NL1012798C2 - Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor. - Google Patents

Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor. Download PDF

Info

Publication number
NL1012798C2
NL1012798C2 NL1012798A NL1012798A NL1012798C2 NL 1012798 C2 NL1012798 C2 NL 1012798C2 NL 1012798 A NL1012798 A NL 1012798A NL 1012798 A NL1012798 A NL 1012798A NL 1012798 C2 NL1012798 C2 NL 1012798C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fuel
oxygen
burning
oxygen requirement
determined
Prior art date
Application number
NL1012798A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Joseph Jan Peter Biermann
Nicolaas Voogt
Paul Amappa Dijkman
Original Assignee
Cdem Holland Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cdem Holland Bv filed Critical Cdem Holland Bv
Priority to NL1012798A priority Critical patent/NL1012798C2/en
Priority to PCT/NL2000/000558 priority patent/WO2001011357A2/en
Priority to AU64830/00A priority patent/AU6483000A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1012798C2 publication Critical patent/NL1012798C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels, explosives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/12Sludge, slurries or mixtures of liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2209/00Specific waste
    • F23G2209/22Waste papers

Description

* »* »

Werkwijze voor het bepalen van de zuurstofbehoefte bij het verbranden van een brandstof, werkwijze voor het verbranden van een brandstof en inrichting daarvoorMethod for determining the oxygen requirement when burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van de zuurstofbehoefte bij het verbranden van een brandstof.The present invention relates to a method for determining the oxygen requirement when burning a fuel.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit de praktijk.Such a method is known from practice.

5 De bekende werkwijze wordt gebruikelijk uitgevoerd door metingen in een verbrandingsinrichting, waarbij per tijdseenheid een bekende hoeveelheid brandstof wordt verbrand en het verbruik van gasvormige zuurstof door meting van de zuurstof-concentratie in rookgas met behulp van een zuurstofconcentra-10 tie-meter wordt gemeten.The known method is usually carried out by measurements in a combustion device, whereby a known amount of fuel is burned per unit of time and the consumption of gaseous oxygen is measured by measuring the oxygen concentration in flue gas with the aid of an oxygen concentration meter.

Een nadeel van de bekende werkwijze is dat deze door het traag reageren van de inrichting op een nieuwe brandstof veel tijd vergt en onnauwkeurig is.A drawback of the known method is that it takes a long time and is inaccurate due to the slow reaction of the device to a new fuel.

De onderhavige uitvinding beoogt een werkwijze te 15 verschaffen waarmee op betrekkelijk snelle wijze een nauwkeurige waarde voor de zuurstofbehoefte bij het verbranden van de brandstof, zoals een brandstof met een onbekende of variabele samenstelling, kan worden bepaald.The present invention aims to provide a method with which a precise value for the oxygen requirement when burning the fuel, such as a fuel of an unknown or variable composition, can be determined relatively quickly.

Hiertoe wordt de werkwijze volgens de onderhavige 20 uitvinding gekenmerkt doordat een voorafbepaalde hoeveelheid van de brandstof in contact wordt gebracht met een inerte vloeistof waarin zich een voorafbepaalde overmaat oxidator bevindt, waarbij de brandstof door de oxidator wordt geoxideerd, waarna i) de hoeveelheid na oxidatie overgebleven 25 oxidator wordt gemeten,* of ii) , ingeval de oxidator bij reactie met de brandstof een reductor oplevert, de hoeveelheid reductor of oxidator wordt gemeten; uit welke hoeveel-heidswaarden van oxidator of reductor een waarde voor de zuurstofbehoefte wordt afgeleid.To this end, the method according to the present invention is characterized in that a predetermined amount of the fuel is contacted with an inert liquid containing a predetermined excess of oxidizer, the fuel being oxidized by the oxidator, after which i) the amount remaining after oxidation Oxidizer is measured, * or ii), if the oxidizer produces a reducing agent upon reaction with the fuel, the amount of reducing agent or oxidizing agent is measured; from which quantity values of the oxidizer or reducer a value for the oxygen requirement is derived.

