DD224613A5

DD224613A5 - Verbrennungsverbessernde zusatzstoffkomposition zur reinigung von heizvorrichtungen, kaminen, rauchzuegen und waermegeneratoren

Info

Publication number: DD224613A5
Application number: DD84267558A
Authority: DD
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: 1985-07-10
Also published as: DE3429584A1; HU188491B; PL141989B1; CH661934A5; PL249738A1; RO90387A; ATA269884A; AT387030B; BG48696A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verbrennungsverbessernde Zusatzmittelzusammensetzung zur Reinigung von Heizungsanlagen. Die erfindungsgemaesse Zusammensetzung enthaelt 15 bis 20 Gewichtsteile Ammoniumderivat, und zwar Ammoniumcarbonat und Ammoniumbicarbonat, 5 bis 40 Gewichtsteile Magnesiumderivate, und zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 Gewichtsteile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gewichtsteile Ammoniumsulfat, 1 bis 5 Gewichtsteile a-Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Kupfernaphtenat, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Magnesiumstearat, 4 bis 9 Gewichtsteile Aluminiumoxyd und Eisen(III)-oxyd und 0 bis 6,5 Gewichtsteile Siliziumdioxyd und Calciumoxyd.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft verbrennungsverbessernde Zusatzmittelzusammensetzungen zur Reinigung von Heizungsanlagen und dgl., wie Kamine, Schornsteine, Ofenzüge und Wärmeregeneratoren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß als Heizmaterial feste Brennstoffe besondere Bedeutung erlangt haben. Daneben werden natürlich auch weiterhin verschiedene Erdölderivate als Brennstoff verwendet.

Es ist ferner bekannt, daß alle nicht gasförmigen Brennstoffe bei der Verbrennung Asche liefern, daneben treten Kohlendioxyd, Kohienmonoxyd, Wasser, Schwefeldioxyd und Stickstoffmonoxyd als Verbrennungsrückstand auf. Der Aschegehalt der Brennstoffe beträgt 0,01 % (Destillierter flüssiger Brennstoff) bis 40% (Braunkohle minderer Qualität). Die Asche kann im Fall der Verwendung von Heizöl oder Kohle Elemente enthalten, die gewisse Probleme verursachen. Zu diesen Elementen zählen vor allem Natrium, Kalium, Nickel, Eisen, Vanadium, Silizium und Schwefel. Während der Heizung bilden diese Elemente ein Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt, welches nach dem Schmelzen und nach folgender Erstarrung außerordentlich schwer entfernbare Ablagerungen auf den verschiedenen Teilen der Heizvorrichtung sowie in den zweiten und dritten Zügen, in den Schornsteinen und auch in den Kaminen bilden. Die Bildung der Ablagerungen wird u. a. durch die Teilchengröße, den Schmelzpunkt der Schlacke und die molekulare Diffusion bestimmt. Die Ablagerungen auf der Feuerungsseite vermindern den Wirkungsgrad, z.B. eines Kessels, erheblich und.erhöhen den Kostenaufwand für die Dampferzeugung. Sie bewirken ferner die Emission von umweltverschmutzenden Stoffen. Zugleich bedeuten sie eine Unfallgefahr und sind eine Ursache für bei hohen und niedrigen Temperaturen auftretenden Korrosionserscheinungen. In der einschlägigen Fachliteratur wird die Bildung der erwähnten Ablagerungen eindeutig als ungünstige Erscheinung beschrieben. Zur Entfernung der Ablagerungen bzw. zur Verhinderung von deren Bildung werden verschiedene mechanische Verfahren oder verschiedene Zusatzmittel angegeben. Die bekannten Lösungen können in drei Gruppen aufgeteilt werden, und zwar in:

1) Mechanische Verfahren, z. B. Verwendung von Drahtscheiben oder Drahtbürsten, Abkratzen, Abmeißeln, Ausklopfen mit Dampf oder Wasser,

2) Reinigung mit Chemikalien, deren Wesen darin besteht, daß auf die zu reinigenden Oberflächen der Heizvorrichtungen eine Substanz aufgebracht wird, die die Ablagerungen löst, woraufhin die gelösten Ablagerungen entfernt werden können.

3) Verwendung von Brennstoffzusätzen, wobei das geeignete Zusatzmittel zusammen mit dem Brennstoff oder zur gleichen Zeit mit diesem in den Heizraum eingebracht wird. Der Vorteil der Verwendung von Brennstoffzusätzen liegt darin, daß die Heizvorrichtungen während der Reinigung nicht außer Betrieb gesetzt zu werden brauchen. Daher tritt in diesem Fafl kein Energieverlust auf. Ein weiterer Vorteil dieser Zusätze besteht darin, daß die Reinigung mit Zusatzstoffen nicht viel Arbeitszeit erfordert.

