DK154943B - Braendselssammensaetning omfattende en hovedmaengde af en restbraendselsolie - Google Patents
Braendselssammensaetning omfattende en hovedmaengde af en restbraendselsolie Download PDFInfo
- Publication number
- DK154943B DK154943B DK146681AA DK146681A DK154943B DK 154943 B DK154943 B DK 154943B DK 146681A A DK146681A A DK 146681AA DK 146681 A DK146681 A DK 146681A DK 154943 B DK154943 B DK 154943B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- fuel oil
- zirconium
- oil
- amount
- fuel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
-
- 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
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/188—Carboxylic acids; metal salts thereof
-
- 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
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/188—Carboxylic acids; metal salts thereof
- C10L1/1881—Carboxylic acids; metal salts thereof carboxylic group attached to an aliphatic carbon atom
-
- 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
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/188—Carboxylic acids; metal salts thereof
- C10L1/1886—Carboxylic acids; metal salts thereof naphthenic acid
-
- 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
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/188—Carboxylic acids; metal salts thereof
- C10L1/1888—Carboxylic acids; metal salts thereof tall oil
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
Description
i
DK 154943 B
Opfindelsen angår en brændselssammensætning omfattende en hovedmængde af en restbrændselsolie.
• Restbrændselsolier, herunder kvaliteterne nr. 4, 5 og 6 (ASTM 5 D-396), anvendes i stor udstrækning til industriel opvarmning og dampkedler. En speciel ønskværdig brændselsolie er nr. 6, som anvendes i stort omfang af offentlige værker og kraftværker.
Statslige og føderative EPA-emissionsnormer begrænser ofte anven-10 del sen af restbrændsler, som frembringer store mængder af parti kel-formig emission ved forbrænding, og som derfor ikke er i overensstemmelse med normerne.
Situationen er imidlertid forholdsvis kompliceret, eftersom emis-15 sionsnormer fra stat til stat har tendens til at være forskellige, og det, at en restbrændselsolie er i overensstemmelse med normerne i én stat, betyder ikke nødvendigvis, at den er det i en anden, og eftersom normerne desuden kontinuerligt udsættes for ændringer, behøver en brændselsolie, der for tiden er i overensstemmelse med 20 normerne, ikke at være det i en nærmere fremtid på samme sted og under samme slutanvendelsesbetingelser.
Brændstoffer, der har tendens til at frembringe store mængder parti kel formig emission, er i almindelighed forbundet med én eller 25 flere karakteristika: Et svovlindhold over ca. 1%, en Conradson-kulstofrest (ASTM D-189, også kaldet "Con-kulstof" i fagsproget) på over ca. 7% eller et højt asfalt indhold. Brændstoffer, der giver parti kelformige emissioner, som overstiger de eksisterende normer, kan ikke anvendes direkte, men kan i nogle tilfælde blandes med 30 brændstoffer, der opfylder de eksisterende normer, og som almindeligvis har et lavt indhold af svovl og/eller "Con-kulstof" og asfalt. Denne situation er resulteret i en samlet forøget efterspørgsel efter brændselsolier, som opfylder emissionsnormerne på trods af faldende tilførsel og ledsagende stigning i omkostningerne.
35
Det, der ønskes, er en forøgelse af anvendeligheden af de restbrændselsolier, der giver høj emission, til industrielle opvarmningsformål på en måde, som resulterer i acceptable parti kelformige emissioner på trods af et højt svovlindhold og/eller en stor Con-
DK 154943 B
2 kul stofrest.
Inden for områder med beslægtede problemer er det kendt, at anvendelsen af specifikke tilsætningsstoffer i visse carbonhydrid-5 brændstoffer i visse tilfælde kan nedsætte røg eller sod ved forbrænding.
I beskrivelsen til USA patent nr. 3.594.138 omtales brugen af metalsalte af alkansyrer, navnlig gruppe Ila metalsalte, til reduk-10 tion af sod og røg frembragt ved forbrænding af carbonhydrid-brænd-stoffer anvendt i kompressions- og gnisttændingsmotorer. Barium- og calciumsalte af alkansyrer foretrækkes, og specielt foretrukket er en kombination af saltene med en ether, såsom ethylenglycolmono-methylether. Zirconiumsalte omtales også.
15 I beskrivelsen til USA patent nr. 2.086.775 omtales en fremgangsmåde til forøgelse af forbrændingsmotorers effektivitet ved tilsætningen af organometalliske forbindelser, herunder beta-di ketonderivater af cobalt, nikkel, mangan, jern, kobber, uran, molybdæn, vanadium, zir-20 konium, beryllium, platin, palladium, chrom, aluminium, thorium og de sjældne jordarts-metaller. Metaller, der har speciel værdi, omtales som værende beta-diketonater af cobalt, nikkel, jern, kobber og mangan.