30 Aldus kan de zuurstofbehoefte van uiteenlopende vaste of vloeibare brandstoffen, danwel vast of vloeibaar gemaakte brandstoffen waaronder i) minerale brandstoffen zoals aardolie, en producten daarvan zoals plastic en ii) biomassa van diverse oorsprong, zoals snoei-afval, al dan 4 Λ a o “9 λ «k ' j 2 niet gecomposteerd groenten-, tuin-, en fruitafval, dunnings-hout en voor energie-opwekkingsdoeleinden geteeld hout, sloop-, rest- en afvalhout, worden bepaald. De werkwijze volgens de uitvinding meet het verbruik aan oxidator op 5 "natchemische" wijze; een voorafbepaalde hoeveelheid brandstof wordt in een oplossing gebracht met daarin een overmaat van een chemisch oxidatiemiddel. Na de reactie wordt de hoeveelheid overgebleven oxidator respectievelijk de resulterende reductor natchemisch bepaald (titratie). De benodigde 10 hoeveelheid oxidatiemiddel wordt vervolgens rekenkundig omgezet in de verbruikte hoeveelheid zuurstof. Een dergelijke meting op basis van weging en titrimetrische bepaling is zeer nauwkeurig. In de onderhavige aanvrage wordt onder een inerte vloeistof een vloeistof verstaan welke onder de toegepaste 15 reactie-omstandigheden niet door de oxidator kan worden geoxideerd.30 Thus, the oxygen requirement of a variety of solid or liquid fuels, or solid or liquefied fuels including i) mineral fuels such as petroleum, and products thereof such as plastics and ii) biomass of various origins, such as pruning waste, may exceed 4 Λ ao “ 9 λ «k 'j 2 non-composted vegetable, garden and fruit waste, thinning wood and wood grown for energy-generating purposes, demolition, residual and waste wood are determined. The method according to the invention measures the consumption of oxidizer in a "wet chemical" manner; a predetermined amount of fuel is brought into a solution containing an excess of a chemical oxidant. After the reaction, the amount of the remaining oxidant or the resulting reducer is determined wet chemically (titration). The required amount of oxidant is then converted arithmetically into the amount of oxygen consumed. Such a measurement based on weighting and titrimetric determination is very accurate. In the present application, an inert liquid is understood to mean a liquid which cannot be oxidized by the oxidizer under the reaction conditions used.

De uitvinding is in het bijzonder ook geschikt voor die brandstoffen welke bij verbranding een vaste reststof opleveren. Zo is het bekend om als brandstof papierslib of 20 oud papier te gebruiken onder oplevering van een vaste reststof welke, onder geschikte procescondities, een bruikbaar product oplevert, zoals beschreven in het Europese octrooi 0.796.230. De wisselende samenstelling maakt voor een goede beheersing van de procesomstandigheden een adequate bepaling 25 van de zuurstofbehoefte noodzakelijk. Derhalve is volgens een voorkeursuitvoering de brandstof papierslib of oud papier.The invention is in particular also suitable for those fuels which, upon combustion, yield a solid residual. For example, it is known to use paper sludge or waste paper as fuel to yield a solid residual material which, under suitable process conditions, yields a usable product, as described in European patent 0,796,230. The varying composition necessitates adequate determination of the oxygen requirement for good control of the process conditions. Therefore, according to a preferred embodiment, the fuel is paper sludge or waste paper.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de waarde van de zuurstofbehoefte gebruikt voor het bepalen van de stookwaarde van de 30 brandstof.According to a favorable embodiment of the method according to the invention, the value of the oxygen requirement is used for determining the calorific value of the fuel.

Gebleken is dat er een direct verband bestaat tussen het volgens de uitvinding gemeten zuurstofverbruik en de fractie organisch materiaal in de brandstof. Ovenbouwers hebben doorgaans voor een bepaalde brandstof op basis van 35 ervaring de beschikking over correlaties tussen de fractie organisch materiaal in de brandstof en de energie-inhoud van de brandstof (de stookwaarde). Voor bekende brandstoffen met een variabel gehalte aan onbrandbaar materiaal (zoals papierslib dat een variabel gehalte aan klei bevat) kan, onder 1012798 • > 3 gebruikmaking van de werkwijze volgens de uitvinding en de kennis van het zuurstofverbruik voor 100% organisch materiaal, de fractie organisch materiaal worden bepaald. Hieruit kan de stookwaarde worden berekend. Door de bovengenoemde 5 correlatie, kan de stookwaarde ook direct uit het zuurstofverbruik worden bepaald, zoals verderop zal worden getoond.It has been found that there is a direct relationship between the oxygen consumption measured according to the invention and the fraction of organic material in the fuel. Furnace builders usually have correlations between the fraction of organic material in the fuel and the energy content of the fuel (the calorific value) for a particular fuel, based on experience. For known fuels with a variable content of incombustible material (such as paper sludge containing a variable content of clay), using the method according to the invention and the knowledge of the oxygen consumption for 100% organic material, the fraction organic can be used. material are determined. The calorific value can be calculated from this. Due to the above correlation, the calorific value can also be determined directly from the oxygen consumption, as will be shown below.

De onderhavige uitvinding levert zodoende tevens een gunstige werkwijze op voor het bepalen van deze voor zowel het ontwerp alsook de bedrijfsvoering van verbrandingsovens belangrijke 10 grootheid.The present invention therefore also provides a favorable method for determining this quantity which is important for both the design and the operation of incinerators.

