WO2017141471A1 - 油水融合燃料の製造方法 - Google Patents

油水融合燃料の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017141471A1
WO2017141471A1 PCT/JP2016/076724 JP2016076724W WO2017141471A1 WO 2017141471 A1 WO2017141471 A1 WO 2017141471A1 JP 2016076724 W JP2016076724 W JP 2016076724W WO 2017141471 A1 WO2017141471 A1 WO 2017141471A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
fuel
added
producing
mixing
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/076724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
泰弘 山本
高橋　剛
Original Assignee
泰弘 山本
高橋　剛
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 泰弘 山本, 高橋　剛 filed Critical 泰弘 山本
Publication of WO2017141471A1 publication Critical patent/WO2017141471A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for producing an oil-water fusion fuel (hereinafter referred to as water-added fuel) in which water improved by an additive and natural or artificial ore is added to the additive and natural or artificial ore fuel oil.
  • water-added fuel oil-water fusion fuel
  • Patent Document 1 there is a limit to the period during which the oil / water separation phenomenon can be prevented, and the oil / water separation phenomenon may occur after two to three months.
  • the transparency of the water fuel is lower than that of the oil.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and its purpose is that once it is synthesized, it is never separated into water and oil, and it is highly transparent and indistinguishable from ordinary oil. It is to provide a method for producing a hydrolyzed fuel.
  • the method for producing a hydrolyzed fuel of the present invention subdivides the molecular assembly of water and ionizes it in the hydrolyzed fuel producing method in which fuel oil and water are mixed to produce hydrolyzed fuel.
  • An ionization process Desirably, as an additive to water, an additive charging step of adding an enzyme having a surfactant activity, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium, magnesium chloride, magnesium, aqueous hydrogen peroxide, An agitation and mixing step of adding fuel oil to an agitation and mixing tank and mixing and agitating the ionized water added to the additive while circulating the fuel oil by a mixer; and
  • the gist of the present invention is that it comprises a fusing step of repeating a stirring and mixing step in a state where a temperature of 15 to 80 ° C. and an atmospheric pressure of 1.5 to 9 Pa are applied to the fuel oil and water that have been stirred and mixed.
  • the ionization step two irradiation operations of irradiating water with ultrasonic waves of 15 kHz to 60 kHz and irradiating ultrasonic waves of 200 kHz or higher can be performed.
  • the molecular aggregate of water can be subdivided by adding a porous membrane emulsification technique such as an SPG membrane emulsification technique to water.
  • the enzyme may be added in an amount of 0.004% to 2% by weight with respect to each volume of the fuel oil and water, or the sodium hydroxide may be added to the water.
  • the aqueous hydrogen peroxide solution may be added in an amount of less than 0.001% by weight to 0.1% by weight with respect to water.
  • the above-described configuration realizes a water-added fuel that is once separated without being separated into water and oil and that is highly transparent and indistinguishable from ordinary oil.
  • the hydrothermal fuel of the present invention has a calorific value per unit quantity equal to or higher than that of existing fuel oil, and further, compared with existing fuel oil, deterioration and corrosion of the combustion chamber, exhaust pipe, etc. after combustion. There is an effect that there is little.
  • the water-added fuel of the present invention is excellent in complete combustibility, hardly produces carbon monoxide, and has various effects such as low carbon dioxide emission.
  • FIG. 1 is a flowchart for explaining a method for producing a water-added fuel according to the first embodiment of the present invention.
  • the method for producing a water-added fuel according to the present invention comprises an ionization step 1 for subdividing a molecular aggregate of water as a raw material, and an additive addition step 2 for adding an additive to water desirably.
  • the molecular aggregate of water as a raw material is subdivided by various methods.
  • a first method there is a method of subdividing a molecular assembly of water by irradiating water with ultrasonic waves.
  • a porous ionized substance, natural or artificial ore, and an ion generating material are placed in water and brought into contact with water in accordance with the convection of the water.
  • the generation of natural or artificial ore and ions is activated by irradiating ultrasonic waves.
  • the redox potential ORP (mV) of water obtained by irradiating this ultrasonic wave is preferably 100 mV to -900 mV.
  • the redox potential ORP (mV) of ordinary tap water is generally 500 mV to 600 mV.
  • the step of irradiating ultrasonic waves two irradiation operations are performed: a step of irradiating ultrasonic waves of 10 kHz to 60 kHz and a step of irradiating ultrasonic waves of 200 kHz or higher.
  • oxygen is released and the hydrogen content ratio is improved.
  • Examples of natural or artificial ores include pyrite, marcasite, cinnabar, galena, porphyry, halogenated minerals, fluorite, cryolite, tourmaline, obsidian, magnesium, calcite, urexite (TV stone), Colemanite, Examples thereof include borax, howlite, gypsum, barite, celestite, phosphorite uranium, carnotite, brocade, black sandstone, barley stone, and quartz.
  • the particle size of the natural or artificial ore can be determined as appropriate according to the size that can obtain a sufficient function of various materials.
  • the added mineral component and the individual substance to be added.
  • examples include calcium, phosphorus, silicon, magnesium, sodium, selenium, zinc, vanadium, germanium, nickel, manganese, molybdenum, copper, tungsten, cobalt, lithium, barium, iron, potassium, aluminum, rubidium, titanium, etc. is there.
  • a porous membrane emulsification technique such as an SPG (Shirasu Porous Glass) film emulsification technique
  • SPG membrane emulsification is an emulsification method in which the dispersed phase liquid is extruded at a certain pressure through the SPG membrane, and is successively dispersed as uniform particles in the continuous phase liquid slowly flowing on the side to be extruded.