25 I beskrivelsen til USA patent nr. 2.197.498 omtales en stabilisering af carbonhydridmotorbrændstoffer, der indeholder opløste organometalliske forbindelser, ved tilsætningen af en olie eller en vandopløselig, organisk syre til forhindring af udfældning deraf. Inkluderet blandt 16 nævnte metaller, herunder sjældne jordarts-metaller, 30 er organometalliske zirconiumforbindel ser.
I ingen af de ovenfor nævnte referencer omtales imidlertid specifikke additivers effektivitet til nedsættelse af parti kel formi g emission under forbrænding af specielt restbrændselsolie og navnlig 35 brændselsolie nr. 6.
I beskrivelsen til USA patenterne nr. 3.205.053 og nr. 3.231.592 omtales metaloxid-fedtsyrekomplekser, som er brugbare som additiver i restbrændselsolier, der indeholder vanadium og svovl, i hvilke
DK 154943 B
3 kompleksets funktion er at nedsætte korrosionen af kedlen ved at omdanne smeltede vanadiumforbindelser til en højtsmeltende vanadat-aske, som kan udstødes. Anvendelse af det ovenfor beskrevne metal -oxid-fedtsyrekompleks, i hvilket zirconiumoxid nævnes sammen med 15 5 andre metaloxider, herunder sjældne jordarts-metaloxider, øger imidlertid niveauet af parti kel formig emission. Ydermere kræver det beskrevne kompleks i almindelighed to forskellige metaller og er almindeligvis uopløseligt i restolien og må dispergeres deri ved hjælp af dispergeringsmidler.
10
Det er nu uventet blevet konstateret, at den mængde parti kel formigt materiale, der dannes ved forbrænding af restbrændselsolier, kan nedsættes i et omfang på mindst 5% og fortrinsvis mindst 10 til 50% eller mere.
15
Dette opnås med en brændselssammensætning, som omfatter en hovedmængde af en restbrændselsolie, når den ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der i brændselssammensætningen er opløst en effektiv spormængde af et additiv, der i alt væsentligt består af et 20 zirconiumsalt af en carboxylsyre udvalgt fra gruppen bestående af uforgrenede eller forgrenede C^-Cgg-fedtsyrer, tallolie, naphtensyre eller blandinger heraf.
Det er navnlig overraskende, at de omhandlede zirconiumsalte også er 25 effektive, når den anvendte restbrændselsolie er nr. 6, hvorimod de samme syresalte med andre metaller, f.eks. barium og magnesium, der er beskrevet i den kendte teknik som værende effektive til nedsættelse af røg eller sod ved forbrændingen af visse carbonhydrid-brændstofolier, blev fundet at være ineffektive til den foreliggende 30 specielle anvendelse.
Et foretrukket zirconiumsalt er zirconiumoctanoat, dets isomerer eller blandinger heraf og specielt foretrukket er en blanding af de uforgrenede og forgrenede octansyrezirconiumsalte.
35
En foretrukket restbrændselsolie er brændselsolie nr. 6, og reduktionen af mængden af parti kel formigt materiale dannet ved forbrænding er mindst ca. 5% og fortrinsvis 10 til 50% eller mere sammenlignet med brændselsolien i fravær af additivet.
DK 154943 B
4 Mængden af zirconiumsalt, som er til stede i sammensætningen, er ca.
1 til 1000 vægtdele pr. million, fortrinsvis 10 til 1000 vægtdele pr. million, beregnet på basis af metallet, og mest fortrinsvis ca.
50 til 150 vægtdele pr. million, beregnet på basis af metallet. En 5 lavere eller højere mængde end angivet ved området fra 1 til 1000 ppm kan imidlertid også anvendes forudsat, at en effektiv spormængde, som heri defineret, er til stede i restbrændselsolien.
Den foreliggende opfindelses nyhed ligger i den iagttagelse, at 10 zirconiumsalte af visse carboxylsyrer udøver en gunstig virkning på forbrændingen af restbrændselsolie, navnlig på brændselsolie nr. 6, til reduktion af mængden af parti kel formigt materiale, der dannes ved forbrændingen. Det her anvendte udtryk "restbrændselsolie" er velkendt og indbefatter restbrændselsolier af kvaliteterne nr. 4, 15 nr. 5 og nr. 6, som opfylder specifikationerne ifølge ASTM D-396. Navnlig foretrækkes brændselsolie nr. 6.
Grunden til at ovennævnte zirconiumadditiver udviser denne overraskende virkning er ikke klart forstået. Grunden kan være, at de 20 nævnte forbindelser på en meget specifik måde fremmer og aktiverer den fuldstændige oxidation af carbonhydrid- og svovlholdige bestandele i brændstoffet til flygtige eller gasformige forbindelser under forbrændingen.