Teneinde de stookwaarde te bepalen is het bekend om een bomcaloriemeter te gebruiken. Hierbij wordt de brandstof tezamen met een overmaat zuurstof in een vat (de "bom") gebracht, waarna de brandstof wordt ontstoken. De bom is in 15 een energie-opnemend medium geplaatst, waarvan de temperatuurstijging wordt gemeten en aldus de bij de verbranding vrijgekomen energie kan worden bepaald. Echter, met name bij brandstoffen die een vaste reststof bevatten (zoals calcium-carbonaat), treden mineralogische omzettingen op die niet 20 noodzakelijkerwijs dezelfde zijn als die welke optreden onder de verbrandingscondities waarbij de brandstof in de inrichting voor het verbranden daarvan heersen. Aangezien een mineralogische omzetting gepaard gaat met een enthalpieveran-dering veroorzaakt dit onnauwkeurigheden bij de bepaling van 25 de zuurstofbehoefte op basis van thermische metingen. De onderhavige uitvinding vermijdt dit probleem.In order to determine the calorific value, it is known to use a bomb calorimeter. The fuel is here brought together with an excess of oxygen into a vessel (the "bomb"), after which the fuel is ignited. The bomb is placed in an energy-absorbing medium, the temperature rise of which is measured and thus the energy released during combustion can be determined. However, particularly with fuels containing a solid residual (such as calcium carbonate), mineralogical conversions occur which are not necessarily the same as those occurring under the combustion conditions with the fuel in the combustion apparatus. Since a mineralogical conversion is accompanied by an enthalpy change, this causes inaccuracies in the determination of the oxygen requirement on the basis of thermal measurements. The present invention avoids this problem.

Volgens een andere gunstige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de zuurstofbehoefte bepaald door meting van het chemisch zuurstofverbruik (CZV) . 30 Het bepalen van het chemisch zuurstofverbruik (En gels: COD, Chemical Oxygen Demand), zoals volgens de Nederlandse norm NEN 6633, is een algemeen bekende methode, welke wordt toegepast voor de bepaling van de verontreiniging van afvalwater en dergelijke. Deze eenvoudige bepaling omvat het 35 koken van het analysemonster in een sterk zwavelzuur-milieu in aanwezigheid van zilversulfaat en kwik(II)sulfaat met een overmaat kaliumdichromaat en vervolgens het bepalen van de verbruikte hoeveelheid kaliumdichromaat langs titrimetrische wijze. Voor het bepalen van de zuurstofbehoefte van een niet 1012798 4 onder deze omstandigheden oxideerbare brandstof kan deze worden onderworpen aan een voorbehandeling, zoals chemische reacties die zijn gericht op het makkelijker toegankelijk maken van de te oxideren componenten in de brandstof voor het 5 oxidatiemiddel. Hierbij kan worden gedacht aan ring-openings-reacties, die in de standaard organische literatuur zijn beschreven. Verder kan worden gedacht aan halogenering (tevens in de standaard literatuur van de organische chemie beschreven) welke als doel heeft de oplosbaarheid van de te 10 oxideren componenten te verbeteren. Voorts kan worden gedacht aan het toevoegen van oppervlakte-actieve stoffen die tevens de oplosbaarheid van de te oxideren stoffen kunnen verbeteren. Toepassing van deze voorbehandelingsmethoden vereist achteraf correctie voor het eventuele zuurstofverbruik van de 15 bij deze stoffen toegepaste organische componenten. Bij voorkeur worden geen organische voorbehandelingsmiddelen gebruikt, zodat de correctie en de eventueel daarmee gepaard gaande meetfout minimaal blijft.According to another favorable embodiment of the method according to the invention, the oxygen requirement is determined by measuring the chemical oxygen demand (COD). Determination of the chemical oxygen demand (En gels: COD, Chemical Oxygen Demand), such as according to the Dutch standard NEN 6633, is a generally known method, which is used for determining the contamination of waste water and the like. This simple assay involves boiling the assay sample in a strong sulfuric acid medium in the presence of silver sulfate and mercury (II) sulfate with an excess of potassium dichromate and then determining the amount of potassium dichromate consumed by titrimetrically. To determine the oxygen demand of a fuel which is not oxidizable under these conditions, it can be subjected to a pretreatment, such as chemical reactions aimed at making the oxidizing components in the fuel for oxidising agent more readily accessible. This may include ring-opening reactions, which have been described in the standard organic literature. Furthermore, consideration can be given to halogenation (also described in the standard literature of organic chemistry) which aims to improve the solubility of the components to be oxidized. Furthermore, addition of surfactants which can also improve the solubility of the substances to be oxidized can be considered. The use of these pretreatment methods requires subsequent correction for the possible oxygen consumption of the organic components used in these substances. Preferably, no organic pre-treatment agents are used, so that the correction and any associated measurement error remains minimal.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op 20 een werkwijze voor het verbranden van een brandstof waarbij zuurstof wordt toegevoerd voor het onderhouden van de verbranding, hierdoor gekenmerkt dat de toevoerhoeveelheid van de zuurstof ten opzichte van de hoeveelheid brandstof wordt gestuurd in afhankelijkheid van de voor de zuurstofbehoefte 25 van de brandstof bepaalde waarde.The present invention also relates to a method of burning a fuel in which oxygen is supplied for maintaining the combustion, characterized in that the supply quantity of the oxygen relative to the quantity of fuel is controlled depending on the oxygen requirement. 25 of the fuel determined value.

