DE1041621B - Heizoel - Google Patents
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- 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
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/12—Inorganic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
- B02C15/12—Mills with at least two discs or rings and interposed balls or rollers mounted like ball or roller bearings
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-
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft Heizöle, die bei der Verbrennung Asche ergeben. Bei der Verwendung solcher
Heizöle, insbesondere Rückstandsheizölen mit einem Aschegehalt, in Verbrennungskraftanlagen, z. B.
Gasturbinen und Ofen, tritt infolge der Einwirkung der Aschenbestandteile, wie Vanadium und/oder
Natriumverbindungen, sehr oft eine Korrosion oder Oxydation der Metalle der Anlagen ein. Selbst gegenüber
Hitze sehr widerstandsfähige Stoffe, z. B. Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen, werden von den
Verbrennungsprodukten solcher Rückstandsheizöle mit hohem Aschengehalt angegriffen.
In den meisten Fällen weist die gebildete Asche auch einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt
auf und haftet daher an den Oberflächen, mit denen sie in Berührung kommt, beispielsweise den Turbinenschaufeln.
Die hierdurch gebildeten Verkrustungen setzen die Wirksamkeit einer solchen Anlage stark
herab. Bei den modernen Krafterzeugungsanlagen mit hoher Betriebstemperatur werden diese Nachteile bei
der Verwendung von Rückstandsheizölen noch verstärkt.
Zur Behebung der erwähnten Schwierigkeiten wurde bereits vorgeschlagen, die verschiedensten
Stoffe, beispielsweise Magnesiumoxyd, Zinkoxyd, Bariumcarbonat, Siliciumdioxyd und einige Silikate,
als Zusatzstoffe bei der Verbrennung von Heizölen zu verwenden. Diese Verbindungen sollen die Aschenbestandteile
teilweise in Form von Vanadaten unschädlich machen und teilweise einfach als Verdün-Heizöl
nungsmittel wirken.
Es ist auch bekannt, für den gleichen Zweck Siliciumdioxyd und Calciumcarbonat in einer Menge zu
verwenden, die mindestens dem halben Vanadiumgehalt des Brennstoffes entspricht. Gleichfalls wurde
schon ein Zusatz von Magnesiumsulfat und Calciumnaphthenat zu Dieselölen empfohlen, um Korrosionserscheinungen in internen Verbrennungskraftmaschinen
entgegenzuwirken.
Obwohl einige dieser Zusatzstoffe die Korrosion tatsächlich vermindern, wird gleichzeitig die Menge
der Asche erhöht und damit der erzielte Vorteil wieder zunichte gemacht.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß ein Heizöl, das bei der Verbrennung Asche ergibt,
aber einen kleineren Anteil an Magnesiumsilikat oder an einer Mischung von Magnesiumoxyd, -hydroxyd
oder -carbonat mit Siliciumdioxyd enthält, nicht nur der Korrosion entgegenwirkt, sondern gleichzeitig
eine wesentlich geringere niedergeschlagene Aschenmenge ergibt. Wichtig ist hierbei, daß das Silikat
oder die Mischung aus den angeführten Magnesiumverbindungen und Siliciumdioxyd frei von anderen
Metallen außer Magnesium ist, d. h. neben dem MaAnmelder:
»Shell« Research Limited, London
»Shell« Research Limited, London
Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9
München 19, Romanplatz 9
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 22. Juni 1953 und 7. Mai 1954
Großbritannien vom 22. Juni 1953 und 7. Mai 1954
Alun Lewis, Little Sutton, Wirral, Cheshire,
und Robert Patrick Taylor, Wallasey, Cheshire
und Robert Patrick Taylor, Wallasey, Cheshire
(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden
sind als Erfinder genannt worden
gnesium nicht mehr als 5 Gewichtsprozent derselben enthalten.
Obgleich die vorliegende Erfindung sich auf jedes Heizöl bezieht, welches bei der Verbrennung Asche
ergibt, kann sie mit besonderem \rorteil auf Rückstandsheizöle
mit hohem Aschegehalt angewandt werden. Unter dem Ausdruck »Rückstandsheizöle mit
hohem Aschegehalt«, wie er in der vorliegenden Beschreibung gebraucht wird, werden flüssige Öle verstanden,
die einen Aschegehalt von mindestens 0,005 Gewichtsprozent, gemessen nach der Methode
I. P. — 4/44 (s. »Standard Methods for Testing Petroleum an its Products« veröffentlicht vom Institute
of Petroleum, 10. Auflage, auf S. 22 und 23) und eine Viskosität von mindestens 1,779° Engler bei
37° C aufweisen, und welche aus einem Rückstandserdöl bestehen oder ein solches enthalten.
