WO2011026741A1 - Use of a fuel in a self-sustaining pulsating oxygen-fuel combustion process - Google Patents

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WO2011026741A1 PCT/EP2010/062191 EP2010062191W WO2011026741A1 WO 2011026741 A1 WO2011026741 A1 WO 2011026741A1 EP 2010062191 W EP2010062191 W EP 2010062191W WO 2011026741 A1 WO2011026741 A1 WO 2011026741A1
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Kirti Bhushan Mishra
Klaus-Dieter Wehrstedt
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14Organic compounds
    • C10L1/18Organic compounds containing oxygen
    • C10L1/1811Organic compounds containing oxygen peroxides; ozonides

Definitions

  • the present invention relates to the use of a fuel in an industrial combustion process, particularly in a self-sustaining pulsatile oxygen-fuel combustion process.
  • combustion processes One of the main uses of combustion processes is heat generation, whether for industrial, electricity or heating purposes. Another important application of combustion processes is mobility, as currently the vast majority of vehicles are powered by internal combustion engines. In addition, combustion processes are also used to thermally recover waste or to make toxins harmless by means of combustion. The combustion processes used take place in a medium temperature range from 600 ° C to 1100 ° C.
  • Fig. 1 shows the time course of the relative flame length of a tert-butyl peroxybenzoate pool flame.
  • a fuel is used in a self-sustained pulsating oxygen-fuel combustion process comprising a compound selected from the group consisting of: a compound having the empirical formula C n H n + 3 O n _8, n> 9 , an organic peroxide and a compound whose pool flame has a Froude number which is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
  • the compound may have the empirical formula CnH 14 0 3 , in particular, the compound may have tert-.
  • the organic peroxide may be a peroxyester, in particular tert-butyl peroxybenzoate (TBPB)
  • Organic peroxides especially peroxyesters and including TBPB, are known as free radical initiators for the polymerization of various monomers. Use of this class of substance as fuel or fuel additive in self-sustaining pulsating
  • the pool flame of the compound has a Froude number that is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
  • the Froude number may be 70 times to 80 times greater than the Froude number of kerosene.
  • tert-butyl peroxybenzoate has a positive Number in this area.
  • a pool fire a generally turbulent diffusion flame whose liquid fuel is spread horizontally, understood.
  • pool fires are a type of frequent fire damage that can arise, for example, during storage, transport and processing of liquid fuels.
  • the Froude number indicates the initial momentum of the flame, with Pool Frog being more likely to have small Froude numbers, since the flow rate is essentially due to the buoyancy of the combustion.
  • FIG. 1 shows the time profile of the relative flame length of a pool flame of tert-butyl peroxybenzoate.
  • the relative flame length is obtained as the ratio H / d of the flame length H to the diameter d of the fuel pool.
  • the flame length H becomes the maximum visible length of the flame, i. in the wavelength range between 380 nm ⁇ ⁇ 750 nm.
  • Fig. 1 shows that over time the relative flame length H / d for tert-butyl peroxybenzoate can increase to 18.
  • the tert-butyl peroxybenzoate flame has a relative flame length up to 18 times the pool diameter.
  • the relative flame length of the tert-butyl peroxybenzoate pool flame also decreases to low levels of H / d -2. This variation in relative flame length is not uncommon per se and will apply to others
  • the surprising thing about the fuels described here is firstly the large variation of the relative flame length by an order of magnitude and secondly the regularity of this variation.
  • the fuel exhibits an approximately periodic pulsation of the relative flame length which, because of its appearance in the diagram (see Fig. 1), is also referred to as a "W effect.”
  • fuels of the type described exhibit a substantially regular time variation relative flame length for pool flames by a factor of 4 or more, which does not mean absolute regularity in terms of strict temporal periodicity, but similarity of respective time intervals of large or small relative flame length and similarity of respective increase or decrease in relative flame length between such time intervals.
  • the frequency f of the pulsation is given by
  • Fr f is the Froude number of the pool flame of the fuel. Since the Froude number of fuels described is 50 times to 100 times greater than that of kerosene, their
  • Pulsation frequency f corresponding to 7 times to 10 times lower than that of kerosene. Furthermore, the burn rate of the fuels described herein is typically 80 to 120 times higher than that of kerosene.
