NO841900L - Olje og vannblanding og fremgangsmaate til aa bevirke forbrenning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av olje som

et brensel og fremgangsmåte for å understøtte den full-stendige forbrenning av en blanding av olje og vann,

spesielt en blanding av tungolje og vann.

Tungolje har lenge blitt anvendt som et brensel for mange industrielle anvendelser. Tungolje er anvendt som et brensel ved den industrielle fremstilling av glass og stål og ved frembringelse av kommersiell elektrisk kraft. Tungolje blir også anvendt som et brensel for fremstilling

av matolje og ved produksjon av sukker, så vel som andre industrielle prosesser.

Når tungolje finfordeles i et forbrenningskammer for antennelse som et brensel, blir ofte samtidig en mengde vann også finfordelt i forbrenningskammeret. Formålet med å brenne en slik blanding av brenselolje' og vann er å maksimalisere det termiske utbyttet fra forbrenningen av brenselolje og derved minske forbruket av brenselolje.

Herfor ble anvendelsen av en blanding av tungolje og vann

som et brensel utført ved å innføre oljen og vannet i

et forbrenningskammer gjennom adskilte ledninger. Oljen og vann ble finfordelt gjennom adskilte dyser og blandet sammen inne i forbrenningskammeret i et bestemt forhold.

Ved denne tidligere teknikk forefinnes imidlertid et

flertall problemer. Ved den konvensjonelle anvendelse av

en blanding av olje og vann som et brensel er forbrenningen ufullstendig og mengde brensel blir ikke minsket slik som ment. Dysen gjennom hvilken brenseloljen innføres i forbrenningskammeret forringes dessuten hurtig. Når ut-

satt for forbrenning av olje og vann ved konvensjonell forbrenningsteknikk blir dysens åpning forstørret og slutter

å gi en tåke med tilstrekkelig finhet.

Den konvensjonelle forbrenning av en blanding av tungolje

og vann er dessuten ledsaget av produksjon av store mengder

av skadelige forurensinger. Usedvanlige store mengder av sot, svoveldioksyd og nitrogenoksyder blir fremstilt.

Foreliggende oppfinnelse vedrører både en fremgangsmåte for å øke forbrenningsgraden av en blanding av olje og vann og anvendelse av blandingen av denne fremgangsmåte. Oppfinnelsen er spesielt anvendelig for en blanding av tungolje og vann. Oppfinnelsen erkarakterisert vedanvendelsen av en katalysator som tjener som et emulgeringsmiddel som muliggjør fremstillingen av en blanding egnet for fullstendig og effektiv forbrenning når innført i et forbrenningskammer .

Katalysatoren er alkyl-polyetylenglykoletér, også kjent

som fenolisk-EO-addukt, EO er etylenoksyd og adduktet blir fremstilt ved oxyetylering av alkylfenol. Alkylfenolglykol-eter fremstilles i henhold til den følgende ligning:

Tilsetningen av alkylpolyetylenglykoleter til en blanding av olje og vann gir en kjemisk reaksjon hvori vannatomene separeres og blandes fullstendig med molekylene i oljen uten separering. Blaning av olje og vann og innføring av katalysatoren utføres før innføringen av blandingen i forbrenningskammeret. I henhold til tidligere kjent teknikk har det vært nødvendig å innføre oljen og vannet til forbrenningskammeret gjennom adskilte ledninger og dyser.

I henhold til en utførelse av oppfinnelsen blir en vann-mengde , fortrinnsvis fra ca. 1 til ca. 30 volumdeler vann, blandet med ca. 100 volumdeler olje. Mens oppfinnelsen ikke er begrenset til anvendelsen av tungolje oppnås de gunstigste resultater når tungolje blir anvendt. I denne beskrivelse blir tungolje betraktet som en brenselolje med gradnummer 4,5 og 6. Disse angivelser tilsvarer de forskjellige spesifikasjoner som er anvendt som en kommersiell standard av United States Bureau of Standards. En analyse av hver av de forskjellige grader av brenselolje sees på side 3-5 i boken "Steam: Its Generation and Use", publisert av Babcock & Wilcox Company, New York, 1960. Oppfinnelsen er anvendelig for brenselolje av alle grader.