Ziel der neuesten Entwicklung war es, eine Zusatzmittelzusammensetzung bereitzustellen, die in allen Heizvorrichtungen und bei Heizung mit allen Brennstoffarten verwendet werden kann und die Reinigung der Heizvorrichtungen, Rauchzüge, Wärmeregeneratoren und auch von Kaminen — was technisch sehr problematisch ist — erheblich besser als die vorher bekannten Zusatzstoffe ermöglicht. Dieses Ziel wurde bisher jedoch nicht erreicht.

Die Bedeutung der Zusatzstoffe für die Feuerungstechnik wurde bereits erkannt und es wurde offensichtlich, daß die Zukunft der Entfernung der Ablagerungen in der Verwendung verschiedener Zusatzstoffe besteht. Solche Zusatzstoffe oder -mittel werden in der FR-PS 2044640 beschrieben. Nach dieser Patentschrift wird ein Salzgemisch folgender Zusammensetzung zur Verbesserung der Verbrennung von Anthrazit oder Magerkohle in einer Menge von 0,16% angewandt: NaC!: 60%, CaO 4%, NH₄CI: 28%, große Verunreinigungen: 4% sowie 2% zulässige Verunreinigungen und etwas Wasser. Bei der Anwendung dieses Zusatzstoffes könnten die Rußbildung und eine Verschmutzung der Luft vermindert werden.

In der HU-PS 166853 wird ein Mittel zur Reinigung der Feuerseite von Heizungsanlagen beschrieben. Hier wird eine Mischung mit folgender Zusammensetzung angewandt: Ammoniumsulfat oder Ammoniumbisulfat: 37 bis 57%, Natriumchlorid: 42 bis 62%, Graphitpulver: 0,5 bis 2% und gegebenenfalls 0,5 bis 0,1 % Emulgiermittel.

Nach der DE-PS 2 501 503 kann der Schwefelgehalt von schwefelhaltigen Brennstoffen mit Dolomit bzw. kalkhaltigen Stoffen teilweise gebunden werden.

Wie aus den oben beschriebenen Ausführungen hervorgeht, konnte bei den bekannten Lösungen eine bestimmte Zusammensetzung nur jeweils für eine bestimmte Art oder Gruppe von Brennstoffen verwendet werden oder die Zusammensetzung war nur zur Reinigung von bestimmten Teilen, z. B. von Feuerseiten der Heizungsanlagen geeignet. Zur Beseitigung oder Verminderung der Umsetzungsreaktion Schwefeldioxyd — Schwefeltrioxyd sind diese Zusammensetzungen nicht geeignet.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, eine Zusammensetzung bereitzustellen, durch deren Anwendung die Ablagerungen ohne Rücksicht auf den Brennstoff bei Heizvorrichtungen, Kaminen, Rauchzügen oder Wärmeregeneratoren wirksam entfernt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß besteht die Zusammensetzung aus 15 bis 20 Gewichtsteilen Ammoniumderivaten, und zwar Ammoniumcarbamat und Ammoniumbicarbonat, 5 bis 40 Gewichtsteilen Magnesiumderivaten, und zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 Gewichtsteilen Natriumchlorid, 0 bis 30 Gewichtsteilen Ammoniumsulfat, 1 bis 5 Gewichtsteilen a-Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gewichtsteilen Kupfernaphtenat, 0,1 bis 1 Gewichtsteilen Magnesiumstearat. 4 bis 9 Gewichtsteilen Metalloxyd, und zwar Aluminiumoxyd und Eisen(lll)-oxyd, sowie 0 bis 6„5 Gewichtsteilen Siliziumdioxyd und Calciumoxyd.

Wie Versuche ergeben haben, hat die Zusammensetzung die beste Wirkung, wenn der Gesamtanteil von a-Naphtochihon, Kupfernaphthenat und Magnesiumstearat mindestens 3 und höchstens 6 Gewichtsteile, der Gesamtanteil von Aluminiumoxyd, Eisen(lll)-oxyd, Siiiziumdioxyd und Calciumoxyd mindestens 9 Gewichtsteiie und der Gesamtanteil von Natriumchlorid und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gewichtsteile beträgt.

Was den Wirkungsmechanismus des Zusatzstoffes anbelangt, wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung infolge der Einwirkung des a-Naphtochinons, das die Sublimation fördert, schnell in den gasförmigen Zustand übergeht und auch die entferntesten Teile der Heizungsanlagen usw. erreicht. Sie gelangt infolge molekularer Diffusion und Adsorption zwischen die Wand der Heizvorrichtung und die Ablagerungen, danach entwickelt sie Kohlendioxyd. Infolge des sich entwickelnden Gases werden die Ablagerungen von der Metalloberfläche getrennt.

