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Heizölmischung Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Heizöle
und insbesondere auf ein Heizöl mit verhältnismäßig 'ho'hem Schwefelgehalt, das
so umgewandelt ist; daß die Korrosionswirkung der in den Abgasen des verbrannten
Öls enthaltenen Schwefeloxyde bedeutend herabgesetzt ist.
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Allgemein bekannt sind ölgeheizte Kessel und ähnliche Einrichtungen,
in denen das Brennersystem aus einer oder mehreren Sprüihdüsen bestellt, durch die
das Öl gepreßt wird und in denen der zerstäubte Strähl dann mit Luft verbrannt und
über die Kesselrohre geleitet wird und die Abgase durch einen Schornstein aus Stahl
oder Ziegel entweidhen, der eine genügende Höhe hat, um wenigstens einen Teil des
für den Ofen notwendigen Zuges zu schaffen. Damit die Verwendung von Heizöl wirtschaftlich
bleibt, muß es billig sein, was die Entfernung der schädlichen Verunreinigungen
durch verhältnismäßig kostspielige Raffinierungsverfa'hren unmöglieh madht. Es wurde
gefunden, daßeine große Zahl von fandelsüblichen Heizölen, besonders die aus Rohölen,
wie z. B. dem stark schwefelhaltigen Mittelostrohöl, erhältlichen Öle, eine große
Menge Schwefel enthalten. Außerdem erfordert die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens,
daß nur eine minimale Menge ungenutzter Wärme mit den Abgasen veilorengeht, so daß
diese Gase, die wesentliche Mengen Schwefeloxyde enthalten, verhältnismäßig kühl
sind, wenn sie durch den Schornstein strömen.
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Es ist allgemein anerkannt, daß die Korrosion von Eisen oder anderen
der Korrosion unterliegenden Metallen durch derartige Gase erheblich wird, wenn
die Temperatur dieser Gase unter den Taupunkt fällt. DieKorrosion scheint daher
wenigstens zum Teil eine Funktion des Kondensationsgrades
an den
inneren Wänden des Schornsteins zu sein, und alles, was diese Kondensation verringern
würde, z. B. die Herabsetzung des Taupunktes, sollte dementsprechend den Grad der
Korrosion vermindern.
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Es ist gesagt worden, daß die Korrosion durch Abgase durch eine im
wesentlichen vollständige Entfernung der suspendierten Teilchen erheblich vermindert
wird. Vielleicht wurde vermutet, daß die Wirkung dieser Maßnahme eine Herabsetzung
des Taupunktes sein würde. Auf der anderen Seite wurde die Theorie aufgestellt und
durch praktische Beispiele erhärtet, daß die Anwesenheit von überschüssigem Rauch
in. dem Abgas die Herabsetzung des Taupunktes und damit eine verminderte Korrosion
bewirkt. Diese Erscheinung wurde in feste Brennstoffe verbrennenden Ofen gezeigt,
wobei sowohl durch unvollständige Verbrennung Kohlenrauch als auch durch Einführung
von Zinkblende in den Ofen Zinkoxydraucl1 erzeugt wurde. _ Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind Heizölmischungen auf der Grundlage schwefelhaltigen Mineralöls, denen
o,5 bis 8, vorzugsweise i bis 2 Gewichtsprozent eines feinverteilten Katalysators
einverleibt sind, wie er in dem Schlammöl enthalten ist, das als Rückstand von der
Fraktionierung eines nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitenden Krackverfahrens
anfällt. Die Verwendung dieses Schlammes als Zusatz ist besonders wirksam und dabei
billig und demgemäß günstiger als die bereits vorgeschlagenen Zusätze anderer raucherzeugender
Mittel, z. B. Zinkblende oder Titantetrachlorid, oder die absichtliche unvollständige
Verbrennung, um- auf diese Weise- einen die Korrosion vermindernden Rauch zu erhalten.
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Ziel der Erfindung ist also die Schaffung eines einfachen und wirksamen
Mittels zur Verminderung der Korrosion durch Abgase der Heizölverbrennung; wenn
das benutzte Heizöl einen hohen Schwefelgehalt hat. Hierbei kommt es darauf an,
daß eine praktisch .gleichmäßige Mischung mit dem Heizöl :gebildet wird, und zwar
in solcher Menge, daß nach der Verbrennung des Olfs in einem Brenner von der Art
eines Sprühbrenners der Staubgehalt der Abgase ausreicht, um die Korrosionswirkung
edeutend zu vermindern. Die Menge der metallischen Zusätze zu dem Heizöl ist dabei
ver-'hältnismäßi.g gering und liegt etwa in der Größenordnung einiger weniger Prozente,
bezogen auf das Öl.
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Im Gegensatz zu mit festen Brennstoffen arbeitenden Ofen sind ölgefeuerte
Ofen meist so beschaffen, daß die imÖl enthaltenenAschebestandteile, die meist von
sehr kleiner Teilchengröße sind, normalerweise in den Abgasen mit abziehen und in
den Schornstein gelangen. Jedoch ist der Aschege'halt eines normalen Heizöls so
gering, daß die Wirkung der so mitgerissenen festen Teilchen unbedeutend ist.
