AT394322B - Hydrophile katalysatorloesung zur verbesserten verbrennung von kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhaeltigen stoffen, anwendungen der katalysatorloesung, feste brennstoffe sowie oxidationskatalysatoren - Google Patents

Description

AT 394 322 B

Die Erfindung betrifft eine wäßrige Katalysatorlösung zur verbesserten Verbrennung von kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhältigen Stoffen wie Heizöle, Heizgase und/oder feste Brennstoffe und/oder zur Entfernung von Ruß oder Teerablagerungen auf Oberflächen von Brennräumen, wobei die Katalysatorlösung Lanthanid-verbindungen enthält. Weiters betrifft die Erfindung die Anwendung derartiger Katalysatorlösungen auf Brennstoffen, Oxidationskatalysatoren, Rußfiltem und auf Wärmeübertragungsflächen.

Zur Vermeidung von Rußäblagerungen auf feuerseitigen festen Oberflächen ist eine möglichst vollständige Verbrennung der eingesetzten kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhältigen Brennstoffe notwendig. Dies kann durch einen hohen Luftüberschuß erreicht werden, d. h. daß wesentlich mehr Luft den Brennstoffen zugeführt wird, als zu deren stöchiometrischer Verbrennung notwendig ist. Das bringt zwar eine Verbesserung der vollständigen Verbrennung, aber auch gleichzeitig den Nachteil eines unwirtschaftlichen Einsatzes der Brennstoffe mit sich, da unnötig große Luftmengen aufgeheizt werden müssen und die Menge heißer Abgase erhöht wird. Man ist daher bemüht, die Verbrennung von kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhältigen Brennstoffen ohne Rußbildung bzw. Minimierung derselben bei nahstöchiometrischer Verbrennung zu gestalten, was in der Praxis naturgemäß nicht vollständig bzw. nicht immer gelingt. Auch durch eine allmähliche Veränderung der Düseneinspritzung bei flüssigen Brennstoffen wird eine anfänglich perfekte Verbrennungseinstellung negativ beeinflußt und die Rußbildung verstärkt

Die Rußbildung verschlechtert die Verbrennung sowohl durch die Verringerung der Wärmeerzeugung, als auch durch die verringerte Wärmeübertragung, da Ruß eine hohe thermische Isolierwirkung aufweist

Seit langer Zeit wird daher der Einsatz von Verbrennungskatalysatoren vorgenommen, um sowohl die Bildung von Ruß zu verhindern bzw. zu minimieren als auch bereits gebildete Ablagerungen von Ruß und Teer bei möglichst niedrigen Temperaturen wieder abzubrennen. Die verbesserte Verbrennung von bereits gebildeten Teeren und Ruß wird am wirksamsten durch Übergangsmetallverbindungen erzielt welche bekanntlich in verschiedenen Wertigkeiten Vorkommen. Bisher hauptsächlich verwendete Metallverbindungen sind solche von Kupfer, Mangan, Kobalt, Zink und Chrom (Chromate). Insbesondere Kupferverbindungen bzw. metallische Kupferpulver senken die Verbrennungstemperatur von Ruß und Teeren beträchtlich ab. Sie haben jedoch den Nachteil, als giftige Bestandteile im Abgas zu agieren, sowie eine wesentlich verstärkte Korrosionsgefahr auf Eisenwerkstoffen zu bewirken. Kupfer ist in der elektrochemischen Spannungsreihe wesentlich positiver als Eisen, sodaß sich bei Kupfemiederschlägen auf den in der Wärmetechnik üblicherweise verwendeten Eisenwerkstoffen Lokalelemente bilden, die die eisenhältigen Konstruktionsteile korrodieren. Dies wird durch das Vorhandensein von Schwefelsäure bzw. Schwefeliger Säure, die sich bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen bilden, noch wesentlich verstärkt

Auch bei keramischen Werkstoffen, wie Katalysatorträgern, Rußfilter etc. kann der Kupfergehalt zur Erniedrigung der Schmelzpunkte solcher keramischer Massen führen, was bei höheren Abgastemperaturen zu Verformungen bzw. Veränderung des Porenvolumens führen kann.

