CH661934A5

CH661934A5 - Verbrennungsverbessernde zusatzstoffkomposition zur reinigung von heizvorrichtungen, kaminen, rauchzuegen und waermeregeneratoren.

Info

Publication number: CH661934A5
Application number: CH4570/84A
Authority: CH
Inventors: Istvan Magyar; Zoltan Magyar; Ferenc Bihari; Domokos Titkos
Original assignee: Kiskun Mezogaz Termeloes
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1984-09-24
Publication date: 1987-08-31
Also published as: RO90387A; DE3429584A1; BG48696A3; DD224613A5; AT387030B; PL141989B1; PL249738A1; ATA269884A; HU188491B

Description

Die Erfindung betrifft eine verbrennungsverbessernde zur Verbesserung der Verbrennung von Anthracit oder Ma-

Zusatzstoffkomposition zur Reinigung von Heizvorrichtun- gerkohle in einer Menge von 0,16% angewandt: NaCl 60%,

gen, Kaminen, Rauchzügen und Wärmeregeneratoren. CaO 4%, NH4C128%, S 4%, sowie 2% zulässige Verunrei-

Es ist bekannt, dass die Verwendung von festen Brenn- 30nigung und etwas Wasser. Bei der Anwendung dieses Zu-

stoffen in den Vordergrund getreten ist; daneben werden na- satzstoffes könnten die Russbildung und die Verschmutzung türlich die verschiedenen Erdölderivate weiterhin als Brenn- der Luft vermindert werden. Die HU-PS 166 853 beschreibt stoffe verwendet werden. eine Reinigungsmittelkomposition zur Reinigung der Feuer-

Es ist auch bekannt, dass alle, nicht gasförmigen Brenn- seite der Heizvorrichtungen. Hier wird eine Komposition stoffe sich während der Heizung zu Asche, zu Kohlendioxyd,35 folgender Zusammensetzung angewandt: Ammoniumsulfat

Kohlenmonoxyd, Wasser, Schwefeldioxyd und Stickstoff- oder Ammoniumbisulfat 37 bis 57%, Natriumchlorid 42 bis monoxyd umsetzen. Der Aschengehalt der Brennstoffe be- 62%, Graphitpulver 0,5 bis 2% und gegebenenfalls 0,5 bis trägt 0,01% (destillierter Brennstoff) bis 40% (Braunkohle 0,1% Emulgiermittel.

schwacher Qualität). Die Asche kann im Falle der Verwen- Laut der DE-PS 2 501 503 kann der Schwefel der schwe-

dung von sowohl Heizöl als auch Kohle solche Elemente 40felhaltigen Brennstoffe mit Dolomit bzw. kalksteinhaltigen enthalten, die Probleme verursachen. Solche sind z.B. das Stoffen teilweise gebunden werden.

Natrium, Kalium, Nickel, Eisen, Vanadium, Silizium und Wie es aus dem oben Beschriebenen hervorgeht, konnte

Schwefel. Während der Heizung bilden diese Elemente ein eine bestimmte Komposition bei den bekannten Lösungen

Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt, welches nach vom Brennstoff abhängig verwendet werden oder die Kom-

Schmelzung und darauffolgender Erstarrung ausserordent- 45 position war nur zur Reinigung von bestimmten Teilen, z.B. lieh schwer entfernbare Ablagerungen auf den verschiedenen von Feuerseiten der Heizvorrichtungen geeignet. Aufgrund Teilen der Heizvorrichtungen, sowie in den zweiten und drit- unserer Versuche sind die zur Zeit bekannten Kompositio-

ten Zügen, in den Rauchzügen und auch in den Kaminen nen zur Beseitigung oder Verminderung der Umsetzungsre-

bildet. Die Bildung der Ablagerungen wird durch die Teil- aktion Schwefeldioxyd-Schwefeltrioxyd nicht geeignet,

chengrösse, den Schmelzpunkt der Schlacke, den Trägheits- 50 Ziel der Erfindung ist, eine solche Komposition auszuar-

stoss und die molekulare Diffusion bestimmt. Die Ablage- beiten, durch deren Anwendung die Ablagerungen ohne rangen an der Feuerseite vermindern wesentlich den Wir- Rücksicht auf den Brennstoff bei Heizvorrichtungen, Kami-kungsgrad des Kessels, erhöhen den Kostenaufwand der spe- nen, Rauchzügen, Wärmeregeneratoren wirksam entfernt zifischen Dampfherstellung und die Emission von umweit- werden können.

