에 연료의 완전연소를 도우며, 보일러의 수명 연장과 석탄의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과가 크고 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 같은 비산재의 함량을 대폭 감소시켜 환경친화적인 효과가 매우 뛰어나다.The clinker preventive agent of the present invention prevents the formation of low melting point compounds, it is excellent in inhibiting the formation of clinker, and at the same time helps the complete combustion of the fuel, and the effect of extending the life of the boiler, saving coal, reducing maintenance costs and carbon monoxide It greatly reduces the content of fly ash, sulfur oxides, nitrogen oxides and the like, and is very environmentally friendly.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 클링커 방지제는 a) 산화알루미늄 1 내지 10 중량%; b) 하이드로탈사이트 1 내지 10 중량%; c) 유기산 1 내지 10 중량%; 및 d) 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The clinker inhibitor of the present invention is a) 1 to 10% by weight of aluminum oxide; b) 1 to 10 weight percent of hydrotalcite; c) 1 to 10 weight percent of organic acid; And d) residual amount of water.
본 발명에 사용되는 상기 a)의 산화알루미늄(Al2O3)은 석탄의 연소시 생성되는 클링커를 벌크(bulk)와 시키고, 석탄의 IDT(initial deformation temperature)를 높여 저융점화를 방지하는 작용을 한다. 바람직하게는 본 발명에서 상기 산화알루미늄의 평균입경은 0.01-1.0 ㎛인 것이 클링커 방지에 더욱 효과적이다. The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) of the a) used in the present invention acts to bulk the clinker generated during the combustion of coal with the bulk and to increase the initial deformation temperature of the coal to prevent low melting point. Do it. Preferably the average particle diameter of the aluminum oxide in the present invention is 0.01-1.0 ㎛ is more effective in preventing clinker.
본 발명의 클링커 방지제에서 상기 산화알루미늄은 1 내지 10 중량%로 포함 되는 것이 좋으며, 바람직하기로는 2 내지 7 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 생성되는 클링커의 양이 많아지거나 클링커가 딱딱해지는 문제점이 생길 수 있다.In the anti-clinker of the present invention, the aluminum oxide may be included in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 2 to 7% by weight. If the range is out of the above range, the amount of clinker produced may increase or the clinker may become hard.
또한 본 발명의 클링커 방지제는 b) 하이드로탈사이트(Hydrotalcite)를 포함하는 바, 상기 하이드로탈사이트는 다공화 및 이온교환(ion Exchange)을 통해 석탄에 함유된 Na, K, Fe, SiO2 또는 S와 반응하여 저융점 화합물의 생성을 방지하고 또한 고온에서는 고융점 화합물로 변화되어 석탄의 IDT를 높여 석탄의 저융점화 방지하는 작용을 한다.In addition, the clinker inhibitor of the present invention includes b) hydrotalcite, the hydrotalcite is Na, K, Fe, SiO 2 or S contained in coal through porosity and ion exchange (ion exchange). It is reacted with to prevent the formation of low melting point compound, and at high temperature it is converted into a high melting point compound to increase the IDT of coal to prevent the low melting point of coal.
본 발명의 클링커 방지제에서 상기 하이드로탈사이트는 1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 좋으며, 바람직하기로는 2 내지 6 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 저융점 화합물의 생성이 많아지거나 클링커의 양이 많아지는 문제점이 생길 수 있다.In the anti-clinker of the present invention, the hydrotalcite may be included in an amount of 1 to 10% by weight, and preferably 2 to 6% by weight. If the range is out of the above range, the production of low melting point compound may increase or the amount of clinker may increase.
