DE3804834C2 - - Google Patents
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- DE3804834C2 DE3804834C2 DE3804834A DE3804834A DE3804834C2 DE 3804834 C2 DE3804834 C2 DE 3804834C2 DE 3804834 A DE3804834 A DE 3804834A DE 3804834 A DE3804834 A DE 3804834A DE 3804834 C2 DE3804834 C2 DE 3804834C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/328—Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Schwefel
emissionen bei der Verbrennung eines schwefel- und wasserhaltigen
Brennstoffes unter Zugabe eines schwefelbindenden Additivs vor dem
Verbrennungsvorgang.
Zähflüssige Kohlenwasserstoffe mit geringer Dichte, die in Kanada, der
UdSSR, den USA, China und Venezuela vorkommen, sind normalerweise
flüssig und weisen Viskositäten im Bereich von 10 bis 200 Pa · s
und Dichten (d15) von mehr als 0,986 g/mol (entsprechend
weniger als 12 APJ°) auf. Diese Kohlen
wasserstoffe werden derzeit entweder durch mechanisches Pumpen, durch
Dampfinjektion oder durch Bergbautechniken gefördert. Die breite Ver
wendung dieser Materialien als Brennstoffe wird beispielsweise durch
Schwierigkeiten bei der Produktion, dem Transport und der Handhabung
des Materials erschwert, vor allem durch ungünstige Verbrennungs
eigenschaften mit Emissionen hochschwefeliger Oxide und unverbrannter
Feststoffe. Bisher gibt es zwei von Kraftwerken eingesetzte
kommerzielle Verfahren, um die Schwefeloxid-Emissionen zu reduzieren.
Das erste Verfahren ist die "Ofen-Kalkstein-Injektion", bei welcher
der in den Ofen injizierte Kalkstein mit den Schwefeloxiden reagiert
und so feste Sulfatpartikel bildet, welche vom Rauchgas durch konven
tionelle Partikel-Kontrollvorrichtungen entfernt werden. Die Kosten
für die Verbrennung eines typischen hochschwefeligen Brennstoffes mit
dem Kalkstein-Injektions-Verfahren belaufen sich auf zwei bis drei
Dollar pro Barrel (158,97 l), und die durch dieses Verfahren entfernte
Schwefeloxidmenge beträgt etwa 50%.
Ein wirksames Verfahren zum Entfernen von Schwefeloxiden von Kraft
werken enthält die Rauchgas-Entschwefelung, bei der CaO+H₂O mit den
Rauchgasen im Ofen gemischt werden. Bei diesem Verfahren werden 90%
der Schwefeloxide entfernt; die bei Einsatz dieses Verfahrens ent
stehenden Kosten für die Verbrennung je Barrel Brennstoff belaufen
sich jedoch auf vier bis fünf Dollar. Aufgrund der vorstehenden
Tatsachen, vor allem des hohen Schwefelgehalts, wurden viskose
Kohlenwasserstoffe auf kommerzieller Ebene als Brennstoffe noch nicht
erfolgreich eingesetzt insbesondere wegen der mit der Verbrennung
verbundenen hohen Kosten.
Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Verminderung der
Schadstoffemission beim Verbrennen einer Suspension aus Wasser und
schwefelhaltiger Kohle ist der EP-OS 1 58 587 zu entnehmen; der
Suspension wird als schwefelbindendes Additiv CaCO₃ oder Ca(OH)₂ zuge
setzt.
Durch die EP-PS 63 192 ist zudem bekannt geworden, eine bituminöse
Substanz mit einer Viskosität von wenigstens 20×10-⁶m²/sec bei 50°C
mit Wasser und einem aliphatischen Alkohol niedrigen Molekulargewichts
zu einer Dispersionszusammensetzung zu verkneten und dann weiterzube
handeln.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder die Auf
gabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, dank dessen ein natürliches
Bitumen einer Viskosität von 1000×10-⁶ bis 5 100 000×10-⁶m²/sec
bei 50°C bestimmter Zusammensetzung unter Reduzierung der Schwefel
schadstoffe als flüssiger Brennstoff ohne weiteres zur Erzeugung von
Energie verbrannt werden kann. Zudem soll die Bildung und Emission von
Schwefeloxid bei Verbrennungsvorgang kontrolliert bzw. gesteuert
werden.