  • the subdividing process using the SPG membrane module is performed before and after the ultrasonic irradiation process of water.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of an apparatus for emulsifying water into a film.
  • the membrane emulsifying device 10 includes a device main body 11 forming a housing, an SPG film 12 disposed in the device main body 11, and a cap 13 removably attached to one end (left end in FIG. 2) of the device main body 11. And a sleeve 14 attached to the cap 13, a cap 15 detachably attached to the other end (right end in FIG. 2) of the apparatus body 11, and a sleeve 16 attached to the cap 15.
  • the apparatus main body 11 has a cylindrical structure with both ends opened as a whole, and the SPG film 12 extends in the longitudinal direction inside the cylinder and is installed with a gap 17 between the cylinder inner wall. Further, O-rings 18 and 19 are attached to both end portions of the SPG film 12, respectively, and when the caps 13 and 15 are attached to the apparatus main body 11, the O-rings 18 and 19 are respectively attached to the inner end surfaces of the apparatus main body 11.
  • the inside of the cylinder is kept airtight by crimping.
  • the left cap 13 is shown detached from the apparatus main body 11, and the right cap 15 is shown fastened to the apparatus main body 11 by a method such as screwing.
  • the sleeves 14 and 16 have a female screw structure and are screw-coupled to other members.
  • a lateral hole 20 and a lateral hole 21 are provided in the vicinity of both ends of the apparatus main body 11 to communicate the inside and outside of the cylinder of the apparatus main body 11.
  • This film emulsification apparatus 10 can be used in all scenes such as SPG film emulsification and SPG film bubbling.
  • Model No. MD10L125 (or MD05L125): Device external dimensions (body diameter x length mm) manufactured by spg Techno Co., Ltd. ⁇ 25 ⁇ L160 ⁇ 25 ⁇ L160 Specification of SPG membrane (outer diameter x length mm) ⁇ 10 ⁇ L125 ⁇ 05 ⁇ L125 Material SUS303
  • SPG can be applied as a functional glass because it has an infinite number of micron-sized uniform pores and the pore diameter can be designed in a wide range from nano units to micron units.
  • a method for producing this SPG shirasu lime or boric acid is added and an SPG basic glass is synthesized and formed at a temperature of around 1350 ° C. When this is heated, a phenomenon called “phase separation” occurs in the fine structure of the glass. Since CaO ⁇ B 2 O 3 is a component that is easily dissolved in acid, it is dissolved by treatment with hydrochloric acid or the like, and a porous glass body having an Al 2 O 3 ⁇ SiO 2 glass that does not dissolve in acid as a skeleton can be formed. It is.
  • SPG can be applied to fields such as pharmaceuticals such as separation membranes, adsorbents, and anticancer agents, foods, and cosmetics.
  • SPG features include the following.
  • ⁇ There are countless through pores that are precisely controlled.
  • ⁇ Pore size can be designed over a wide range of pore sizes, ranging from 5 / 100,000 micropores (0.05 ⁇ m) to 1/50 (20 ⁇ m) relatively macropores.
  • ⁇ It is possible to make the surface hydrophilic or hydrophobic by introducing surface chemical modification and to introduce various organic functional groups.
  • ⁇ Despite being porous, it has very high mechanical strength and excellent heat resistance and heat insulation. ⁇ It is not affected by most reagents except strong alkali and hydrofluoric acid. ⁇ Not affected by mold or bacteria.
  • FIG. 3 is a graph showing the relative volume (unit: vol%) of SPG having a pore diameter of 1.45 ⁇ m and a porosity of 56% as an example. From this figure, it can be seen that the relative volume of SPG is almost 100%.
  • the dispersed phase liquid (water in the present embodiment) is passed from the side hole 20 to the side hole 21 of the membrane emulsification apparatus 10 (or vice versa) through the SPG membrane 12, and a certain constant pressure is applied. This is done by extruding.
  • this is an emulsification method in which uniform particles are successively dispersed in a continuous phase liquid that is slowly flowing on the extruded side.
  • this method is called a “direct membrane emulsification method” and can generate a particle size 3-4 times the SPG pore size.
  • Additive charging step Next, the additive charging step will be described.
  • a plurality of additives are charged (added) to the ionized water.
  • An enzyme is added as the first additive. Enzyme addition works well as an additive at an addition amount of 0.004 to 0.1% by weight with respect to water, but a larger ratio may be used, and a maximum of about 1.0% is appropriate. It is. Enzymes may be added to water or oil, or both.
  • NaOH sodium hydroxide
  • Addition of sodium hydroxide sufficiently exhibits the role as an additive at an addition amount of less than 0.001 wt% to 0.1 wt% with respect to water.
  • an aqueous hydrogen peroxide solution is added to water. The addition of the aqueous hydrogen peroxide solution fully functions as an additive at an addition amount of less than 0.001% by weight to 0.1% by weight with respect to water.
  • Each additive is added by adding the additive to a container or tank capable of stirring after the ionization process in which ionization and water fragmentation are performed as described above, and performing a stirring and mixing operation.
  • stirring and mixing step Next, the stirring and mixing step will be described.
  • the water that has been ionized and charged with the additive as described above is mixed with the oil.
  • the operation is performed as follows. First, only the oil is put into the stirring and mixing tank, and this oil is circulated through the stirring and mixing tank OHR mixer. There, the ionized water with the additive added is added and mixed little by little to fuse. At that time, the pressure to the OHR mixer needs to be 3 atm or more.
  • the temperature of the OHR mixer is set to 15 ° C to 80 ° C.
  • the fusion process will be described.
  • the water and oil after stirring and mixing are fused as described above.
  • the operation is performed as follows. That is, the stirring and mixing step is repeatedly performed on the mixed oil and water while heating (40 ° C. to 80 ° C.) and pressurization (1.5 Pa to 20 Pa) are applied.