verschmutzenden Stoffen; zugleich bedeuten sie eine Unfall- 55 Die erfindungsgemässe Komposition besteht darin, dass gefahr, und sie schaffen die Bedingungen für die bei hohen sie 15 bis 20 Gew.-teile Ammoniumderivat-Komponente,

und niedrigen Temperaturen auftretende Korrosion. Die und zwar Ammoniumcarbamat und Ammoniumbicarbonat,

Fachliteratur der Feuerungstechnik hält die Bildung der er- 5 bis 40 Gew.-teile Magnesiumderivat-Komponente, und wähnten Ablagerungen eindeutig für ungünstig und be- zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30

schreibt zur Entfernung der Ablagerungen bzw. zur Verhin- ^Gew.-teile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gew.-teile Ammonium-

derang deren Bildung verschiedene mechanische Verfahren, sulfat, 1 bis 5 Gew.-teile a-Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gew.-teil sowie Zusatzstoffe. Die bekannten Lösungen können in drei Kupfernaphtenat, 0,1 bis 1 Gew.-teil Magnesiumstearat, 4

Gruppen aufgeteilt werden, und zwar: bis 9 Gew.-teile Metalloxyd-Komponente, und zwar Alumi-

1) Mechanische Verfahren, z.B. Verwendung von Draht- niumoxyd und Eisen(III)-oxyd, sowie 0 bis 6,5 Gew.-teile Si-scheiben oder Drahtbürsten, Kratzen, Meissein, Ausklopfen 6sliziumdioxyd und Calciumoxyd enthält.

mit Dampf oder Wasser. Laut den Versuchserfahrungen übt die Komposition ihre

2) Reinigung mit Chemikalien, deren Prinzip es ist, dass Wirkung am besten aus, wenn die gesamte Menge von a-auf die zu reinigenden Oberflächen der Heizvorrichtungen Naphtochinon, Kupfernaphtenat und Magnesiumstearat

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mindestens 3 Gew.-teile, höchstens 6 Gew.- teile, die gesamte Menge von Aluminiumoxyd, Eisen(III)-oxyd, Siliziumdioxyd und Calciumoxyd mindestens 9 Gew.-teile und die gesamte Menge von Natriumchlorid und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gew.-teile beträgt.

Was den Wirkungsmechanismus des Zusatzstoffes anbelangt, haben wir festgestellt, dass die erfindungsgemässe Komposition durch die Wirkung von a-Naphtochinon, welches die Sublimation fördert, schnell gasförmig wird und auch zu den weiteren Teilen der Heizvorrichtungen, zu den Wärmeregeneratoren und den Kaminen gelangt. Hier kommt sie infolge molekularer Diffusion und Adsorption zwischen der Wand der Heizvorrichtung und den Ablagerungen, danach entwickelt sie Kohlendioxyd. Durch die Wirkung des sich entwickelnden Gases scheiden sich die Ablagerungen von der Metalloberfläche ab.

Die Reinigung der Wärmeregeneratoren und Kamine war mit den bisher bekannten Zusatzstoffen nicht erreichbar. Die erfindungsgemässe Komposition bedeutet also einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den bekannten Zusatzstoffen.