25 De nævnte zirconiumsalte eller -forbindelser, her også kaldet "additiver", der kan anvendes ved den foreliggende opfindelse, består i alt væsentlig af zirconiumsaltene af uforgrenede eller forgrenede C4"C22 -fedtsyrer, tallolie, naphtensyre eller blandinger heraf, som er opløselige i restbrændselsolie og navnlig i brændsels-30 olie nr. 6. Med udtrykket "består i alt væsentligt af" menes, at små mængder af andre materialer, der ikke interfererer med eller hæmmer zirconiumadditivernes virkning med hensyn til reduktion af parti kel -formigt materiale dannet under forbrændingen af restbrændselsolierne, også kan være til stede.
35
Repræsentative eksempler på uforgrenede eller forgrenede C4"C22~ fedtsyrer og blandinger heraf indbefatter butansyre, isobutansyre, pentansyre, hexansyre, heptansyre, octansyre, isooctansyre, 2-ethyl-hexansyre, 3-ethylhexansyre, decansyre, dodecansyre, octadecansyre,
DK 154943 B
5 eicosansyre, heneicosansyre, docosansyre og lignende. Et foretrukket område er uforgrenede eller forgrenede C6"C18 -fedtsyrer og blandinger heraf, og en navnlig foretrukket fedtsyre er octansyre, dets isomerer og blandinger heraf.
5 "Tallolie" er en velkendt vare og er en kommercielt tilgængelig blanding af kolofoniumsyrer, fedtsyrer og andre stoffer, der er opnået ved syrebehandling af de alkaliske væsker fra fordøjelsen af fyrretræ.
10 "Naphthensyre" er et alment udtryk for mættede højere fedtsyrer afledt fra gasoliefraktionen af jordolie ved ekstraktion med kaus-tisk sodaopløsning og efterfølgende acidifikation.
15 Foretrukne zirconiumadditiver er de, der omfatter de beskrevne fedtsyrer, og navnlig de, der omfatter octansyre, dets isomerer og blandinger heraf. Med det her anvendte udtryk "isomerer af octan-syrer" menes andre mættede monocarboxylsyrer, der indeholder 8 car-bonatomer, og som har en alkylgruppe, der kan have forskellige 20 grader af carbonforgrening. Et foretrukket zirconiumoctanoatadditiv indeholder en blanding af uforgrenede og forgrenede octansyrezir-coniumsalte.
Metoder til fremstilling af de nævnte zirconiumsalte er velkendte 25 inden for fagområdet, og saltene er i almindelighed kommercielt tilgængelige.
Brændselssammensætningen ifølge opfindelsen kan fremstilles ved, at der i restbrændselsolien opløses en effektiv spormængde af et 30 additiv, der i alt væsentligt består af et zirconiumsalt af en carboxylsyre udvalgt fra gruppen bestående af uforgrenede eller forgrenede C4"C22 -fedtsyrer, tallolie, naphtensyre eller blandinger heraf.
35 Zirconiumadditivet inkorporeres i restbrændselsolien ved opløsning deri ved traditionelle metoder, såsom opvarmning, omrøring og lignende.
Den mængde zirconiumadditiv, der skal anvendes, er en "effektiv
DK 154943 B
6 spormængde", som vil nedsætte mængden af parti kel formigt materiale, der dannes ved forbrænding af restbrændselsolien sammenlignet med forbrænding af brændselsolien i fravær af additivet. Med udtrykket "effektiv spormængde" menes kvantitativt en mængde på fra ca. 1 til 5 1000 vægtdele pr. million og fortrinsvis fra 10 til 1000 vægtdele zirconiumadditiv pr. million, beregnet som metallisk zirconium af brændselssammensætningen, og specielt foretrukket fra ca. 50 til 150 vægtdele zirconiumadditiv pr. million, beregnet som metallisk zirconium af brændselssammensætningen. Lavere og højere mængder end 10 området 1-1000 ppm kan imidlertid også være til stede forudsat, at en effektiv spormængde, som defineret her, er til stede i restbrændselsolien.
Med det her anvendte udtryk "reduktion af mængden af parti kel formigt 15 materiale dannet under forbrænding" menes, at der opnås mindst ca.
5% reduktion af dannet parti kel formigt materiale og fortrinsvis fra ca. 10 til 50% og mere reduktion af dannet parti kel formigt materiale sammenlignet med forbrænding af restbrændselsolien i fravær af zirconiumadditivet ifølge opfindelsen.