Hierdoor kunnen de procesomstandigheden doelmatig worden geoptimaliseerd.The process conditions can hereby be efficiently optimized.

Ook kan, indien het wettelijk vereist is om een bepaalde restconcentratie zuurstof in de afvalgassen te 30 behouden, een dergelijke restconcentratie met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding zeer nauwkeurig worden ingesteld. Zo wordt voorkomen dat een te grote overmaat zuurstof (d.w.z. significant meer dan de wettelijk vereiste restconcentratie zuurstof) wordt toegepast.Also, if it is legally required to maintain a certain residual concentration of oxygen in the waste gases, such a residual concentration can be adjusted very accurately by means of the method according to the invention. This prevents an excess of oxygen (i.e. significantly more than the legally required residual oxygen concentration) from being used.

35 De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het verbranden van een brandstof onder toevoer van zuurstof, met het kenmerk, dat de inrichting is gedimensioneerd in afhankelijkheid van de waarde voor de zuurstofbehoefte zoals deze is bepaald met de werkwijze 101P7Qft * > 5 volgens de uitvinding.The present invention also relates to a device for burning a fuel with oxygen supply, characterized in that the device is dimensioned in dependence on the value for the oxygen requirement as determined by the method 101P7Qft *> 5 according to the invention.

Hierdoor hoeft een inrichting niet groter te worden gedimensioneerd dan noodzakelijk is. Dit beperkt de investeringskosten, terwijl ook een besparing optreedt van de be-5 drijfskosten, aangezien het gebruik van de minimaal benodigde hoeveelheid zuurstof tot gevolg heeft dat de kosten voor het aanvoeren daarvan beperkt blijven. Ook kan desgewenst, door het vermijden van een te groot debiet, abrasie als gevolg van meegevoerde vaste reststofdeeltjes en daarmee slijtage van de 10 installatie worden beperkt.As a result, a device need not be sized larger than necessary. This limits the investment costs, while also saving the operating costs, since the use of the minimum amount of oxygen required has the result that the costs of supplying it remain limited. If desired, abrasion as a result of entrained solid residual particles and thus wear and tear of the installation can also be limited, by avoiding an excessive flow rate.

Hierna zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden en de tekening waarinThe invention will be explained in more detail below with reference to a number of exemplary embodiments and the drawing in which

Pig. 1 de met de werkwijze volgens de uitvinding 15 bepaalde waarden voor zuurstofverbruik (gram 02/kg papierre-sidu) worden vergeleken met de gemeten en omgerekende hoeveelheid organisch materiaal (g organische fractie/kg papier-residu).Pig. 1 the oxygen consumption values determined by the method according to the invention (gram O2 / kg paper residue) are compared with the measured and converted amount of organic material (g organic fraction / kg paper residue).

Pig. 2 toont het 02-verbruik (g/kg) van verschillende 20 referentiematerialen uitgezet tegen de energie-inhoud ervan;Pig. 2 shows the 02 consumption (g / kg) of different reference materials plotted against their energy content;

Fig. 3 toont een vergelijking tussen de theoretische en werkelijk gemeten waarden voor het zuurstofverbruik voor mengsels van enkele organische verbindingen gemengd met een vulstof.Fig. 3 shows a comparison between the theoretical and actual measured oxygen consumption values for mixtures of some organic compounds mixed with a filler.

2525

Voorbeeld 1Example 1

Van een papierresidu-stroom afkomstig van een papierfabriek (drogestof-fractie bevatte ca. 40% organische fractie, 30% klei en 30% krijt) wordt de zuurstofbehoefte 30 bepaald. Hiertoe wordt gebruik gemaakt van een bepaling voor het chemisch zuurstofverbruik volgens de Nederlandse norm NEN 6633. In het kort, 1 tot 5 g van een al dan niet gedroogd representatief monster van het papierresidu wordt genomen en gesuspendeerd in 900 ml water. Van de aldus verkregen suspen-3 5 sie wordt 10 ml genomen en toegevoegd aan een kaliumdichro-maat-houdende zwavelzure oplossing. Er wordt gedurende 2 uur zachtjes gekookt. De grootte van de overmaat kaliumdichromaat wordt bepaald door titratie met ammoniumijzer(II)sulfaatop-lossing onder gebruikmaking van o-fenantroline als indicator.The oxygen requirement is determined from a paper residue stream from a paper mill (dry matter fraction contains approximately 40% organic fraction, 30% clay and 30% chalk). For this purpose use is made of a determination for the chemical oxygen consumption according to the Dutch standard NEN 6633. Briefly, 1 to 5 g of a representative sample, whether or not dried, is taken from the paper residue and suspended in 900 ml of water. 10 ml of the suspension thus obtained is taken and added to a potassium dichromate-containing sulfuric acid solution. Cook gently for 2 hours. The size of the excess potassium dichromate is determined by titration with ammonium iron (II) sulfate solution using o-phenanthroline as an indicator.