Zinkverbindungen sind weniger giftig als Kupfer und stellen auch keine wesentliche Korrosionsgefahr für Eisenweikstoffe dar, sind jedoch als Verbrennungskatalysator für Ruß und Teere praktisch kaum wirksam.

Chrom wurde bisher für vorliegende Zwecke hauptsächlich in Form von Chromaten eingesetzt, um sowohl von der verbrennungskatalytischen Wirkung des Metallions zu profitieren als auch das Oxidationspotential der Chromate auf Kohlenstoff auszunützen. Infolge der krebserregenden Wirkung einiger Chromverbindungen scheiden diese jedoch nach den heutigen Umweltschutzanforderungen aus. Dasselbe gilt für Nickel- und Kobaltverbindungen, obwohl insbesondere Kobalt in der Lage ist, eine gute verbrennungskatalytische Wirkung auszuüben.

Auch Mangan, insbesondere als Permanganat, hat gute verbrennungskatalytische Eigenschaften und mit -1,70 Volt als MnÜ2 + 2 H2O = MnO^ + 4 H+ + 3e" ein hohes Oxidationspotential, jedoch sind Mangan-verbindungen ebenfalls giftig und sogar als kanzerogenverdächtig eingestuft worden.

Ein ungiftiges Übergangsmetall stellt Eisen dar, welches in öllöslicher Form (Eisenseifen, Ferrocen z. B.) als Verbrennungskatalysator bei flüssigen Brennstoffen häufig eingesetzt wird. Auch die Einspritzung von wäßrigen Eisensalzlösungen, wie Eisensulfate, in die Flamme wurde vorgeschlagen bzw. gehandhabt. Trotz dieser positiven Eigenschaften für die Verbrennungskatalyse stellten die Eisenverbindungen ein ungenügendes Werkzeug dar, um bereits gebildeten Ruß und Teere zu verbrennen. Ein Grund dürfte auch in dem relativ niedrigen

Oxidationspotential von 3-wertigen Eisenverbindungen, nämlich -0,77 Volt Fe++ = Fe"1-1·4· + e‘ liegen.

Auch Calciumverbindungen - wobei Calcium als Erdalkali bekanntlich kein Übergangsmetall ist - wurden zur Beseitigung von Rußablagerungen empfohlen. Calcium hat eine nur geringfügige verbrennungskatalytische Wirkung und dürfte eine solche überhaupt nur bei hohen Verbrennungstemperaturen durch Bildung von Hydroxylionen in der Flamme ausüben. Als Erdalkali weist es jedoch eine Neutralisationswirkung auf Schwefelsäure und Schwefeliger Säure auf, soweit es nicht an thermisch stabile und unverbrennbare Anionen gebunden ist

Als metallionfreies Reinigungsmittel für feuerseitige Kohlenstoffbeläge wurde weiters Wasserstoffperoxid verwendet. Dieses Oxidationsmittel wird auch in Verbindung mit freien Alkalien, wie Alkalihydroxide, -carbonate und -Silikate empfohlen, wobei die Oxidation des Rußes durch H2O2 und die Säurenneutralisierung durch die starken wäßrigen Alkalilösungen erfolgt; eine verbrennungskatalytische Wirkung tritt nicht auf. -2-

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Beispiel für veröffentlichte Druckschriften sind die GB-PS 1 252 624 für Wasserstoffperoxid und starke wäßrige Alkalilösungen, DE-OS 3 023 520 für die Zugabe von Calziumverbindungen (Calziumphosphate in Pulverform), DE-PS 2 413 520 für Entrußungsmittel auf Basis von Metallverbindungen enthaltend Kupferpulver, US-PS 4 287 090 für wäßrige katalytisch aktive Metallsalzlösungen bestehend aus Manganacetat, 5 Calciumnitrat, und Kupferacetat, DE-OS 2 911259 als Mittel zur feuerseitigen Reinigung mit Alkalijodat oder Alkaliperjodatlösung zusammen mit Kupfercarbonat als Oxidationshilfe und Ammoniak oder Alkalicarbonate zur Neutralisierung saurer Aschebestandteile.

