NO790864L

NO790864L - ALTERNATIVE FUEL CONTAINING A MIXTURE OF LIGHT AND HEAVY VOLUME COMPONENTS

Info

Publication number: NO790864L
Application number: NO790864A
Authority: NO
Inventors: Max Joseph Rose
Original assignee: Max Joseph Rose
Priority date: 1978-03-14
Filing date: 1979-03-13
Publication date: 1979-09-17
Also published as: FR2419970A1; CA1127393A; NL7902040A; BE874831A; AU4509079A; IT1166687B; ATA188979A; CH641831A5; SE7902283L; GB2016518B; JPS54135803A; ZA791027B; FR2419970B3; AU532465B2; DE2910011A1; AT365627B; GB2016518A; IT7920938A0

Description

^-&rennstoff inneholdende en blanding av lett- og tungtflyktige komponenter. Liquid containing a mixture of light and heavy volatile components.

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en alternativtflytende brennstoffblanding for bruk i store kommersielle og industrielle fyrsteder, og det særegne ved brennstoffblandingen i henhold til oppfinnelsen er at den hovedsakelig består av: a) Opptil omtrent 60 volum% av lette brennstoffer med hoy flyktighet, og b) Tyngre brenselsoljer med lavere flyktighet, idet blandingen forblir stabil og homogen under normale The present invention relates to an alternative liquid fuel mixture for use in large commercial and industrial cities, and the peculiarity of the fuel mixture according to the invention is that it mainly consists of: a) Up to approximately 60% by volume of light fuels with high volatility, and b) Heavier fuel oils with lower volatility, as the mixture remains stable and homogeneous under normal conditions

betingelser for lagring, pumping og forbrenning.conditions for storage, pumping and combustion.

Disse og andre trekk ved brennstoffblandingen i henhold til oppfinnelsen fremgår av patentkravene. These and other features of the fuel mixture according to the invention appear in the patent claims.

Oppfinnelsen vedrorer således flytende brennstoffblandinger som helt eller delvis kan erstatte flytende brennstoffer for bruk i store kommersielle og industrielle fyrsteder og vedrorer spesielt blandinger av halv-blandbare alkoholer og/eller råoljedestillater med brenselsolje til å danne et flytende erstatningsbrensel. The invention thus relates to liquid fuel mixtures which can fully or partially replace liquid fuels for use in large commercial and industrial sites and particularly relates to mixtures of semi-miscible alcohols and/or crude oil distillates with fuel oil to form a liquid replacement fuel.

Med halv-blandbare alkoholer menes heri alkoholer med hoyere molekylvekt og estere derav omfattende metylalkohol og etyl-alkohol og etylacetat, såvel som ketoner som f.eks. metyletyl-keton, og blandinger derav. De lettere destillater kan utgjores av xylen, toluen, benzen og blandinger derav oppnådd som lette fraksjoner ved råoljedestillasjon. Spesielle forbindelser nevnes som eksempelvise utforelsesformer. Semi-miscible alcohols here mean alcohols with a higher molecular weight and esters thereof, including methyl alcohol and ethyl alcohol and ethyl acetate, as well as ketones such as e.g. methyl ethyl ketone, and mixtures thereof. The lighter distillates can be made up of xylene, toluene, benzene and mixtures thereof obtained as light fractions by crude oil distillation. Special compounds are mentioned as exemplary embodiments.

Med den erkjennelse at verdens forsyning av råolje både er begrenset og forbrukes hurtig er man på jakt etter flytende ersteatningsbrennstoffer. Et forsok har gått ut på petroleums-baserte avfallsprodukter som brennstoffer. F.eks. har avfalls-smoreolje vært brukt enten i stedet for eller blandet med brenselolje. Dette er imidlertid ikke særlig bra da derved både tungmetaller og store askemengder kan slippes ut i atmosfæren. With the realization that the world's supply of crude oil is both limited and consumed quickly, people are looking for liquid primary replacement fuels. An experiment has been carried out on petroleum-based waste products such as fuels. E.g. waste lubricating oil has been used either instead of or mixed with fuel oil. However, this is not very good as both heavy metals and large amounts of ash can be released into the atmosphere.

Det er også kjent å blande brukte lette råoljedestillater med brenselolje til å gi et flytende brennstoff til en billig pris. Slike blandinger har generelt vist seg utilfredsstillende som kjelebrennstoff da de har tendens til å separere i sine opprinnelige komponenter ved lagring, spesielt i koldt vær. Den resulterende delvis separerte blanding vil da ha ulik viskositet, spesifikk vekt, flampunkt, etc. Når en slik delvis separert blanding anvendes som fyringsolje bevirker den ujevn og eventuelt farlig drift av brennerne. Lagring av lettere, mer flyktige deler av blandingen frembyr også ved separering betraktelig fare for eksplosjon under lagring. It is also known to blend spent light crude oil distillates with fuel oil to provide a liquid fuel at a low cost. Such mixtures have generally proved unsatisfactory as boiler fuels as they tend to separate into their original components on storage, especially in cold weather. The resulting partially separated mixture will then have different viscosity, specific weight, flash point, etc. When such a partially separated mixture is used as fuel oil, it causes uneven and possibly dangerous operation of the burners. Storage of lighter, more volatile parts of the mixture also poses a considerable risk of explosion during storage when separated.

En metode til å forhindre separering av blandinger anvendt som flytende brennstoffer er tilsetning av kjemiske tilsetningsmidler. De store omkostninger og den begrensede effektivitet av slike tilsetningsmidler reduserer imidlertid den okonomiske interesse for slike blandinger som brennstoffer. One method of preventing separation of mixtures used as liquid fuels is the addition of chemical additives. However, the high costs and limited effectiveness of such additives reduce the economic interest in such mixtures as fuels.

Det er også kjent å blande alkohol med vanlig bensin til å giIt is also known to mix alcohol with regular gasoline to give

et brensel for biler, men alkohol og bilbensin vil ha lignende viskositet og spesifikk vekt og vil danne en ensartet blanding mye lettere enn komponentene ved det flytende brennstoff som utgjor den foreliggende oppfinnelse. a fuel for automobiles, but alcohol and gasoline will have similar viscosity and specific gravity and will form a uniform mixture much more easily than the components of the liquid fuel that make up the present invention.