Die erfindungsgemässe Komposition vermindert die Umsetzung so2-so3 nicht nur viel wesentlicher als die bekannten Zusatzstoffe, sondern beseitigt sie fast, indem das während der Verbrennung entstandene S03 reduziert und durch Erhöhung des Schmelzpunktes der Schlacke eine trockene, undichte Schlacke erhalten wird. Die erfindungsgemässe Komposition tritt ausserdem mit den Schwefeloxyden direkt in Reaktion. Während der Reaktion entstehen Komplexe, die keine Ablagerungen und keine Korrosion verursachen; so wird die bei hohen Temperaturen auftretende Korrosion eliminiert. Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässe Komposition gleisam wie ein negativer Katalysator in der Umsetzungsreaktion S02-S03 funktioniert. Wie es bekannt ist, vermindert sich die Temperatur des Abgases in den Wärmeregeneratoren der Heizvorrichtungen unter den Säuretaupunkt, was die Bildung der schwefligen Säure auf den Metalloberflächen fördert und so erfolgt die bei niedrigen Temperaturen auftretende Korrosion. Diese filmförmige schweflige Säure kann Säurerussablagerungen verursachen, was schliesslich zu Betriebsunterbrechung und Energieverlusten führen kann. Zur Verhinderung der bei niedrigen Temperaturen auftretenden Korrosion wurden maschinenbautechnische Lösungen angewandt, doch sind diese nicht wirtschaftlich, da bei der Verwendung dieser Lösungen immer Wärmeenergie besitzende Gase in die Luft austreten, d.h. ein Energieverlust erfolgt.

Die erfindungsgemässe Zusatzstoffkomposition vermindert den nötigen Luftüberschuss infolge ihrer verbrennungs-verbessernden katalytischen Wirkung, und so vermindert sie auch die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases. Infolge der kleineren Strömungsgeschwindigkeit wird auch die Zahl der

Trägheitsstösse geringer sein, und dies vermindert die Bildung von Ablagerungen. Die erfindungsgemässe Komposition verhindert die Bildung von S03 und neutralisiert die schwefelige Säure völlig auf den Teilen mit niedrigen Tempe-5raturen der Wärmeregeneratoren. Die Verschmutzung kann dadurch eliminiert werden, dass die Metalloberfläche nicht klebrig wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Zusatzstoffkomposition den Taupunkt der schwefligen Säure unter der Betriebstemperatur hält. So kann die Heizvor-îorichtung mit minimaler austretender Abgastemperatur und Kamintemperatur funktionieren und gleichzeitig eine maximale Energiemenge ausnutzen.

Während der Versuche haben wir gefunden, dass durch Anwendung von 0,5 kg erfindungsgemässer Komposition 15 pro 1000 kg Brennstoff schon gute Ergebnisse erhalten werden können. Aufgrund der Prüfungen braucht man zweckmässig 0,5 bis 0,8 kg verbrennungsverbessernde Zusatzstoffkomposition pro 1000 kg Brennstoff, abhängig von der Qualität der Brennstoffe.