Als chemische Rußvemichter wurden Kaliumnitrat und Ammoniumnitrat in der DE-OS 2 228 467 (ohne katalytische Verbrennungswirkung) genannt. In der GB-PS 1 303 552 werden Ammoniumnitrat neben Kalium-10 nitrat und/oder Natriumnitrat zur Bildung und Kondensierung von Schwefelsäure aus den Verbrennungsabgasen empfohlen.

Auch in einer Reihe anderer feuerseitiger Reiniger von Heizflächen werden zur Beseitigung der Ruß- und Teeranteile unterstützende Oxidationsmittel bzw. katalytische Verbrennungshilfen wie Ammoniumnitrat, Ammoniumchromat bzw. Zink- und Kupfersalze (DE-OS 1 810 424) genannt 15 Die Demande de Brevet Europeen 0 270 719 nennt wasserlösliche organische Alkalisalze und solche von seltenen Erden als rußreduzierende Mittel, insbesondere Kaliumacetat und dreiwertiges Ceracetat. Der Nachteil dieser Kombination liegt in der sauren Natur solcher wäßrigen Lösungen mit entsprechendem Korrosionspotential sowie der fehlenden Direktoxidation von Cer"*"4 '* -Verbindungen.

Alle genannten Mittel haben die Beseitigung von Ruß und Teeren zum Ziele, können jedoch die heutigen 20 Anforderungen an eine umweltfreundliche und möglichst ohne größere Verluste erfolgende Wärmeübertragung nur ungenügend erfüllen. Die katalytische Verbrennung durch geeignete Metalle hat bei guter Wirksamkeit den Nachteil von Giftstoffen im Abgas (Cu, Ni, Co, Cr, Mn), während das Oxidationspotential bei den umweltfreundlichen Metallen, wie Fe, Ca ungenügend ist. Beim Einsatz von Oxidationsmitteln, wie Nitraten, Jodaten oder Peroxiden ist nur eine einmalige Wirkung vorhanden und kann sich Ruß und Teer nach Verbrauch 25 des aktiven Sauerstoffes aus diesen Substanzen wieder ungehindert ablagem und die Wärmebilanz verschlechtern sowie durch Rußausstoß die Umwelt belasten.

Es ist hiebei zu beachten, daß z. B. eine Rußdicke als Ablagerung von nur 1 mm die Abgastemperatur um ca. 70 °C erhöhen kann und einen Heizöl-(Heizstoff)-Mehrverbrauch von 5 % nach sich zieht

Weiters stellen einige Mittel in wäßrigen Flüssigkeiten sauer reagierende Lösungen mit pH-Wert unter 7 dar. 30 In der üblichen Verbrennungstechnik werden jedoch Abgastemperaturen möglichst so hoch gehalten, daß der Taupunkt korrosiver Gase überschritten wird. Die Zuführung oder Einspitzung sauer reagierender Bestandteile als Rußvemichter würde dem entgegen wirken und der Korrosion insbesondere der üblich verwendeten Eisenwerkstoffe Vorschub leisten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen hydrophilen Verbrennungskatalysator zu schaffen, der ungiftig, 35 katalytisch für die Verbrennung bei möglichst niedriger Temperatur von Ruß und Teeren durch Luftsauerstoff hochwirksam ist, in seinen höherwertigen Metallionen ein hohes Oxidationspotential aufweist sowie einen pH-Wert von vorteilhafterweise mindestens 7 hat bzw. im stärker alkalischen Bereiche liegt. ln übenaschender Weise wurden als solche Katalysatoren die Lanthanide, insbesondere Cerverbindungen in ihrer vierwertigen Form als geeignet gefunden. Wasserlösliche Cerverbindungen sind ungiftig und Cemitrat-40 Hexahydrat weist z. B. eine LD50^oraj_rat^ von 4200 mg/kg auf, im Vergleich zu reinem Kochsalz LD50(orai-rat)von lediglich 3000 mg/kg.