1012798 * » 61012798 * »6

In plaats van een kleuromslag kan ook, en met voorkeur, gebruik worden gemaakt van een (geautomatiseerde) Redox-meetinrichting. Hieruit kan de zuurstofbehoefte (betrokken op de hoeveelheid geanalyseerd monster) worden bepaald. Zoals 5 hieronder zal worden aangegeven hoe daaruit de stookwaarde kan worden bepaald.Instead of a color change, an (automated) Redox measuring device can also, and preferably, be used. From this, the oxygen requirement (based on the amount of sample analyzed) can be determined. As 5 below, it will be indicated how the calorific value can be determined therefrom.

Ter illustratie wordt hier een specifieke bepaling beschreven van een modelverbinding (A in tabel I). 1,0070 g glucose (C6H120s*H20 met een drogestof gehalte van 90,9%; 10 Merck) wordt opgelost in 900 ml water, onder oplevering van oplossing A. Aangezien glucose eenvoudig kan worden opgelost is, in tegenstelling tot een bepaling aan papierresidu, krachtig roeren voor het vormen van een suspensie niet nodig. In een destructiebuis (Behrotest type TRS 2000, Behr Labor-15 technik, Warschau, Polen) wordt 10 ml van een 0,040 M kalium-dichromaatoplossing gebracht waaraan een spatelpuntje kwikd- I)sulfaat (circa 0,5 g) en 5 glasparels worden toegevoegd. 10 ml oplossing A wordt in de destructiebuis gebracht tezamen met 10 ml water. Vervolgens wordt 30 ml zilversulfaathoudend 20 zwavelzuur (10 g zilversulfaat per liter gec. zwavelzuur) toegevoegd. De destructiebuis wordt voorzien van een koeler en de destructiebuis wordt in een vooraf tot 150°C voorverwarmd destructieblok gebracht en de oplossing wordt gedurende 2 uur zachtjes gekookt. Na gedeeltelijk afkoelen van de 25 oplossing in de destructiebuis wordt de oplossing met water aangevuld tot 100 ml. Na verder afkoelen tot omgevingstemperatuur wordt getitreerd met een ammoniumijzer(II)sulfaatop-lossing (ca. 0,14 M). Het omslagpunt van de titratie wordt bepaald door meting van de elektrodespanningssprong tussen 30 1000 en 700 mV met behulp van een Schott 15 Pt 5901A microre- dox glaselectrode (Schott Benelux B.V., Tiel, Nederland). Het exacte omslagpunt wordt bepaald door de positie van de sterkste afname van de elektrodespanning.By way of illustration, a specific determination of a model compound is described here (A in Table I). 1.0070 g of glucose (C6H120s * H20 with a dry matter content of 90.9%; 10 Merck) is dissolved in 900 ml of water, yielding solution A. Since glucose can be easily dissolved, in contrast to a paper residue determination no need to stir vigorously to form a suspension. 10 ml of a 0.040 M potassium dichromate solution to which a spatula of mercury sulfate (approx. 0.5 g) and 5 glass beads are added are placed in a rendering tube (Behrotest type TRS 2000, Behr Labor-15 technik, Warsaw, Poland). . 10 ml of solution A is placed in the destruction tube together with 10 ml of water. Then 30 ml of silver sulfate-containing sulfuric acid (10 g of silver sulfate per liter of sulfuric acid) are added. The destruction tube is equipped with a cooler and the destruction tube is placed in a rendering block preheated to 150 ° C and the solution is gently boiled for 2 hours. After partial cooling of the solution in the rendering tube, the solution is made up to 100 ml with water. After further cooling to ambient temperature, titration is carried out with an ammonium iron (II) sulphate solution (approx. 0.14 M). The tipping point of the titration is determined by measuring the electrode voltage jump between 1000 and 700 mV using a Schott 15 Pt 5901A micro-dox glass electrode (Schott Benelux B.V., Tiel, The Netherlands). The exact tipping point is determined by the position of the strongest decrease in electrode voltage.

De zuurstofbehoefte wordt met de volgende formule 3 5 berekend.The oxygen requirement is calculated with the following formula 3 5.