Sowohl die Eigenschaften und Zusammensetzung des Ausgangsstoffes als
auch die Lösung der Aufgabe durch spezifische Verfahrensschritte sind
dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Der Ausgangsstoff ist ein
Bitumen-Rohöl mit hohem Schwefelgehalt, wie ihn typischerweise die
Rohöle aufweisen, welche im Orinoco-Gürtel Venezuelas vorkommen.
Erfindungsgemäß werden also eine Öl-in-Wasser-Emulsion zur Ver
wendung als flüssiger Brennstoff mit Eigenschaften zur Optimierung des
Verbrennungsprozesses geschaffen sowie optimale Verbrennungsbe
dingungen für das Verbrennen der Öl-in-Wasser-Emulsion aus natür
lichen Bitumen und Rückstandsölen und eine ausgezeichnete
Verbrennungseffizienz, wenige unverbrannte Feststoffpartikel und
geringe Schwefeloxid-Emissionen erzielt.
Es werden Kohlenwasserstoff und Wasser mit einem Emulgator zur Bildung
einer Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion gemischt. Der Wassergehalt,
der generell von der Art des eingesetzten Kohlenwasserstoffes (schwer
oder leicht) abhängt, beträgt im allgemeinen 5 bis 40 Vol.-%. Da die
Emulsion als brennbarer Brennstoff verwendet wird, beträgt der Wasser
gehalt bevorzugt weniger als 30 Vol.-%. Der aus an sich bekannten
Mitteln ausgewählte Emulgierzusatz ist bevorzugt in einer Menge von
0,1 bis 5,0 Gew.-% vorhanden, wobei vom Gesamtgewicht der Öl-in-
Wasser-Emulsion ausgegangen wird.
Die Bildung von Öl-in-Wasser-Emulsionen entweder aus natürlichen vor
kommenden Bitumen oder aus Rückstandsöl zur Erleichterung der Her
stellung und/oder des Transportes dieser zähflüssigen Kohlenwasser
stoffe ist beim Stand der Technik z. B. aus US-PS 33 80 531 oder
US-PS 45 70 656 bekannt.
Daß aus natürlich vorkommenden Bitumen und/oder Rückstandsölen
gebildete Öl-in-Wasser-Emulsionen als brennbare Brennstoffe verwendet
werden können, offenbart etwa US-PS 46 18 348.
Das der Emulsion vor ihrer Verbrennung zugesetzte Additiv, welches den
Schwefel aufnimmt und die Bildung sowie Emission von Schwefeloxiden
während des Verbrennens der Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion
verhindert, ist bevorzugt wasserlöslich und wird aus der Gruppe aus
gewählt, die Na⁺, K⁺, Li⁺, Ca++, Ba++, Mg++, Fe+++ und Mischungen davon
enthält. Das Additiv wird der Emulsion in einem Molverhältnis von
Additiv zu Schwefel im Kohlenwasserstoff zugesetzt, daß beim
Verbrennen der Emulsionen SO₂-Emissionen von höchstens 6,4488×10-¹⁰ kg/J
erzielt werden können. Obgleich der Additivpegel zur Erzielung der ge
wünschten Ergebnisse vom einzelnen Additiv bzw. von der eingesetzten
Kombination der Additive abhängt, hat sich erwiesen, daß zur Erzielung
der gewünschten Emissionspegel das Additiv in einem Molverhältnis von
Zusatz zu Schwefel von zumindest 0,050, bevorzugt 0,100, in der
Kohlenwasserstoff-in-Wasser-Emulsion vorhanden sein muß.