Die Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, daß die Lanthanidverbindungen in ihrer höherwertigen Oxidationsform vorliegen, daß weiters Eisenverbindungen und Komplexierungsmittel für die genannten Metallionen enthalten sind, und daß der pH-Wert der Katalysatorlösung wenigstens 7 ist Weitere vorteilhafte 45 Merkmale sind den Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.

Vierwertige Cerverbindungen sind starke Oxidationsmittel, das Oxidationspotential von Ce(TV)/Ce(III) beträgt ca. 1,6 Volt, d. h. es liegt nur geringfügig unter dem vorgenannten von Permanganat zu Mangandioxid mit ca. 1,7 Volt und über doppelt so hoch als beim Fe(m)/Fe(n)-System. Öllösliche, d. h. hydrophobe Lanthanidverbindungen, wie insbesondere solche von dreiwertigem Cer wurden 50 bereits als Heizölzusätze zur verbesserten Verbrennung eingesetzt, wie in der DE-OS 2 729 365, US-PS 4 462 810 und Demande de Brevet Europden 0112 219 beschrieben.

Es handelt sich hiebei jedoch ausschließlich um öllösliche (hydrophobe, kohlenwasserstoff lösliche) und nicht um hydrophile bzw. wasserlösliche Lanthanid- bzw. Cer-Verbindungen, sie liegen weiters in der Ce^+-Form vor.

Die vorgenannten bekannten Anwendungen waren somit als Brenn- und Treibstoffzusätze vorgesehen und 55 nicht für die feuerseitige Reinigung von Wärmeübertragungsflächen, Katalysatoren, Rußfiltem etc. von darauf abgelagerten Ruß und Teeren geeignet.

Zur Vermeidung feuerseitiger Korrosion ist es notwendig, daß die hydrophile Katalysatorlösung einen pH-Wert von mindestens 7 aufweist, um die bereits beschriebene Korrosionsgefahr zu vermeiden. Da solche hydrophile Katalysatorlösungen auch nach etwaiger mechanischer Entrußung als Vorsorgemaßnahme auf die von 60 Ruß und Teeren zu schützende Oberfläche aufgebracht werden können und vorteilhafterweise gleichzeitig einen

Stillstandkorrosionsschutz bieten sollen, empfiehlt es sich, die wäßrige Katalysatorlösung stärker alkalisch z. B. -3-

AT 394 322 B auf einen pH-Wert von 8-10 einzustellen. Auch höhere Alkalitäten sind möglich, jedoch muß dann verstärkte Vorsorge gegen Haut- und Augenkontakte getroffen werden.

Weiters hat sich gezeigt, daß nicht nur die Cer4+-Verbindungen allein gute Entrußungseigenschaften haben, sondern insbesondere auch in synergistischer Kombination mit hydrophilen Verbindungen von Eisenionen.

Gegenüber den sauren Lösungen von z. B. Cemitrat, Eisennitrat bzw. deren Kombinationen bietet die erfindungsgemäße hydrophile Lösung einen entsprechenden Korrosionsschutz der damit behandelten metallischen Werkstoffe. Der pH-Bereich ist weiters so einstellbar, daß auch keramische Oberflächen nicht angegriffen werden sowie auch sichere Handhabung ohne Verätzungsgefahr gegeben sind.

Die Gewichtsrelationen zwischen Cer- und Eisenverbindungen können variiert werden, wobei sich zeigte, daß die katalytische Verbrennungswirkung im Bereich von 1:10 bis 10:1 zwischen Cer und Eisen keine sehr großen Veränderungen zeigt, und bis 1:20 bzw. 20:1 vorteilhaft möglich ist. Ein Optimum dürfte bei dem Verhältnis gemäß nachfolgendem Beispiel 1 gegeben sein.

Als Komplexbildner können Citronensäure, aber auch Gluconsäure sowie Äthylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure und Hydroxyäthylendiaminotriessigsäure verwendet werden.