Den foreliggende oppfinnelse avhjelper de ovenfor beskrevne ulemper ved hjelp av et nytt flytende brennstoff omfattende en blanding av opptil omtrent 60 volum% av lette brennstoffer med hoy flyktighet sammen med tyngre brenseloljer med lavere flyktighet, idet blandingen forblir stabil og homogen under normale betingelser for lagring, pumping og forbrenning. Ved lette brennstoffer med hoy flyktighet menes heri halv-blandbare alkoholer som definert ovenfor eller lette destillater som definert ovenfor eller blandinger av halv-blandbare alkoholer og lette destillater. Andre lette brennstoffer med hoy flyktighet som f.eks. jetdrivstoff og bensin er også innenfor oppfinnelsens ramme. For maksimal okonomisk fordel er det fordelaktig som lette brennstoffer med hoy flyktighet å anvende halv-blandbare alkoholer og lette destillater som tidligere har vært anvendt i industrielle prosesser. For ytterligere okonomisk fordel kan de anvendte brenseloljer være substandard og/eller ikke-standard brenseloljer som f.eks. blandede og/eller forurensede porsjoner av brenseloljer som f.eks. spesielle marineoljer, ASTM-brenselolje med gradering nr. 6 fra lekter- og tank-bunner, bunkerolje "C" og overgangsporsjoner fra rorledninger, og spesielt brenseloljer med en hoyere viskositet enn den som vanlig anvendes i kommersielle fyrkjeler. The present invention remedies the above-described disadvantages by means of a new liquid fuel comprising a mixture of up to about 60% by volume of light fuels of high volatility together with heavier fuel oils of lower volatility, the mixture remaining stable and homogeneous under normal conditions of storage, pumping and combustion. Light fuels with high volatility here mean semi-miscible alcohols as defined above or light distillates as defined above or mixtures of semi-miscible alcohols and light distillates. Other light fuels with high volatility such as e.g. jet fuel and petrol are also within the scope of the invention. For maximum economic benefit, it is advantageous as light fuels with high volatility to use semi-miscible alcohols and light distillates that have previously been used in industrial processes. For further economic advantage, the fuel oils used can be substandard and/or non-standard fuel oils such as e.g. mixed and/or contaminated portions of fuel oils such as special marine oils, ASTM grade No. 6 fuel oil from barge and tank bottoms, bunker oil "C" and transition portions from rudder lines, and especially fuel oils with a higher viscosity than that normally used in commercial boilers.

Den ovenfor beskrevne nye flytende brennstoffblanding, som har den egenskap at den forblir stabil under normale betingelser for lagring, pumping og forbrenning, fremstilles ved hjelp av en metode omfattende trinnene med å blande forut bestemte mengdeandeler av lette brenseloljer med hoy flyktighet, opptil omtrent 60 volum%, med brenseloljen i en statisk blandéinnretning, og resirkulere produktet fra blanderen inntil brennstoffet med hoy flyktighet og fyringsoljen er tilstrekkelig blandet til at det flytende brennstoff i henhold til oppfinnelsen vil forblir stabilt og homogen under normale betingelser for lagring, pumping og forbrenning. Statiske blandeinnretninger er vel kjent innen industrien og omfatter i grunntrekkene en rekke ledeplater og munninger hvorigjennom de fluider som skal blandes blir pumpet. Fluidene blandes ved hjelp av skjærkrefter og turbulens som utvikles av den statiske blandéinnretning. Ingen ytterligere behandling ved driften av statiske blandeinnretninger er nodvendig for å forstå den foreliggende oppfinnelse. På grunn av det store område av blandinger som omfattes av den foreliggende oppfinnelse bestemmes graden av nodvendig blanding for å oppnå en stabil homogen blanding best ved iakttagelse og provetagning. The novel liquid fuel mixture described above, which has the property of remaining stable under normal conditions of storage, pumping and combustion, is prepared by a method comprising the steps of mixing predetermined proportions of light fuel oils of high volatility, up to about 60 volumes %, with the fuel oil in a static mixing device, and recycle the product from the mixer until the fuel with high volatility and the fuel oil are sufficiently mixed that the liquid fuel according to the invention will remain stable and homogeneous under normal conditions of storage, pumping and combustion. Static mixing devices are well known within the industry and basically comprise a number of guide plates and nozzles through which the fluids to be mixed are pumped. The fluids are mixed using shear forces and turbulence developed by the static mixing device. No further discussion of the operation of static mixers is necessary to understand the present invention. Due to the large range of mixtures covered by the present invention, the degree of necessary mixing to achieve a stable homogeneous mixture is best determined by observation and sampling.

Det er således et formål for oppfinnelsen å tilveiebringe en billig flytende brennstoffblanding egnet for bruk i store industrielle og kommersielle fyringskjeler, som kan fremstilles fra industrielle lette avfalls-brennstoffer med hoy flyktighet og brenselolje av ikke-standard kvalitetsgrader, og slik at lette brennstoffer med hoy flyktighet kan anvendes som fyringsolje uten medfolgende lagringsfare. It is thus an object of the invention to provide a cheap liquid fuel mixture suitable for use in large industrial and commercial boilers, which can be produced from industrial light waste fuels with high volatility and fuel oil of non-standard quality grades, and so that light fuels with high volatility can be used as fuel oil without the accompanying storage hazard.

Andre formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfSigende beskrivelse. Other purposes and advantages of the invention will be apparent from the following description.