  • the water fuel thus obtained will never be separated into water and oil, and will function as a liquid fuel.
  • this work process can also be considered as the ionization process of the present invention, and the negative ion water generated in this way may be mixed with water as a separately prepared raw material.
  • normal water is not energized, but negative ion water can be energized.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a production apparatus for carrying out the method for producing atomic carbon according to the present embodiment.
  • This manufacturing apparatus is provided with a pipeline having an airtight chamber 29 that does not contain air, a nitrogen injection on / off valve 22, and a pyrolysis gas discharge on / off valve 23.
  • a heater 24 for raising the temperature to a predetermined temperature is incorporated in the manufacturing apparatus.
  • the cartridge 25 is composed of a carbon extraction cartridge 25 having the same atmosphere (nitrogen atmosphere) as the airtight chamber 29, an organic material, and a table 26.
  • the cartridge 25 can be attached to and detached from the airtight chamber 29.
  • reference numeral 27 denotes an organic material in the hermetic chamber 29 and a shutter provided at the entrance / exit of the base 26. When closed, the hermetic chamber 29 is kept airtight or in a nitrogen atmosphere.
  • Reference numeral 28 denotes a lid or an open / close door provided on the cartridge 25, and when closed, the cartridge 25 is kept airtight or in a nitrogen atmosphere.
  • raw materials organic materials such as wood and bamboo
  • nitrogen is injected from the nitrogen injection opening / closing valve 22, and at the same time, the air inside is discharged from the pyrolysis gas discharge opening / closing valve 23 to make the airtight chamber 29 and the inside of the cartridge 25 have a nitrogen atmosphere and heated by the heater 24.
  • the temperature is kept at 100 ° C. to 150 ° C. (preferably a temperature close to 150 ° C.), the moisture is sufficiently vaporized, and the vaporized moisture is discharged out of the hermetic chamber 29.
  • the airtight chamber 29 is always kept in a state where the organic material as a raw material is not oxidized, that is, an airtight nitrogen atmosphere.
  • the completely dried material is heated using the heater 24, and the temperature is sequentially raised to 350 ° C. to 450 ° C. to thermally decompose the components contained in the material. All raw material components generated up to 450 ° C. must be discharged out of the hermetic chamber, and nitrogen must be injected each time to maintain an inert atmosphere.
  • the component bonded to the carbon in the raw material is liberated leaving the carbon, and the atomic carbon according to the present embodiment that does not vaporize at 450 ° C. remains.
  • the allotrope bond that crystallizes with organic carbon and becomes inorganic that is, the excitation energy for graphitization, requires a high temperature of 450 ° C. or higher. Therefore, the atomic carbon of the present embodiment needs to be 450 ° C. or less at which graphite is not formed.
  • the heater 24 is stopped, low temperature nitrogen is injected from the nitrogen injection opening / closing valve 22, and at the same time, high temperature nitrogen gas is discharged from the pyrolysis gas discharge opening / closing valve 23, so that the airtight chamber 29 and the inside of the cartridge 25 are separated by 50.
  • the atomic carbon is moved together with the base 26 from the airtight chamber 29 to the cartridge 25, the lid 28 of the cartridge 25 is closed, and the inside of the cartridge 25 is kept in a nitrogen atmosphere. It is made to leave from the closed room 29.
  • the airtight chamber 29 is also prepared for the next operation by closing the shutter 27.
  • the remaining carbon consists of ultrafine particles with one carbon atom (that is, a simple substance) or a chain of 2 to 5 to 10 carbon atoms, and these ultrafine particles are irregularly formed by interatomic attractive force. Aggregated amorphous atomic carbon can be obtained. Furthermore, since the atomic carbon exhibits the maximum use capability as a material after completing each step, the cartridge 25 needs to be sealed and stored while maintaining a nitrogen atmosphere that does not oxidize the carbon. Since the atomic carbon stored in the cartridge 25 does not come into contact with air, it does not combine with oxygen or other substances. The atomic carbon that does not combine with oxygen or other substances is pulverized as necessary to form particles or ultrafine particles.
  • the pulverization of the atomic carbon may be performed in any manufacturing process after the atomic carbon is obtained.
  • the atomic carbon may be crushed at 450 ° C. or less in the hermetic chamber 29 in a process before being stored in the cartridge 26 in a sealed state. It can be pulverized to a very fine particle size in an inert atmosphere.
  • the particles may be pulverized to an extremely fine particle size in an airtight chamber 1 in an inert atmosphere.
  • the cartridge 26 may be stored in a sealed state and transported, and pulverized by a pulverizer.
  • the above-mentioned atomic carbon itself is composed of one or several carbon atoms and is atomic and is not combined with oxygen or other substances. (PH is 11 or more).