  • Combustion process is generated via a specially designed valve.
  • the valve controls the fuel supply to the burner, whereby the fuel rate can be controlled in an oscillating manner.
  • the valve is connected to a computer-controlled control, which has a complex logic unit.
  • the benefits of pulsating combustion processes can be achieved without having to provide additional means such as pressure generators or complex injectors. This not only reduces costs but also allows more compact designs of the systems.
  • a more complete combustion and, in particular, a reduction of the pollutant emissions and the tar content in the exhaust gases can be achieved.
  • the combustion efficiency can be increased on an industrial scale. Since the fuels described are carriers of active oxygen, which contributes to the combustion, they can ensure a stable combustion even without or with reduced external oxygen supply.
  • Combustion processes that occur at temperatures above 1400 ° C, especially above 1500 ° C.
  • high-temperature processes take place in specially designed high-temperature furnaces, for example glass furnaces or rotary kilns.
  • the use of the described natural pulsation-type fuels is particularly useful in glassmaking, e.g. in a glass furnace, or in cement production, e.g. in a rotary kiln, or in ceramic production, e.g. in a sintering furnace, or for melting metals or other refractory materials, e.g. in a smelting furnace, advantageous.
  • the fuels described not only provide the described natural pulsation of combustion in these processes, but also serve as strong combustion accelerators due to the presence of active oxygen in the molecule. In this way, the pollutant and tar content of the combustion products can be greatly reduced, and this at the same time simpler operation of the system, since additional means for generating the pulsation are not required. This also reduces the cost of such facilities.
  • the external supply of an oxidant for example air, oxygen or oxygen-enriched air, can be reduced.
  • Combustion behavior can also be present in a mixture with other fuels, in particular other liquid fuels.
  • the fuels exhibiting the pulsating combustion behavior can be provided as a fuel additive in a proportion of 0.1% by weight to 80% by weight of the total weight of the fuel.
  • the stated fuels can be provided with a proportion of 0.1% by weight to 20% by weight of the total weight of the fuel.
  • the exact proportion in the fuel depends on the specific use as long as combustion of the additive can be done safely. Thus, in some cases, a small amount may be sufficient to initiate the desired pulsating combustion behavior in the overall system, while in other cases a high level is required.
  • the fuels exhibiting the pulsating combustion behavior can be provided as a fuel additive in a proportion of 0.1% by weight to 80% by weight of the total weight of the fuel.
  • the stated fuels can be provided with a proportion of 0.1% by weight to 20% by weight of the total weight of the fuel.
  • the exact proportion in the fuel depends on the specific use as long as combustion of

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Abstract

The invention relates to the use of a fuel in a self-sustaining, pulsating oxygen-fuel combustion process, wherein the fuel comprises a compound selected from the group made of: a compound having the sum formula CnHn+3On-8, n ≥ 9, an organic peroxide, a compound having a pool flame comprising a Froude number that is 50 to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.

Description

Verwendung eines Brennstoffs in einem selbstunterhaltenden pulsierenden Sauerstoff- Brennstoff- Verbrennungsprozeß  Use of a fuel in a self-sustaining pulsating oxygen-fuel combustion process
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Brennstoffs in einem industriellen Verbrennungsprozeß, insbesondere in einem selbstunterhaltenden pulsierenden Sauerstoff- Brennstoff- Verbrennungsprozeß. The present invention relates to the use of a fuel in an industrial combustion process, particularly in a self-sustaining pulsatile oxygen-fuel combustion process.
Die Verbrennung stellt einen der wichtigsten chemischen Prozesse dar, den die Menschheit nutzt. Im Laufe der Zeit sind daher für die verschiedenen Anwendungen von Combustion is one of the most important chemical processes that humanity uses. Over time, therefore, are for the different applications of
Verbrennungsprozessen jeweils unterschiedliche Brennstoffe gefunden oder entwickelt worden, die in ihren Eigenschaften für die spezifischen Anwendungen optimiert sind. Combustion processes each different fuels have been found or developed, which are optimized in their properties for the specific applications.