Die Emulsion wird dann unter den im Patentanspruch 1 genannten
Betriebsbedingungen verbrannt, bevorzugt bei einer Brennstoff
temperatur von 20 bis 60°C, bei einem Gewichtsverhältnis Dampf/Brennstoff
von 0,05 bis 0,4, einem Gewichtsverhältnis Luft/Brennstoff
von 0,05 bis 0,3, und bei einem Dampfdruck
zwischen 2 bis 4 bar, oder einem Luftdruck gleicher Größenordnung.
Es hat sich gezeigt, daß sich für den durch das erfindungsgemäße Ver
fahren hergestellten Brennstoff bei erfindungsgemäßer Konditionierung
und Verbrennen unter kontrollierten Betriebsbedingungen eine Ver
brennungseffizienz von 99,9%, ein geringer Feststoffpartikelgehalt
und geringe Schwefeloxid-Emissionen ergeben, welche mit den Werten
übereinstimmen, die man beim Verbrennen des traditionellen Brennöls
(Brennstoff Nr. 6) erhält. Zudem übersteigt die eliminierte Schwefel
menge 90%.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Emulgierungszusatz
aus der Gruppe ausgewählt, die anionische Tenside, nichtionogene Ten
side, kationische Tenside, Mischungen von anionischen und
nichtionischen Tensiden und Mischungen von kationischen und
nichtionischen Tensiden enthält. Weitere Einzelheiten sind den
Patentansprüchen 5 bis 10 zu entnehmen.
Es hat sich gezeigt, daß der Gehalt des den Schwefel aufnehmenden
Additivs in der Öl-in-Wasser-Emulsion eine große Wirkung auf ihre
Verbrennungseigenschaften ausübt, insbesondere auf die
Schwefeloxid-Emissionen. Es ist davon auszugehen, daß während der Ver
brennung Sulfide zu Sulfaten oxidiert werden, wodurch Schwefel an die
Verbrennungsaschen gebunden und verhindert wird, daß Schwefel als Teil
der Rauchgase in die Atmosphäre abgeht. Die Menge des benötigten
Additivs hängt zum einen von der Schwefelmenge im Kohlenwasserstoff
und zum anderen vom speziellen Additiv ab, das verwendet wird.
Die Öl-in-Wasser-Emulsion ist brennfertig, sobald sie konditioniert
ist. Zum Verbrennen kann jeder herkömmliche Spritzbrenner für Öl ein
gesetzt werden, z. B. ein integrierter Mischbrenner oder hyperbolische
Flüssigkeitsbrenner mit Doppeldüse.
Unter den im Patentanspruch 1 oder 2 genannten Betriebsbedingungen
wird ein ausgezeichnetes Versprühen sowie eine wirksame Verbrennung
verbunden mit guter Flammstabilität erzielt.
Erfindungsgemäß wird beim Verbrennen der optimierten
Öl-in-Wasser-Emulsion durch die chemische Bindung des
Brennstoffschwefels in den Feststoffprodukten des Verbrennungs
vorganges eine beträchtliche Verminderung der Schwefeldioxid- und Schwefel
trioxid-Emissionen erreicht und die - aufgrund der
Schwefelsäure-Kondensation (Tieftemperatur-Korrosion) bzw. des
Vanadiumangriffes (Hochtemperatur-Korrosion) entstehende - Korrosion
an Wärmeflächen verhindert.
Auch werden beim erfindungsgemäßen
Verbrennen der optimierten Öl-in-Wasser-Emulsion Aschen mit hohem
Schmelzpunkt hergestellt.
Anhand der folgenden Beispiele werden die Vorteile der vorliegenden
Erfindung erläutert.
Um die Wirkung des Additivs auf die Verbrennungseigenschaften von
Öl-in-Wasser-Emulsionen der vorliegenden Erfindung zu
veranschaulichen, wurden sieben Bitumen-in-Wasser-Emulsionen mit den
in nachstehender Tabelle 1 aufgeführten Zusammensetzungseigenschaften
hergestellt.
Verbrennungstests wurden unter den in Tabelle II aufge
führten Bedingungen durchgeführt.
Die Verbrennungseigenschaften sind in nachstehender
Tabelle III zusammengefaßt.