  • the hydrofuel obtained by mixing the oil and the improved water, once synthesized never separates into water and oil, and is highly transparent and has characteristics that are indistinguishable from ordinary oil. It is useful for effective use of fossil fuels.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

【課題】水と油を合成し、二度と水と油に分離せず、しかも透明度が高い加水燃料の製造方法を提供すること。 【解決手段】加水燃料の製造方法において、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、 燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、 撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃～８０℃の温度と１．５Ｐａ～２０Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えた。 これにより、イオン化工程及び添加剤投入工程により水が大幅に改善され、燃料油との親和性が向上し、燃料油の増大させることができる。

Description

油水融合燃料の製造方法
本発明は、添加剤及び天然又は人工鉱石燃料油に添加剤及び天然又は人工鉱石等により改善された水を加えた油水融合燃料（以下加水燃料と呼ぶ）の製造方法及び装置に関するものである。
近年、地球温暖化の阻止は世界の課題となり、特に化石燃料の消費によって排出される二酸化炭素（ＣＯ2）の低減を図る技術について、種々提案がされている。
このような中で、化石燃料の特長を生かしつつ環境負荷の低減、コスト低下を期待する方法として、従来からあった燃料油と水と界面活性剤とを混合して生成する加水燃料技術が見直されているが、そのような従来技術としては下記特許文献１に記載されたものがある。
この、特許文献１の技術は、酵素を添加した油水に天然又は人工鉱石を接触させ、同時に超音波振動を与えながら攪拌・混合し、さらに撹拌混合された燃料油及び水を３０℃～１５０℃に加熱し、また圧力１．５気圧～２０気圧で加圧するエマルジョン燃料の製造方法である。この製造方法により、加水比率５０％以上のエマルジョン燃料の油水分離現象を防止でき、また油水が高度に融合され、エマルジョン状態でも透明にできる上、安定した高カロリーの燃料を実現している。
特許第４６８２２８７号公報
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、油水分離現象を防止できる期間に限度があり、２～３か月を経過すると油水分離現象が生じる可能性がある。また、加水燃料の透明度合いも油の透明度と比較すると低い値になるという問題点があった。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一度合成されたら二度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの加水燃料の製造方法を提供することである。
すなわち本発明の加水燃料の製造方法は、上記目的を達成するため、燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
望ましくは水に添加剤として、界面活性作用を有する酵素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、塩化マグネシム、マグネシウム、過酸化水素水溶液を添加する添加剤投入工程と、
燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃～８０℃の温度と１．５～９Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えたことを要旨とする。
この方法において、上記イオン化工程及び添加剤投入工程により水が大幅に改善されるため、燃料油との親和性が向上し、燃料油の増大化を図ることができる。
前記イオン化工程においては、水に１５ｋＨｚ～６０ｋＨｚの超音波を照射させ、また２００ｋＨｚ以上の超音波を照射させる、二つの照射動作を行うことができる。
また、このイオン化工程においては、水にＳＰＧ膜乳化技術等の、多孔質膜乳化技術を加えることにより、水の分子集合体を細分化することもできる。
また、前記添加剤投入工程においては、前記酵素は、燃料油及び水のそれぞれの体積に対して０．００４重量％～２重量％添加してもよく、或いは前記水酸化ナトリウムは、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％添加してもよく、さらには、過酸化水素水溶液は、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％添加してもよい。
本発明によれば、上記構成により、一度合成されたら二度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの加水燃料が実現される。また、本発明の加水燃料は既存の燃料油と単位分量当たりの発熱量が同等又はそれ以上であり、さらに既存の燃料油と比較して、燃焼後の燃焼室、排気管等の劣化や腐食が少ないといった効果がある。また本発明の加水燃料は、完全燃焼性に優れ、一酸化炭素が生成されにくく、また二酸化炭素の排出量も少ないなど、種々の効果がある。
本発明の第１の実施の形態に係る加水燃料の製造方法を説明するフローチャートである。 前記実施の形態において用いられる水に膜乳化技術を加えるための装置の構造を示す断面図である。 前記実施の形態において用いられるＳＰＧの相対容積を示すグラフ図である。 本発明の第２の実施の形態に係る原子状炭素の製造方法を実施するための製造装置を概略的に示す断面図である。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る加水燃料の製造方法を説明するフローチャートである。この図に示されるように、本発明の加水燃料の製造方法は、原料となる水の分子集合体を細分化するイオン化工程１と、望ましくは水に添加剤を投入する添加剤投入工程２と、水と燃料油（以下、単に油という）を混合して撹拌する撹拌混合工程３と、撹拌された水と油を融合させる融合工程４とを有する。
イオン化工程