Eine der Hauptnutzungen von Verbrennungsprozessen ist die Wärmeerzeugung, sei es für die industrielle Nutzung, die Elektrizitätserzeugung oder für Heizzwecke. Ein weiterer wichtiger Anwendungsbereich von Verbrennungsprozessen ist die Mobilität, da zur Zeit die übergroße Mehrzahl aller Fahrzeuge mit Hilfe von Verbrennungskraftmaschinen angetrieben werden. Darüberhinaus werden Verbrennungsprozesse auch genutzt, um Abfallstoffe thermisch zu verwerten oder Giftstoffe mittels Verbrennung unschädlich zu machen. Die dabei eingesetzten Verbrennungsprozesse finden in einem mittleren Temperaturbereich von 600°C bis 1100°C statt. One of the main uses of combustion processes is heat generation, whether for industrial, electricity or heating purposes. Another important application of combustion processes is mobility, as currently the vast majority of vehicles are powered by internal combustion engines. In addition, combustion processes are also used to thermally recover waste or to make toxins harmless by means of combustion. The combustion processes used take place in a medium temperature range from 600 ° C to 1100 ° C.
Industrielle Verbrennungsprozesse sind häufig Hochtemperaturprozesse, die bei der Industrial combustion processes are often high-temperature processes that occur during the
Herstellung verschiedenster Materialien eingesetzt werden. So wird beispielsweise bei der Zementherstellung das Rohmehl in einem Drehrohrofen bei Temperaturen von ca. 1450°C zu sogenanntem Klinker gebrannt. Bei den Sinterprozessen der Keramikherstellung werden für manche technischen Keramiken Temperaturen bis zu 2500°C erreicht. In Schmelzöfen werden ebenfalls hohe Temperaturen erzielt. So werden bei der Glasherstellung im Glasofen Temperaturen um die 1500°C erreicht, bei Metallschmelzöfen können die Production of various materials are used. For example, in cement production, the raw meal is burned in a rotary kiln at temperatures of about 1450 ° C to form so-called clinker. In the sintering processes of ceramic production, temperatures of up to 2500 ° C are reached for some engineering ceramics. In furnaces also high temperatures are achieved. Thus, in glass production in the glass furnace temperatures around 1500 ° C can be reached, in metal furnaces, the
Prozeßtemperaturen noch höher liegen. Process temperatures are still higher.
Allen Verbrennungsprozessen ist gemein, daß die dabei entstehenden Emissionen, insbesondere NOx, CO und Teer, unter gesundheitlichen sowie Umweltaspekten bedenklich sind. Es ist daher wünschenswert, Brennstoffe bzw. Verbrennungsprozesse bereitzustellen, bei denen solche Emissionen reduziert sind. Im Hinblick auf das oben Gesagte, schlägt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Brennstoffs gemäß den Ansprüchen 1, 5, 6, 7 und 8 vor. Weitere vorteilhafte All combustion processes have in common that the resulting emissions, in particular NO x , CO and tar are of concern for health and environmental aspects. It is therefore desirable to provide fuels or combustion processes in which such emissions are reduced. In view of the above, the present invention proposes the use of a fuel according to claims 1, 5, 6, 7 and 8. Further advantageous
Ausgestaltungen, Einzelheiten, Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnung. In letzterer zeigt: Embodiments, details, aspects and features of the present invention will become apparent from the dependent claims, the description and the accompanying drawings. In the latter shows:
Fig. 1 den zeitlichen Verlauf der relativen Flammenlänge einer tert-Butylperoxybenzoat- Poolflamme. Fig. 1 shows the time course of the relative flame length of a tert-butyl peroxybenzoate pool flame.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Brennstoff in einem selbstunterhaltenden pulsierenden Sauerstoff-Brennstoff- Verbrennungsprozeß verwendet, der eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+30n_8, n > 9, ein organisches Peroxid und eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Verbindung die Summenformel CnH1403 aufweisen, insbesondere kann die Verbindung tert- aufweisen. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann das organische Peroxid ein Peroxyester, insbesondere tert-Butylperoxybenzoat (TBPB) According to a first embodiment, a fuel is used in a self-sustained pulsating oxygen-fuel combustion process comprising a compound selected from the group consisting of: a compound having the empirical formula C n H n + 3 O n _8, n> 9 , an organic peroxide and a compound whose pool flame has a Froude number which is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene. According to one embodiment of the invention, the compound may have the empirical formula CnH 14 0 3 , in particular, the compound may have tert-. According to another development of the invention, the organic peroxide may be a peroxyester, in particular tert-butyl peroxybenzoate (TBPB)
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sein. Organische Peroxide, insbesondere Peroxyester und darunter TBPB, sind bekannt als Radikalstarter für die Polymerisation verschiedener Monomere. Eine Verwendung dieser Stoffklasse als Brennstoff bzw. Brennstoffzusatz in selbstunterhaltenden pulsierenden be. Organic peroxides, especially peroxyesters and including TBPB, are known as free radical initiators for the polymerization of various monomers. Use of this class of substance as fuel or fuel additive in self-sustaining pulsating
Sauerstoff-Brennstoff- Verbrennungsprozessen ist der Anmelderin jedoch nicht bekannt. Oxygen-fuel combustion processes, however, the applicant is not known.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel weist die Poolflamme der Verbindung eine Froude-Zahl auf, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Gemäß einer Weiterbildung kann dabei die Froude-Zahl 70mal bis 80mal größer als die Froude-Zahl von Kerosin sein. Insbesondere weist tert-Butylperoxybenzoat eine Froude- Zahl in diesem Bereich auf. Dabei wird unter einem Poolfeuer eine im allgemeinen turbulente Diffusionsflamme, deren flüssiger Brennstoff horizontal ausgebreitet ist, verstanden. Beispielsweise sind Poolfeuer eine Art von häufig entstehenden Schadenfeuern, die beispielsweise bei Lagerung, Transport und Verarbeitung flüssiger Brennstoffe entstehen können. Die Froude-Zahl kennzeichnet den Anfangsimpuls der Flamme, wobei für Poolfeuer eher kleine Froude-Zahlen typisch sind, da die Strömungsgeschwindigkeit im wesentlichen aus dem Auftrieb der Verbrennung resultiert. Insgesamt sind die chemischen und According to yet another embodiment, the pool flame of the compound has a Froude number that is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene. According to a further development, the Froude number may be 70 times to 80 times greater than the Froude number of kerosene. In particular, tert-butyl peroxybenzoate has a positive Number in this area. Here, under a pool fire, a generally turbulent diffusion flame whose liquid fuel is spread horizontally, understood. For example, pool fires are a type of frequent fire damage that can arise, for example, during storage, transport and processing of liquid fuels. The Froude number indicates the initial momentum of the flame, with Pool Frog being more likely to have small Froude numbers, since the flow rate is essentially due to the buoyancy of the combustion. Overall, the chemical and
physikalischen Grundlagen von Poolfeuern gut untersucht und werden hier nicht weiter ausgeführt. Physical basics of pool fires well studied and will not be further elaborated here.