0,5 M0.5 M

CZV = (V2 - V3) C · - V! 40 1012798 7 waarin: CZV is het chemisch zuurstofverbruik, in mg zuurstof per liter V-l is de in bewerking genomen hoeveelheid water: 20 ml 5 V2 is de bij de blancobepaling verbruikte hoeveelheid ijzer(II)ammoniumsulfaatoplossing: 16,88400 ml V3 is de bij de bepaling verbruikte hoeveelheid ij - zer(II)ammoniumsulfaatoplossing: 8,21236 ml c is de concentratie van de gebruikte ijzer(II)ammoni-COD = (V2 - V3) C - V! 40 1012798 7 where: COD is the chemical oxygen demand, in mg oxygen per liter Vl is the quantity of water that is being processed: 20 ml 5 V2 is the quantity of iron (II) ammonium sulphate solution consumed in the blank determination: 16.88400 ml V3 is the quantity the determination of the amount of iron (II) ammonium sulphate solution consumed: 8.21236 ml c is the concentration of the iron (II) ammonia used

10 umsulfaatoplossing: 0,1448 M10 µm sulfate solution: 0.1448 M

M is de atomaire massa van zuurstof: 16.000 mg/mol.M is the atomic mass of oxygen: 16,000 mg / mol.

Hieruit volgt dat de gevonden waarde voor het chemisch zuurstofverbruik 502,4 mg 02/l is. 1 Liter oplossing Vx 15 bevat (1000 ml/20 ml)*(10 ml/900 ml)*(1,0070*0,909) g glucose = 0,508 g. Het zuurstofverbruik voor glucose is derhalve 502,4 mg/0,508 g = 988 mg 02 per gram glucose (gehydrateerd) . Uit fig. 2 kan worden afgelezen dat de energie-inhoud 12,6 MJ/kg bedraagt. Dit stemt goed overeen met de waarde bepaald 20 aan de hand van de voor deze stof bekende element-samenstelling met de formule van Dulong (12.9 MJ/kg).It follows that the found value for chemical oxygen demand is 502.4 mg 02 / l. 1 Liter of solution Vx 15 contains (1000 ml / 20 ml) * (10 ml / 900 ml) * (1.0070 * 0.909) g of glucose = 0.508 g. The oxygen consumption for glucose is therefore 502.4 mg / 0.508 g = 988 mg O2 per gram of glucose (hydrated). It can be seen from Fig. 2 that the energy content is 12.6 MJ / kg. This corresponds well with the value determined on the basis of the element composition known for this substance with the formula of Dulong (12.9 MJ / kg).

Fig. 1 toont de resultaten in een grafiek, waarin het gemeten zuurstofverbruik (gram 02/kg papierresidu) is uitgezet tegen de gemeten en omgerekende hoeveelheid orga-25 nisch materiaal (g organische fractie/kg papierresidu). Uit fig. 1 blijkt dat de methode volgens de uitvinding goed correleert met de direct gemeten waarden.Fig. 1 shows the results in a graph plotting the measured oxygen consumption (grams O2 / kg paper residue) against the measured and converted amount of organic material (g organic fraction / kg paper residue). Figure 1 shows that the method according to the invention correlates well with the directly measured values.

Fig. 2 toont het 02-verbruik (g/kg) van verschillende referentiematerialen uitgezet tegen de energie-inhoud (MJ/kg) 30 ervan. Uit de figuur blijkt dat er een direct verband bestaat tussen de gemeten hoeveelheid zuurstofverbruik en de energie-inhoud van de brandstof.Fig. 2 shows the 02 consumption (g / kg) of different reference materials plotted against their energy content (MJ / kg) 30. The figure shows that there is a direct relationship between the measured amount of oxygen consumption and the energy content of the fuel.

Voorbeeld 2 35 Fig. 3 toont het theoretische zuurstofverbruik (gExample 2 Fig. 3 shows the theoretical oxygen demand (g

Oz/kg) uitgezet tegen het gemeten zuurstofverbruik (g 02/kg) voor een drietal verbindingen, te weten glucose, kaliumwater-stofftalaat en citroenzuur gemengd met klei en/of krijt. Hieruit blijkt dat de gemeten hoeveelheid zuurstofverbruik, 101?7Öft • · 8 zoals bepaald volgens de onderhavige uitvinding, goed correleert met de hoeveelheid zuurstofverbruik die men voor de in deze figuur 3 weergegeven monsters (zuivere glucose, klei en krijt in diverse mengverhoudingen, zie tabel 1 hieronder) 5 theoretisch kan voorspellen. Voor de berekening van de theoretische waarden is uitgegaan van de gemeten waarde voor 100% zuivere stof. Met andere woorden, hieruit blijkt dat stoffen zoals klei en krijt die bij andere werkwijzen storen geen invloed hebben op de bepaling van de zuurstofbehoefte.Oz / kg) plotted against the measured oxygen consumption (g 02 / kg) for three compounds, namely glucose, potassium hydrogen phthalate and citric acid mixed with clay and / or chalk. This shows that the measured amount of oxygen consumption, 101? 7Öft • · 8 as determined according to the present invention, correlates well with the amount of oxygen consumption that is used for the samples shown in this figure 3 (pure glucose, clay and chalk in various mixing ratios, see table 1 below) 5 can predict theoretically. The theoretical values are calculated on the basis of the measured value for 100% pure substance. In other words, this shows that substances such as clay and chalk that interfere with other processes have no influence on the determination of oxygen demand.

