DE3429584A1

DE3429584A1 - Verbrennungsverbessernde zusatzstoffkomposition zur reinigung von heizvorrichtungen, kaminen, rauchzuegen und waermeregeneratoren

Info

Publication number: DE3429584A1
Application number: DE19843429584
Authority: DE
Inventors: Ferenc Tatabánya Bihari; István Budapest Magyar; Zoltán Szigetszentmiklós Magyar; Domokos Dipl.-Chem.-Ing. Budapest Titkos
Original assignee: KISKUN MGTSZ
Current assignee: KISKUN MGTSZ
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DD224613A5; CH661934A5; RO90387A; BG48696A3; PL249738A1; ATA269884A; AT387030B; HU188491B; PL141989B1

Description

Die erfindung betrifft eine verbrennungsverbessernde Zusatzstoffkomposition zur Reinigung on Hei-vorrichtungen, Kaminen, Rauchzügen und Wärmeregeneratoren.
Es ist bekannt, daß die Verwendung von festen Brennstoffen den Vordergrund getreten ist, daneben werden natürlich die verschiedenen Erdölderivate weiterhin als Brennstoffe verwendet werden.
Es ist auch bekannt, daß alle, nicht gasförmigen Brennstoffe setzen sich während der Heizung zur Asche, zum Kohlendioxy, Kohlenmonoxyd, Wasser, Schwefeldioxyd und Stickstoffmonoxyd um. Der Aschengehalt der Brennstoffe beträgt 0,01 % (destillierter Brennstoff) bis 40 % (Braunkohle schwacher Qualität). Die Asche kann im Palle der Verwendung von sowohl Heizöl als auch Kohle solche Elemente enthalten, die Probleme verursachen. Solche sind z.B. das Natrium, Kalium, Nickel, Eisen, Vanadium, Silizium und Schwefel. Während der Heizung bilden diese Elemente Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt, welches nach Schmelzung und darauffolgender Erstarrung außerordentlich schwer entfernbare Ablagerungen auf den verschiedenen Teilen der Heizvorrichtungen, sowie in den zweiten und dritten Zügen, in den Rauchzügen und auch in den Kaminen bildet. Die Bildung der Ablagerungen wird durch die Teilchengröße, das Schmelzpunkt der Schlacke, den Trägheitsstoß und die molekulare Diffusion bestimmt. Die Ablagerungen an der Feurerseite vermindern wesentlich den Wirkungsgrad des Kessels, erhöhen den Kostenufwand der spesifischen Dampfherstellung und die Emission von umweltverschmutzenden Stoffen, zugleich bedeuten eine Unfallgefahr, sowie erschaffen die Bedingungen für die bei hohen und niedrigen Temperaturen auftretenden Korrosion. Die Fachliteratur der Feauerungstechnik hält die Bildung der erwähnten Ablagerungen eindeutig ungünstig und beschreibt zur Entfernung der Ablagerungen bzR. zur Verhinderung deren Bildung verschiedene mechanische Verfahren, sowie Zusatzstoffe. Die bekannten Lösungen können in drei Gruppen aufgeteilt werden, und war: 1) Mechanische Verfahren, z.B. Verwendung von Drahtscheibe oder Drahtbürste, Kratzen, Meißeln, Ausklopfen mit Dampf oder Wasser.
2) Reinigung mit Chemikalien, deren Wesen ist, daß auf die zu reinigenden Oberflächen der veizvorrichtungen solcher Stoff aufgebracht wird, der die Ablagerungen entfernen kann, wonach die aufgelösten Ablagerungen entfernt werden.
3) verwendung von Brennstoffzusätzen, wonach der geeignete Zusatzstoff zusammen mit dem Brennstoff oder zur gleichen Zeit in den Heizraum hineingebracht wird und 90 wird die Heizung durchgeführt. Der Vorteil der Verwendung von Brennstoffzusätzen ist, daß die Heizvorrichtungen während der Reinigung nicht abgestellt werden sollen 90 tritt in diesem Falle kein Energieverlust auf. Ein weiterer Vorteil dieser Zusätze besteht darin, daß die Reinigung mit Zusatzstoffen nicht viel Arbeitszeit verlangt.
Ziel unserer Erfindung ist, eine solche Zusatzstoffkomposition auszuarbeiten, welche in allen Heizvorrichtungen und bei Heizung mit allen Typen der Brennstoffe ebenso verwendet werden kann und die Reinigung der Heizvorrichtungen, Rauchzügen, Wärmeregeneratoren und auch von Kaminen - was technisch sehr problematisch ist -viel mehr vollkommen verwirklicht als die aus der Sachliteratur bekannten Zusatzstoffe.
Die Bedeutung der Zusatzstoffe in der Reuerungstechnik wurde schon erkannt und es wurde offensichtlich, daß die Zukunft der Entfernung der Ablagerungen in der Verwendung verschiedener Zusatzstoffe besteht. Solche Zusatzstoffe werden in der FR-PS 2 044 640 beschrieben. Laut dieser Patentschrift wird ein Salzgemisch folgender Zusammensetzung zur Verbesserung der Verbrennung von Anthracit oder Magerkohle in einer Menge von 0,16 0 angewandt: NaCl - 60 5, CaO - 4 %, tH4C1 - 28 , S - 4 5, sowie 2 5 zulässige Verunreinigung und etwas Wasser.
Bei der Anwendung dieses Zusatzstoffes könnten die Rußbildung und die Verschmutzung der Luft vermindert werden. Die HU-PS 166 853 beschreibt eine Reinigungsmittelkomposition zur Reinigung der Feuerseite der Heizvorrichtungen. Hier wird eine Komposition folgender Zusammensetzung angewandt: Ammoniumsulfat oder Ammoniumbisulfat - 37 bis 57 %, Natriumchlorid - 42 bis 62 5, Graphitpulver - 0,5 bis 2 % und gegebenenfalls 0,5 bis 0,1 % nmulgiermittel.
Laut der DE-PS 2 501 503 kann der Schwefelgehalt der schwefelhaltigen Brennstoffe mit Dolomit bzw. kalksteinkaltig Stoffen teilweise gebunden werden.