Brennstoffe gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen und ihrer Fuels according to the embodiments described above and their
Weiterbildungen zeigen ein bislang unbekanntes und überraschendes Brennverhalten. So ist in Fig. 1 der zeitliche Verlauf der relativen Flammenlänge einer Poolflamme von tert- Butylperoxybenzoat gezeigt. Die relative Flammenlänge ergibt sich als Verhältnis H/d der Flammenlänge H zum Durchmesser d des Brennstoff-Pools. Dabei wird die Flammenlänge H als maximale sichtbare Länge der Flamme, d.h. im Wellenlängenbereich zwischen 380 nm < λ < 750 nm, definiert. Typische Werte für die relative Flammenlänge H/d von Further developments show a hitherto unknown and surprising burning behavior. Thus, FIG. 1 shows the time profile of the relative flame length of a pool flame of tert-butyl peroxybenzoate. The relative flame length is obtained as the ratio H / d of the flame length H to the diameter d of the fuel pool. At this time, the flame length H becomes the maximum visible length of the flame, i. in the wavelength range between 380 nm <λ <750 nm. Typical values for the relative flame length H / d of
herkömmlichen Brennstoffen, wie beispielsweise Flüssigerdgas (LNG) oder Kerosin, liegen im Bereich zwischen 0,8 und 4. Hingegen zeigt die Fig. 1, daß im zeitlichen Verlauf die relative Flammenlänge H/d für tert-Butylperoxybenzoat bis auf 18 steigen kann. Mit anderen Worten weist die tert-Butylperoxybenzoat-Flamme eine relative Flammenlänge bis zum 18fachen des Pooldurchmessers auf. Jedoch sinkt die relative Flammenlänge der tert- Butylperoxybenzoat-Poolflamme auch bis auf geringe Werte von H/d ~ 2 ab. Diese Variation der relativen Flammenlänge ist an sich nicht ungewöhnlich und wird auch für andere Conventional fuels, such as liquefied natural gas (LNG) or kerosene, range between 0.8 and 4. On the other hand, Fig. 1 shows that over time the relative flame length H / d for tert-butyl peroxybenzoate can increase to 18. In other words, the tert-butyl peroxybenzoate flame has a relative flame length up to 18 times the pool diameter. However, the relative flame length of the tert-butyl peroxybenzoate pool flame also decreases to low levels of H / d -2. This variation in relative flame length is not uncommon per se and will apply to others
Brennstoffe beobachtet. Das Überraschende an den hier beschriebenen Brennstoffen ist jedoch zum einen die große Variation der relativen Flammenlänge um eine Größenordnung und zum anderen die Regelmäßigkeit dieser Variation. So zeigt der Brennstoff ein annähernd periodisches Pulsieren der relativen Flammenlänge, das wegen seines Erscheinungsbildes im Diagramm (vgl. Fig. 1) auch als„W-Effekt" bezeichnet wird. Mit anderen Worten zeigen Brennstoffe der beschrieben Art eine im wesentlichen regelmäßige zeitliche Veränderung der relativen Flammenlänge bei Poolflammen um einen Faktor 4 oder mehr. Dabei ist keine absolute Regelmäßigkeit im Sinne einer strengen zeitlichen Periodizität gemeint sondern eine Ähnlichkeit der jeweiligen Zeitintervalle großer oder kleiner relativer Flammenlänge sowie eine Ähnlichkeit des jeweiligen Anstiegs oder Abfalls der relativen Flammenlänge zwischen solchen Zeitintervallen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Frequenz f der Pulsation gegeben ist durch Fuels observed. However, the surprising thing about the fuels described here is firstly the large variation of the relative flame length by an order of magnitude and secondly the regularity of this variation. Thus, the fuel exhibits an approximately periodic pulsation of the relative flame length which, because of its appearance in the diagram (see Fig. 1), is also referred to as a "W effect." In other words, fuels of the type described exhibit a substantially regular time variation relative flame length for pool flames by a factor of 4 or more, which does not mean absolute regularity in terms of strict temporal periodicity, but similarity of respective time intervals of large or small relative flame length and similarity of respective increase or decrease in relative flame length between such time intervals. In this context, it should be noted that the frequency f of the pulsation is given by
wobei Frf die Froude-Zahl der Poolflamme des Brennstoffs ist. Da die Froude-Zahl der beschriebenen Brennstoffe 50mal bis lOOmal größer ist als die von Kerosin, ist deren where Fr f is the Froude number of the pool flame of the fuel. Since the Froude number of fuels described is 50 times to 100 times greater than that of kerosene, their
Pulsationsfrequenz f entsprechend 7mal bis lOmal niedriger als die von Kerosin. Weiterhin ist die Verbrennungsrate der vorliegend beschriebenen Treibstoffe typischerweise 80mal bis 120mal höher als die von Kerosin. Pulsation frequency f corresponding to 7 times to 10 times lower than that of kerosene. Furthermore, the burn rate of the fuels described herein is typically 80 to 120 times higher than that of kerosene.