イオン化工程１では、種々の方法で原料となる水の分子集合体を細分化する。第１の方法としては、水に超音波を照射させることにより、水の分子集合体を細分化する方法がある。この方法では、多孔質イオン化物質、天然又は人工鉱石、イオン発生材料を水の中に入れ水の対流に合わせて上記材料に水を接触させるようにする。その後、超音波を照射させることにより天然又は人工鉱石とイオンの発生を活性させる。この超音波を照射して得られる水の酸化還元電位ＯＲＰ（ｍＶ）は、１００ｍＶ～－９００ｍＶが好ましい。ちなみに、通常の水道水の酸化還元電位ＯＲＰ（ｍＶ）は５００ｍＶ～６００ｍＶが一般的である。超音波を照射させる工程では、１０ｋＨｚ～６０ｋＨｚの超音波を照射させる工程と２００ｋＨｚ以上の超音波を照射させる工程の二つの照射動作を行う。そして、この超音波を照射した時に酸素が放出されて含有水素比率は向上することになる。
上記天然又は人工鉱石としては、黄鉄鉱、白鉄鉱、辰砂、方鉛鉱、斑銅鉱、ハロゲン化鉱物、蛍石、氷晶石、トルマリン、黒曜石、マグネシウム、方解石、ウレキサイト（テレビ石）、コールマン石、硼砂、ハウライト、石膏、重晶石、天青石、燐灰ウラン石、カルノー石、錦石、黒砂金石、麦飯石、石英等を挙げることができる。
上記天然又は人工鉱石の粒径は、各種素材の充分な機能を得られる大きさに応じて適宜決定することができ、また取扱いのし易さ等を加味して、１～５ｍｍ、５～１０ｍｍ、１０～２０ｍｍ、２０～４０ｍｍ、３０～５０ｍｍ等の範囲から選択することが望ましい。
加えて、この水に添加剤として、界面活性作用を有する酵素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウム、塩化マグネシム、マグネシウム、過酸化水素水溶液を添加する添加剤投入することにより、水の酸化還元電位（ＯＲＰ）はマイナス０００ｍＶ～－９００ｍＶになることが望ましい。
上記界面活性作用を有する酵素としては、アミラーゼ、カタラーゼ、グルコアミラーゼ、セルラーゼ等を好適に使用することができる。
また添加剤として天然鉱石、例えば花崗岩などから注出するミネラルが使用可能である。この場合の添加ミネラル成分及び添加する個体の物質として以下を使用することができる。
例を挙げると、カルシウム、リン、ケイ素、マグネシウム、ナトリウム、セレン、亜鉛、バナジウム、ゲルマニウム、ニッケル、マンガン、モリブデン、銅、タングステン、コバルト、リチウム、バリウム、鉄、カリウム、アルミニウム、ルビジウム、チタン等である。
水の分子集合体を細分化する第２の方法としては、水にＳＰＧ（ＳｈｉｒａｓｕＰｏｒｏｕｓＧｌａｓｓ：シラス多孔質ガラス）膜乳化技術等の、多孔質膜乳化技術を加える方法がある。なお、この明細書では、多孔質膜乳化技術に用いる材料として上記ＳＰＧを用いた例を説明するが、同等の性質を持つ他の多孔質材料を用いることもできる。ＳＰＧ膜乳化とは、ＳＰＧ膜を介して、分散相液をある一定圧力で押し出すことにより、押し出される側をゆっくり流れている連続相液中に、均一な粒子として次々に分散させる乳化法である。この方法は、ＳＰＧ膜モジュールを使用しての細分化工程を水の超音波照射工程の前後に実行する。
図２は水を膜乳化させるための装置の構造を示す断面図である。この膜乳化装置１０は、ハウジングを形成する装置本体１１と、装置本体１１の中に配置されたＳＰＧ膜１２と、装置本体１１の一端（図２中の左端）に着脱自在に取り付けられるキャップ１３と、キャップ１３に装着されたスリーブ１４と、装置本体１１の他端（図２中の右端）に着脱自在に取り付けられるキャップ１５と、キャップ１５に装着されたスリーブ１６とから成る。装置本体１１は、全体として両端が開放された円筒構造を有し、ＳＰＧ膜１２はこの円筒内部に長手方向に延び、且つ円筒内壁との間に隙間１７を形成して設置される。また、ＳＰＧ膜１２の両端部分には、Ｏリング１８，１９がそれぞれ取り付けられており、キャップ１３，１５を装置本体１１に取り付けたとき、Ｏリング１８，１９がそれぞれ装置本体１１の内部端面に圧着して円筒内部を気密に保つようにしている。図２において、左側のキャップ１３は装置本体１１から外れた状態で示され、右側のキャップ１５は装置本体１１にねじ込み等の方法で締結された状態で示されている。スリーブ１４，１６は雌ネジ構造を有しており、他の部材とネジ結合するようになっている。装置本体１１の両端付近には横穴２０と横穴２１とがそれぞれ設けられ装置本体１１の円筒内部と外部とを連通している。この膜乳化装置１０は、ＳＰＧ膜乳化、ＳＰＧ膜バブリングなどあらゆるシーンで利用することができる。
ＳＰＧ膜乳化装置１０の仕様の一例を示すと下記のものがある。
型番ＭＤ１０Ｌ１２５（またはＭＤ０５Ｌ１２５）：ｓｐｇテクノ株式会社製
装置外形寸法（胴径×長さｍｍ）φ２５×Ｌ１６０φ２５×Ｌ１６０
ＳＰＧ膜の仕様（外径×長さｍｍ）φ１０×Ｌ１２５φ０５×Ｌ１２５
材質ＳＵＳ３０３
ＳＰＧは、ミクロンサイズの均一な細孔を無数に有し、その細孔径をナノ単位からミクロン単位の広い範囲で設計することができることから、機能性ガラスとして応用できる。このＳＰＧの製造方法としては、シラス石灰やホウ酸を添加して１３５０℃前後の温度でＳＰＧの基礎ガラスを合成し形成する。これを加熱するとガラスの繊細組織に「相分離」という現象が生じる。ＣａＯ・Ｂ2Ｏ3は酸にとけやすい成分であるから、塩酸などで処理すると溶け出して、酸に溶解しないＡｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2系ガラスを骨格とするガラス多孔体ができ、これがＳＰＧである。ＳＰＧは分離膜や吸着剤、抗がん剤など医薬品、食品、化粧品などの分野へ応用可能である。
ＳＰＧの特徴としては、例えば下記のものがある。
●精密に制御された無数の貫通細孔が存在する。
●細孔の大きさを１ミリの１０万分の５の微細孔（０．０５μｍ）から５０分の１（２０μｍ）の比較的マクロな細孔に至る幅広い範囲で孔径設計ができる。
●表面化学修飾により表面を親水化ないしは疎水化したり、種々の有機官能基を導入することが可能である。
●多孔質にもかかわらず機械的強度が非常に高く、耐熱性と断熱性にも優れている。
●強アルカリとフッ酸を除く大部分の試薬に侵されない。
●かびや細菌に侵されない。
図３は、一例として細孔径１．４５μｍ、気孔率５６％のＳＰＧの相対容積（単位はｖｏｌ％）を示すグラフ図である。この図から、ＳＰＧは相対容積がほぼ１００％であることが分かる。
ＳＰＧ膜乳化操作は、ＳＰＧ膜１２を介して、分散相液（本実施の形態では水）を上記膜乳化装置１０の横穴２０から横穴２１へかけて（或いはその逆向きへ）、ある一定圧力で押し出すことにより行う。この操作により、押し出される側をゆっくり流れている連続相液中に、均一な粒子として次々に分散させる乳化法である。特にこの方法は「直接膜乳化法」と呼ばれ、ＳＰＧ細孔径の３～４倍の粒子径を生成することができる。なお、事前に分散相／連続相の粗混合液を、粒子径をある程度揃える目的で、ＳＰＧ膜１２に一気に透過させる乳化方法（透過膜乳化法）も利用可能である。上記の膜乳化装置１０を使用することにより、イオン化と水細分化の促進をする。
添加剤投入工程
次に添加剤投入工程について説明する。この添加剤投入工程では、複数の添加剤が上記イオン化された水に投入（添加）される。第１の添加剤としては酵素を添加する。酵素の添加は、水に対して０．００４～０．１重量％の添加量で添加剤としての役目を十分に発揮するが、それよりも大きな比率でもよく、最大１．０％程度が適当である。酵素は水又は油、或いはこれらの両方に添加してもよい。