Wie es aus den oben beschriebenen hervorgeht, konnte eine bestimmte Komposition bei den bekannten Lösungen von der Brennstoff abhängig verwendet werden oder war die Komposition nur zur Reinigung von bestimmten Teilen, z.B. von Feuerseiten der Heizvorrichtungen geeignet.
Aufgrund unserer Versuchen sind die zur Zeit bekannten Kompositionen zur Beseitigung oder Verminderung der Umsetzungsreaktion Schwefeldioxyd-Schwefeltrioxyd nicht geeignet.
Ziel der Erfindung ist, eine solche Komposition auszuarbeiten, durch deren Anwendung die Ablagerungen bohne Rücksicht auf den Brennstoff bei Heizvorrichtungen, Kaminen, Rauchzügen, Wärmeregeneratoren wirksam entfernt werden können.
Das Wesen der erfindungsgemäßen Romposition besteht darin, daß sie 15 bis 20 Gew.-teile Ammoniumderivat-~Komponente, und zwar Ammoniumcarbamat und Atninoniumbi carbonat, 5 bis 40 Gew.-teile Magnesiumderivat-Komponente, und zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 Gew.-teile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gew.-teile Ammoniumsulfat, 1 bis 5 Gew.-teile «-Naphtochinon, 0,1 bis 1 Gew.-Teil Kupfernsphtenat 0,1 bis 1 Gew.-teil Magnesiumstearat, 4 bis 9 Gew.-teile Metalloxyd-Komponente, und zwar Aluminiumoxyd und Eisen(III)--oyd, sowie 0 bis 6,5 Gew,-teile Siliziumdioxyd und Calciumoxyd enthält.
Laut den Versuchserfahrungen übt die Komposition ihre Wirkung am besten aus, wenn die gesamte Menge von =--Naphtochinon, Kupfernaphtenat und Magnesiumstearat 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 Natriumchlor- und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gew.-teile beträgt.
Was den Wirkungsmechanismus des Zusatzstoffes anbelangt, haben wir es festgestellt, daß die erfindungsgemäße Komposition durch die Wirkung von x-Naphtochinon, welches die Sublimation fördert, schnell gasförmig sein wird und auch zu den weitersten 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, aclnoch entwickelt sie Kohlendioxyd. Durch die Wirkung des sich entwickelnden Gases scheiden sich die Ablagerungen von der Metalloberfläche.
Die Reinigung der Wärmeregeneratoren und Kaminen war mit den bisher bekannten Zusatzstoffen nicht erreichbar. Die erfindungsgemäße Komposition bedeutet also einen wesentlichen Vortschritt gegenüber den bekannten Zusatzstoffen.
Die erfindungsgemuße Komposition vermindert die Umsetzung SC2-S03 nicht nur viel mehr wesentlicher als die bekannten Zusatzstoffe, sondern fast beseitigt, indem dns während der Verbrennung entstandene SO3 reduziert und durch Erhöhung des Schmelzpunktes der Schlacke eine trockene, undichte Scnlacke erhalten wird. Die erfindungsgemäße Komposition tritt außerdem mit dem Schefeloxyden direkt ins Reaktion. Während der Reaktion entstehen Komplexe, die keine Ablagerungen und eine Korrosion verursachen, so wird die bei hohen Temperaturen auftretende Korrosion eliminiert. Es ;rurde gefunden, daß die erfindungsgemäße Komposition gleichsam eine negative Katalysator in der Umsetzungsreaktion S02-S03 fuktioniert. Wie es bekannt ist, vermindert sich die Temperatur des Abgases in den 10ermeregeneratoren der Heizvorrichtungen unter den Säuretaupunkt, was die Bildung der schwefligen Säure auf den Metalloberflächen fördert nd so erfolgt die bei niedrigen Temperaturen auftretende Korrosion. Diese filmförmige schweflige Säure kann Lösche- und 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. eine Energieverlust erfolgt.
Die erfindungsgemäße Zusatzstoffkomposition vermindert den nötigen Luftüberschuß infolge ihrer verbrennungsverbessernden katalytischen Wirkung und so vermindert auch die Strömungsgeschwindig'ceit des Abgases.
Infolge der kleineren Strömungsgesch@@indigkeit wird auch die Zahl der Trägheitsstöße weniger sein und dies vermindert die Bildung von Ablagerungen. Die erfindungsgemäße Komposition verhindert die Bildung von SO3 und neutralisiert die schweflige Säure völlig auf den Teilen der Wärmeregeneratoren niedriger Temperaturen. Die Verschmutzung kann dadurch eliminiert werden, daß die Metalloberfläche nicht klebrig sein wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Zusatzstoffkomposition den Taupunkt der schwefligen Säure unter der Betriebstemperatur hält. So kann die Heizvorrichtung mit minimaler austretenden Abgastemperatur und Kamintemperatur funktionieren und gleichzeitig maximale Energiemenge ausnutzen.
Während der Versuchen haben wir es gefunden, daß durch Anwendung von 0,5 kg erfindungsgemäßer Komposition 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 Brennstoff.
Die erfindungsgemäße Konposition wird durch die folgenden Beispiele näher gezeigt, ohne die Erfindung darauf einzuschränken.
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 α-Naphtochinon 5 Gew.-eil 1 Gew.-teil 2,8 Gew.-teil 3 Gew.-teil Kupfernaphtenat 0,5 Gew.-teil 1 Gew.-teil 0,1 Gew.-teil 1 Gew.-teil Magnes@umstearat 0,5 Gew.-teil 1 Gew.-teil 0,1 Gew.-teil 1 Gew.-teil Al2O3 6 Gew.-teil 4 Gew.-teil 9 Gew.-teil 8 Gew.-teil Fe2O3 SiO3 SiO2 3,5 Gew.-teil 6,5 Gew.-teil - 4,5 Gew.-teil CaO Ammoniumbicarbonat 15 Gew.-teil 20 Gew.-teil 18 oew.-teil 17,5 Gew.-teil Ammoniumcarbamat M60 30 Cew.-teil 40 Gew.-teil 17 Gew.-teil 5 Gew.-teil MgCO3 NaCl 20 Gew.-teil 30 Gew.-teil 5 Gew.-teil 30 Gew.-teil Ammoniumsulfat 20 Gew.-teil - 30 Gew.-teil 25 Gew.-teil