Aus Tabelle III geht klar hervor, daß bei einer Erhöhung
des Additiv/Schwefel-Verhältnisses die Verbrennungseffi
zienz des emulgierten Kohlenwasserstoff-Brennstoffes auf
99,9% verbessert wird. Außerdem zeigen die Vergleichsdaten
von Tabelle III, daß mit Erhöhung des Additiv/
schwefel-Verhältnisses die SO₂ und SO₃ Emissionen ver
bessert werden. Die Emulsion Nr. 5 zeigt, daß bei einem
Additiv/Schwefel-Verhältnis von 0,097 die Effizienz der
SO₂-Entfernung über 90% beträgt. Zudem sind die Schwe
feloxid-Emissionen in kg/Joule weit geringer als die
beim Verbrennen des Brennstofföls Nr. 6 erzielten
6,4488×10-¹⁰ kg/Joule. Ferner führt das Verbrennen der optimierten
Öl-in-Wasser-Emulsion zu einer beträchtlichen Verringe
rung der Schwefel-Trioxid-Bildung und verhindert so die
Korrosion der Wärmeübertragungsflächen aufgrund der
Schwefelsäure-Kondensation (Tieftemperatur-Korrosion).
Außerdem führt die Verbrennung der optimierten Öl-in-
Wasser-Emulsion zur Bildung von Aschen mit hohem
Schmelzpunkt und verhindert so die Korrosion der Wärme
übertragungsflächen aufgrund des Vanadium-Angriffs
(Hochtemperatur-Korrosion). Es ist zu beachten, daß das
primäre Additiv in diesen Tests Natrium ist.
Zudem zeigt sich beim Vergleich von Emulsion Nr. 4 mit
Nr. 5, welche beide bei dem gleichen Additiv/Schwefel-
Molverhältnis verbrannt wurden, daß die Verdünnung von
Bitumen in der wäßrigen Phase (von 77,3 bis 70,0 Vol.-%)
keine Wirkung auf die Verbrennungseigenschaften
hat, jedoch eine gleichwertige SO₂ Reduktion liefern
(53,7 vs. 52,3%).
Sechs weitere Öl-in-Wasser-Emulsionen wurden unter Ver
wendung des gleichen Bitumens wie in Beispiel I herge
stellt. Die Zusammensetzungseigenschaften dieser Emul
sionen sind in nachstehender Tabelle IV aufgeführt.
Diese Emulsionen wurden unter den in Tabelle V aufge
führten Betriebsbedingungen durchgeführt.
Die Verbrennungseigenschaften sind in Tabelle VI
zusammengefaßt.
Auch aus Tabelle VI geht klar hervor, daß eine Erhöhung
des Additiv/Schwefel-Verhältnisses zu einer verbesserten
Verbrennungseffizienz und hervorragenden Schwefeloxid-
Emissionen führt. Es ist zu beachten, daß Natrium das
primäre Element im Additiv war.
Auch beim Vergleich von Emulsion Nr. 11 (Tabelle V) mit Emulsion
Nr. 6 aus dem vorhergehenden Beispiel (Tabelle II), welche beide bei
der gleichen Wärmeeingabe (240 317 Watt) verbrannt
wurden, zeigt sich, daß der Unterschied in der
durchschnittlichen Tröpfchengrößen (34 vs. 14 µm) die
Verbrennungseigenschaften nicht beeinträchtigt, jedoch
eine gleichwertige SO₂ (Reduktion) liefert (51,7
vs. 52,3%), wenn beide Emulsionen bei dem gleichen
Additiv/Schwefel Verhältnis verbrannt werden.
Ferner zeigt der Vergleich von Emulsion Nr. 9 mit Nr. 11,
daß die Reduktion nicht von der Wärmeeingabe ab
hängt.
Sieben weitere Öl-in-Wasser-Emulsionen wurden unter
Verwendung eines Brennstoff-Rückstandsöles als viskoser
Kohlenwasserstoff hergestellt. Die Zusammensetzungs
eigenschaften dieser Emulsionen sind in nachstehender
Tabelle VII aufgeführt.