Solche Rückstandsheizöle mit hohem Aschegehalt können aus Erdölrückständen allein oder in Mischung
mit anderen flüssigen Brennstoffen, wie destillierten oder gekrackten Kohlenwasserstoffbrennölen, bestehen.
Die Erfindung ist besonders wertvoll in Verbindung mit Rückstandsheizölen, welche bei der Verbrennung
eine Asche ergeben, die reich an Vanadium- und/oder Natriumverbindungen ist.
Aus wirtschaftlichen Gründen soll die angewandte Menge der erfindungsgemäßen Zusatzstoffe möglichst
gering sein, doch soll sie ausreichen, um die schädlichen Wirkungen der Asche auf ein Minimum herabzusetzen
und die Menge der in der Anlage niedergeschlagenen Asche auf den benötigten Grad zu reduzieren.
Im allgemeinen werden 0,01 bis 1,0 Gewichts-
809· 659/384
prozent und vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Heizöls, verwendet.
Das erfindungsgemäß verwendete Magnesiumsilikat kann entweder ein natürliches oder ein synthetisch
hergestelltes Magnesiumsilikat sein. So sind Talkum, Asbestrnehl, Enstatit, Hectorit, Olivin und die
handelsüblichen Erden mit hohem Magnesiumgehalt geeignete natürlich vorkommende Magnesiumsilikate.
Geeignete synthetische Magnesiumsilikate oder Mischungen solcher mit Siliciumdioxyd können durch
Zugabe eines Magnesiumsalzes zu einer wäßrigen Natriumsilikatlösung hergestellt werden, wobei sie in
der Form von Gelen anfallen und in dieser Form besonders zur Einarbeitung in die Heizöle geeignet sind.
Ähnliche Mischungen von Siliciumdioxyd mit Magnesiumoxyd, -hydroxyd oder -carbonat können ebenfalls
verwendet werden, und auch in diesem Falle können die Mischungsbestandteile natürlichen oder
synthetischen Ursprungs sein. So kann das Siliciumdioxyd in der Form von Quarz oder Kieselgur oder
in der Form eines synthetischen Siliciumdioxyds, das durch Ausfällung aus einem Silicagel hergestellt
wurde, vorliegen.
Vorzugsweise befinden sich das Magnesiumsilikat und die obenerwähnten Mischungen in sehr fein verteiltem
Zustand, wenn sie zu den Heizölen zugegeben oder in die Verbrennungsapparaturen eingespritzt
werden.
Das Magnesiumsilikat oder die Mischung von Magnesiumoxyd, -hydroxyd oder -carbonat und Siliciumdioxyd
kann in dem Heizöl dispergiert sein. Im allgemeinen sollen die Dispersionen von 1 bis 75 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsprozent, des Zusatzes enthalten. Solche konzentrierten Dispersionen
sind zum Einspritzen in Heizölzuführungsleitungen, Luftzuführungsleitungen oder Verbrennungskammern
oder zur Zugabe zu Heizölen zwecks Herstellung der erfindungsgemäßen Heizöle geeignet.
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern, wobei die angegebenen Teile
Gewichtsteile sind.
Ein Rückstandsheizöl mit einer Viskosität von 65,0° Engler bei 37° C und einem Aschegehalt von
0,07 Gewichtsprozent, wobei annähernd 60 Gewichtsprozent der Asche aus Vanadiumpentoxyd bestehen,
wurde in der Verbrennungskammer einer Gasturbine mit einer Geschwindigkeit von 11,3 kg pro Stunde
verbrannt. In den Luftstrom wurde feinverteiltes Talkum in einem Verhältnis entsprechend 0,5 Gewichtsprozent
des Brennstoffes eingesprüht.
Der aus der Verbrennungskammer austretende Gasstrom prallte auf eine Reihe von Platten, die die
Turbinenschaufeln darstellen sollten und in einem Winkel von 45° zum Gasstrom angeordnet waren. Die
Menge an Niederschlag auf den Schaufeln konnte jederzeit durch Herausziehen und Wägen der
Schaufeln bestimmt werden.
Beim Einsprühen von Talkum, wie oben beschrieben, war der durchschnittliche Niederschlag auf den
Schaufeln nach 20stündigem Betrieb 72 mg.
