| 흔히 중유(重油)라고 부르는 무겁고 끈적끈적한 석유제품인 벙커유(油)는 대형엔진 또는 보일러에서
많이 사용되고 있는 기름이다. 이 벙커유(油)를 사용하는데 가장 큰 문제점이 대기환경오염이다.
이 문제점을 줄이기 위해 대부분 벙커유(油)와 물을 86 : 13 의 비율로 섞어 원료로 사용하고 있는데 이 경우 벙커유(油)의 열량은
약 7,000 cal/g 으로서 열량이 낮아 경제성이 많이 떨어지고 있다. 최근 분산기술 (Dispersion Technology) 을 이용하여 분산유와
물의 유화정도를 극대화시켜 벙커유의 열량을 향상시키는 시도가 여러곳에서 이루어 지고 있다.
영진분산기술연구소 (YUDITECH, Young Jin Institute of Dispersion Technology) 에서는 벙커유의 분산방법에 대해 연구를 거듭한
결과 약 10,000 cal/g 의 열량을 나타내는 분산 방법을 확립하였다.
지금까지는 대부분 벙커유와 물을 섞을 때 간단한 교반기 (Overhead Stirrer) 를 이용하였으나 여기서는 유화정도를 향상 시키기 위해
고속회전분산기 (High Shear Disperser) 를 이용하여 유화시켰으며 IKA Calorimeter 를 이용하여 유화된 벙커유의 열량을 측정하여
그 결과를 분석하였다.
먼저 실험용 분산장비를 이용하여 가능성을 테스트 하였으며 그 실험과정은 다음과 같다.
1. 벙커C유 와 물 그리고 유화제를 86 : 13: 1 의 비율로 1 리터 비이커에 700 ml 넣는다.
2. IKA RCT 자석교반기(Hotplate stirrer) 와 IKA ETS-D5 온도조절장치(Temperature Controller) 를 이용하여
Sample 의 온도를 약 80 ~ 90도로 유지시킨다. 온도를 높인 이유는 샘플의 점성을 낮추어 줌으로써,
유체의 흐름을 좋게 하여 분산을 더 효과적으로 함에 있다.
3. IKA ULTRA-TURRAX T25 Homogenizer (S25N-25G dispersing element) 를 이용하여 15,000 RPM 의
회전속도에서 sample 을 1분동안 처리하였다.
4. Sample을 IKA C 2000 basic calorimeter 를 이용하여 분산시킨 sample 의 열량을 측정하였다.
이 실험결과 실험용 고속회전분산장비를 이용하였을 때 분산된 벙커유의 평균 열량은 약 8,000cal/g 이었다.
이를 바탕으로 시간당 5,000 리터를 처리할 수 있는 생산시스템을 다음과 같이 설계하였다.
1. 생산용으로 사용될 장비는 IKA UTL 1000/10 Inline High Shear Disperser 를 이용.
- 위 테스트에서 사용한 분산장비인 T25 Ultra-Turrax
Homogenizer 의 tip speed 는
13.37 이었으므로
이 이상의 파워를 낼 수 있는 크기의 생산용 장비를
선정.
- batch type 보다는 연속식이 더 효율적이므로 inline
disperser 를 선정.
2. 벙커유를 처리하므로 화재의 위험성을 방지하기 위해
Explosion-proof 모터를 사용.
3. 속도조절을 위한 속도변환장치 (Frequency Inverter) 설치
4. double mechanical seal 과 locking pressure system
5. emulsion 에 좋은 효과를 나타내는 6F generator 선정.
결론
위 시스템을 이용하여 벙크유를 1 cycle 처리한 후 벙커유의 열량을 측정한 결과 평균 약 10,000 cal/g 의 열량을 구할 수 있었다.
이것은 매우 높은 열량으로서 기존 방식에 비해 inline high shear disperser 시스템을 이용하면 약 42% 의 열량이 높은 품질개선
효과를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있다.
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유화기술 (Emulsion) 을 이용한 벙커유의 품질 개선 