Eine Reinigung von Wärmeregeneratoren und Kaminen war mit den bisher bekannten Zusatzstoffen nicht möglich. Oie erfindungsgemäße Zusammensetzung stellt also einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den bekannten Zusatzstoffen

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung verringert die Umsetzung von CO₂ in SO₃ nicht nur erheblich stärker als die bekannten Zusatzstoffe, sondern beseitigt diese fast vollständig, indem das während der Verbrennung entstandene CO₃ reduziert und durch Erhöhung des Schmelzpunktes der Schlacke eine trockene und lockere (poröse) Schlacke erhalten wird. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung reagiert außerdem mit den Schwefeloxyden. Während der Reaktion entstehen Komplexe, die keine Ablagerungen und keine Korrosion verursachen. Daher wird die bei hohen Temperaturen auftretende Korrosion vermieden. Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung gleichsam wie ein negativer Katalysator bei der Umsetzung von SO₂ in SO₃ wirkt. Wie bekannt, sinkt die Temperatur der Abgase in den Wärmeregeneratoren der Heizvorrichtungen unter den Säuretaupunkt ab, was die Bildung von schwefliger Säure auf den Metalloberflächen fördert, und so kommt es bei niedrigen Temperaturen zu Korrosionserscheinungen. Dieser Film von schwefliger Säure kann schwefelhaltige Rußablagerungen verursachen, was schließlich zu Betriebsunterbrechungen und Energieverlusten führen kann. Zur Verhinderung der bei niedrigen Temperaturen auftretenden Korrosion wurden maschinenbautechnische Lösungen angewandt, doch sind diese nicht wirtschaftlich, da bei diesen Lösungen stets Wärmeenergie besitzende Gase in die Luft austreten, so daß Energieverluste auftreten.

Die erfindungsgemäße Zusatzmittelzusammensetzung vermindert infoige ihrer verbrennungsverbessernden katalytischen Wirkung den Luftüberschuß, und so vermindert sich auch die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase. Infolge der kleineren Strömungsgeschwindigkeit wird auch die Zahl der Trägheitsstöße geringer, und diese vermindert die Bildung von Ablagerungen. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung verhindert die Bildung von SO₃ und neutralisiert die schweflige Saure auf den Teilen der Wärmeregeneratoren niedriger Temperaturen vollständig. Die Verschmutzungsgefahr wird dadurch weitgehend beseitigt und die Metalloberfläche wird nicht klebrig sein. Dies wird erreicht, weil die Zusammensetzung den Taupunkt der schwefligen Säure unter der Betriebstemperatur hält. So kann die Heizvorrichtung mit minimaler Temperatur der austretenden Abgase arbeiten, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird.

Bei Versuchen wurde festgestellt, daß durch Anwendung von 0,5kg erfindungsgemäßer Zusammensetzung pro 1 000 kg Brennstoff bereits gute Ergebnisse erhalten werden können. Zweckmäßig werden 0,5 bis 0,8kg verbrennungsverbessernde Zusatzmittelzusammensetzung pro 1 000kg Brennstoff, je nach Qualität des Brennstoffes, eingesetzt.

Ausführungsbeispieie

In der folgenden Tabelle sind für vier Beispiele die Anteile der einzelnen Komponenten in Gewichtsteilen angegeben:

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4

Gewichtsteile

a-Naphtochinon	5	1	2,8	3
Kupfernaphtenat	0,5	1	0,1	1
Magnesiumstearat	0,5	1	0,1	1
AI₂O₃	6	4	9	8
Fe₂O₃
SiO₂	3,5	6,5	—	4,5
CaO
Ammoniumbicarbonat	15	20	18	17,5
Ammoniumcarbamat
MgO	30	40	17	5
MgCO₃
NaC!	20	30	5	30
Ammoniumsulfat	20		30	25

Claims

-1- 267 558

Erfindungsansprüche:

1. Verbrennungsverbessernde Zusatzmittelzusammensetzung zur Reinigung von Heizungsanlagen und dgl., wie Kamine, Ofenzügen, Schornsteinen und Wärmeregeneratoren, gekennzeichnet dadurch, daß sie 15 bis 20 Gewichtsteile Ammoniumderivate, und zwar Ammoniumcarbamat und Ammoniumbicarbonat, 5 bis 40 Gewichtsteile Magnesiumderivate, und zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 Gewichtsteile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gewichtsteile Ammoniumsulfat, 1 bis 5 Gewichtsteile a-Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Kupfemaphtenat, 0,1 bis 1 Gewichtsteile Magnesiumstearat, 4 bis 9 Gewichtsteile Metalloxyde, und zwar Aluminiumoxyd und Eisen(lll)-oxyd und 0 bis 6,5 Gewichtsteile Siliziumdioxyd und Calciumoxyd enthält.
2. Zusatzmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gesamtanteil von a-Naphtcchinon, Kupfemaphtenat und Magnesiumstearat zusammen mindestens 3 Gewichtsteiie und höchstens 6 Gewichtsteile ausmacht.
3. Zusatzmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Gesamtanteil von Aluminiumoxyd, Eisen(lll)oxyd, Siliziumdioxyd und Calciumoxyd mindestens 9 Gewichtsteile und der Gesamtanteil von Natriumchlorid und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gewichtsteile ausmachen.