第２の添加剤としては水にＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）を添加する。水酸化ナトリウムの添加は、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％の添加量で添加剤としての役目を十分に発揮する。第３の添加剤としては水に過酸化水素水溶液を添加する。過酸化水素水溶液の添加は、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％の添加量で添加剤としての役目を十分に発揮する。それぞれの添加剤の添加方法は、上述のようにイオン化及び水細分化が行われたイオン化工程の次に撹拌のできる容器又はタンクに添加剤を投入し撹拌混合操作することにより実行する。
撹拌混合工程
次に撹拌混合工程について説明する。この撹拌混合工程では、上述のようにイオン化され添加剤投入後の水と、油とを混合する。その操作は次のようにして行う。先ず、油のみを撹拌混合タンクに投入し、この油を撹拌混合タンクＯＨＲミキサーを通し循環させる。そこへ、前記イオン化され、添加剤投入された水を少量ずつ添加混合し融合させていく。その時のＯＨＲミキサーへの圧力は３気圧以上が必要である。ＯＨＲミキサーの温度は１５℃～８０℃に設定する。
融合工程
次に融合工程について説明する。この融合工程では、上述のように撹拌混合後の水と油を融合する。その操作は次のようにして行う。すなわち、加温（４０℃～８０℃）、加圧（１．５Ｐａ以上２０Ｐａ以下）を加えたまま、混合されている油と水に対し撹拌混合工程を繰り返し行う。これにより得られた加水燃料は二度と水と油に分離せず、液体燃料としての機能を発揮する。
（実施の形態２）
上記第１の実施の形態におけるイオン化工程１とは別の方法として、原料となる水に、天然鉱石より抽出した、凝縮ミネラルを添加する。複数の微細成分が含有する鉱石ミネラルを添加することで、イオン化の促進と水の微細化も行われる。この鉱石ミネラルには水の微細化、イオン化、発熱量を設けるための酸素欠乏効果を促す作用が存在することから、水のイオン化の有効手段の一つとして選択し得る。なお、上述のようにして生成された水は、通常水は通電しないのに対して、鉱石ミネラルの添加により通電性を有する。
そして、原料となる水に、天然鉱石より抽出した凝縮ミネラルを添加することにより、超音波を照射しなくても水のイオン化を十分に促進させることが出来る場合は、超音波の照射によるイオン化工程を省くことが出来る。
（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態に係る加水燃料の製造方法を説明する。この実施の形態に係る加水燃料の製造方法も図１のフローチャートに表された手順で実施される。ただし、第３の実施の形態においては、原料となる水として原子状炭素により生成されたマイナスイオン水を使用する。このマイナスイオン水は、それ自体がイオン化された状態であるから、第１及び第２の実施の形態におけるイオン化工程を省略することができ、加水燃料の製造効率を上げることができる。マイナスイオン水は、原子状炭素の粉末と水とを混合して撹拌し、その後濾過工程を経て生成される。したがって、この作業工程を本発明のイオン化工程と考えることもでき、このようにして生成したマイナスイオン水を、別に用意した原料となる水に混合させてもよい。また、通常の水では通電しないが、マイナスイオン水は通電することが出来るという性質を持つ。
ここで、本実施の形態においてマイナスイオン水の生成に用いられる原子状炭素の製造方法及び装置について添付の図面を参照して説明する。図４は本実施の形態に係る原子状炭素の製造方法を実施するための製造装置の一例を概略的に示す断面図である。この製造装置は、空気の入らない気密室２９と窒素注入開閉弁２２と熱分解ガス排出開閉弁２３を持った管路を備えている。製造装置の内部には所定の温度まで上昇させるためのヒーター２４が組み込まれている。さらに気密室２９と同じ雰囲気（窒素雰囲気）を持つ炭素取り出し用のカートリッジ２５と有機材料及び台２６から構成されているものである。カートリッジ２５は気密室２９に着脱可能になっている。なお、図４において、２７は気密室２９の有機材料及び台２６の出入り口に設けられたシャッターであり、閉鎖されたときは気密室２９を気密或いは窒素雰囲気に保つ。２８はカートリッジ２５に設けられた蓋或いは開閉扉であり、閉鎖されたときはカートリッジ２５を気密或いは窒素雰囲気に保つ。
次に本実施の形態に係る原子状炭素を製造するには最初に台２６に原料（木材、竹などの有機物）を入れ、ヒーター２４が組み込まれている気密室２９に装填する（押し込む）。次に窒素注入開閉弁２２より窒素を注入し、同時に熱分解ガス排出開閉弁２３より内部の空気を排出し気密室２９とカートリッジ２５の内部を窒素雰囲気にし、ヒーター２４により加熱するものである。第１段階として原料は水分を含むものであるから、１００℃～１５０℃に温度を保ち（１５０℃に近い温度が好ましい）、水分を充分に気化させ、気化した水分を気密室２９外に排出する。これと同時に同量の窒素を窒素注入開閉弁２２より注入し、常に気密室２９内を原料である有機材料が酸化しない状態、すなわち、気密な窒素雰囲気にしておくことが望ましい。更にヒーター２４を用いて完全乾燥状態になった原料を加熱し、３５０℃～４５０℃まで順次上昇させ原料に含まれる成分の熱分解を行うものである。４５０℃に至るまで発生した原料成分はすべて気密室外に排出し、その都度窒素が注入され不活性雰囲気を保つことが必要である。すると原料中の炭素と結合している成分が炭素を残して遊離し、４５０℃で気化しない本実施の形態に係る原子状炭素が残存する。ここで炭素の持つ特性として、有機物状態の炭素と結晶化し無機質となる同素体結合、すなわちグラファイト化する励起エネルギーは４５０℃以上の高温が必要である。従って本実施の形態の原子状炭素はグラファイトが形成されない４５０℃以下とすることが必要である。その後ヒーター２４を停止して、窒素注入開閉弁２２より低温の窒素を注入し、同時に熱分解ガス排出開閉弁２３より内部の高温の窒素ガスを排出させて気密室２９とカートリッジ２５の内部を５０℃～１００℃程度まで冷却した後、原子状炭素を台２６とともに気密室２９からカートリッジ２５へ移動させ、カートリッジ２５の蓋２８を閉鎖して、このカートリッジ２５の内部を窒素雰囲気に保ったまま気密室２９から離脱させる。気密室２９についても、シャッター２７を閉鎖して、次の動作に備える。