Das natürliche Pulsieren der oben beschriebenen Brennstoffe kann in Verbrennungsprozessen genutzt werden. So ist beispielsweise aus der US 6,398,547 ein Glasofen bekannt, in dem ein pulsierender Hochtemperatur- Verbrennungsprozeß abläuft. Das Pulsieren des The natural pulsation of the fuels described above can be used in combustion processes. For example, US Pat. No. 6,398,547 discloses a glass furnace in which a pulsating high-temperature combustion process takes place. The pulsation of the
Verbrennungsprozesses wird dabei über ein speziell eingerichtetes Ventil erzeugt. Das Ventil regelt die Brennstoffzufuhr an den Brenner, wobei die Brennstoffrate in oszillierender Weise geregelt werden kann. Das Ventil ist mit einer computergesteuerten Regelung verbunden, die eine aufwendige Logikeinheit aufweist. Combustion process is generated via a specially designed valve. The valve controls the fuel supply to the burner, whereby the fuel rate can be controlled in an oscillating manner. The valve is connected to a computer-controlled control, which has a complex logic unit.
Verwendet man stattdessen die vorliegend beschriebenen Brennstoffe, die ein natürliches Pulsationsverhalten aufweisen, in industriellen Hochtemperatur- Verbrennungsprozessen, so können die Vorteile pulsierender Verbrennungsprozesse erzielt werden, ohne zusätzliche Mittel wie etwa Druckerzeuger oder komplexe Einspritzvorrichtungen bereitstellen zu müssen. Dies senkt nicht nur die Kosten sondern erlaubt auch kompaktere Bauformen der Anlagen. Mit Hilfe der vorliegend beschriebenen Brennstoffe kann weiterhin eine vollständigere Verbrennung und insbesondere eine Verminderung der Schadstoffemissionen und des Teergehalts in den Abgasen erzielt werden. Insbesondere kann durch Verwendung der beschriebenen Brennstoffe die Verbrennungseffizienz im technischen Maßstab erhöht werden. Da die beschriebenen Brennstoffe Träger von Aktivsauerstoff, der zur Verbrennung beiträgt, sind, können sie eine stabile Verbrennung auch ohne bzw. mit verminderter externer Sauerstoffzufuhr sicherstellen. Instead, using the presently described fuels having natural pulsation behavior in high temperature industrial combustion processes, the benefits of pulsating combustion processes can be achieved without having to provide additional means such as pressure generators or complex injectors. This not only reduces costs but also allows more compact designs of the systems. With the aid of the fuels described herein, a more complete combustion and, in particular, a reduction of the pollutant emissions and the tar content in the exhaust gases can be achieved. In particular, by using the described fuels, the combustion efficiency can be increased on an industrial scale. Since the fuels described are carriers of active oxygen, which contributes to the combustion, they can ensure a stable combustion even without or with reduced external oxygen supply.
Insbesondere ist die Verwendung dieser Brennstoffe in industriellen Hochtemperaturprozessen vorteilhaft. Dabei werden als Hochtemperaturprozesse insbesondere solche Verbrennungsprozesse angesehen, die bei Temperaturen über 1200°C ablaufen. Hochtemperaturprozesse beinhalten weiterhin insbesondere solcheIn particular, the use of these fuels in industrial high temperature processes is advantageous. These are called high-temperature processes considered in particular those combustion processes that occur at temperatures above 1200 ° C. High-temperature processes continue to include in particular such
Verbrennungsprozesse, die bei Temperaturen über 1400°C, insbesondere über 1500°C, ablaufen. Typischerweise laufen solche Hochtemperaturprozesse in speziell dafür eingerichteten Hochtemperaturöfen, beispielsweise Glasöfen oder Drehrohröfen, ab. Combustion processes that occur at temperatures above 1400 ° C, especially above 1500 ° C. Typically, such high-temperature processes take place in specially designed high-temperature furnaces, for example glass furnaces or rotary kilns.
