具有熔块软化成分的燃烧改善剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及可通过降低在燃烧室内生长的熔块的硬度来防止坠落物人身事故的具有熔块软化成分的燃烧改善剂及其制备方法，并涉及如下具有熔块软化成分的燃烧改善剂及其制备方法，在水中依次溶解溶解剂、熔块抑制剂、稳定剂和供氧剂来制备，作为熔块抑制剂使用不含被分类为有毒物质的Na

背景技术

历来就研究了多种手段，其为了实现稳定的燃烧，在燃烧包含各种废弃物的多种化石燃料的燃烧炉中用于提高燃烧效率。这些多种手段中，其代表性的例子有通过催化剂作用来促进燃烧炉内的完全燃烧的燃烧改善剂。为了实现完全燃烧，需要满足3T，即充分的温度(Temperature)和燃烧时间(Time)、混合或湍流度(Tubulence)。

然而，根据废弃物的种类和含水率及状态，实际焚烧炉所需的燃烧时间分别不同，由于设备的形状及运转方法和熔块的形成而导致燃烧炉内的湍流度的大小不同，因此目前很难实现大部分的焚烧炉中的完全燃烧。

故而，为了在现场改善完全燃烧效率，采取唯一的方法即摸索适当控制燃烧时间和燃烧温度的方法来适用。为了这样适当控制燃烧时间和燃烧温度，需要积累焚烧炉的专业知识和有关搬入的废弃物及化石燃料的特性以及现场系统的充分的诀窍(Know-How)，但是大部分的运营现场不存在这种因素，而是仅完全依靠经验来运营。

为了解决这种问题，提出了多种方案，例如，在韩国专利授权号第10-0485193号(专利文献1)中揭示了“在包含硼砂20至45重量份、过氧化氢10至25重量份、三乙醇胺20至40重量份、氧化锌(ZnO)5至15重量份及二氧化锰1至8重量份的组合物100重量份中混合水100至300重量份来组成的防熔块及防垢的燃烧改善剂”，韩国专利公开公报第2006-0081654号(专利文献2)中揭示了“不仅通过促进燃料的燃烧并去除发动机内的杂质，增加热传递来提高热效率，而且减少有害废气的释放，包含过氧化氢8～40重量份、胺系稳定剂8～40重量份、硼砂(borax)10～40重量份、氢氧化钠16～40重量份及余量的水的燃料用添加组合物”。

但是，以上例示的现有技术中，作为熔块抑制剂均使用硼砂(Na

因此，在溶解硼砂之前，必须要进行加热工序，在溶解硼砂之后也为了冷却而需要更多的冷却装置，故而存在制造工序复杂、制造成本增加的问题。

并且，在现有技术中存在大量产生硫氧化物的问题，在作为熔块抑制剂成分的硼砂(Na

专利文献

韩国专利授权号第10-0485193号

韩国专利公开公报第2006-0081654号

发明内容

本发明用于解决现有技术的问题，

本发明的主要目的在于，在短时间内诱导完全燃烧，抑制燃烧炉内的熔块生长，并可飞跃性地改善燃烧炉运营的方便性，作为熔块抑制剂使用不含被分类为有害物质的Na

即，本发明的另一目的在于，作为熔块抑制剂使用溶解度显著高的作为硼化合物的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

用于实现上述目的的本发明的燃烧改善剂组合物，其特征在于，

燃烧改善剂包含溶解剂、用于诱导完全燃烧并产生熔块抑制效果的熔块抑制剂、用于防止含氧物质的分解并提高焚烧物的表面上的药品渗透能力来激活燃烧反应的稳定剂、渗透到燃料内与热反应时释放氧气，用于增加燃烧速度及燃烧效率的供氧剂，

上述溶解剂使用选自硅化物、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)中的1种以上的水溶液，在50至90重量份的水中混合1至6重量份的上述溶解剂，上述熔块抑制剂使用不含被分类为有毒物质的Na

如上构成的本发明的具有熔块软化成分的燃烧改善剂的制备方法，在短时间内诱导完全燃烧，抑制燃烧炉内的熔块生长，并飞跃性地改善燃烧炉运营的方便性，作为熔块抑制剂使用不含被分类为有害物质的Na

即，在本发明中，作为熔块抑制剂使用溶解度显著高的作为硼化合物的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

附图说明

图1显示了实验例1的燃烧速度的实验结果。

图2显示了实验例2的根据本发明所生成的熔块内部。

图3显示了实验例2的对比实验所生成的熔块内部。

图4显示了实验例3的根据本发明所生成的熔块表面。

图5显示了实验例3的对比实验所生成的熔块表面。

具体实施方式

以下，根据优选的实施方式更详细说明本发明。但是，本发明的范畴当然不局限于此。

在说明书中，本实施方式使本发明的揭示变得完整，是为了给本发明所属技术领域的普通技术人员完整地告知发明的范畴而提供的，本发明的范畴仅由权利要求定义。

根据本发明的优选实施方式，涉及如下的燃烧改善剂组合物及其制备方法，上述燃烧改善剂提高包括废弃物在内的化石燃料的燃烧速度及燃烧温度来提高燃烧效率，抑制熔块的生成，并且容易附着分离所生成的熔块及污垢，并可抑制燃烧废气。