Statt Cer4+ können auch Praesodym44", Samarium^, Europium^4", Terbium4+, Thulium^+ und Ytterbium·^ aus den Lanthaniden Verwendung finden. Da diese Elemente selten sind, wird deren Verwendung wohl nur in Sonderfallen vorteilhaft sein. Gemische der genannten Ionen können ebenfalls eingesetzt werden.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern:

Beispiel 1

In 59 Gewichtsteilen (GT) Wasser werden 3 GT dreiwertiges Cemitrat = CeCNO^.ö H2O gelöst und durch 2 GT 35%igem Wasserstoffperoxid in die vierwertige Form des Cers gebracht. Weiters werden 12,5 GT Citronensäure und 9 GT dreiwertiges Eisennitrat = Fe(NO^).4 HjO gelöst und mit 14,5 GT Monoäthanolamin auf einen pH-Wert von ca. 9 gebracht. Es entsteht eine klare, stabile dunkle Lösung von komplexiertem Cer4+ und Fe^+.

Diese Katalysatorlösung wird auf ihre Wirksamkeit überprüft, indem in einer Platinschale Gasruß mit dieser komplexierten Cer44-- und Fe^+-Lösung gleichmäßig besprüht wird.

Das Gemisch wurde im Trockenschrank bei 120 °C 20 Minuten lang getrocknet, gewogen und danach die Platinschale mit dem Gemisch im Muffelofen bei Temperaturen von 300-600 °C erhitzt und die Schale mit dem verbliebenen Rest rückgewogen. Die Differenz ist der Restruß (Mittelwert aus mehreren Bestimmungen).

Es ergaben sich nachfolgende Werte:

Temperatur CQ Rückstand an

Ruß allein Ruß mit hydrophiler Kataly satorlösung behandelt 300 97 54 350 96 50 400 96 47 450 92 31 500 88 20 550 64 11 600 22 3

Daraus ist eindeutig die starke katalytische Wirkung auf dem Rußabbrand erkenntlich, insbesonders auch im Bereich von 400-500 °C, bei welchen Temperaturen Ruß allein kaum irgendeinen Abbrand zeigt, während der katalytisch behandelte Ruß Restwerte von unter 1/4 bis 1/2 des ursprünglichen Wertes ergab.

Der beschriebene Test ist ein sehr kritischer, da es sich bei dem verwendeten Gasruß um ein gealtertes Produkt handelte während Ruß in statu nascendi durch die Katalysatorzusammensetzung bei noch niedrigeren Temperaturen bzw. zu einem noch wesentlich höherem Ausmaß verbrannt wird.

Vergleichsbeispiel:

Zum Vergleich der Wirkung der erfindungsgemäßen komplexierten, alkalischen Ce4+, Fe^+ Katalysatorlösung wurde eine saure Cer-Nitratlösung mit Lithiumhydroxid neutralisiert. Es gibt bekanntlich Aussagen, daß -4-

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Lithium ebenfalls eine verbrennungsfördemde Eigenschaft auf Kohlenstoff haben soll. Dementsprechend wurden 6 GT Ce(N03)3.6 H2O in 85,83 GT H2O gelöst, mit 2 GT 35%igem H2O2 zu Ce^+ oxidiert und mit 3 GT Citronensäure stabilisiert. Diese saure Lösung wurde mit 3,17 GT LithiumhydroxitLMonohydrat = LiOH. 1H20 alkalisch eingestellt. 5 Die hierbei analog zu Beispiel 1 festgestellten Rußwerte ergäben: *

X 10

Temperatur (°Q Rückstand(%) 300 95 350 84 400 69 450 63 500 54 550 34 600 17 15 20

Die verbrennungskatalytische Wirkung lag trotz, im Vergleich zu Beispiel 1, doppelt so hohem Cer-Gehalt dramatisch schlechter, insbesondere auch in dem kritischen Temperaturbereich von 400-500 °C. 25 Beispiel 2

Die Lösung gemäß Beispiel 1 wurde auf verrußte Wärmeübertragungsflächen von Zentralheizungsanlagen aufgebracht und der Betrieb derselben normal fortgesetzt. Es zeigt sich eine bis zu 80 % geringere Rußschicht nach einigen Stunden Brenndauer. Zur Erhaltung dieser Rußminderung wird die Einspritzung der Katalysatorlösung periodisch erneuert, wobei sich je nach vorliegenden Bedingungen eine 48stündige bis 30tägige 30 Erneuerung als vorteilhaft zeigte.