Vannmengden som blandes i oljen avhenger av typen og kvaliteten av oljen som anvendes som en del av blandingen. Oljen og vannet blir omrørt sammen i en blander for mellom ett og fem minutter. Omrøringstiden avhenger også av kvaliteten av den anvendte olje. Etterat oljen og vannet har blitt omrørt sammen blir katalysatoren, alkylpolyetylenglykoleter, tilsatt i et forhold av mellom ca. 0,1 og ca. 0,6 volumdeler. Omrøringen fortsettes i en tid mellom ca. 1 og ca. 5 minutter etterat katalysatoren har blitt tilsatt. Omrøringstiden avhenger også av typen og kvaliteten av oljen. Når katalysatoren har blitt omrørt i olje- og' vannblandingen, blir blandingen ledet gjennom en enkel brenseltilførselsledning og finfordelt gjennom en enkel dyse i et forbrenningskammer. Blandingen antennes og forbrenningen foregår mer fullstendig enn ved anvendelse av konvensjonelle olje- og vannblandinger.

Alkylpolyetylenglykol-eteren virker som en katalysator i henhold til oppfinnelsens prinsipp. Det vil si alkyl-polyetylen-glykol-eteren separerer vannatomene til en avstand av ca. 1^,um og gir en vann- og oljeemulsjon uten separering. Under blanding tilføres vannet og oljen ved en temperatur av mellom ca. 20 og 60°C.

01je-og vannblandingen i henhold til oppfinnelsen brenner langt mer fullstendig enn olje og vann blandet i de samme forhold uten katalysatoren ifølge oppfinnelsen. Som et

resultat vil mengden av brenselolje som forbrukes for å fremstille en bestemt varmemengde ved industrielle anlegg reduseres med mellom ca. 1 og 30%. Denne besparelse blir oppnådd da olje som blir forbrent, oksyderes langt mer fullstendig enn hva tilfellet har blitt med olje- og vannblandinger.

Da forbrenningen blir langt mere fullstendig, blir de

dannede mengder av skadelig forurensninger redusert betydelig. Sotinnholdet i forbrenningsproduktene blir redusert med

ca. 80%. Det er også en 80% minskning av nitrogenoksyder (NO ) og av svoveldioksyd (S00). Forbrenningen av olje-

og vannblandingen i nærvær av katalysatoren ifølge oppfinnelsen gir langt mindre skade på dysen i forbrenningskammeret sammenlignet med tidligere kjent teknikk.ved forbrenning av en blanding av tungolje og vann. Blandingen i henhold til oppfinnelsen reduserer kostnadene ved vedlike-hold og forlenger brukstiden til dampkjeler og ovner.

Katalysatormengden innen området på mellom ca. 0,1 og

ca. 0,6 volumdeler avhenger av kvaliteten av den anvendte olje. Katalysatoren tjener som et emulgeringsmiddel som gir omtrent de egnede overflatekjemiske reaksjoner av olje- og vannblandingen og danner en stabil emulsjon med partikkeldiametre på ca. 1^um. Skjønt fra mellom ca.

1 til ca. 30 deler vann kan blandes med oljen og emul-

geres i oljen av katalysatoren, oppnås den største olje-besparelse når mellom ca. 20 og ca. 30 deler vann blandes med ca. 100 deler tungolje. Besparelsene av olje med en slik blanding er mellom ca. 20 og 30%.

Mens det er tilstrekkelig kun å blande noen få minutter

for å fremstille den nødvendige emulsjon i henhold til oppfinnelsen, er det ikke nødvendig straks å brenne olje-

og vannblandingen. Det fenoliske-EO-addukt emulgerer oljen og vannet på en stabil måte slik at oljen og vannet emulgeres permanent og vil ikke separere under lagring.

Det katalytiske emulgeringsmiddel er det fenoliske-EO addukt fremstilt ved omsetning av etylenoksyd og en alkylfenol. Nonylfenol er typisk det fremherskende grunnmateriale

i kommersielt tilgjengelig alkylfenol, skjønt oktylfenol og dodecylfenol også noen ganger kan være tilstede. Alkylpolyetylenglykoleter er en polyoksyetylenalkylfenol. Utgangsmaterialene og fremstillingen av polyoksyetylen-alkylfenoler er beskrevet i kapittel 3 med "Polyoxyetylen Alkylphenols" av CR. Enyeart i boken Nonionic Surfactants, Ed. Martin J. Schick, vol.2, London 1967.

Polyoksyetylenalkylfenoler har blitt utbredt anvendt ved tekstilbearbeiding hvor deres fukteegenskaper og vaske-middelegenskaper er meget riktig. De er også egnet ved fremstilling av syntetiske fibre på grunn av deres anti-statiske, emulgerende og smørende egenskaper. Hovedfor-bruket av polyoksyetylen-alkylfenoler er imidlertid husholdningsvaskemidler og kommersielle vaskemidler. Vann-oppløselige alkylfenolderivater blir også anvendt ved bearbeiding av metaller hvor rust og glødeskall fjernes ved sluttbehandlingen av stål. De blir også anvendt for landbruksformål ved fremstilling av emulgerbare konsen-trater av insekticider og herbicider. De høyere addukter som inneholder 20 til 100 mol etylenoksyd, blir anvendt ved emulsjonspolymerisasjon av vinylacetat og akrylater. Emulsjons gulvpolisher ble fremstilt både fra naturlige

og syntetiske vokser med de høyere addukter.