IJm die Erfindung, wie sie im obigen Beispiel beschrieben wurde, vergleichen zu können, wurden
folgende 20stündige Versuche unter den gleichen Bedingungen durchgeführt:
a) ohne die Einspritzung irgendeines Zusatzes;
b) Einspritzen von 0,4 Gewichtsprozent Siliciumdioxyd an Stelle von 0,5 Gewichtsprozent Talkum.
Das Durchschnittsgewicht des Niederschlages auf
den Schaufeln nach 20stündigem Betrieb war im Falle a) 104 mg und im Falle b) 170 mg, wodurch die
überraschende Verringerung der Niederschlagsbil-
dung bei der Verwendung von Talkum gezeigt wird.
Es kann auch festgestellt werden, daß in den
Fällen a) und b) die Überprüfung der Niederschläge durch Beugung von Röntgenstrahlen die Anwesenheit
von Natriumvanadylvanadat zeigt, daß jedoch diese
ίο Verbindung bei der Verwendung von Talkum nicht in
der Asche vorhanden ist. Da Natriumvanadylvanadat normalerweise Korrosion bei Stählen verursacht, vermindert
die Verwendung von Talkum nicht nur den Niederschlag, sondern hilft auch die Korrosion zu
verringern.
0 Beispiel 2
500 Teile Asbestmehl wurden mit 350 Teilen eines Heizöles, das eine Viskosität von 65,0° Engler bei
37° C und einen Aschegehalt von 0,01 Gewichtsprozent
hatte, vermischt und die Mischung durch eine Dreiwalzenfarbenmühle geführt, 5 Teile Aluminiumstearat
wurden mit 50 Teilen des gleichen Heizöles vermischt und auf 140° C erhitzt. Das resultierende
Gel wurde mit der Paste aus Asbestmehl und Heizöl vermischt und die Mischung noch einmal durch die
gleiche Mühle geführt.
3 Gewichtsprozent der resultierenden Paste wurden
mit einem Rückstandsheizöl mit einer Viskosität von 65,0° Engler bei 37° C und einem Aschegehalt von
0,1 Gewichtsprozent vermischt, wobei der Hauptanteil der Asche Vanadiumpentoxyd war. Diese Mischung
wurde in einem Hilfsbehälter unter Rühren bei 90° C gehalten, aus welchem sie in die Hauptbrennstoffleitung
zu einer feuerfest ausgekleideten Verbrennungskammer einer Gasturbinenanlage in bemessener
Menge geleitet wurde. Das gleiche Rückstandsheizöl wurde durch die Hauptbrennstoffleitung geführt, und
die obige Mischung wurde in einer solchen Geschwindigkeit zugemessen, daß das verbrannte Heizöl
0,12 Gewichtsprozent Asbestmehl enthielt. Das Heizöl
wurde in einer Geschwindigkeit von 10,4 kg pro Stunde verbrannt.
Der aus der Verbrennungskammer austretende Gasstrom wurde durch eine Reihe von flachen Schaufeln
aus einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, welche einen Abstand von 2,5 cm voneinander hatten und in
einem Winkel von 60° zum Gasstrom standen, geführt. Die Gasgeschwindigkeit durch die Reihe betrug
183 m pro Sek., und die Temperatur des Gases in der Reihe war 600 bis 610° C.
Nach 20stündigem Betrieb der obigen Anordnung wurde der Aschenniederschlag auf den Schaufeln
durch ihre Gewichtszunahme gemessen, und der durchschnittliche Niederschlag wurde zu 60 mg bestimmt.
Um die Erfindung, wie sie im obigen Beispiel beschrieben wurde, vergleichen zu können, wurden
folgende 20stündigen Versuche unter den gleichen Bedingungen und unter Verwendung des gleichen
Rückstandsheizöles durchgeführt:
a) ohne irgendeinen Zusatz und
b) Einspritzung einer wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat in den Heizölstrom mit einer solchen
Geschwindigkeit, daß eine Konzentration von 0,15'% an Magnesiumsulfat im Brennstoff erhalten
wurde.
Das durchschnittliche Gewicht des Niederschlages auf den Schaufeln nach 20stündigem Betrieb war im
Falle a) 150 mg und im Falle b) 120 mg. Es ist daraus ersichtlich, daß die Verwendung von Asbestmehl eine
6O°/oige Verminderung der Niederschlagsmenge im Vergleich mit Heizöl ohne Zusatz ermöglicht, wohingegen
die einfachere Magnesiumverbindung, Magnesiumsulfat, nur eine 20%ige Verringerung ergab.