20 Die erfindungsgemässe Komposition wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung darauf einzuschränken.

Beispiel 1

Beispiel 2

a-Naphtochinon

5 Gew.-teil

1 Gew.-teil

Kupfernaphtenat

0,5 Gew.-teil

1 Gew.-teil

Magnesiumstearat

0,5 Gew.-teil

1 Gew.-teil

A1203

6 Gew.-teil

4 Gew.-teil

Fe203

Si02

3,5 Gew.-teil

6,5 Gew.-teil

CaO

Ammoniumbicarbonat

15 Gew.-teil

20 Gew.-teil

Ammoniumcarbamat

MgO

30 Gew.-Teil

40 Gew.-teil

MgC03

NaCl

20 Gew.-teil

30 Gew.-teil

Ammoniumsulfat

20 Gew.-teil

-

Beispiel 3

Beispiel 4

a-Naphtochinon

2,8 Gew.-teil

3 Gew.-teil

Kupfernaphtenat

0,1 Gew.-teil

1 Gew.-teil

Magnesiumstearat

0,1 Gew.-teil

1 Gew.-teil ai2o3

9 Gew.-teil

8 Gew.-teil

Fe203

Si02

-

4,5 Gew.-teil

CaO

Ammoniumbicarbonat

18 Gew.-teil

17,5 Gew.-tei

Ammoniumcarbamat

MgO

17 Gew.-teil

5 Gew.-teil

1 MgC03

NaCl

5 Gew.-teil

30 Gew.-teil

Ammoniumsulfat

30 Gew.-teil

25 Gew.-teil

C

Claims

661934 2 PATENTANSPRÜCHE solcher Stoff aufgebracht wird, der die Ablagerungen entfer-

1. Verbrennungsverbessernde Zusatzstoffkomposition nen kann, wonach die aufgelösten Ablagerungen entfernt zur Reinigung von Heizvorrichtungen, Kaminen, Rauchzü- werden.

gen und Wärmeregeneratoren, dadurch gekennzeichnet, dass 3) Verwendung von Brennstoffzusätzen, wonach der ge-

sie 15 bis 20 Gew.-teile Ammoniumderivat-Komponente, 5 eignete Zusatzstoff zusammen mit dem Brennstoff oder zur und zwar Ammoniumcarbamat und Ammoniumbicarbonat, gleichen Zeit in den Heizraum hineingebracht wird, und so

5 bis 40 Gew.-teile Magnesiumderivat-Komponente, und wird die Heizung durchgeführt. Der Vorteil der Verwendung zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 von Brennstoffzusätzen ist, dass die Heizvorrichtungen wäh-

Gew.-teile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gew.-teile Ammonium- rend der Reinigüng nicht abgestellt werden müssen; so tritt sulfat, 1 bis 5 Gew.-teile Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gew.-teil 10 in diesem Falle kein Energieverlust auf. Ein weiterer Vorteil

Kupfernaphtenat, 0,1 bis 1 Gew.-teil Magnesiumstearat, 4 dieser Zusätze besteht darin, dass die Reinigung mit Zusatz-

bis 9 Gew.-teile Metalloxyd-Komponente, und zwar Alumi- Stoffen nicht viel Arbeitszeit verlangt.

niumoxyd und Eisen(III)-oxyd, sowie 0 bis 6,5 Gew.-teile Si- Ziel unserer Erfindung ist, eine solche Zusatzstoffkompo-

liziumdioxyd und Calciumoxyd enthält. sition auszuarbeiten, welche in allen Heizvorrichtungen und

2. Zusatzstoffkomposition nach Anspruch 1, dadurch ge-' "bei Heizung mit allen Typen von Brennstoffen verwendet kennzeichnet, dass die gesamte Menge von a-Naphtochinon, werden kann und die Reinigung von Heizvorrichtungen, Kupfernaphtenat und Magnesiumstearat mindestens 3 Rauchzügen, Wärmeregeneratoren und auch von Kaminen -Gew.-teile, höchstens 6 Gew.-teile beträgt. was technisch sehr problematisch ist - viel mehr vollkommen

3. Zusatzstoffkomposition nach Anspruch Ì, dadurch ge- verwirklicht als die aus der Fachliteratur bekannten Zusatzkennzeichnet, dass die gesamte Menge von Aluminiumoxyd, 20 stoffe.

Eisen(III)-oxyd, Siliziumdioxyd und Calciumoxyd minde- Die Bedeutung der Zusatzstoffe in der Feuerungstechnik stens 9 Gew.-teile, die gesamte Menge von Natriumchlorid wurde schon erkannt und es wurde offensichtlich, dass die und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gew.-teile beträgt. Zukunft der Entfernung der Ablagerungen in der Verwendung verschiedener Zusatzstoffe liegt. Solche Zusatzstoffe 25werden in der FR-PS 2 044 640 beschrieben. Laut dieser Patentschrift wird ein Salzgemisch folgender Zusammensetzung