20
Ved forbrænding af brændselssammensætningen blandes denne med indhold af additivet almindeligvis med oxygen, sædvanligvis i form af luft, til frembringelse af en brændstof/luftblånding før forbrændingen. I almindelighed ér' den mængde luft, der anvendes, i 25 overskud i forhold til den støkiometriske mængde, der er nødvendig til fuldstænding forbrænding af brændselsolien til kuldioxid og vand. Grunden til anvendelsen af dette overskud er, at der ikke altid sker fuldstænding blanding mellem brændselsolien og luften, og at det også er ønskeligt at have et lille overskud af luft, eftersom 30 det tjener til at nedsætte tendensen til dannelsen af sod og røg under forbrændingen. I almindelighed er det anvendte overskud af luft ca. 2 til 35% (0,4 til 7% baseret på oxygen) i forhold til den støkiometriske mængde afhængigt af de faktiske slutanvendelsesbetingelser, der kan variere betragtelig fra én type industri kedel til en 35 anden. En ulempe ved at anvende et stort luftoverskud er, at en større mængde varme, som ellers ville blive brugt til direkte opvarmningsformål, går tabt gennem medrivning. Det er blevet konstateret, at ved anvendelse af zirconiumadditi verne ifølge opfindelsen kræves mindre luftoverskud til reduktion af røg- og soddan-
DK 154943 B
7 nelse, og således er opvarmningseffektiviteten af restbrændselsolien større samtidig med, at der sker en større reduktion af parti kel-formig emission.
5 Den ovenfor beskrevne blanding af brændselsolie og luft sker på traditionel måde og udføres sædvanligvis ved hjælp af f.eks. dampeller luftatomisering til frembringelse af en fin stråle, som derefter forbrændes til opretholdelse og næring af en flamme. Forbrændingen styres og udføres ved en speciel "brændingshastighed", 10 som sædvanligvis udtrykkes som kg forbrændt brændselsolie pr. minut.
Forbrændingen af restbrændselsolie udføres sædvanligvis i traditionelle industri kedler, offentlige kedler, raffinaderi ovne og lignende.
15
Den mængde parti kelformigt materiale, der dannes under forbrændingen af restbrændselsolien, vil variere over et bredt område og er afhængig af et antal faktorer, såsom kedeltype, kedelstørrelse, antal og type af brændere, den anvendte restbrændselsoliekilde, overskuds-20 mængden af luft eller oxygen, forbrændingshastighed og lignende. I almindelighed vil mængden af dannet parti kelformigt materiale ligge i området fra ca. 0,01 til 1,0 vægt% af den anvendte brændelsolie og højere. Én vægt% svarer til dannelse af 1 g parti kelformigt materiale ved forbrænding af 100 g brændelsolie. Mængden af dannet 25 parti kelformigt materiale, heri kaldt "total parti kelformigt mate riale", er faktisk summen af 2 separate målinger; "røraflejringer", som for det første er mængden af parti kelformigt materiale aflejret inden i kedlen, og for det andet "filtreret parti kelformigt materiale fra skorstenen", hvilket er mængden af dannet parti kelformigt 30 materiale, der slipper ud fra kedlen, og som faktisk emitteres ud af skorstenen til atmosfæren. EPA-målinger omfatter sædvanligvis kun filtreret parti kelformigt materiale, som fra skorstenen frigives direkte til luftomgivelserne og bidrager til en nedsættelse af luftkvaliteten. "Røraflejringer" fører imidlertid til korrosion af 35 udstyret, hyppige "udrensninger" og forhøjelse af de totale driftsomkostninger. Når røraflejringer samler sig på indersiden af appara-tet opnås ydermere en kritisk skorpetykkelse, og yderligere aflejringer medrives derefter i det parti kel formige materiale fra skorstenen, hvilket i betragtelig grad forøger mængden af parti kel formig
DK 154943 B
8 emission. Til fuld vurdering af de samlede driftsfordele ved en speciel restbrændelsolie i en kedel, skal mængden af røraflejringer således også tages i betragtning, såvel som parti kel formigt materiale fra skorstenen i overensstemmelse med emissionsnormer.
5
Den tilladte mængde parti kel formigt materiale fra skorstenen vil variere fra stat til stat og er tillige underkastet den maksimal -mængde, der er tilladt under de føderative EPA-normer. I Florida er de for tiden tilladelige grænser for eksisterende kraftværker f.eks.
10 0,045 kg parti kel formig emission pr. million BTU, hvilket er ækviva lent med ca. 1,85 vægt% parti kelformig emission fra skorstenen baseret på vægten af forbrændt brændselsolie. Eftersom emissionsnormerne vil variere fra jurisdiktion til jurisdiktion, vil det være nødvendigt at tilsætte forskellige mængder af zirconiumadditivet til 15 frembringelse af en brændselssammensætning ifølge opfindelsen, som vil være i overensstemmelse med disse normer.