Claims

Patentansprüche 1. Verbrennungsverbessernde Zusatzstoffkomposition zur Reinigung von Heizvorrichtungen, Kaminen, Rauchzügen und Wärmeregeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 bis 20 Gew.-teile Ammoniumderivat-Komponente, ud zwar Ammoniumcarbamat und Ammoniumbicarbonat, 5 bis 40 Gew.-teile Magnesiumderivat-Komponente, und zwar Magnesiumoxyd und Magnesiumcarbonat, 5 bis 30 Gew.-teile Natriumchlorid, 0 bis 30 Gew.-teile Ammoniumsulfat, 1 bis 5 Gew.-teile α--Na2htochinon, 0,1 bis 1 Gew.-teil Kupfernaphtenat, 0,1 bis 1 Gew.-teil Magnesiumstearat, 4 bis 9 Gew.-teile Metalloxyd-gomponente, und zwar Aluminiumoxyd und Eisen(III)--oxyd, sowie 0 bis 6,5 Gew.-teile Siliziumdioxyd und Calciumoxyd enthält.
2. Zusatzstoffkomposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Menge von α-Naphtochinon, Kupfernaphtenat und Magnesiumstearat mindestens 3 Gew.-teile, höchstens 6 Gew.-teile beträgt.
3. Zusatzstoffkomposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Menge von Aluminiumoxyd, Eisen(III)-oxyd, Siliziuralioxid und Calciumoryd mindestens 9 Gew.-teile, die. gesamte Menge von Natriutnchlorid und Ammoniumsulfat mindestens 30 Gew.-teile beträgt.