또한 본 발명의 클링커 방지제는 c) 유기산을 포함하는 바, 상기 유기산은 본 발명의 클링커 방지제의 pH 조절기능 및 분산안정화 작용을 하며, 고온에서 스스로 자발 착화됨에 따라 막대한 발열 반응을 하여 고융점 산화물로 변화되어 석탄의 IDT를 높여 줄 뿐만 아니라, 하이드로탈사이트의 층간 구조물을 깨트려 클링커를 자주 탈락시키는 작용을 한다. 상기 유기산은 구체적인 일예로 시트르산, 이소 시트르산, 옥살산, 푸마르산, 숙신산, 아세트산, 부티르산, 팔미트산 및 타르타르산으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 유기산을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 시트르산, 이소시트르산, 숙신산, 또는 푸마르산을 사용하는 것이다. In addition, the clinker inhibitor of the present invention includes c) an organic acid, which acts as a pH control function and dispersion stabilization of the clinker inhibitor of the present invention, as a spontaneous ignition of itself at a high temperature to a high melting point oxide Not only does it change the IDT of the coal, but it also breaks down the interlayer structure of hydrotalcite, causing the clinker to drop out frequently. Specific examples of the organic acid may include at least one organic acid selected from the group consisting of citric acid, iso citric acid, oxalic acid, fumaric acid, succinic acid, acetic acid, butyric acid, palmitic acid and tartaric acid, and preferably citric acid, isocitric acid and succinic acid. Or fumaric acid.
본 발명의 클링커 방지제에서 상기 유기산은 1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 좋으며, 바람직하기로는 2 내지 6 중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 저융점 화합물의 생성이 많아지거나 클링커의 양이 많아지는 문제점이 생길 수 있다.In the anti-clinker of the present invention, the organic acid may be included in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 2 to 6% by weight. If the range is out of the above range, the production of low melting point compound may increase or the amount of clinker may increase.
또한 본 발명은 상기 성분 외에 d) 잔량의 물을 포함한다. 상기 물은 통상적으로 클링커 방지제에 사용되는 물이 사용될 수 있다.In addition, the present invention includes the remaining amount of water in addition to the above components. The water may be water commonly used in the clinker inhibitor.
또한 본 발명의 클링커 방지제는 상기 성분 외에 클링커 방지제에 상용적으로 포함될 수 있는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 종류와 함량은 당업자가 적절히 선택하여 적용할 수 있음은 물론이며, 구체적인 예로 본 발명의 클링커 방지제는 계면활성제 또는 안정화제를 더욱 포함할 수 있다.In addition, the clinker inhibitor of the present invention may further include an additive that may be commercially included in the clinker inhibitor in addition to the above components. Of course, the type and content of the additives may be appropriately selected and applied by those skilled in the art. As a specific example, the clinker inhibitor of the present invention may further include a surfactant or a stabilizer.
본 발명의 클링커 방지제는 적절한 양의 상기 a) 산화알루미늄, b) 하이드로탈사이트 및 c) 유기산, 필요에 따라 계면활성제 또는 안정화제를 포함한 성분을 물에 혼합하여 물에 용해 또는 분산된 상태에서 석탄 등 고체연료의 경우에는 고체연료가 연소로로 이송되는 컨베이어벨트 상에서 스프레이 등의 통상적인 수단을 사 용하여 적절한 압력으로 분사하여 투입하거나 액체연료를 연소시킬 경우는 연소로 내부에 스프레이 등의 수단으로 고압 분사하여 투입하거나, 관을 통하여 투입후 교반하는 방법 등을 적용할 수 있다.The clinker inhibitor of the present invention is a coal in a state in which a component containing the a) aluminum oxide, b) hydrotalcite and c) organic acid, if necessary, a surfactant or stabilizer is mixed with water and dissolved or dispersed in water. For example, in the case of solid fuel, the solid fuel is injected at an appropriate pressure by using a conventional means such as spraying on a conveyor belt that is transferred to the combustion furnace, or in the case of burning liquid fuel, a high pressure such as spraying inside the combustion furnace is used. Injection may be carried out, or a method of stirring through a tube may be applied.