残存した炭素は炭素原子が１個（つまり単体）あるいは炭素原子が２乃至５個から１０個程度の鎖状に結合した状態の極微粒子からなり、この極微粒子が原子間引力により互いに不規則に集合した非結晶な原子状炭素を得ることができる。さらに原子状炭素は各工程を終了した後、材料として使用能力を最大限発揮するため、カートリッジ２５は炭素を酸化させることのない窒素雰囲気を保ったまま密閉し保管する必要がある。カートリッジ２５に保管された原子状炭素は空気に触れることがないので、酸素や他の物質と化合しない。そして、酸素や他の物質と化合しない原子状炭素は必要に応じて粉砕されたりして、粒子、或いは極微粒子となる。原子状炭素の粉砕は、当該原子状炭素が得られた後ならどの製造工程において行ってもよいが、例えばカートリッジ２６に密封状態で収容する前の工程で気密室２９の中で４５０℃以下の不活性雰囲気において極微粒径に粉砕することができる。或いは５０℃～１００℃程度まで冷却した後に気密室１の中で不活性雰囲気において極微粒径に粉砕してもよい。さらに、上記冷却後、カートリッジ２６に密封状態で収容して運搬し、粉砕機により粉砕加工してもよい。上記原子状炭素はそれ自体が炭素原子１個、或いは数個から成り原子状であり、酸素や他の物質と化合していないため、水に混入したときは反応性の富んだ高マイナスイオン水（ｐＨは１１或いはそれ以上）になる。
本発明において、油と改善された水を混合して得られた加水燃料は、一度合成されたら二度と水と油に分離せず、しかも透明度が高く、通常の油と区別がつかないほどの特性を持ち、化石燃料の有効利用の上で有用である。
１　イオン化工程
２　添加剤投入工程
３　撹拌混合工程
４　融合工程
１０　膜乳化装置
１１　装置本体
１２　ＳＰＧ膜
１３，１５　キャップ
１４，１６　スリーブ
１７　隙間
１８，１９　Ｏリング
２０，２１　横穴
２２　窒素注入開閉弁
２３　熱分解ガス排出開閉弁
２４　ヒーター
２５　カートリッジ
２６　台
２７　シャッター
２８　蓋
２９　気密室

Claims (9)

  1. 燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
    燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
    撹拌混合された燃料油及び水に対し、１５℃～８０℃の温度と１．５Ｐａ～２０Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えた、
    加水燃料の製造方法。
  2. 燃料油と水とを混合して加水燃料を生成する加水燃料の製造方法において、水の分子集合体を細分化してイオン化するイオン化工程と、
    水に添加剤として酵素、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化マグネシム、ナトリウム、マグネシウム、過酸化水素水溶液を添加する添加剤投入工程と、
    燃料油を撹拌混合タンクに投入し、この燃料油をミキサーにより循環させつつ、前記イオン化され、添加剤投入された水を混合し且つ撹拌する撹拌混合工程と、
    撹拌混合された燃料油及び水に対し、４０℃～８０℃の温度と３Ｐａの気圧を加えた状態で撹拌混合工程を繰り返す融合工程とを備えた、
    加水燃料の製造方法。
  3. 前記イオン化工程においては、原料となる水に１０ｋＨｚ～６０ｋＨｚの超音波を照射させ、また２００ｋＨｚ以上の超音波を照射させる、二つの照射動作を行うことにより、水の分子集合体を細分化することを特徴とする請求項１または２記載の加水燃料の製造方法。
  4. 前記イオン化工程においては、原料となる水にＳＰＧ膜乳化技術を加えることにより、水の分子集合体を細分化することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加水燃料の製造方法。
  5. 前記イオン化工程においては、原料となる水に天然鉱石より抽出した、凝縮ミネラルを添加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の加水燃料の製造方法。
  6. 前記イオン化工程においては、原子状炭素の粉末と水とを混合して生成されたマイナスイオン水を、原料として用いるか、または原料となる水に添加することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加水燃料の製造方法。
  7. 前記添加剤投入工程において、前記酵素は、燃料油及び水のそれぞれの体積に対して０．００４重量％～２重量％添加することを特徴とする請求項２記載の加水燃料の製造方法。
  8. 前記添加剤投入工程において、前記水酸化ナトリウムは、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％添加することを特徴とする請求項２記載の加水燃料の製造方法。
  9. 前記添加剤投入工程において、前記過酸化水素水溶液は、水に対して０．００１重量％未満～０．１重量％添加することを特徴とする請求項２記載の加水燃料の製造方法。
PCT/JP2016/076724 2016-02-16 2016-09-10 油水融合燃料の製造方法 WO2017141471A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016027448A JP6541230B2 (ja) 2016-02-16 2016-02-16 油水融合燃料の製造方法
JP2016-027448 2016-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017141471A1 true WO2017141471A1 (ja) 2017-08-24

Family

ID=59625787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/076724 WO2017141471A1 (ja) 2016-02-16 2016-09-10 油水融合燃料の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6541230B2 (ja)
WO (1) WO2017141471A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6867646B2 (ja) 2017-07-27 2021-05-12 三菱重工業株式会社 補償光学システムおよび補償光学方法
JP6947832B2 (ja) * 2017-08-28 2021-10-13 杉山　修 アルカリ性のミネラルイオン水を含有する電解液を有する電池、電解質活物質及び電池用電解液の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4355969A (en) * 1980-05-29 1982-10-26 Fnd Company Electrically charged, emulsified carrier-fuel particle combustion
JP2002018439A (ja) * 1995-08-01 2002-01-22 Matsuo Yoshiaki ビタミンｃ入りアルカリ性電解水