Måling af mængden af "partikelformigt materiale fra skorstenen" udføres ved hjælp af EPA-metode nr. 5 Stack Sampling System, "De-20 termination of Particulate Emissions from Stationary Sources" og er beskrevet i The Federal Register.
De parti kel formige skorstensemissioner omfatter almindeligvis parti kel formigt kulstof, svovlholdige carbonhydrider, uorganiske 25 sulfater og lignende.
De efterfølgende eksempler er illustrative for den bedste udførelsesform for opfindelsen.
30
Eksempel 1
Forbrændingsforsøg blev udført i en 50 hestekraft Cleaver Brooks horisontal ildrørskedel, der har en nominel brændingshastighed på 35 0,91 kg/min (2 lbs/minut) restbrændselsolie. Ved hjælp af hensigts mæssige skærme og varmeudvekslingsrør tvinges de dannede forbrændingsgasser til at passere kedlens længde 4 gange, før de udledes fra skorstensenheden. En brændselsolie nr. 6 indeholdende 50 vægtdele pr. million (beregnet som metal) af en organometallisk for-
DK 154943 B
9 bi ndel se (anført nedenfor) atomiseredes ved hjælp af en ved lavt tryk (68,95 kPa) luftatomiserende dyse. Brændstofoliens viskositet o ved dysen blev holdt på 30 mm pr. sekund ved opvarmning af brændstoffet til en forudfasti agt temperatur (ca. 105°C). Før kontakt med 5 brændersprøjten blev den atomiserede brændselsolie blandet med en udmålt mængde "sekundær" overskudsluft, som blev tvunget gennem en spredeplade til sikring af effektiv forbrænding. Oen sekundære luft blev tilvejebragt ved hjælp af en centrifugal blæser, der var anbragt i kedel hovedet. Mængden af sekundær luft blev styret ved hjælp af en 10 dæmper, som blev reguleret til at holde oxygenniveauet i det atomiserede brændstof på ca. 1,5% i overskud (i forhold til det til fuldstændig forbrænding af brændstoffet støkiometrisk nødvendige).
Til sikring af driftsstabilitet fik kedlen lov til at varme op i 15 mindst 1 time før påbegyndelse af forsøget. Brændstofforbrændings-hastigheden blev indstillet til ca. 0,68 kg/minut ved periodisk at måle vægttabet af olietilførselstønden, som var anbragt på en vægt.
Totalt dannet parti kel formigt materiale blev bestemt ved at addere 20 mængden af i sokinetisk målt parti kel formigt materiale fra skorstenen (EPA-metode 5 Stack Sampling System) til den mængde, der aflejres i kedlens rør, dvs. "røraflejringer".
EPA-metode 5 Stack Sampling System blev udført med et til dette 25 formål kommercielt erhverveligt system. Denne enhed omfattede en 45,7 cm glasforet sonde, en cyklon, et 125 mm glasfiberfilter og 4 bestrålere (eng: impingers). De første to bestrålere indeholdt vand, den tredie var tom og den sidste indeholdt silikagel. Med undtagelse af bestrålerne blev hele prøveudtagningsudstyret holdt på ca. 175°C 30 til sikring af, at de røggasser, der kom ind i prøveudtagningssystemet, var over dugpunktet for H2S0^.
Til måling af kedel rørsaflejringer blev en tynd, aftagelig rustfri stål-vægforing indsat i et af rørene for hvert forsøg. Foringerne af 35 rustfrit stål blev fjernet fra kedlen en dag efter hvert forsøg, og aflejringerne i dem blev indvundet.
Den i forsøgene anvendte brændselsolie (betegnet forsøgsolie nr. 1) indeholdt ifølge analyse følgende bestanddele:
DK 154943 B
10 _Analyse af forsøgsolie nr. 1_
Svovl 2,2 vægt%
Con Kulstof3 12,5 vægt% 5 Askeb 0,08 vægt%
Vanadium 290 ppm
Nikkel 43 ppm
Jern 7 ppm
Natrium 35 ppm 10 a ASTM-D-189 b ASTM-D-482
Forsøgsresultaterne er anført i tabel 1 nedenfor. Det totale par-15 ti kel formige materiale, der dannedes under forbrændingen, er her udtrykt som "totalt parti kel formigt materiale", der omfatter summen af røraflejringer og parti kel formigt materiale fra skorstenen, og som er anført hver for sig udtrykt som en vægt% af den anvendte brændselsolie. "% Ændring" er den relative stigning eller fald i det 20 dannede, totale parti kel formige materiale sammenlignet med kontrolforsøget, dvs. brændselsolie nr. 6 forbrændt i fravær af additiv. De anvendte angivne additiver blev opnået kommercielt. Det anvendte zirconiumoctanoat var en kommercielt tilgængelig formulation fra Tenneco Chemicals under mærket "Zirconium Octoate". Prøven havde 25 følgende specifikationer: Metalindhold 6,0 ± 0,1%, tørstof (max.) 28%, vægtfylde (25°C) 0,840 -0,880 g/cm^ antændingspunkt (Pensky-Marten Closed Cup) 40°C.