Beispiel 3

Die Lösung nach Beispiel 1 wurde nach der jeweiligen, in vielen Ländern obligatorisch vorgeschriebenen, mechanischen Reinigung auf Wärmeübertragungsflächen und andere rußgefährdete Oberflächen aufgetragen. 35 Während eines folgenden Stillstandes der Heiz- bzw. Dampfkessel-Anlage ergab die Katalysatorlösung einen guten Korrosionsschutz, da die restlichen Säuren neutralisiert wurden und die Lösung selbst korrosionsinhibierende Eigenschaften aufweist.

Nach Inbetriebnahme der Anlage zeigte die hydrophile Lösung volle verbrennungskatalytische Wirkung. Es hatte sich ein wirksamer Überzug auf den Warmeübertragungs- und sonstigen Flächen gebildet Die Wieder-40 verrußung wurde auf längere Zeiten durch den verstärkten Abbrand hinausgeschoben.

Beispiel 4 Ähnliche Probleme wie zuvor beschrieben ergeben sich mit der Bildung von Rußpartikel beim Betrieb von Dieselmotoren. Aus der Sicht der globalen CC^-Problematik (Treibhauseffekt) gilt der Dieselmotor auf Grund 45 seines guten Wirkungsgrades als eine der besten Antriebsmaschinen. Besondere Umweltprobleme bereiten aber die Festpartikel im Abgas, welche aus kohlenstoff- bzw. kohlenstoffreichen aromatischen Verbindungen bestehen, bei welch letzteren eine cancerogene Wirkung nicht ausgeschlossen werden kann. Zur Verbesserung der Schadstoffgehalte im Dieselmotorabgas, insbesondere der sich bildenden ΝΟχ- und Partikelemissionen, sind verschiedene Technologien in Entwicklung. Für vorstehende Erfindung ist insbesonders die Abgasnach-50 behandlung mit Rußfiltem sowie mit Oxidationsanlagen bei NOx-optimierten Verbrennungsverfahren von Bedeutung. Solche Rußfilter müssen zur Erzielung einer Dauerwirkung, d. h. auch bei Kurzstrecken und relativ niedrigen Abgastemperaturen, mit externen Energiequellen aufgeheizt bzw. mit Katalysatorflüssigkeiten zur Rußabbrennung behandelt werden. Eine Möglichkeit besteht im Zusatz öllöslicher Eisenverbindungen im Dieselkraftstoff, um so eine vollständige Verbrennung zu erzielen. Der Nachteil liegt darin, daß sich im Motor 55 Eisenoxide bilden, welche sowohl abrasiv auf den Kolbenraum wirken als auch zu Störungen im empfindlichen Einspritz- und Abgasventil-System führen können.

Ein anderes System verwendet die Aufsprühung von Kupferacetylacetonatlösungen auf den Rußfilter selbst, um Ruß durch Cu-Katalyse leichter abbrennen zu können. Der Nachteil liegt hier sowohl bei der Umweltbedenklichkeit von Kupferoxidstäuben als auch der Entsorgung solcher Rußfilter. Weiters sind Acetylaceton-60 lösungen feuergefährlich und sehr teuer. -5-

Claims (15)