根据本发明的燃烧改善剂，以促进完全燃烧的方式降低激活能并使供氧极大化，其包含溶解剂、用于诱导完全燃烧并产生熔块抑制效果的熔块抑制剂、用于防止含氧物质的分解并提高焚烧物的表面上的药品渗透能力来激活燃烧反应的稳定剂、渗透到燃料内与热反应时释放氧气，用于增加燃烧速度及燃烧效率的供氧剂。

本发明弥补现有技术中基于硼成分抑制熔块生成的问题，添加二氧化硅成分，抑制熔块生成并减少熔块硬度，另一方面，防止因焚烧中熔块早期脱落及维护焚烧炉时出现的熔块早期脱落的坠落物人身事故。

首先，在水中混合溶解剂，作为溶解剂使用选自硅化物、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)中的1种以上，在50至90重量份的水中添加6重量份以下的上述溶解剂来溶解。(步骤1)

对于上述第一步骤而言，优选地在附着夹套(jacket)并安装搅拌器的罐中执行，在罐中加入水1000至1500kg，以60至90rpm搅拌，将上述的硅化物添加到120kg以下，也可以完全不使用。

在上述第一步骤中，加入完上述硅化物之后，优选地，进一步搅拌1小时至1小时30分钟之后，进行其中溶解熔块抑制剂的第二步骤工序。

在本发明中，作为熔块抑制剂使用不含被分类为有毒物质的Na

为此，完全不使用硼砂，取而代之，当燃烧的焚烧物变换为熔块时，为了使熔块的结合力弱化，使用选自溶解度及硼质量比均比起硼砂卓越的作为硼化合物的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

但是，作为上述熔块抑制剂被选择的1种以上的物质，鉴于离子化的硼砂的溶解度，可添加至最高20重量份，

对于硼砂(Na

并且，对于硼砂(Na

因此，作为熔块抑制剂，使用选自溶解度及硼质量比均比起硼砂卓越的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

为了防止含氧物质的分解，并提高焚烧物的表面上的药品的渗透能力来激活燃烧反应，并防止溶解的熔块抑制剂的析出，在第三步骤之后需要添加稳定剂，在本发明中作为稳定剂使用选自乙二醇(Ethylene Glycol)(C

在本发明中，作为熔块抑制剂使用溶解度比起硼砂显著优秀的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

作为稳定剂可包含甘油(Glycerol)(C

如上构成的本发明的燃烧改善剂组合物几乎不产生氮氧化物，在春季和秋季的平均外部温度下不结冰，易于使用，在短时间内诱导完全燃烧，减少燃烧废气的浓度以及提高制酸能力的同时抑制燃烧炉内的熔块生长，并可飞跃性地改善燃烧炉运营的方便性。

最终，为了在混合液渗透到燃料内与热反应时，释放氧气来增加燃烧速度及燃烧效率，在第三步骤之后需要添加供氧剂，在本发明中作为供氧剂使用过氧化氢(HydrogenPeroxide)(H

例如，执行上述第三步骤制备的混合溶液中添加过氧化氢(Hydrogen Peroxide)(H

若温度如此上升，则过氧化氢(Hydrogen Peroxide)的熔融比降低，由此会产生溶液内溶氧量显著减少的问题，但是在本发明中作为熔块抑制剂使用溶解度显著高的作为硼化合物的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

另一方面，在上述第一步骤中还可以使用氢氧化钠(NaOH)及氢氧化钾(KOH)来代替二氧化硅成分，此时，在50至90重量份的水中需要添加6重量份以下的上述氢氧化钠(NaOH)及氢氧化钾(KOH)，优选地添加1至6重量份来溶解。

在上述第一步骤中使用氢氧化钠(NaOH)及氢氧化钾(KOH)来代替二氧化硅成分的情况下，因氢氧化钠和氢氧化钾而引起强碱发热反应，温度上升至70℃以上，因此在往后的熔块抑制剂溶解工序中可更容易溶解熔块抑制剂。

如上构成的本发明的具有熔块软化成分的燃烧改善剂，在短时间内诱导完全燃烧，减少燃烧废气的浓度以及提高制酸能力的同时抑制燃烧炉内的熔块生长，并飞跃性地改善燃烧炉运营的方便性，在溶解剂中添加二氧化硅成分来抑制熔块生成并减少熔块硬度，另一方面，作为熔块抑制剂使用不含被分类为有害物质的Na