30 TABEL I
Additivers virkning til sænkning af total parti kel formiat materiale
Parti kel formige
Partikelformigt materialer totalt 3 5
Additiv Røraflej materiale Vægtprocent (50 ppm metal) ringer fra skorsten af brændstof % Ændring
Ingen (kontrol) 0,263 0,103 0,366
Mge 0,278 0,130 0,408 +11
Bad 0,314 0,111 0,425 +16
DK 154943 B
11
Mne 0,274 0,089 0,363 -1 fe 0,257 0,083 0,340 -7
Zrd 0,189 0,074 0,263 -28 5 d Octanoat e Naphthenat som det fremgår af tabel I, nedsatte anvendelsen af zirconiumocta-noat mængden af produceret parti kel formigt materiale væsentligt sam-10 menlignet med kontrollen og brugen af andre nært beslægtede metal-additiver. Værdien for parti kel formig emission fra skorsten ses også at være signifikant lavere i zirconiumforsøget sammenlignet med kontrollen og andre metal additiver.
15 Eksempel 2
Under anvendelse af samme almene fremgangsmåde og under anvendelse af den i eksempel 1 beskrevne Cleaver Brooks kedel blev følgende forsøg udført under anvendelse af forskellige koncentrationer af 20 zirconiumoctanoat (beskrevet ovenfor i eksempel 1) i brændselsolie nr. 6, nemlig 50 ppm, 100 ppm og 150 ppm, beregnet som metallets vægt, og med forskellige koncentrationer på fra 1,0 til 2,0% sekundær overskudsoxygen. Den anvendte brændselsolie nr. 6 (betegnet prøveolie nr. 2) indeholdt ifølge analyse følgende bestanddele: 25 _Analyse af forsøasolie nr. 2_
Svovl 2,4 vægt%
Con Kulstof 14,5 vægt% 30 Aske 0,10 vægt%
Vanadium 390 ppm
Nikkel 55 ppm
Jern 8 ppm
Natrium 34 ppm 35
Forsøgsresultaterne er anført nedenfor i tabellerne II, III og IV for forskellige oxygenoverskudsniveauer og tilsætninger af zirconiumoctanoat, anført som "ppm Zr".
DK 154943 B
12
Som det fremgår, er de individuelle værdier angivet for det målte parti kel formige materiale fra skorsten, røraflejringer og totalt partikelformigt materiale. Også anført er "% forbedring", der angiver faldet i total partikelformigt materiale sammenlignet med 5 basisolien (kontrolforsøg uden nogen additiver) for hver serie.
I tabel II resulterede f.eks. anvendelsen af 100 ppm zirconium-octanoat ved et oxygenoverskudsniveau på 1,0% i et fald på ca. 40% i total partikelformigt materiale sammenlignet med basisolien uden 10 additiv.
TABEL II
Total partikelformigt materiale ved 1.0% oxvqenoverskud 15 _vægtprocent af olie_
Basisolie 100 ppm Zr 150 ppm Zr
Partikelformigt materiale fra skorsten 0,418 0,253 0,235 20 Røraflejringer 0.181 0.107 0.090
Total 0,588 0,360 0,325 % Forbedring --- 40 46 25
TABEL III
Total partikelformigt materiale ved 1.5% oxvqenoverskud _vægtprocent af olie_
Basisolie 50 ppm Zr 100 ppm Zr 150 ppm Zr
Partikelformigt materiale fra skorsten 0,302 0,245 0,203 0,202 25 Røraflejringer 0.127 0.085 0.070 0.067
Total 0,429 0,330 0,273 0,269 % Forbedring --- 23 36 37
DK 154943 B
13
TABEL IV
Total parti kelformiat materiale ved 2.0% oxvaenoverskud _vægtprocent af olie_ 5 Basisolie 100 ppm Zr
Partikelformigt materiale fra skorsten 0,216 0,186 10 Røraflejringer 0.078 0.044
Total 0,294 0,230 % Forbedring ... 22 ^ Eksempel 3
Under anvendelse af den i eksempel 2 beskrevne almene fremgangsmåde med undtagelse af, at der i samme Cleaver Brooks kedel anvendtes en brændingshastighed på 0,34 kg/min, udførtes de efterfølgende forsøg.
20
De i tabel V anførte resultater viser, at basisolien (forsøgsolie nr. 2) giver en mindre parti kel formig emission ved en lavere forbrændingshastighed (0,34 kg/min versus 0,68 kg/minut som i eksempel 2). Og tilsætningen af 100 ppm Zr octanoat til basisbrændselsolien 25 ved et niveau på 2,0% oxygenoverskud giver en 22% reduktion af partikelformigt materiale fra skorsten og en 24% reduktion af total partikelformigt materiale.