1. AT 394 322 B Es hat sich gezeigt, daß die Einspritzung einer erfindungsgemäßen Lösung gemäß Beispiel 1, wobei das Wasser oder Teile desselben auch durch hydrophile Lösungsmittel ersetzt werden können, eine starke Reduktion der Rußabbrenntemperatur im Filter - bis zu 300 °C im Abgas - bewirkt und eine umweltfreundliche und ökonomische Lösung für Rußfilter darstellL Beispiel 6 Die katalytisch wirkende Lösung gemäß Beispiel 1 wurde auf feste Brennstoffe wie Kohle, Koks, Brikett, Holz, Stroh und andere Biomassen aufgespriihL Die Verbrennung war wesentlich verbessert und die Rußbildung bereits bei ihrer Entstehung verringert. Die Verbrennungsgase transportieren weiters Cer*+- und Fe^+-Teilchen zu den Wärmeübertragungsflächen, sodaß es auch hiedurch zu einer wesentlichen Minderung des Rußbelages kommt. Je nach vorliegenden Bedingungen konnten Rußreduktionen um 45-90 % gemessen werden. Die hiebei verwendeten wäßrigen Lösungen weisen keine Explosionsgrenzen auf, sodaß sie bei allen üblichen Bedingungen auch während der Verbrennung gefahrlos eingesetzt werden können. Beispiel 7 Die Lösung gemäß Beispiel 1 wird in fein versprühter/vemebelter Form dem Luftstrom mit gasförmigen, flüssigen und/oder festen Brennstoffen während deren Verbrennung zugeführt. Es findet eine analoge Wirkung zur verbesserten Verbrennung (Wärmebilanz) sowie zur Verringerung von Ruß und Feststoffen im Abgas und den Warmeübertragungsflächen statt. Ein Vorteil dieser Methode beim Einsatz flüssiger Brennstoffe besteht auch darin, daß die Übergangsmetalle in dieser Form die Lagerstabilität - im Gegensatz zum Einsatz öllöslicher Verbindungen - nicht beeinflussen können. PATENTANSPRÜCHE 1. Wäßrige Katalysatorlösung zur verbesserten Verbrennung von kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhältigen Stoffen wie Heizöle, Heizgase und/oder feste Brennstoffe und/oder zur Entfernung von Ruß oder Teerablagerungen auf Oberflächen von Brennräumen, wobei die Katalysatorlösung Lanthanidverbindungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanthanidverbindungen in ihrer höherwertigen Oxidationsform vorliegen, daß weiters Eisenverbindungen und Komplexierungsmittel für die genannten Metallionen enthalten sind, und daß der pH-Wert der Katalysatorlösung wenigstens 7 ist.
2. 2. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lanthanid 4-wertiges Cer (Ce^+) ist.
3. 3. Katalysatorlösung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung der Eisengruppe eine Verbindung des dreiwertigen Eisen (Fe^) vorgesehen ist.
4. 4. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Ce/+- und Eisen^+-Ionen 1:20 bis 20:1 beträgt.
5. 5. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Citronensäure vorgesehen ist
6. 6. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Hydroxyäthylendiamintriessigsäure vorgesehen ist.
7. 7. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Äthylendiamintetraessigsäure vorgesehen ist.
8. 8. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Nitrilotriessigsäure vorgesehen ist.
9. 9. Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Gluconsäure vorgesehen ist. -6- AT 394 322 B
10. 10. Anwendung der Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zum Korrosionsschutz und zur Verhinderung der Verrußung von Wärmeübertragungsflächen durch Aufträgen der Katalysatorlösung auf die Wärmeübertragungsflächen.
11. 11. Anwendung der Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur Oxidationsbeschleunigung durch Aufträgen auf feste Oberflächen wie Oxidationskatalysatoren und Rußfilter.
12. 12. Anwendung der Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur verbesserten Verbrennung fester Heizstoffe durch Aufbringen der Katalysatorlösung auf die festen Heizstoffe. 10
13. 13. Anwendung der Katalysatorlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zur verbesserten Verbrennung von gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen, durch Einbringen des Katalysators in den Luftstrom mit den gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffen bei deren Verbrennung.
14. 14. Feste Brennstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß auf ihrer Oberfläche eine Katalysatorlösung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 aufgebracht ist.
15. 15. Oxidationskatalysatoren und/oder Rußfilter, dadurch gekennzeichnet, daß auf deren Oberfläche eine Katalysatorlösung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 aufgebracht ist. 20 * t -7-