Verbrennungstests wurden unter den nachfolgenden Be
triebsbedingungen durchgeführt.
Die Verbrennungseigenschaften sind in nachstehender
Tabelle IX zusammengefaßt.
Wie aus Tabelle III geht auch aus Tabelle IX ganz klar
hervor, daß mit der Erhöhung des Additiv/Schwefel-Ver
hältnisses die Verbrennungseffizienz des emulgierten
Kohlenwasserstoff-Brennstoffes verbessert werden. Zudem
zeigt Tabelle IX deutlich, daß die Schwefel
oxid-Emissions-Pegel mit der Erhöhung des Additiv/
Schwefel-Verhältnisses abnehmen. Aus den Emulsionen 16
und 17 ist wieder ersichtlich, daß die erzielten Schwe
feloxid-Emissionen geringer sind als diejenigen, welche
mit dem Brennstofföl Nr. 6 erzielt werden können. Es ist
zu beachten, daß Magnesium das primäre Element im Addi
tiv war.
Weitere sechs Öl-in-Wasser-Emulsionen wurden unter Ver
wendung eines hochschwefeligen Brennstofföls Nr. 6 als
Kohlenwasserstoff-Bestandteil hergestellt. Die Zusam
mensetzungseigenschaften dieser Emulsionen werden in
nachstehender Tabelle 10 erläutert.
Verbrennungstests wurden unter den in Tabelle XI
aufgeführten Betriebsbedingungen durchgeführt.
Die Verbrennungseigenschaften dieser Emulsionen sind in
Tabelle XII zusammengefaßt.
Wie in den Beispielen I bis III, zeigt auch Tabelle XII
die Wirkung der Additive der vorliegenden Erfindung auf
die Schwefelemissionen, wenn diese Emulsionen als Brenn
stoff verbrannt werden. Es ist zu beachten, daß Natrium
das primäre Element im Additiv war.
Zum Schluß wurden sieben Öl-in-Wasser-Emulsionen unter
Verwendung eines hochschwefeligen Vakuum-Gasöles als
Kohlenwasserstoff-Bestandteil der Emulsion hergestellt.
Die Zusammensetzungseigenschaften der Emulsionen sind in
nachstehender Tabelle XIII aufgeführt.
Diese Emulsionen wurden unter den in Tabelle XIV aufge
führten Betriebsbedingungen verbrannt.
Die Verbrennungseigenschaften sind in nachstehender
Tabelle XV zusammengefaßt.
Noch einmal wurde die Wirkung des Additivs auf die
Schwefeloxid-Emissionen deutlich dargelegt. Mit Erhöhung
des Additiv/Schwefel-Verhältnisses wird die Verbren
nungseffizienz des emulgierten Kohlenwasserstoff-Brenn
stoffes auf 99% verbessert. Die SO₂- und SO₃-Emissions
pegel verbessern sich mit Erhöhung des Additiv/Schwefel-
Verhältnisses. Aus den Emulsionen Nr. 25, 26, 27 und 28
ist zu ersehen, daß die Effizienz der SO₂-Entfernung mit
Erhöhung des Additiv/Schwefelverhältnisses zunimmt. Zu
dem sind die Schwefeloxid-Emissionen in kg/J für die
Emulsionen 25 bis 28 gleich oder geringer als diejeni
gen, die man beim Verbrennen von Brennstofföl Nr. 6 er
zielt.
Hauptbestandteil der Asche, die beim Verbrennen dieser
emulgierten Brennstoffe produziert wird - z. B. Emulsion
Nr. 15, Nr. 16 und Nr. 17 -, soll MgO · V₂O₅ (Magnesium-
Orthovanadat) sein, dessen Schmelzpunkt bei
1190°C - liegt. Magnesium-Orthovanadat ist ein sehr be
kannter Korrosionshemmstoff für den Vanadiumangriff in
Verbrennungssystemen. Daher führen solche Aschen aus
verbrannten Emulsionen mit Additiven
aus Elementen, welche aus der
Gruppe Ca++, Ba++, Mg++ und Fe+++ oder Mischungen davon
ausgewählt wurden, und Aschen aus verbrannten Emul
sionen, bei welchen Additive aus
Elementen verwendet wurden, welche aus der Gruppe Na⁺, K⁺, Li⁺
und Mg++ ausgewählt worden, sind - mit Mg++ als primärem Element - zu einer korrosionsfreien
Hochtemperaturverbrennung.