Ved utovelse av oppfinnelsen blandes lette brennstoffer med hoy flyktighet med brenselolje til å danne en blanding egnet for bruk som fyringsolje for store kommersielle og industrielle fyringskjeler. Selv om ubrukte, direkte destillerte lette brennstoffer med hoy flyktighet kan anvendes for oppfinnelsen for maksimal okonomisk fordel foretrekkes det å anvende lette brennstoffer som tidligere har vært anvendt i industrielle og kjemiske prosesser. Slike lette brennstoffer kan oppnås fra industrielle rensemidler selv om det selvfolgelig må påsees at de ikke er forurenset med miljøskadende og/eller ikke-brennbare substanser. In carrying out the invention, light fuels of high volatility are mixed with fuel oil to form a mixture suitable for use as fuel oil for large commercial and industrial boilers. Although unused, directly distilled light fuels with high volatility can be used for the invention for maximum economic benefit, it is preferred to use light fuels that have previously been used in industrial and chemical processes. Such light fuels can be obtained from industrial cleaning agents, although it must of course be ensured that they are not contaminated with environmentally harmful and/or non-combustible substances.

Tilsvarende, selv om standard ASTM typer av brenselolje kan anvendes tilfredsstillende ved den foreliggende oppfinnelse kan for maksimale besparelser ikke-standard eller sub-standard kvalitetsgraderinger av brenselolje, som nevnt ovenfor, oppnås på markedet. Oppfinnelsen er spesielt egnet for blanding av brenseloljer med hoy spesifikk vekt og hoy viskositet til å danne et brennstoff med egenskaper tilsvarende ASTM fyringsolje med kvalitetsgraderinger 4 og 5. Similarly, although standard ASTM types of fuel oil can be used satisfactorily with the present invention, for maximum savings non-standard or sub-standard quality grades of fuel oil, as mentioned above, can be obtained on the market. The invention is particularly suitable for mixing fuel oils with high specific gravity and high viscosity to form a fuel with properties similar to ASTM fuel oil with quality grades 4 and 5.

Siden typiske store kommersielle fyringskjeler er tilpasset tilSince typical large commercial boilers are adapted to

å brenne svært varierende brennstoffer er de noyaktige mengde- to burn highly varying fuels are the precise quantity-

andeler i blandingen ikke av avgjorende betydning ved utovelse av oppfinnelsen. De mengdeandeler som skal blandes av petroleumfagmannen kan baseres på en standard analyse av komponentene i blandingen. Teknikken og arten av disse analyser er vel kjent for fagmannen og behover ikke droftes nærmere her. Alternativt kan det anvendes matematisk programmer-ingsteknikk for å velge de mengdeandeler i blandingen som vil tilfredsstille begrensninger på egenskapene som f.eks. spesifikk vekt, viskositet og andre begrensninger som vil være klare for petroleumsfagmannen, mens prisen pr. varmeenhet i det resulterende brennstoff nedsettes til et minimum. Slik matematisk teknikk ville være spesielt nyttig hvor blandinger tildannes fra et flertall komponenter. proportions in the mixture are not of decisive importance when practicing the invention. The proportions to be mixed by the petroleum specialist can be based on a standard analysis of the components in the mixture. The technique and nature of these analyzes are well known to the person skilled in the art and need not be discussed in more detail here. Alternatively, mathematical programming techniques can be used to select the proportions in the mixture that will satisfy restrictions on the properties such as e.g. specific weight, viscosity and other limitations that will be clear to the petroleum expert, while the price per heat unit in the resulting fuel is reduced to a minimum. Such mathematical technique would be particularly useful where mixtures are formed from a plurality of components.

Det er funnet at tilfredsstillende flytende brennstoffer kan fremstilles med opptil omtrent 60 volum% lette brennstoffer med hoy flyktighet. Generelt er brennstoffer som tilnærmer seg egenskapene for ASTM fyringsoljegraderinger nr. 4 og 5 foretrukket, men brennstoffer med andre egenskaper kan anvendes ved passende regulering av den endelige brennstofftemperatur ved fyringskjelen. Passende innstilling av brennstofftemperaturen vil fremgå greit for fagmannen på området petroleum og forbrenningsteknikk. Generelt har brennstoff med en viskositet på fra 38,0 til 43,0 SU-enheter ved en temperatur på 38°C vist seg tilfredsstillende. It has been found that satisfactory liquid fuels can be produced with up to about 60% by volume light fuels of high volatility. In general, fuels that approximate the properties of ASTM fuel oil grades No. 4 and 5 are preferred, but fuels with other properties can be used by appropriate regulation of the final fuel temperature at the boiler. Appropriate setting of the fuel temperature will be readily apparent to the person skilled in the field of petroleum and combustion technology. In general, fuel with a viscosity of from 38.0 to 43.0 SU units at a temperature of 38°C has proved satisfactory.

Som droftet ovenfor er det viktigste enkeltkriterium ved den foreliggende oppfinnelse at det flytende brennstoff i henhold til oppfinnelsen forblir stabilt og homogent under normale betingelser for lagring, pumping og forbrenning. Blandinger med denne egenskap fremstilles ved hjelp av en metode som går ut på å pumpe komponentene i blandingen gjennom en statisk, blandéinnretning. Ifolge det arbeide som hittil er gjort på området, lagres etter analyse og bestemmelse av mengdeandelene både det lette brennstoff med hoy flyktighet og brenselolje i de forut bestemte mengder i en felles blandetank. For å initiere blanding pumpes det lette brennstoff forst inn i tanken og brenselolje pumpes inn på toppen av det lette brennstoff gjennom en dyse As discussed above, the single most important criterion for the present invention is that the liquid fuel according to the invention remains stable and homogeneous under normal conditions for storage, pumping and combustion. Mixtures with this property are produced using a method that involves pumping the components of the mixture through a static mixing device. According to the work that has been done in the area so far, after analysis and determination of the quantity proportions, both the light fuel with high volatility and fuel oil are stored in the predetermined quantities in a common mixing tank. To initiate mixing, the light fuel is first pumped into the tank and fuel oil is pumped in on top of the light fuel through a nozzle

innrettet til å forstovningsdispergere brennstoffet. En statisk bfeideinnretning med 12 elementer, bestående av 2 statiske blandeinnretninger av typen Model nr. 3-10-311-1 med 6 elementer, fremstilt av Kenic Corporation of Kenetics Par.k, North Andover, Massachusetts anvendes og en resirkulasjonstid på omtrent 0,5 - 1,5 timer med en stromningstakt på 662-757 l/min. og et innlopstrykk på 241-310 kg/cm 2 er tilstrekkelig til å blande fyringsolje med kvalitetsgradering nr. 6 med halv-blandbar alkohol til et stabilt homogent brennstoff. designed to atomize and disperse the fuel. A 12 element static mixer consisting of 2 Model No. 3-10-311-1 6 element static mixers manufactured by Kenic Corporation of Kenetics Par.k, North Andover, Massachusetts is used and a recirculation time of approximately 0, 5 - 1.5 hours with a flow rate of 662-757 l/min. and an inlet pressure of 241-310 kg/cm 2 is sufficient to mix fuel oil with quality grade no. 6 with semi-miscible alcohol into a stable homogeneous fuel.