바람직하기로는 본 발명의 클링커 방지제는 석탄 등 고체연료 1톤당 0.01 내지 10 kg의 상기 조성물을 분사하거나, 액체연료의 경우에는 1톤당 0.1 내지 20 kg을 투입하는 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 저융점 화합물의 생성을 방지하며, 클링커 생성의 억제 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 동시에 보일러의 수명 연장과 연료의 절약, 유지보수 비용 절감의 효과가 크고 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 같은 비산재의 함량을 대폭 감소시켜 환경친화적이다.Preferably, the clinker inhibitor of the present invention is sprayed with 0.01 to 10 kg of the composition per tonne of solid fuel such as coal, or 0.1 to 20 kg per tonne in the case of liquid fuel. Within the above range, it is possible to prevent the formation of low melting point compounds, to suppress the formation of clinker, and to increase the life of the boiler, to save fuel, and to reduce the maintenance cost, and to scatter carbon monoxide, sulfur oxide, nitrogen oxide and the like. It is environmentally friendly by drastically reducing its content.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
산화알루미늄 4 중량%, 하이드로탈시트 3 중량%, 시트르산(citric acid) 3 중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 클링커 방지제를 제조하였다.Clinker inhibitor was prepared by mixing 4% by weight of aluminum oxide, 3% by weight of hydrotalcite, 3% by weight of citric acid and the balance of water.
실시예 2Example 2
산화알루미늄 3 중량%, 하이드로탈시트 2 중량%, 시트르산(citric acid) 2 중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 클링커 방지제를 제조하였다.An anti-clinker was prepared by mixing 3% by weight of aluminum oxide, 2% by weight of hydrotalcite, 2% by weight of citric acid, and the balance of water.
실시예 3Example 3
산화알루미늄 6 중량%, 하이드로탈시트 4 중량%, 시트르산(citric acid) 4 중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 클링커 방지제를 제조하였다.An anti-clinker was prepared by mixing 6% by weight of aluminum oxide, 4% by weight of hydrotalcite, 4% by weight of citric acid, and the balance of water.
실시예 4Example 4
상기 실시예 1의 클링커 방지제에 계면활성제로 3 중량%를 더욱 포함시켜 클링커 방지제를 제조하였다.The clinker inhibitor was prepared by further including 3% by weight of the clinker inhibitor of Example 1 as a surfactant.
실시예 5Example 5
상기 실시예 1의 클링커 방지제에 안정화제 디아릴아미노실란 2 중량%를 더욱 포함시켜 클링커 방지제를 제조하였다.The clinker inhibitor was prepared by further comprising 2% by weight of stabilizer diarylaminosilane in the clinker inhibitor of Example 1.
실시예 6Example 6
상기 실시예 4의 클링커 방지제에 안정화제 디아릴아미노실란 2 중량%를 더욱 포함시켜 클링커 방지제를 제조하였다.The clinker inhibitor was prepared by further including 2 wt% of stabilizer diarylaminosilane in the clinker inhibitor of Example 4.
상기에서 제조한 실시예 1 내지 6의 클링커 방지제를 석탄 1톤에 대하여 l Kg을 연소로로 이송되는 컨베이어벨트 상에서 스프레이로 분사하여 연료에 투입하여 연소를 시킨 결과 Fe, S, K, Na, SiO2, Fe2O3 등의 저융점 화합물과 클링커의 생성이 현저히 감소되었으며, 동시에 연료의 연소효율이 매우 크게 증가하였고, 보일러의 수명 연장과 유지보수 비용이 절감되었고, 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물 및 비산재의 배출량이 대폭 감소되어 본 발명의 클링커 방지제가 매우 환경친화적임을 확인할 수 있었다.The clinker inhibitors of Examples 1 to 6 prepared above were sprayed on a conveyor belt transporting 1 Kg of coal to 1 ton of coal and injected into fuel to burn the Fe, S, K, Na, and SiO. 2 , Fe 2 O 3 and other low melting point compounds and clinker production is significantly reduced, at the same time the combustion efficiency of the fuel is greatly increased, extending the life of the boiler and maintenance costs, carbon monoxide, sulfur oxides, nitrogen oxides And the emissions of fly ash was greatly reduced, it was confirmed that the clinker inhibitor of the present invention is very environmentally friendly.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 상세한 설명, 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.The present invention described above is not limited to the above detailed description and examples, and various modifications and changes of those skilled in the art are possible without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Of course it is also included within the scope of the present invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080034154A KR101170519B1 (en) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | A clinker inhibitor |
Applications Claiming Priority (1)
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