Andre industrier som forbruker vesentlige mengder av disse addukter, f.eks. i petroleum-industrien for boring og råoljeemulsjonsbrytning. I papirindustrien for harpiks-kontroll i masse, fUtrensning og re-fukting av papir-håndklær. I kosmetikkindustri som emulgeringsmidler. Dessuten anvendes de i lær-industri, fett-industri og

som midler for å kontrollere støv i kull-, mineral-,og keramiske industrier og som fukte og skum-hjelpemidler ved bekjempelse av branner. Mengder av polyoksyetylen-

alkylfenoler blir også brukt som mellomprodukter ved fremstilling av sulfater, fosfater og desinfiserende jodoforer. Polyoksyetylen-alkylfenoler har imidlertid ikke før inn-givelse av denne patentsøknad blitt anvendt som emulgeringsmidler i olje- og vannblandinger for å understøtte om-

fanget av forbrenning av slike blandinger.

Eksempel

Katalysatoren som anvendes ifølge oppfinnelsen, dannes

fra reaksjonen mellom alkylfenol og etylenoksyd ifølge ligningen:

Katalysatoren er alkyl-polyetylenglykol-eter, populært kjent som det fenoliske-EO-addukt hvori EO er etylenoksyd.

Omtrent 25 deler vann blir omrørt sammen med omtrent

en hundredel av nummer 6 brenselolje i en blander i ca.

4 minutter. Omtrent 0,5 volumdeler alkyl-polyetylen-glykol-eter blir deretter tilsatt til olje og vannblandingen og omrøringen blir fortsatt i ca. 4 minutter. Blandingen blir deretter tvunget gjennom en brenselledning og gjennom en dyse som en dusj i et et brenseloljeforbrenningskammer. Blandingen blir deretter antent og brent. Forbrennings-varmen som kan anvendes for hvilket som helst industrielt formål, ekspempler på slike anvendelser er ovenfor omtalt.

De trekk som er beskrevet i denne beskrivelse og/eller i

de følgende patentkrav, både adskilt og i hvilke1, som helst kombinasjoner av disse, er viktig for utførelsen av oppfinnelsen i de forskjellige utførelsesformer.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for økning av forbrenningen av en blanding av brenselolje og vann, karakterisert ved at man tilsetter til blandingen alkyl-polyetylenglykol-eter.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at man tilsetter fra 0,1 til 0,6 volumdeler av alkyl-polyetylenglykol-eteren til en blanding av fra en til 30 volumdeler vann i ca.

100 volumdeler brenselolje.

3. Fremgangsmåte i henhold til kravene 1 eller 2, k a r a k t e rii sert ved at brenseloljen er en tungolje med i det minste nummer 4.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 3, karakteris err t v e d at man omrører vannet og oljen sammen i det minste ett minutt ved en temperatur i området 20 - 60°C før man tilsetter alkyl-polyetylen-glykol-eteren til denne.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, karakterisert ved at man omrører vannet og oljen mellom 1-5 minutter før man tilsetter nevnte deler av alkyl-polyetylenglykoleteren.

6. Fremgangsmåte i henhold til ett av kravene 1 til 5, karakter: isert ved at man finfordeler blandingen av vann, olje og alkyl-polyetylen-glykol-eteren i et forbrenningskammer.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, karakterisert ved at man omrører vannet, brenseloljen og alkyl-polyetylen-glykol-eteren i det minste 1 minutt før man finfordeler blandingen i et forbrenningskammer .

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, karakterisert ved at man omrører vannet, brenseloljen og alkyl-polyetylen-glykol-eteren mellom 1 og 5 minutter før man finfordeler blandingen i et forbrenningskammer .

9. Brenselblanding bestående av 100 volumdeler brenselolje, fra ca. 1 til ca. 30 volumdeler vann og fra ca 0,1 til ca. 0,6 volumdeler alkyl-polyetylen-glykol-eter.

10. Brenselblanding i henhold til krav 9, karakterisert ved at brenseloljen er en tung olje med i det minste nummer 4.

11. Brenselblanding i henhold til krav 9 eller 10, karakterisert ved at den består av fra 20 til 30 volumdeler vann.