Det er funnet onskelig å anvende tannhjulspumper på positiv fortrengning i blandeapparatene da disse utvikler skjærkrefter som hjelper til med å blande komponentene. Det er også funnet onskelig å isolere og oppvarme resirkulasjonsledningen for drift i koldt vær. It has been found desirable to use gear pumps on positive displacement in the mixing apparatus as these develop shear forces which help to mix the components. It has also been found desirable to insulate and heat the recirculation line for operation in cold weather.

En alternativ metode som kan vise seg foretrukket ville være å pumpe komponentene i blandingen samtidig gjennom en statisk blandéinnretning fra separate tanker under anvendelse av måle-pumper innstilt i riktige mengdeforhold. An alternative method which may prove preferable would be to pump the components of the mixture simultaneously through a static mixing device from separate tanks using metering pumps set in correct quantity ratios.

EKSEMPEL 1EXAMPLE 1

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Totalt 113,6 1 alternativt flytende brennstoff (ALF) ble sammensatt bestående av: a) 50 volum% nr. 6 rest-fyringsolje, ASTM-spesifikasjon <X% svovel). b) 50 volum% halvblandbare alkoholer eller et keton bestående hovedsakelig av folgende vannopploselige A total of 113.6 1 of alternative liquid fuel (ALF) was composed consisting of: a) 50 vol% No. 6 residual fuel oil, ASTM specification <X% sulphur). b) 50% by volume semi-miscible alcohols or a ketone consisting mainly of the following water-soluble

organiske elementer:organic elements:

Blandemetode: Mixing method:

Brenselolje og alkohol ble anordnet i en 208,2 1 beholder og blandet ved hjelp av en bærbar transport-blandeinnretning med en tobladet roreinnretning med diameter omtrent 10 cm som roterte med 1750 omdr. pr. min. ALF ble forhåndsoppvarmet til 22,2°C og etter 20 min. blanding syntes den å fremstå som en godt suspendert og ensartet opplosning. Fuel oil and alcohol were placed in a 208.2 L container and mixed using a portable transport mixer with a two-bladed agitator approximately 10 cm in diameter rotating at 1750 rpm. my. ALF was preheated to 22.2°C and after 20 min. mixture, it appeared to appear as a well-suspended and uniform solution.

Forbrenninqstest:Combustion test:

ALF ble forbrent i en 150 HP kommersiell fyringskjel av rortypen med en forstovningsbrenner med roterende hode. Enheten var konstruert for å forbrenne nr. 4 rest-fyringsolje (ASTM spesifikasjon). Det ble ikke iakttatt noen særlig endring i yteevnen for brenner eller fyringskjel ved forbrenning av ALF og heller ikke var det novendig med noen reguleringer. ALF was combusted in a 150 HP commercial rudder boiler with a rotary head atomization burner. The unit was designed to burn No. 4 residual fuel oil (ASTM specification). No particular change was observed in the performance of burners or boilers when burning ALF, nor was it necessary to make any adjustments.

Statisk stabilitet:Static stability:

Det ble tatt flere prover for å bestemme den statiske stabilitet av ALF ved romtemperatur. Etter 72 timer ved romtemperatur viste provene av ALF klart tegn på lagdannelse ved at alkoholfraksjonen separerte fra rest-fyringsoljen. Several samples were taken to determine the static stability of ALF at room temperature. After 72 hours at room temperature, the sample of ALF showed clear signs of layer formation as the alcohol fraction separated from the residual fuel oil.

Resultater & Konklus1 oner:Results & Conclusions:

Det ble imidlertid oppnådd gode forbrenningsresultater ved forsokene og andre brenstoff-forhold bor forsokes for å hindre at alkoholen separerer seg fra rest-fyringsoljen. However, good combustion results were achieved in the trials and other fuel conditions should be tried to prevent the alcohol from separating from the residual fuel oil.

EKSEMPEL IIEXAMPLE II

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Det ble sammensatt totalt 124,9 1 ALF bestående av:A total of 124.9 1 ALF was composed consisting of:

a) 70 volum% rest-fyringsolje nr. 6, ASTM spesifikasjon (1% svovel). b) 30 volum% halv-blandbare alkoholer eller ketoner bestående hovedsakelig av folgende vannopploselige a) 70% by volume residual fuel oil No. 6, ASTM specification (1% sulphur). b) 30% by volume semi-miscible alcohols or ketones consisting mainly of the following water-soluble

organiske elementer:organic elements:

Blandernetode: Mixer node:

Brenseloljen og alkohol ble anordnet i en 208 1 beholder og blandet ved hjelp av en bærbar transportabel blandéinnretning med tobladet roreelement med diameter omtrent 10 cm som roterte med 1750 RPM. ALF ble forhåndsoppvarmet til 22,2°C og etter 20 min. blanding syntes det som det var oppnådd en godt suspendert og jevn opplosning. The fuel oil and alcohol were placed in a 208 L container and mixed using a portable transportable mixer with a two-bladed stirring element of approximately 10 cm diameter rotating at 1750 RPM. ALF was preheated to 22.2°C and after 20 min. mixture it appeared that a well-suspended and uniform solution had been obtained.