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Bevor zweckmäßigeAusführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben
werden, erscheint es wünschenswert, die physikalischen Erfordernisse des Systems
zu betrachten. Damit die Asche als Rauch mit den Abgasen entfernt wird, sollte die
Absetzgeschwindigkeit der Teilchen geringer sein, vorzugsweise wesentlich geringer
als die Geschwindigkeit der Gase im Schornstein. Gewöhnlicher atmosphärischer Staub
hat eine Teilchengröße von o,i bis io ic und eine dementsprechende Endfallgeschwindigkeit
von 91,5 X io-6 bis 91,5 X io---2 cm/Sek. Größere Teilchen, z. B. von 20 bis 40
ic, haben eine Endgeschwindigkeit von etwa 2 bis io cm/Sek. Geschwindigkeiten in
Ofenschornsteinen liegen gewöhnlich in einem Bereich von etwa 122 bis 457 cm/Sek.,
wobei die Teilchengröße, die einer Endgeschwindigkeit von 12,2 cm/Sek. entspricht,
o,2 mm beträgt.
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Außer dem Katalysatorabfallschlamm kann man dem "O1 noch darin lösliche,
aschebildende Stoffe, z. B. metallische Seifen; wie Naphthenate, Stearate oder Palmitate
u. dgl., z. B. des Aluminiums, Zinks oder Zinns, zusetzen. Diese Seifen können ganz
oder teilweise gelöst vorliegen, wobei die Mischung im letzteren Falle die Eigenschaften
eines verdünnten Sols liat. Wenn der zugegebene Bestandteil eine Suspension ist,
können auch rauchbildende Stoffe, wie Ammoniun ichlorid, - zugefügt werden (wobei
jedoch alle korrosiven Eigenschaften zu beachten sind, die .dieser Zusatzstoff besitzen
kann). Die erwähnten Metallseifen sichern die Stabilität der Suspension der Schlammbestandteile
im Heizöl, insbesondere wenn diese Öle lange gelagert werden.
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Die Beständigkeit der Suspension hängt von der Viskosität des Öls
und der Teilchengröße des suspendierten Stoffes ab. Obgleich beständige Suspensionen
leicht durch zweckmäßige Auswahl der Stoffe erhalten werden können, ist es in einigen
Fällen, und besonders wo* eine längere Lagerung des Öls in Betracht kommt,
wünschenswert, Peptisierungsmittel zuzugeben. Als solche werden gewöhnlich z. B.
metallische Seifen, wie bereits erwähnt, verwendet, die selbst dazu beitragen, den
wünschenswerten Aschegehalt zu bilden.
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Das erfindungsgemäß mit dem Heizöl zu vermischende Schlammöl wird
als Bodensatz im Fraktioniergefäß bei einem nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitenden
Krackverfahren gewonnen. Es enthält nach Reinigung in Cyclonabscheidern und anderen
die feinen Katalysatorteilchen in der Größe von etwa 2o bis 40 ,c', die im Fraktioniergefäß
als Schlamm im Ölrückstand vorliegen. Diese feinen Teilchen werden häufig mechanisch
von dem Öl abgetrennt und zu dem Kr acksystem zurückgeleitet, wobei das 01, entweder
zu .dier Krackzone rückgeführt oder wegen seiner schwierigen Natur verworfen wird.
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Wenn dieses Schlammöl zur Herstellung eines verbesserten Öls nach
vorliegender Erfindung ver--wendet wird,. kann es zweckmäßigerweise unmittelbar
mit einem Heizöl vermischt werden, um eine Mischung mit dem gewünschten Staubgehalt
zu erhalten.
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Die erforderliche Menge des Feststoffes hängt von dem Schwefelgehalt
des Heizöls und der Teilchengröße, d. h. dem Verhältnis der Oberfläche zum Gesamtgewicht
des Feststoffes ab. Es scheint
auch, daß die erforderliche Menge
von dem Adsorptionsvermögen der Rauchteilchen abhängt, wobei hygroskopischer Rauch
bei ;gleicher :Menge wirksamer ist als nicht hygroskopischer Rauch. Als eine allgemeine
Faustregel kann gelten, daß die Feststoffmenge doppelt so groß sein kann als die
Schwefelmenge. Im allgemeinen geben deshalb Feststoff mengen von i bis 2 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Öl, zufriedenstellende Ergebnisse, wobei in der Praxis
0,5 bis 7 oder 81/o, verwendet werden. Bei Verwendung eines festen Schlammes
ist dies die gesamte zur Aschebildung erforderliche Zugabe, mit Ausnahme des Peptisierungsmittels,
während bei Verwendung von Seifen, wie z. B. Aluminiumstearat, Mengen von 5 bis
ioo/o notwendig sind. Aus diesem Grunde ist es klar, daß eine sorgfältige Auswahl
der Stoffe notwendig ist, um ein zu starkes Verdicken zu vermeiden, und daß aus
wirtschaftlichen Gründen solche Stoffe nur gelegentlich in Frage kommen.
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Die umgewandelten Öle der vorliegenden Erfindung werden in Sprühbrennern
der herkömmlichen Art mit oder ohne Vorheizung verwendet. Die Abnutzung der Brenneranlage
ist zwar beachtlich größer als die, die bei der Verwendung von ein-