Solch eine Hochtemperatur-Korrosion wird normalerweise
bei der Verbrennung flüssigen Kohlenwasserstoffs durch
Vanadiumverbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt verur
sacht.
Claims (12)
1. Verfahren zur Verminderung der Schwefelemissionen bei der Ver
brennung eines schwefel- und wasserhaltigen Brennstoffes unter
Zugabe eines schwefelbindenden Additivs vor dem Verbrennungs
vorgang, bei dem aus einem Bitumen der folgenden Zusammensetzung
78,2 bis 85,5 Gew.-% an C,
9,0 bis 10,8 Gew.-% an H,
0,2 bis 1,3 Gew.-% an O,
0,50 bis 0,70 Gew.-% an N,
2 bis 4,5 Gew.-% an S,
0,05 bis 0,33 Gew.-% an Asche,
50 bis 1000 ppm V,
20 bis 500 ppm Ni,
5 bis 60 ppm Fe,
30 bis 200 ppm Na,und mit folgenden Eigenschaften:Dichte (d₁₅) 1,068 bis 0,986 g/ml,
Viskosität
1000×10-⁶ bis 5 100 000×10-⁶ m²/sec bei 50°C,
40×10-⁶ bis 16 000×10×-⁶ m²/sec bei 99°C,
LHV (=Wärmewert) 34 890 bis 44 194 kJ/kg,
Gehalt an Asphaltenen von 9,0 bis 15,0 Gew.-%durch Mischen mit Wasser und mit einem Emulgator sowie einem wasserlöslichen schwefelaufnehmenden Additiv eine Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsion mit einem Wassergehalt von 5 bis 40 Vol.-%, einer Tröpfchengröße von 10 bis 60 µm und einem Molverhältnisbetrag des Additivs zum Schwefel im Kohlenwasserstoff von zumindest 0,050 erzeugt wird, wobei das Additiv aus einer Na⁺, K⁺, Li⁺, Ca++, Ba++, Mg++, Fe+++ und/oder Mischungen davon enthaltenden Gruppe ausgewählt wird, wonach die optimierte Emulsion auf eine Tempe ratur von 20 bis 80°C erhitzt und mit einem Verdünnungsmittel einer Dampf und Luft enthaltenden Gruppe unter folgenden Betriebsbedingungen zerstäubt wird:Dampfdruck zwischen 2 und 6 bar bei einem Dampf/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,5, oder
Luftdruck zwischen 2 bis 7 bar bei einem Luft/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,4,und anschließend der zerstäubte Brennstoff der Verbrennung zuge führt wird.