Fyrinfostést:Lighthouse Test:

ALF ble forbrent i en 150 HP kommersiell fyringskjel av rortypen med forstovningsbrenner med roterende hode. Enheten var konstruert for fyring av rest-fyringsolje nr. 4 (STM spesifikasjon). Det ble ikke iakttatt noen merkbar forskjell i yteevnen for brenner eller fyringskjel når ALF ble forbrent og heller ikke var det nodvendig med noen reguleringer. The ALF was combusted in a 150 HP commercial rudder boiler with a rotary head atomization burner. The unit was designed for firing residual fuel oil No. 4 (STM specification). No noticeable difference was observed in the performance of the burner or boiler when ALF was burned and no adjustments were necessary either.

Statisk stabilitet:Static stability:

Forskjellige prover ble tatt for å bestemme den statiske stabilitet av ALF ved romtemperatur. Etter 134 timer ved romtemperatur viste provene av ALF tegn på lagdannelse ved at alkoholfraksjonen separerte fra rest-fyringsoljen. Various samples were taken to determine the static stability of ALF at room temperature. After 134 hours at room temperature, the sample of ALF showed signs of layer formation in that the alcohol fraction separated from the residual fuel oil.

Resultater og konklusjoner:Results and conclusions:

Mens tilfredsstillende forbrenningsresultater ble oppnådd ved testingen må andre metoder, innretninger og brennstof f-f orhold undersokes for å frembringe et ALF som bibeholder sin monolitiske og homogene sammensetning når det utsettes for langvarig lagring eller temperaturendringer. While satisfactory combustion results were obtained in the testing, other methods, devices and fuel f-f ratios must be investigated to produce an ALF that maintains its monolithic and homogeneous composition when exposed to long-term storage or temperature changes.

EKSEMPEL IIIEXAMPLE III

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Totalt 22.952 1 ALF ble sammensatt bestående av:A total of 22,952 1 ALF was composed consisting of:

a) 70,9 volum% av et substandard rest-brennstoff nr. 6 (ca. 1% svovel). b) 29,1 volum% halv-blandbare alkoholer eller ketoner bestående hovedsakelig av folgende vannopploselige a) 70.9% by volume of a substandard residual fuel No. 6 (approx. 1% sulphur). b) 29.1% by volume semi-miscible alcohols or ketones consisting mainly of the following water-soluble ones

organiske elementer:organic elements:

Blandemetode: Mixing method:

6.677 1 halv-blandbar alkohol ble pumpet inn i den 75.700 1 blandetank. 16.2 75 1 rest-brenselolje ble sproytet ut på toppen av alkoholen som allerede forelå i blandetanken for å initiere blandingen. Såsnart det var tilstrekkelig olje i blandingen i tanken til å smore den anvendte roterende tannhjulspumpe ble blandingen pumpet gjennom en statisk blandéinnretning, bestående av to Kenics Corporation Model Nr. 3-10-311-1 statiske blandere med seks elementer forbundet 6,677 1 of semi-miscible alcohol was pumped into the 75,700 1 mixing tank. 16.2 75 1 residual fuel oil was sprayed on top of the alcohol already present in the mixing tank to initiate mixing. Once there was sufficient oil in the mixture in the tank to lubricate the rotary gear pump used, the mixture was pumped through a static mixer, consisting of two Kenics Corporation Model No. 3-10-311-1 static mixers with six elements connected

i serie, med en hastighet på fra 662 til 757 l/min. og et innlopstrykk på omtrent 2 76 kg/cm . Blandingen ble så returnert til blandetanken gjennom en forstovningsdyse i toppen av tanken. in series, with a speed of from 662 to 757 l/min. and an inlet pressure of approximately 2 76 kg/cm . The mixture was then returned to the mixing tank through an atomization nozzle at the top of the tank.

Etter omtrent 90 min. resirkulasjon ble blandingen iakttatt å ha god ensartethet og integrasjon. After approximately 90 min. recirculation, the mixture was observed to have good uniformity and integration.

Fyrings- test; Firing test;

22.952 1 ALF ble forbrent tilfredsstillende i tre industrielle fyringskjeler i BNL Central Steam Plant (nr. IA ca. 20.412 kg/t, nr. 3 og 4 ca. 27.216 kg/t alle ved 862,5 kg/cm 2med bare små reguleringer med hensyn til brennstoff-temperatur, trykk, etc. Forbrenningsprosessen frembragte et godt og klart flammemonster som syntes overlegent det monster som ble utviklet med det konvensjonelle brennstoff (nr. 6 ASTM, 1% svovel). Fra 22,952 1 ALF was combusted satisfactorily in three industrial boilers in the BNL Central Steam Plant (no. IA approx. 20,412 kg/h, no. 3 and 4 approx. 27,216 kg/h all at 862.5 kg/cm 2 with only small adjustments with consideration of fuel temperature, pressure, etc. The combustion process produced a good and clear flame monster that appeared superior to the monster developed with the conventional fuel (No. 6 ASTM, 1% sulfur).

iakttagelse av forbrenningsegenskapene kan de lettere fraksjoner i ALF (alkohol) virke som en forbrenningskatalysator som letter en mer fullstendig forbrenning av de tyngre hydrokarboner i nr. 6 rest-brenseloljen. Hvis dette er tilfellet ville det opptre en rimelig reduksjon av rokpartikkel-utsendelser med mindre avsetninger på de indre varmevekslings-plater i fyringskjelen. observing the combustion properties, the lighter fractions in ALF (alcohol) can act as a combustion catalyst that facilitates a more complete combustion of the heavier hydrocarbons in the No. 6 residual fuel oil. If this is the case, there would be a reasonable reduction of soot particle emissions with less deposits on the internal heat exchange plates in the boiler.

Statisk og termisk stabilitet:Static and thermal stability:

Prover ble tatt for å bestemme den statiske og termiske stabilitet ved temperaturer på fra -10°C til 82,2°C. Denne sammensetning av ALF ble utsatt for statisk lagring og statisk stabilitets-tester i omtrent 21 dogn. De undersokte prover viste seg fullt integrert og representative for et homogent brennstoff som har bibeholdt sin sammensetning. Samples were taken to determine the static and thermal stability at temperatures ranging from -10°C to 82.2°C. This composition of ALF was subjected to static storage and static stability tests for approximately 21 days. The examined samples proved to be fully integrated and representative of a homogeneous fuel that has retained its composition.