10 TABEL 110 TABLE 1

Mengsel Glucose Krijt Klei theor. CZV gemetenMixture Glucose Chalk Clay theor. COD measured

nr. (%) {%) (%) (g 02/kg) CZVNo. (%) {%) (%) (g 02 / kg) COD

_ | LJg_02Ag)__| A__100__0__0__881__898_ 15 _B__0__100__0__0__4_ C__0__0__100__0__0_ _D__25__37,5__37,5__220__229_ _E__25__75__0__220__231_ F__25__0__75__220__226_ 20 G_ 50 25__25___440__446_ H 50 50__0___440__454_ I 50 0__50__440__449_ _J__75__12,5_=^^=== 1012798_ | LJg_02Ag) __ | A__100__0__0__881__898_ 15 _B__0__100__0__0__4_ C__0__0__100__0__0_ _D__25__37,5__37,5__220__229_ _E__25__75__0__220__231_ F__25__0__75__220__226_ 20 G_ 50 25__25___440

Claims (6)

1. Werkwijze voor het bepalen van de zuurstofbehoef-te bij het verbranden van een brandstof, met het kenmerk, dat een voorafbepaalde hoeveelheid van de brandstof in contact wordt gebracht met een voorafbepaalde overmaat oxidator in 5 een inerte vloeistof, waarbij de brandstof door de oxidator wordt geoxideerd, waarna i) de hoeveelheid na oxidatie overgebleven oxidator wordt gemeten; of ii), ingeval de oxidator bij reactie met de brandstof een reductor oplevert, de hoeveelheid reductor of oxidator wordt gemeten; uit welke hoe-10 veelheidswaarden van oxidator of reductor een waarde voor de zuurstofbehoefte wordt afgeleid.1. A method for determining the oxygen requirement when burning a fuel, characterized in that a predetermined amount of the fuel is contacted with a predetermined excess of oxidizer in an inert liquid, the fuel passing through the oxidator is oxidized, after which i) the amount of oxidizer remaining after oxidation is measured; or (ii) where the oxidizer produces a reducing agent upon reaction with the fuel, the amount of reducing agent or oxidizer is measured; from which quantity values of oxidator or reducer a value for the oxygen requirement is derived. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de brandstof papierslib of oud papier is.Method according to claim 1, characterized in that the fuel is paper sludge or waste paper. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 en 2, met het 15 kenmerk, dat de waarde van de zuurstofbehoefte wordt gebruikt voor het bepalen van de stookwaarde van de brandstof.3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that the value of the oxygen requirement is used for determining the calorific value of the fuel. 4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de zuurstofbehoefte wordt bepaald door meting van het chemisch zuurstofverbruik (CZV).Method according to claim 3, characterized in that the oxygen requirement is determined by measuring the chemical oxygen demand (COD). 5. Werkwijze voor het verbranden van een brandstof waarbij zuurstof wordt toegevoerd voor het onderhouden van de verbranding, met het kenmerk, dat de toevoerhoeveelheid van de zuurstof ten opzichte van de hoeveelheid brandstof wordt gestuurd in afhankelijkheid van de voor de zuurstofbehoefte 25 volgens een van de conclusies 1-4 bepaalde waarde.5. A method of burning a fuel in which oxygen is supplied for maintaining the combustion, characterized in that the supply quantity of the oxygen relative to the quantity of fuel is controlled in dependence on the oxygen requirement according to one of the claims 1-4 determined value. 6. Inrichting voor het verbranden van een brandstof onder toevoer van zuurstof, met het kenmerk, dat de inrichting is gedimensioneerd in afhankelijkheid van de waarde voor de zuurstofbehoefte zoals deze is bepaald met de werkwijze 30 volgens een der conclusies l tot 4. 101279%6. Apparatus for burning a fuel with oxygen supply, characterized in that the apparatus is dimensioned in dependence on the value for the oxygen requirement as determined by the method 30 according to any one of claims 1 to 4. 101279%
NL1012798A 1999-08-09 1999-08-09 Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor. NL1012798C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1012798A NL1012798C2 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor.
PCT/NL2000/000558 WO2001011357A2 (en) 1999-08-09 2000-08-08 Method of determining the oxygen requirement for the combustion of a fuel, method of combusting a fuel and an apparatus therefor
AU64830/00A AU6483000A (en) 1999-08-09 2000-08-08 Method of determining the oxygen requirement for the combustion of a fuel, method of combusting a fuel and an apparatus therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1012798A NL1012798C2 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor.
NL1012798 1999-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1012798C2 true NL1012798C2 (en) 2001-02-12