并且，用作本发明的熔块抑制剂的五硼酸钾(Potassium Pentaborate)(KB

以下，根据实施例、比较例及实验例更具体说明本发明，当然本发明的范围并不限定于这些实施例。

为了抑制在固体锅炉中燃烧的RDF内塑料之类的聚合物成分诱发的熔块的产生，制备了高分子物质用熔块抑制剂。

首先，在水温为30℃的水70重量份中投入NaOH 4.4重量份和硅酸钠2重量份来形成溶解剂之后，投入过碳酸钠2重量份、过硼酸钠2重量份和四硼酸钾四水合物(PotassiumTetraborate Tetrahydrate)(K

在反应槽1中的水温为30℃的水60重量份中混合八硼酸二钠(sodiumoctaborate，Na

在50℃的70重量份水中过量溶解20℃下的水溶解度为11％的五硼酸钠(sodiumpentaborate，NaB

为了延迟过氧化氢的分解，在水70重量份中混合32％过氧化氢(H

为了比较本发明物质的氧浓度和基于此的燃烧速度，含氧物质采用不同浓度的过硼酸钠来做实验。

根据实施例1进行抑制剂制备方法，过硼酸钠的投入量不同，以1、2、3重量份进行实验。

对于实验而言，在以950摄氏度加热的电炉中，以0.5m

为了防止燃料全部燃烧而只残留灰分，进行30分钟实验。实验后，熔炉内残留未燃烧的燃料，在干燥器(desiccator)中，将该熔炉放冷30分钟之后，测定重量。实验结果如下。

以上实验结果是根据实施例1得出的，作为熔块抑制剂混合使用四硼酸钾12重量份和过硼酸钠的规定量，在样品1、2、3中分别使用1、2、3重量份的过硼酸钠。

实验结果如图1所确认，对于燃烧进行后未燃烧而残留的量即对于飞散剂的产生量的减量率而言，相比于不使用燃烧改善剂时的53.953％，使用根据本发明的燃烧改善剂时，可确认平均为62.568％，变化率为8.615％，故而可确认具有灰分的减量效果及微尘减少效果。

为了确认熔块软化剂成分的性能及其表达机制，通过扫描电子显微镜(SEM，Scanning Electron Microscope)观察将根据实施例3将五硼酸钠用作熔块抑制剂的燃烧改善剂与煤炭混合，并在1100℃下燃烧之后所生成的熔块的表面。其结果，所生成的熔块内部观察到图2所示的大量的硼酸盐晶体。

为了支持该实验结果，在相同条件下燃烧未添加燃烧改善剂的煤炭来生成熔块，在未添加熔块软化剂而燃烧的煤炭上生成的熔块表面未发现有效的硼化合物晶体，而且也未发现到多孔质的部分或熔块本身的裂纹，如此形成了非常坚固的熔块(图3)。

因此，使用根据实施例3将五硼酸钠(sodium pentaborate，NaB

以往的将硼砂用作熔块抑制剂的燃烧改善剂，相比于将相同重量的八硼酸二钠(Sodium Octaborate)(Na

硼砂的20℃基准溶解度在于3％左右，属于偏低，为了提高其溶解度，需要首先溶解苛性钠及苛性钾等来提高溶解度，本发明的主要原料之一的八硼酸二钠(SodiumOctaborate)(Na

这种优点可更加提高八硼酸二钠(Sodium Octaborate)(Na

实验结果显示，添加八硼酸二钠(Sodium Octaborate)(Na

在表面内硼化合物上熔融的熔块堆积的过程中，硼化合物晶体使熔块之间的结合弱化，在此过程中硼化合物中包含的氧的结合被破坏，释放氧气的过程中因释放氧气的痕迹而生成孔隙，这也成为导致熔块的结合弱化的因素。反之，当使用基于硼砂的熔块抑制剂时，涂布燃烧改善剂而燃烧之后生成的熔块表面呈光滑的形态，不仅未出现孔隙的形态，而且也无法找出硼化合物晶体，这可通过图5所示的图片确认。

如上述实施例所确认，根据本发明的燃烧改善剂具有如下效果，在短时间内诱导完全燃烧，减少燃烧废气的浓度以及提高制酸能力的同时抑制燃烧炉内的熔块生长，并可飞跃性地改善燃烧炉运营的方便性，在溶解剂中添加二氧化硅成分，抑制熔块生成，减少熔块硬度，以及焚烧物变换为熔块时使熔块结合力弱化，防止因熔块降落而引起的人身事故。

如上所述，根据本发明的具有熔块软化成分的燃烧改善剂及其制备方法的技术思想，虽然在优选的实施方式中具体描述过，但是应当要注意，上述的实施方式是用于说明的，而并不是限定于此。在本发明的技术思想范围内可做出多种变形及修改，这对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此，这些变形及修改应当属于所附的权利要求书中。