Resultater og konklusjoner:Results and conclusions:

De initiale formål for dette prosjekt er oppnådd med hell (f.eks. utvikling av et pilot-behandlingssystem som kan frembringe stabilt ALF med god kvalitet). The initial objectives of this project have been successfully achieved (eg development of a pilot treatment system capable of producing stable ALF with good quality).

EKSEMPEL IVEXAMPLE IV

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Totalt 49.114 1 ALF ble sammensatt bestående av:A total of 49,114 1 ALF was composed consisting of:

a) 49,3 volum% rest-fyringsolje nr. 6 ASTM spesifikasjon (0,3% svovel). b) 50,7 volum% halv-blandbare alkoholer eller ketoner bestående hovedsakelig av folgende vannopploselige a) 49.3 volume% residual fuel oil No. 6 ASTM specification (0.3% sulphur). b) 50.7 volume% semi-miscible alcohols or ketones consisting mainly of the following water-soluble ones

organiske elementer:organic elements:

Blandemetode: Mixing method:

24.900 1 halv-blandbar alkohol ble pumpet inn i blandetanken på 75.700 1. 24.212 1 rest-fyringsolje nr. 6 ble sproytet ut på toppen av alkoholen som allerede befant seg i blandetanken for å initiere blanding. Såsnart det var tilstrekkelig olje i blandingen i tanken for å smore den anvendte roterende tannhjulspumpe ble blandingen pumpet gjennom en statisk blandéinnretning, bestående av to Kenics Corporation Model nr. 3-10-311-1 statiske blandeinnretninger med 6 elementer forbundet i serie, med en hastighet på fra 662 - 757 l/min. 24,900 1 of semi-miscible alcohol was pumped into the 75,700 1 mixing tank. 24,212 1 of No. 6 residual fuel oil was sprayed out on top of the alcohol already in the mixing tank to initiate mixing. Once there was sufficient oil in the mixture in the tank to lubricate the rotary gear pump used, the mixture was pumped through a static mixer, consisting of two Kenics Corporation Model No. 3-10-311-1 6-element static mixers connected in series, with a speed of from 662 - 757 l/min.

og et innlopstrykk på omtrent 276 kg/cm . Blandingen ble så returnert til blandetanken gjennom en forstovningsdyse i toppen av tanken. and an inlet pressure of approximately 276 kg/cm . The mixture was then returned to the mixing tank through an atomization nozzle at the top of the tank.

Etter omtrent 90 min. resirkulasjon fant man at blandingen hadde god ensartethet og integrasjon. After approximately 90 min. recirculation, it was found that the mixture had good uniformity and integration.

Fyringstest:Firing test:

De 49.114 1 ALF ble forbrent tilfredsstillende i tre industrielle fyringskjeler i BNL Central Steam Plant The 49,114 1 ALF were combusted satisfactorily in three industrial boilers in the BNL Central Steam Plant

(nr. IA ca. 26.412 kg/t, nr. 3 og 4 ca. 27.216 kg/t alle ved 862,5 kg/cm 2med bare små reguleringer med hensyn til brennstoff-temperatur, trykk, etc. Forbrenningsprosessen frembragte et godt lyst og klart flammemonster som syntes bedre enn det som ble utviklet med det konvensjonelle brennstoff (no. IA approx. 26,412 kg/h, no. 3 and 4 approx. 27,216 kg/h all at 862.5 kg/cm 2 with only small adjustments with regard to fuel temperature, pressure, etc. The combustion process produced a good glow and clear flame monster that seemed better than what was developed with the conventional fuel

fir. 6 ASTM, 1% svovel). Fra iakttagelse av forbrenningsegenskapene kan de lettere fraksjoner av ALF (alkohol) virke som en forbrenningskatalysator som letter den mer fullstendige forbrenning av de tyngre hydrokarboner i rest-fyringsoljen. Hvis dette er tilfellet bor en rimelig reduksjon av rok-partikkelutsendelse folge med mindre avsetning på de indre varmevekslingsflater i fyringskjelen. four. 6 ASTM, 1% sulfur). From observation of the combustion properties, the lighter fractions of ALF (alcohol) can act as a combustion catalyst that facilitates the more complete combustion of the heavier hydrocarbons in the residual fuel oil. If this is the case, a reasonable reduction of soot particle emission should follow with less deposition on the internal heat exchange surfaces in the boiler.

Statisk og termisk stabilitet; Static and thermal stability;

Prover ble tatt for å bestemme statisk og termisk stabilitet ved temperaturer fra -10°C til 82,2°C. Denne sammensetning av ALF ble underkastet statisk lagring og termisk stabilitetsprovning i omtrent 21 dogn. De undersokte prover viste seg fullt integrert og representative for et homogent brennstoff som hadde bibeholdt sin sammensetning. Samples were taken to determine static and thermal stability at temperatures from -10°C to 82.2°C. This composition of ALF was subjected to static storage and thermal stability testing for approximately 21 days. The examined samples proved to be fully integrated and representative of a homogeneous fuel that had retained its composition.

Resultater og konklusjoner:Results and conclusions:

De initiale formål for prosjektet er oppnådd med hell (f.eks. utvikling av et Pilot-behandlingssystem som kan frembringe stabilt ALF med god kvalitet). The initial objectives of the project have been successfully achieved (eg development of a Pilot processing system capable of producing stable ALF of good quality).