Die Verwendung der beschriebenen Brennstoffe mit natürlichem Pulsationsverhalten ist insbesondere bei der Glasherstellung, z.B. in einem Glasofen, oder bei der Zementherstellung, z.B. in einem Drehrohrofen, oder bei der Keramikherstellung, z.B. in einem Sinterofen, oder zum Schmelzen von Metallen oder anderen hochschmelzenden Materialien, z.B. in einem Schmelzofen, vorteilhaft. Die beschriebenen Brennstoffe stellen in diesen Prozessen nicht nur die beschriebene natürliche Pulsation der Verbrennung bereit, sondern dienen gleichzeitig als starke Verbrennungsbeschleuniger aufgrund des im Molekül vorhandenen Aktivsauerstoffs. Auf diese Weise kann der Schadstoff- und Teergehalt der Verbrennungsprodukte stark gesenkt werden, und dies bei gleichzeitig einfacherer Betriebsweise der Anlage, da zusätzliche Mittel zur Erzeugung der Pulsation nicht erforderlich sind. Dies senkt überdies die Kosten entsprechender Anlagen. Weiterhin kann die externe Zufuhr eines Oxidanten, beispielsweise Luft, Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, reduziert werden. The use of the described natural pulsation-type fuels is particularly useful in glassmaking, e.g. in a glass furnace, or in cement production, e.g. in a rotary kiln, or in ceramic production, e.g. in a sintering furnace, or for melting metals or other refractory materials, e.g. in a smelting furnace, advantageous. The fuels described not only provide the described natural pulsation of combustion in these processes, but also serve as strong combustion accelerators due to the presence of active oxygen in the molecule. In this way, the pollutant and tar content of the combustion products can be greatly reduced, and this at the same time simpler operation of the system, since additional means for generating the pulsation are not required. This also reduces the cost of such facilities. Furthermore, the external supply of an oxidant, for example air, oxygen or oxygen-enriched air, can be reduced.
Die vorliegend beschriebenen Brennstoffe, die das beschriebene pulsierende The presently described fuels containing the described pulsating
Verbrennungsverhalten zeigen, können auch mit anderen Brennstoffen, insbesondere anderen flüssigen Brennstoffen, im Gemisch vorliegen. Insbesondere können die das pulsierende Verbrennungsverhalten zeigenden Brennstoffe als Brennstoffzusatz mit einem Anteil von 0,1 Gew.- bis 80 Gew.- vom Gesamtgewicht des Brennstoffs bereitgestellt werden. Gemäß einer Weiterbildung können die genannten Brennstoffe mit einem Anteil von 0,1 Gew.- bis 20 Gew.- vom Gesamtgewicht des Brennstoffs bereitgestellt werden. Der genaue Anteil im Brennstoff hängt von der spezifischen Verwendung ab, solange eine Verbrennung des Zusatzes sicher erfolgen kann. So kann in einigen Fällen ein geringer Anteil ausreichend sein, um das gewünschte pulsierende Verbrennungsverhalten im Gesamtsystem zu initiieren, während in anderen Fällen ein hoher Anteil erforderlich ist. Insbesondere kann der Combustion behavior can also be present in a mixture with other fuels, in particular other liquid fuels. In particular, the fuels exhibiting the pulsating combustion behavior can be provided as a fuel additive in a proportion of 0.1% by weight to 80% by weight of the total weight of the fuel. According to a development, the stated fuels can be provided with a proportion of 0.1% by weight to 20% by weight of the total weight of the fuel. The exact proportion in the fuel depends on the specific use as long as combustion of the additive can be done safely. Thus, in some cases, a small amount may be sufficient to initiate the desired pulsating combustion behavior in the overall system, while in other cases a high level is required. In particular, the
Brennstoff vollständig aus einem Brennstoff mit pulsierendem Brennverhalten bestehen. Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sollten keinesfalls als einschränkend für die vorliegende Erfindung verstanden werden. Fuel completely consist of a fuel with pulsating combustion behavior. The present invention has been explained with reference to exemplary embodiments. These embodiments should by no means be construed as limiting the present invention.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verwendung eines Brennstoffs in einem selbstunterhaltenden pulsierenden Sauerstoff- Brennstoff- Verbrennungsprozeß, wobei der Brennstoff eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+30n-8, n > 9, ein organisches Peroxid, eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Use of a fuel in a self-sustained pulsatile oxygen-fuel combustion process, said fuel comprising a compound selected from the group consisting of: a compound having the empirical formula C n H n + 30 n -8, n> 9 organic peroxide, a compound whose pool flame has a Froude number that is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Sauerstoff-Brennstoff- Verbrennungsprozeß ein Hochtemperaturprozeß ist. 2. Use according to claim 1, wherein the oxygen-fuel combustion process is a high-temperature process.