TABEL V
30 Total partikelformigt materiale ved 2.0% oxvaenoverskud _vægtprocent af olie_
Basisolie 100 ppm Zr
Partikelformigt 35 materiale fra skorsten 0,160 0,125 Røraflejringer 0.045 0.030
Total 0,205 0,155 % Forbedring --- 24
Claims (6)
1. Brændselssammensætning omfattende en hovedmængde af en restbrændselsolie, kendetegnet ved, at der i brændsel ssammen-5 sætningen er opløst en effektiv spormængde af et additiv, der i alt væsentligt består af et zirconiumsalt af en carboxylsyre udvalgt fra gruppen bestående af uforgrenede eller forgrenede C^-C22“fedtsyrer, tallolie, naphtensyre eller blandinger heraf.
2. Sammensætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at restbrændselsolien er brændselsolie nr. 6.
3. Sammensætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at zirconiumsaltet er til stede i sammensætningen i en mængde på ca. 1 15 til 1000 vægtdele pr. million, beregnet som metallisk zirconium.
4. Sammensætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at zirconiumsaltet er zirconiumoctanoat, dets isomerer eller blandinger heraf. 20
5. Sammensætning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den i hovedsagen består af restbrændselsolie nr.
6, hvori der er opløst zirconiumoctanoat, dets isomerer eller blandinger heraf i en mængde på ca. 50 til 150 vægtdele pr. million, beregnet som metallisk 25 zirconium. 30 35
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/135,994 US4297110A (en) | 1980-03-31 | 1980-03-31 | Zirconium additives for residual fuel oil |
US13599480 | 1980-03-31 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK146681A DK146681A (da) | 1981-10-01 |
DK154943B true DK154943B (da) | 1989-01-09 |
DK154943C DK154943C (da) | 1989-06-19 |
Family
ID=22470734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK146681A DK154943C (da) | 1980-03-31 | 1981-03-31 | Braendselssammensaetning omfattende en hovedmaengde af en restbraendselsolie |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4297110A (da) |
EP (1) | EP0037284B1 (da) |
JP (1) | JPS56152891A (da) |
AU (1) | AU539704B2 (da) |
CA (1) | CA1143565A (da) |
DE (1) | DE3161220D1 (da) |
DK (1) | DK154943C (da) |
ES (1) | ES8501943A1 (da) |
HK (1) | HK5185A (da) |
NO (1) | NO150486C (da) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4454025A (en) * | 1981-05-13 | 1984-06-12 | Ashland Oil, Inc. | Passivating heavy metals in carbo-metallic oil conversion |
US4380456A (en) * | 1981-07-30 | 1983-04-19 | Taylor William H | Gasoline fuel additive composition |
CA1187285A (en) * | 1981-08-25 | 1985-05-21 | Nicholas Feldman | Zirconium additives for residual fuel oil |
US4404002A (en) * | 1981-08-25 | 1983-09-13 | Exxon Research And Engineering Co. | Zirconium additives for residual fuel oil |
US4462810A (en) * | 1983-08-17 | 1984-07-31 | Exxon Research & Engineering Co. | Zirconium-cerium additives for residual fuel oil |
US5344467A (en) * | 1991-05-13 | 1994-09-06 | The Lubrizol Corporation | Organometallic complex-antioxidant combinations, and concentrates and diesel fuels containing same |
IL100669A0 (en) * | 1991-05-13 | 1992-09-06 | Lubrizol Corp | Low-sulfur diesel fuel containing organometallic complexes |
TW230781B (da) | 1991-05-13 | 1994-09-21 | Lubysu Co | |
US5376154A (en) * | 1991-05-13 | 1994-12-27 | The Lubrizol Corporation | Low-sulfur diesel fuels containing organometallic complexes |
US5360459A (en) * | 1991-05-13 | 1994-11-01 | The Lubrizol Corporation | Copper-containing organometallic complexes and concentrates and diesel fuels containing same |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL40178C (da) * | 1934-10-03 | |||
US2086775A (en) * | 1936-07-13 | 1937-07-13 | Leo Corp | Method of operating an internal combustion engine |
US2197498A (en) * | 1937-05-07 | 1940-04-16 | Leo Corp | Stabilized solutions of metal organic compounds and method of making the same |
US2844112A (en) * | 1953-01-02 | 1958-07-22 | Nat Cylinder Gas Co | Method of inhibiting slag formation in boilers and inhibitor materials for use therein |