Das Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde die darin genannte Mischung in die Hauptheizölleitung
mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt, daß eine Konzentration von 0,18 Gewichtsprozent an
Asbestmehl im Heizöl aufrechterhalten wurde. Das durchschnittliche Niedersdhlagsgewicht pro Schaufel
war nach 20stündigem Betrieb nur 50 mg, was einer 67%igen Verminderung der Niederschlagsmenge im
Vergleich mit dem Heizöl ohne Zusatz entsprach.
Es wurde eine Paste von Talkum in Heizöl, wie im ersten Absatz des Beispiels 2 beschrieben, hergestellt.
Die Paste wurde zu einer Mischung verarbeitet und diese einem Rückstandsheizöl zugeführt und das
Heizöl in einer Gasturbinenanlage verbrannt, wie im zweiten und dritten Absatz des Beispiels 2 beschrieben
wurde. Die Bemessung wurde so eingestellt, daß eine Konzentration von 0,1 Gewichtsprozent an Talkum im
Heizöl erhalten wurde. Das Durchschnittsgewicht des Niederschlages pro Schaufel nach 20stündigem Betrieb
war 100 mg, was einer 33°/»igen Verminderung der Niederschlagsmenge, verglichen mit dem Heizöl
ohne Zusatz, entsprach.
Um die unerwünschte Auswirkung von wesentlichen Mengen anderer Metalle als Magnesium in dem
verwendeten Zusatz zu zeigen, wurde Beispiel 4 wiederholt unter Verwendung eines Talkums, das mit
Calciumcarbonat verdünnt worden war, so daß die Mischung 21,5% Calcium enthielt. Nach 20stündigem
Betrieb bei Verwendung dieses Zusatzes wurde gefunden, daß der Durchschnittsniederschlag pro Schaufel
annähernd der gleiche war wie der, wenn ein Heizöl ohne Zusatz verbrannt wurde.
Claims (3)
1. Heizöl, das bei der Verbrennung Asche ergibt, wie ein Rückstandsöl mit hohem Aschegehalt,
welcher insbesondere hauptsächlich aus Vanadium- und/oder Natriumverbindungen besteht, gekennzeichnet
durch einen kleineren Anteil an Magnesiumsilikat oder an einer Mischung von Magnesiumoxyd, -hydroxyd oder -carbonat mit
Siliciumdioxyd, wobei das Silikat oder die Mischung im wesentlichen frei von anderen
Metallen außer Magnesium ist.
2. Heizöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Silikats oder der
Mischung 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent beträgt.
3. Heizöl oder Dispersion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumsilikat
Asbestin oder Talkum ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 819 032 ;
belgische Patentschrift Nr. 499 650.
Deutsche Patentschrift Nr. 819 032 ;
belgische Patentschrift Nr. 499 650.
© «09 659/Ϊ84 10.58
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1041621X | 1953-06-22 | ||
GB19189/53A GB749844A (en) | 1953-07-10 | 1953-07-10 | Improvements in or relating to the manufacture of an alkyl nitrate |
GB17195/53A GB761360A (en) | 1954-05-07 | 1954-05-07 | Improvements in and relating to fuel oils and the burning of fuel oils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1041621B true DE1041621B (de) | 1958-10-23 |
Family
ID=45374480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES39661A Pending DE1041621B (de) | 1953-06-22 | 1954-06-19 | Heizoel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1041621B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1770691B1 (de) * | 1967-06-23 | 1971-10-21 | Canadian Patents Dev | Heizoelzusatz |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE499650A (de) * | ||||
DE819032C (de) * | 1949-08-10 | 1951-10-29 | Tech Studien Ag | Verfahren zum Vermindern von Zerstoerungen durch Verbrennungs-produkte an hitzebestaendigen Metallteilen |
-
1954
- 1954-06-19 DE DES39661A patent/DE1041621B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE499650A (de) * | ||||
DE819032C (de) * | 1949-08-10 | 1951-10-29 | Tech Studien Ag | Verfahren zum Vermindern von Zerstoerungen durch Verbrennungs-produkte an hitzebestaendigen Metallteilen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1770691B1 (de) * | 1967-06-23 | 1971-10-21 | Canadian Patents Dev | Heizoelzusatz |
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