JP2006182890A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Spg Techno Kk エマルション燃料の生成方法及びその装置または燃料改質装置。
JP2008045022A (ja) * 2006-08-15 2008-02-28 Nobuaki Ando エマルジョン燃料
JP4682287B1 (ja) * 2010-06-11 2011-05-11 佳右 長尾 加水燃料の製造方法及び製造装置
JP2014159538A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Gtr:Kk 小型化した画期的なエマルジョン燃料装置
WO2015037678A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 Hattori Mitsuharu 相溶性透明含水油の製造方法及び相溶性透明含水油製造装置
JP2016003297A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 合同会社ネクストエナジー 加水燃料の製造方法及び加水燃料

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4355969A (en) * 1980-05-29 1982-10-26 Fnd Company Electrically charged, emulsified carrier-fuel particle combustion
JP2002018439A (ja) * 1995-08-01 2002-01-22 Matsuo Yoshiaki ビタミンｃ入りアルカリ性電解水
JP2006182890A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Spg Techno Kk エマルション燃料の生成方法及びその装置または燃料改質装置。
JP2008045022A (ja) * 2006-08-15 2008-02-28 Nobuaki Ando エマルジョン燃料
JP4682287B1 (ja) * 2010-06-11 2011-05-11 佳右 長尾 加水燃料の製造方法及び製造装置
JP2014159538A (ja) * 2013-02-19 2014-09-04 Gtr:Kk 小型化した画期的なエマルジョン燃料装置
WO2015037678A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 Hattori Mitsuharu 相溶性透明含水油の製造方法及び相溶性透明含水油製造装置
JP2016003297A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 合同会社ネクストエナジー 加水燃料の製造方法及び加水燃料

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017145310A (ja) 2017-08-24
JP6541230B2 (ja) 2019-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agi et al. Synthesis and application of rice husk silica nanoparticles for chemical enhanced oil recovery
CN105084604B (zh) 一种绿色高效的污染物超临界水氧化方法
WO2017141471A1 (ja) 油水融合燃料の製造方法
JP2009131770A (ja) 二酸化炭素ナノバブル水の製造方法
Rameshkumar et al. Generation and characterization of nanobubbles by ionization method for wastewater treatment
Yang et al. Treatment of drilling fluid waste during oil and gas drilling: a review
Agi et al. Ultrasound-assisted nanofluid flooding to enhance heavy oil recovery in a simulated porous media
Qu et al. Microwave treatment combined with wetting agent for an efficient flotation separation of acrylonitrile butadiene styrene (ABS) from plastic mixtures
JP2016003297A (ja) 加水燃料の製造方法及び加水燃料
KR101221033B1 (ko) 플라이애시 및 이산화탄소 마이크로 버블을 이용한 탄산칼슘의 제조방법
KR20080078900A (ko) 나노 튜브 및 그 물품을 이용한 수소의 제조방법
TWI621705B (zh) Method and device for manufacturing water-added fuel
CN104321467A (zh) 太阳光发电方法和发电装置
WO2018062345A1 (ja) 炭化水素系燃料油に水を添加して炭化水素系合成燃料を製造する方法
KR102260733B1 (ko) 패각 분말기반 과산화칼슘 제조 방법
CN108191184B (zh) 一种污泥化学除臭方法
AU2019264677A1 (en) Noble gas infused emulsion explosive
JP5232932B1 (ja) エマルジョン化方法およびエマルジョン化装置
US20180037810A1 (en) Encapsulated porous proppant
WO2020261594A1 (ja) 水素製造方法及び水素製造装置
WO2018047318A1 (ja) 油を水で希釈した燃料の製造方法
JPH11140470A (ja) 水−化石燃料混合エマルジョン
US11708279B2 (en) Selective material recovery from solution
He et al. Development of an activated carbon‐geopolymer composite for treatment of Pb (II) polluted water and soil
CN111542588A (zh) 用于强化引擎功能和提高燃料效率的引擎机油添加剂

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16890608

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16890608

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1