Family

ID=19769715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1012798A NL1012798C2 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6483000A (en)
NL (1) NL1012798C2 (en)
WO (1) WO2001011357A2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540845A (en) * 1968-05-06 1970-11-17 Nalco Chemical Co Rapid field procedure for the determination of chemical oxygen demand
FR2110742A5 (en) * 1970-10-22 1972-06-02 Guigues Frederic Automatic periodic water testing appts - for determn of chemical oxygen demand
JPS5248390A (en) * 1975-10-15 1977-04-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Method of measurement of oxygen consumption in water
US4074973A (en) * 1975-02-08 1978-02-21 Toray Industries, Inc. Method and apparatus for determining total oxygen demand of combustible materials in aqueous dispersion
DD200487A1 (en) * 1981-10-01 1983-05-04 Rainer Damrau METHOD AND ARRANGEMENT FOR DISCONTINUOUS HEAT DETERMINATION OF COAL
GB2114778A (en) * 1982-02-02 1983-08-24 Landis & Gyr Ag Methods of and apparatus for controlling the residual oxygen content of waste gases of blower- type firing installations
US5008203A (en) * 1983-06-11 1991-04-16 Ametek, Inc. Method for the determination of oxygen demand in sulfur recovery installations
EP0554095A2 (en) * 1992-01-30 1993-08-04 Honeywell Inc. Determination of fuel characteristics

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540845A (en) * 1968-05-06 1970-11-17 Nalco Chemical Co Rapid field procedure for the determination of chemical oxygen demand
FR2110742A5 (en) * 1970-10-22 1972-06-02 Guigues Frederic Automatic periodic water testing appts - for determn of chemical oxygen demand
US4074973A (en) * 1975-02-08 1978-02-21 Toray Industries, Inc. Method and apparatus for determining total oxygen demand of combustible materials in aqueous dispersion
JPS5248390A (en) * 1975-10-15 1977-04-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Method of measurement of oxygen consumption in water
DD200487A1 (en) * 1981-10-01 1983-05-04 Rainer Damrau METHOD AND ARRANGEMENT FOR DISCONTINUOUS HEAT DETERMINATION OF COAL
GB2114778A (en) * 1982-02-02 1983-08-24 Landis & Gyr Ag Methods of and apparatus for controlling the residual oxygen content of waste gases of blower- type firing installations
US5008203A (en) * 1983-06-11 1991-04-16 Ametek, Inc. Method for the determination of oxygen demand in sulfur recovery installations
EP0554095A2 (en) * 1992-01-30 1993-08-04 Honeywell Inc. Determination of fuel characteristics

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 001, no. 116 (E - 050) 4 October 1977 (1977-10-04) *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001011357A2 (en) 2001-02-15
AU6483000A (en) 2001-03-05
WO2001011357A3 (en) 2001-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fadeeva et al. Elemental analysis of organic compounds with the use of automated CHNS analyzers
Shizas et al. Experimental determination of energy content of unknown organics in municipal wastewater streams
Jørgensen et al. Homogeneous and heterogeneously catalyzed oxidation of SO2
Frías et al. The effect that different pozzolanic activity methods has on the kinetic constants of the pozzolanic reaction in sugar cane straw-clay ash/lime systems: Application of a kinetic–diffusive model
Lee et al. Kinetics of oxidation of aqueous sulfur (IV) by nitrogen dioxide
Fischer et al. Oxidation of aqueous sulfide solutions by dioxygen part I: autoxidation reaction
Zevenhoven et al. The reactivity of chars from coal, peat and wood towards NO, with and without CO
US3867509A (en) Process for the purification of sulfur and nitrogen containing waste water and waste gas
Tack et al. Determination and fractionation of sulphur in a contaminated dredged sediment
WO2009155462A1 (en) Detection of free chlorine in water
NL1012798C2 (en) Method for determining the oxygen requirement for burning a fuel, method for burning a fuel and device therefor.
Barzegar et al. Kinetic spectrophotometric determination of trace amounts of nitrite by its reaction with molybdosilicic acid blue
Katagiri et al. Basic study on the determination of total boron by conversion to tetrafluoroborate ion (BF4−) followed by ion chromatography
Chen et al. Fluorescent quenching method for determination of trace hydrogen peroxide in rain water
Vamvuka Comparative fixed/fluidized bed experiments for the thermal behaviour and environmental impact of olive kernel ash
Vermani Applied chemistry: Theory and practice
Pohland et al. Use of pH and pE measurements during methane biosynthesis
Gokarn et al. Vanadium-catalysed gasification of carbon and its application in the carbothermic reduction of barite
Zheng et al. Destruction of cresols by chemical oxidation
Jones et al. Oxyhalogen-Sulfur Chemistry: Oligooscillations in the Formamidinesulfinic Acid-Chlorite Reaction
US6641638B1 (en) Process for nitrogen oxide waste conversion to fertilizer
Chen et al. Determination of arsenic in edible fats and oils by focused microwave digestion and atomic fluorescence spectrometer
FI124679B (en) Method and apparatus for controlling the combustion in a boiler
Majumdar et al. Kinetics of electron transfer reaction in micellar and reverse micellar media: Reduction of [Co (NH3) 5N3] Cl2 by iron (II)
Seol et al. A study on Raman spectroscopic scheme enabling fast and accurate determination of calcite concentration in gypsum

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20040301