EKSEMPEL VEXAMPLE V

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Totalt 38.910 1 ALF ble sammensatt bestående av:A total of 38,910 1 ALF was composed consisting of:

a) 39,4 volum% spesiell marine-restbrennstoff (2,74% sovel). b) 60,6 volum% halv-blandbare alkoholer eller ketoner bestående,amen ikke begrenset til folgende a) 39.4 vol% special marine residual fuel (2.74% sovel). b) 60.6% by volume semi-miscible alcohols or ketones consisting of, but not limited to the following

vannopploselige organiske elementer:water-soluble organic elements:

Blandemetode: Mixing method:

44.223 1 halv-blandbar alkohol ble pumpet'inn i blandetanken på 75.700 1. 28.750 1 av den spesielle marine-restbrenselolje ble sproytet ut på toppen av alkoholen som allerede befant seg 1 blandetanken for å initiere blanding. Såsnart det var tilstrekkelig olje i blandingen i tanken for å smore den roterende tannhjulspumpe som ble anvendt ble blandingen pumpet gjennom en statisk blandéinnretning, bestående av to Kenics Corporation Model nr. 3-10-311-1 statiske blandeinnretninger med 6 elementer forbundet i serie, med en hastighet på fra 662-757 kg/cm 2og et innlopstrykk på omtrent 2 76 kg/cm 2. Blandingen ble så returnert til blandetanken gjennom en forstovningsdyse i toppen av tanken. 44,223 L of semi-miscible alcohol was pumped into the 75,700 L mixing tank. 28,750 L of the special marine residual fuel oil was sprayed on top of the alcohol already in the mixing tank to initiate mixing. Once there was sufficient oil in the mixture in the tank to lubricate the rotary gear pump used, the mixture was pumped through a static mixer, consisting of two Kenics Corporation Model No. 3-10-311-1 static mixers with 6 elements connected in series, at a rate of from 662-757 kg/cm 2 and an inlet pressure of approximately 276 kg/cm 2 . The mixture was then returned to the mixing tank through an atomization nozzle at the top of the tank.

Fyringstest:Firing test:

De 72.974 1 ALF ble forbrent tilfredsstillende i tre industrielle fyringskjeler i BNL Central Steam Plant The 72,974 1 ALF were combusted satisfactorily in three industrial boilers in the BNL Central Steam Plant

(nr. IA ca. 20.412 kg/t, nr. 3 og 4 ca. 27.216 kg/t alle ved 862,5 kg/cm 2) med bare små reguleringer med hensyn til brennstof f -temperatur, trykk, etc. Forbrenningsprosessen frembragte et godt lysende og klart flamme-monster som viste seg overlegent det monster som ble utviklet med det konvensjonelle brennstoff (no. IA approx. 20,412 kg/h, no. 3 and 4 approx. 27,216 kg/h all at 862.5 kg/cm 2 ) with only small adjustments with regard to fuel temperature, pressure, etc. The combustion process produced a well-luminous and clear flame monster that proved superior to the monster developed with the conventional fuel

(nr. 6 ASTM, 1% svovel). Fra iakttagelse av forbrenningsegenskapene kan de lettere fraksjoner i ALF (dvs. alkoholen) virke som en forbrenningskatalysator som letter en mer fullstendig forbrenning av de tyngre hydrokarboner i nr. 6 rest-fyringsolje. Hvis dette er tilfellet vil en rimelig reduksjon av rokpartikkel-utsendelse folge med mindre avsetning på de indre varmevekslingsoverflater i fyringskjelen. (No. 6 ASTM, 1% sulfur). From observation of the combustion characteristics, the lighter fractions in the ALF (ie the alcohol) may act as a combustion catalyst facilitating a more complete combustion of the heavier hydrocarbons in No. 6 residual fuel oil. If this is the case, a reasonable reduction of soot particle emission will follow with less deposition on the internal heat exchange surfaces in the boiler.

Statisk ogtermisk stabilitet:Static and thermal stability:

Prover ble tatt for å bestemme statisk og termisk stabilitet ved temperaturer på fra -10°C til 82,2°C. Sammensetningen av ALF ble utsatt for statisk lagring og termisk stabilitetstester i omtrent 21 dogn. De undersokte prover viste seg fullt integrert og representative for et homogent brennstoff som hadde bibeholdt sin sammensetning. Samples were taken to determine static and thermal stability at temperatures ranging from -10°C to 82.2°C. The composition of ALF was subjected to static storage and thermal stability tests for approximately 21 days. The examined samples proved to be fully integrated and representative of a homogeneous fuel that had retained its composition.

Resultater og konklusjoner:Results and conclusions:

Det anvendte Pilot-behandlingssystem virket bedre enn de initiale forventninger ut fra konstruksjonen med hensyn til blandingsforholdet og elementer av ALF involvert ved dette forsok. De statiske blandeinnretninger har vist seg ytterst effektive i spesifikk sekvens med de andre innretninger i Pilot-behandlingssysternet. The Pilot treatment system used performed better than the initial expectations from the design with regard to the mixing ratio and elements of ALF involved in this trial. The static mixing devices have proven to be extremely effective in specific sequence with the other devices in the Pilot treatment system.

EKSEMPEL VIEXAMPLE VI

Blandingsforhold og volum:Mixing ratio and volume:

Totalt 48.069 1 ALF ble sammensatt bestående av:A total of 48,069 1 ALF was composed consisting of:

a) 48,8 volum% av et substandard nr. 6 rest-brennstoff (2,1% svovel). b) 51,2 volum% lett råoljedestillat bestående hovedsakelig av folgende elementer: a) 48.8% by volume of a substandard No. 6 residual fuel (2.1% sulphur). b) 51.2% by volume light crude oil distillate consisting mainly of the following elements:

Blandemetode: Mixing method:

24.410 1 lett råoljedestillat ble pumpet inn i blandetanken på 75.700 1. 23.460 1 rest-brenselolje ble forstovet på toppen av de lette råoljedestillater som allerede befant seg i blandetanken for å initiere blanding. Såsnart det var tilstrekkelig olje i blandingen i tanken til å smore den anvendte roterende tannhjulspumpe ble blandingen pumpet gjennom en statisk blandéinnretning, bestående av to Kenics Corporation Model nr. 3-10-311-1 statiske blandeinnretninger med 6 elementer forbundet i serie, med en hastighet på fra 662-757 l/min. og et innlopstrykk på omtrent 2 76 kg/cm 2. Blandingen ble så returnert til blandetanken gjennom en forstovningsdyse i toppen av tanken. 24,410 1 of light crude oil distillate was pumped into the 75,700 1 mixing tank. 23,460 1 of residual fuel oil was vaporized on top of the light crude oil distillates already in the mixing tank to initiate mixing. Once there was sufficient oil in the mixture in the tank to lubricate the rotary gear pump used, the mixture was pumped through a static mixer, consisting of two Kenics Corporation Model No. 3-10-311-1 6-element static mixers connected in series, with a speed of from 662-757 l/min. and an inlet pressure of approximately 276 kg/cm 2 . The mixture was then returned to the mixing tank through an atomization nozzle at the top of the tank.