US2985521A (en) | 1955-09-29 | 1961-05-23 | Nat Lead Co | Fuel compositions |
US3147091A (en) * | 1959-09-04 | 1964-09-01 | Ohio Commw Eng Co | Jet or rocket fuel |
US3205053A (en) * | 1961-05-08 | 1965-09-07 | Carborundum Co | Fuel oil composition containing corrosion inhibiting additive |
US3231592A (en) * | 1961-05-08 | 1966-01-25 | Carborundum Co | Oil-dispersible metal oxide-fatty acid complexes and their manufacture |
US3594138A (en) * | 1968-01-02 | 1971-07-20 | Cities Service Oil Co | Smoke suppressant additives for petroleum fuels |
US3634051A (en) * | 1969-04-09 | 1972-01-11 | Commodity Improvements Inc | Additives for combustible fuels |
DE2316230A1 (de) | 1972-04-10 | 1973-10-18 | Drew Chem Corp | Heizoel-additiv |
US4188205A (en) * | 1978-03-06 | 1980-02-12 | Alchem, Inc. | Fuel injection in blast furnaces |
-
1980
- 1980-03-31 US US06/135,994 patent/US4297110A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-03-17 CA CA000373138A patent/CA1143565A/en not_active Expired
- 1981-03-30 NO NO811083A patent/NO150486C/no unknown
- 1981-03-30 AU AU68906/81A patent/AU539704B2/en not_active Ceased
- 1981-03-30 ES ES500842A patent/ES8501943A1/es not_active Expired
- 1981-03-31 JP JP4657181A patent/JPS56152891A/ja active Pending
- 1981-03-31 DE DE8181301400T patent/DE3161220D1/de not_active Expired
- 1981-03-31 DK DK146681A patent/DK154943C/da not_active IP Right Cessation
- 1981-03-31 EP EP81301400A patent/EP0037284B1/en not_active Expired
-
1985
- 1985-01-17 HK HK51/85A patent/HK5185A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU539704B2 (en) | 1984-10-11 |
JPS56152891A (en) | 1981-11-26 |
CA1143565A (en) | 1983-03-29 |
ES500842A0 (es) | 1984-06-16 |
HK5185A (en) | 1985-01-25 |
DK146681A (da) | 1981-10-01 |
US4297110A (en) | 1981-10-27 |
ES8501943A1 (es) | 1984-06-16 |
AU6890681A (en) | 1981-10-08 |
NO150486C (no) | 1984-10-24 |
DE3161220D1 (en) | 1983-11-24 |
DK154943C (da) | 1989-06-19 |
NO150486B (no) | 1984-07-16 |
EP0037284A1 (en) | 1981-10-07 |
NO811083L (no) | 1981-10-01 |
EP0037284B1 (en) | 1983-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0013243B1 (en) | Residual fuel oil conditioners containing metal salts in aqueous solution and method of improving combustion therewith | |
DK154943B (da) | Braendselssammensaetning omfattende en hovedmaengde af en restbraendselsolie | |
US2781005A (en) | Method of reducing vanadium corrosion in gas turbines | |
Prismantoko et al. | Effectiveness of different additives on slagging and fouling tendencies of blended coal | |
US2949008A (en) | Residual fuels | |
EA013093B1 (ru) | Способ получения водотопливной эмульсии и композиционного многокомпонентного топлива | |
JP2001508831A (ja) | 石油残留物べース燃料油由来の水性エマルジョン燃料 | |
US3082071A (en) | Metal chelates and fuel oil compositions containing same | |
US2968148A (en) | Vanadium-containing residual fuels modified with zinc and alkali metal compounds | |
US2913319A (en) | Fuel oils | |
EP0073615B1 (en) | Residual fuel oil compositions and the preparation and combustion thereof | |
US3047373A (en) | Fuel oils having improved combustion characteristics | |
US4404002A (en) | Zirconium additives for residual fuel oil | |
US4462810A (en) | Zirconium-cerium additives for residual fuel oil | |
US2966029A (en) | Corrosion inhibited fuels containing vanadium | |
US3078662A (en) | Non-corrosive vanadiumcontaining fuels | |
JP2003096474A (ja) | 燃料油組成物 | |
US2843200A (en) | Fuel oils | |
US4145189A (en) | Process for preparing a clean-burning, low sulphur liquid fuel from coal | |
US3116128A (en) | Fuel oil composition and composite improvement agent therefor | |
US2832677A (en) | Residual fuel | |
CN107723036A (zh) | 使用时不熏眼的醇基燃料 | |
US3057151A (en) | Vanadium-containing petroleum fuels modified with rare earth and alkali metal additives | |
US3057153A (en) | Vanadium-containing petroleum fuels modified with thorium and alkali metal additives | |
US2806348A (en) | Bismuth triphenyl jet fuel compositions and process of using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed | ||
PBP | Patent lapsed |