3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei der Sauerstoff-Brennstoff- Verbrennungsprozeß bei Temperaturen über 1200°C abläuft. 3. Use according to claim 2, wherein the oxygen-fuel combustion process takes place at temperatures above 1200 ° C.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sauerstoff- Brennstoff- Verbrennungsprozeß in einem Hochtemperaturofen abläuft. 4. Use according to one of the preceding claims, wherein the oxygen-fuel combustion process takes place in a high-temperature furnace.
5. Verwendung eines Brennstoffs bei der Glasherstellung, wobei der Brennstoff eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+3On_8, n > 9, ein organisches Peroxid, eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Use of a fuel in glassmaking, wherein the fuel comprises a compound selected from the group consisting of: a compound having the molecular formula C n H n + 3 O n _8, n> 9, an organic peroxide, a compound whose pool flame has a Froude number which is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
6. Verwendung eines Brennstoffs bei der Zementherstellung, wobei der Brennstoff eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+3On_8, n > 9, ein organisches Peroxid, eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Use of a fuel in cement production, said fuel comprising a compound selected from the group consisting of: a compound having the molecular formula C n H n + 3 O n _8, n> 9, an organic peroxide, a compound whose pool flame has a Froude number which is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
7. Verwendung eines Brennstoffs bei der Keramikherstellung, wobei der Brennstoff eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+ On_g, n > 9, ein organisches Peroxid, eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. 7. Use of a fuel in the manufacture of ceramics, wherein the fuel comprises a compound selected from the group consisting of: a compound having the empirical formula C n H n + O n _g, n> 9, an organic peroxide, a Compound whose pool flame has a Froude number that is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
8. Verwendung eines Brennstoffs zum Schmelzen von Metallen, wobei der Brennstoff eine Verbindung umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Verbindung mit der Summenformel CnHn+30n_8, n > 9, ein organisches Peroxid, eine Verbindung, deren Poolflamme eine Froude-Zahl aufweist, die 50mal bis lOOmal größer ist als die Froude-Zahl einer Poolflamme von Kerosin. Use of a fuel for melting metals, said fuel comprising a compound selected from the group consisting of: a compound having the molecular formula C n H n + 30 n _8, n> 9, an organic peroxide, a compound, whose pool flame has a Froude number which is 50 times to 100 times greater than the Froude number of a pool flame of kerosene.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung ein Peroxyester ist. Use according to any one of the preceding claims wherein the compound is a peroxyester.
10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Froude-Zahl der Verbindung 70mal bis 80mal größer ist als die Froude-Zahl von Kerosin. Use according to any one of the preceding claims, wherein the Froude number of the compound is 70 times to 80 times greater than the Froude number of kerosene.
11. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung tert- Butylperoxybenzoat umfaßt. Use according to any one of the preceding claims wherein the compound comprises tert-butyl peroxybenzoate.
12. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung ein Brennstoffzusatz mit einem Anteil von 0,1 Gew.- bis 80 Gew.- des Brennstoffs ist. 12. Use according to one of the preceding claims, wherein the compound is a fuel additive in a proportion of 0.1 wt .- to 80 wt .- of the fuel.
13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Verbindung ein Brennstoffzusatz mit 13. Use according to claim 12, wherein the compound with a fuel additive
einem Anteil von 0,1 Gew.- bis 20 Gew.- des Brennstoffs ist.  in a proportion of 0.1% by weight to 20% by weight of the fuel.
14. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brennstoff aus tert-Butylperoxybenzoat besteht. 14. Use according to one of the preceding claims, wherein the fuel consists of tert-butyl peroxybenzoate.
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