Etter omtrent 90 min. resirkulasjon ble blandingen iakttatt åAfter approximately 90 min. recirculation, the mixture was observed to

ha god ensartethet og integrasjon.have good uniformity and integration.

Fyringstest:Firing test:

48.069 1 ALF ble forbrent tilfredsstillende i tre industrielle fyringskjeler i BNL Central Steam Plant (nr. IA ca. 20.412 kg/t, nr. 3 og 4 ca. 27.216 kg/t alle ved 862,5 kg/cm2) med bare små reguleringer med hensyn til brennstoff-temperatur, trykk, etc. Forbrenningen frembragte et godt lyst og klart flammemonster 48,069 1 ALF was combusted satisfactorily in three industrial boilers in the BNL Central Steam Plant (no. IA approx. 20,412 kg/h, no. 3 and 4 approx. 27,216 kg/h all at 862.5 kg/cm2) with only minor adjustments with regard to fuel temperature, pressure, etc. The combustion produced a bright and clear monster of flame

som syntes overlegent det monster som ble utviklet med det konvensjonelle brennstoff (nr. 6 ASTM, 1% svovel). Fra which seemed superior to the monster developed with the conventional fuel (No. 6 ASTM, 1% sulfur). From

iakttagelse av forbrenningsegenskapene kan de lette fraksjoner i ALF (de lette råoljedestillater) virke som en forbrenningskatalysator som letter en mer fullstendig forbrenning av de tyngre hydrokarboner i nr. 6 rest-fyringsoljen. Hvis dette er tilfellet vil det kunne oppnås en rimelig reduksjon i rok-emisjonen som kan resultef-e i mindre avsetninger på de indre varmeveksleroverflater i fyringskjelen. observing the combustion properties, the light fractions in ALF (the light crude oil distillates) can act as a combustion catalyst that facilitates a more complete combustion of the heavier hydrocarbons in the No. 6 residual fuel oil. If this is the case, it will be possible to achieve a reasonable reduction in the smoke emission which can result in smaller deposits on the internal heat exchanger surfaces in the boiler.

Statisk og termisk stabilitet; Static and thermal stability;

Prover ble tatt for å bestemme statisk og termisk stabilitet ved temperaturer på fra -10°C til 82,2°C. Denne sammensetning av ALF ble utsatt for statisk lagring og termisk stabilitets-tester i omtrent 21 dogn. Provene som ble undersokt viste seg fullt integrert og representative for et homogent brennstoff som hadde bibeholdt sin sammensetning. Samples were taken to determine static and thermal stability at temperatures ranging from -10°C to 82.2°C. This composition of ALF was subjected to static storage and thermal stability tests for approximately 21 days. The samples examined were found to be fully integrated and representative of a homogeneous fuel that had retained its composition.

Resultater og .. konklusjoner; Results and .. conclusions;

Pilot-behandlingssystemet virket bedre enn forventet påThe pilot treatment system worked better than expected on

grunnlag av konstruksjonen ved å betrakte blandingsforhold og elementene av ALF involvert i denne test. De statiske blandeinnretninger har vist seg ytterst effektive i spesifikk rekkefolge med de andre innretninger i Pilot-behandlingssystemet. basis of the construction by considering mixing ratios and the elements of ALF involved in this test. The static mixing devices have proven to be extremely effective in specific sequence with the other devices in the Pilot treatment system.

Claims

1. Alternative liquid fuel mixture suitable for use in large commercial and industrial boilers, characterized in that the mixture mainly consists of: a) up to approximately 60% by volume light fuels with high volatility, and b) heavier fuel oil with lower volatility, the mixture remaining stable and homogeneous under normal conditions of storage, pumping and combustion.

2. Fuel mixture as specified in claim 1, characterized in that it corresponds approximately to the properties of ASTM fuel oils with quality grades 4 and 5.

3. Fuel mixture as stated in claim 1, characterized in that the heavier fuel oil with lower volatility comprises mixtures of substandard and non-standard fuel oil that can be obtained in the mafcket.

4. Fuel mixture as stated in claim 1, characterized in that the light fuels with high volatility comprise mixtures of semi-miscible alcohols.

5. Fuel mixture as specified in claim 1, characterized in that the light fuels with high volatility comprise mixtures of light crude oil distillates.

6. Procedure for producing the fuel mixture specified in claim 1, characterized by mixing predetermined proportions of up to about 60% light fuels of high volatility with heavier fuel oils of lower volatility in a static mixing device and recycling the product from the mixing device until said light fuel and said heavier fuel oil are sufficiently well mixed so that the mixture will remain stable and homogeneous under normal conditions of storage, pumping and combustion.

7. Method as stated in claim 6, characterized in that the mixing device is operated with an inlet pressure of from 241 - 310 kg/cm 2 and a flow rate of 662 - 757 kg/min.

8. Method as stated in claim 6, characterized in that predetermined proportions of up to 60% by volume of light fuel oils with high volatility and a remaining part of heavier fuel oils with lower volatility are subjected to shear forces and turbulence until the light fuel oil and the aforementioned heavier fuel oil are sufficient mixed until the resulting mixture remains stable and homogeneous under normal conditions of storage, pumping and combustion.

9. Method as stated in claim 8, characterized in that the shear forces and turbulence are provided by recycling the aforementioned light fuel and the aforementioned heavier fuel oil through a static mixing device.

10. Method as stated in claim 9, characterized in that the mixing device is operated with an inlet pressure of from 241 - 310 kg/cm 2 and a flow rate of 662 - 757 kg/min.