9,0 bis 10,8 Gew.-% an H,
0,2 bis 1,3 Gew.-% an O,
0,50 bis 0,70 Gew.-% an N,
2 bis 4,5 Gew.-% an S,
0,05 bis 0,33 Gew.-% an Asche,
50 bis 1000 ppm V,
20 bis 500 ppm Ni,
5 bis 60 ppm Fe,
30 bis 200 ppm Na,und mit folgenden Eigenschaften:Dichte (d₁₅) 1,068 bis 0,986 g/ml,
Viskosität
1000×10-⁶ bis 5 100 000×10-⁶ m²/sec bei 50°C,
40×10-⁶ bis 16 000×10×-⁶ m²/sec bei 99°C,
LHV (=Wärmewert) 34 890 bis 44 194 kJ/kg,
Gehalt an Asphaltenen von 9,0 bis 15,0 Gew.-%durch Mischen mit Wasser und mit einem Emulgator sowie einem wasserlöslichen schwefelaufnehmenden Additiv eine Kohlenwasserstoff-in-Wasser- Emulsion mit einem Wassergehalt von 5 bis 40 Vol.-%, einer Tröpfchengröße von 10 bis 60 µm und einem Molverhältnisbetrag des Additivs zum Schwefel im Kohlenwasserstoff von zumindest 0,050 erzeugt wird, wobei das Additiv aus einer Na⁺, K⁺, Li⁺, Ca++, Ba++, Mg++, Fe+++ und/oder Mischungen davon enthaltenden Gruppe ausgewählt wird, wonach die optimierte Emulsion auf eine Tempe ratur von 20 bis 80°C erhitzt und mit einem Verdünnungsmittel einer Dampf und Luft enthaltenden Gruppe unter folgenden Betriebsbedingungen zerstäubt wird:Dampfdruck zwischen 2 und 6 bar bei einem Dampf/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,5, oder
Luftdruck zwischen 2 bis 7 bar bei einem Luft/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,4,und anschließend der zerstäubte Brennstoff der Verbrennung zuge führt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Brennstofftemperatur zwischen 20 und 60°C,
einen Dampfdruck zwischen 2 und 4 bar bei einem Dampf/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,4, bzw.
einen Luftdruck zwischen 2 bis 4 bar bei einem Luft/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,3.
einen Dampfdruck zwischen 2 und 4 bar bei einem Dampf/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,4, bzw.
einen Luftdruck zwischen 2 bis 4 bar bei einem Luft/Brennstoff-Gewichtsverhältnis von 0,05 bis 0,3.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Molverhältnis von Additiv zu Schwefel in der Kohlenwasserstoff-
in-Wasser-Emulsion von zumindest 0,100 gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Emulgierungszusatz aus der Gruppe ausgewählt wird,
welche anionische Tenside, nichtionische Tenside, kationische Tenside
und/oder Mischungen von kationischen und nichtionischen Tensiden
enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
nichtionischen Tenside aus der Gruppe ausgewählt werden, welche
ethoxylierte Alkylphenole, ethoxylierte Sorbitester sowie Mischungen davon
enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
kationischen Tenside aus der Gruppe ausgewählt werden, welche
Hydrochloride von Fettsäurediaminen, Imidazoline, ethoxylierte Amine,
Amidoamine, quartäre Ammoniumverbindungen sowie Mischungen da
von enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
anionischen Tenside aus der Gruppe ausgewählt werden, welche
langkettige Carboxy-Sulfosäuren oder Mischungen davon enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Emulgierungszusatz ein nichtionisches Tensid
mit einem HLB-Wert von mehr als 13 verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht
ionisches Tensid ein oxialkyliertes Nonylphenol mit
20 Ethylenoxid-Einheiten verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das anionische Tensid aus der Gruppe ausge
wählt wird, welche Akylarylsulfonat, Alkylarylsulfat oder
Mischungen davon enthält.
11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Emulgierungszusatz in einer Menge von
0,1 bis 5 Gew.-%, ausgehend vom Gesamtgewicht der Emulsion,
eingesetzt wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, gekenn
zeichnet durch das Konditionieren der Öl-in-Wasser-Emulsion
dergestalt, daß eine Emulsion mit einem Wassergehalt von 5 bis 30 Vol.-%
und einer Öltröpfchengröße von 10 bis 60 µm erzielt wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/014,871 US4834775A (en) | 1986-06-17 | 1987-02-17 | Process for controlling sulfur-oxide formation and emissions when burning a combustible fuel formed as a hydrocarbon in water emulsion |
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---|---|
DE3804834A1 DE3804834A1 (de) | 1988-08-25 |
DE3804834C2 true DE3804834C2 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=21768258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3804834A Granted DE3804834A1 (de) | 1987-02-17 | 1988-02-17 | Verfahren zum herstellen bzw. verbrennen eines brennstoffes sowie kohlenwasserstoff-brennstoff dafuer |
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---|---|
US (1) | US4834775A (de) |
JP (1) | JPH0747746B2 (de) |
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BR (1) | BR8706479A (de) |
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