188491. lajstromszámú szabadalom • Égésjavító adalékanyag kompozíció tüzelőanyagokhoz
1 188 491 2 A találmány tárgya égésjavító adalékanyag kompozíció tüzelőanyagokhoz. Ismeretes, hogy az energiaválság hatására ismét előtérbe került a szilárd tüzelőanyagok felhasználása, természetesen a különböző kőolajszármazékok tüzelőanyagként történő további alkalmazása mellett. Ismeretes az is, hogy valamennyi, nem gáz halmazállapotú tüzelőanyag a tüzelés folyamán hamuvá, szén-dioxiddá, szén-monoxiddá, vízzé, kén-dioxiddá, nitrogén-monoxiddá alakul át. A tüzelőanyagok hamutartalma 0,01%-tól (desztillált tüzelőolaj) 40%-ig (gyengeminőségű barnaszén) terjedhet. A hamu tüzelőolaj és szén elégetése esetében is tartalmazza például nátrium, kálium, nikkel, vas, vanádium, szilícium és kén oxidjait, amelyek az égés folyamán alacsony olvadáspontú eutektikumokat alkotnak, és ezek megolvadva, majd megdermedve rendkívül nehezen eltávolítható lerakódásokat képeznek a tüzelőberendezések különböző részein, sőt a füstjáratokban és a kéményekben is. A lerakódások kialakulását meghatározza a szemcseméret, a salakolvadáspont, a tehetetlenségi ütközés és a molekuláris diffúzió. A tűzoldali lerakódások jelentős mértékben csökkentik a kazán hatásfokát, növelik a fajlagos gőzelőállítás költségeit, fokozzák a környezetszennyező anyagok emisszióját és egyben baleseti veszélyt is jelentenek, megteremtik továbbá a magas hőmérsékletű korrózió és az alacsony hőmérsékletű korrózió kialakulásának feltételeit. A tüzeléstechnikával foglalkozó szakirodalom a szóbanforgó lerakódások kialakulását egyértelműen hátrányos jelenségnek tartja és a lerakódások eltávolítására, illetve kialakulásának megakadályozására különböző mechanikai módszereket, eljárásokat, valamint adalékanyagokat ismertet. Az ismert megoldások három fő csoportba oszthatók, a következők szerint: 1. Mechanikai módszerek: például drótkorongozás, drótkefézés, kaparás, vésés, gőzzel és vízzel történő Ieveretés. 2. Vegyszerekkel történő tisztítás, melynek lényege, hogy a tüzelőberendezés tisztítandó felületeire a lerakódásokat a felületről eltávolítani képes anyagot juttatnak, majd a feloldott lerakódásokat a tüzelőberendezésből eltávolítják. 3. Tüzelőanyag adalékok alkalmazása, mely úgy történik, hogy a megfelelő adalékanyagot a tüzelőanyaggal együtt vagy azzal egyidőben a tűztérbe juttatják és így végzik a tüzelést. A tüzelőanyag adalékok alkalmazásának előnye az előbbi két módszerrel szemben, hogy a tisztítás időtartamára nem kell a tüzelőberendezéseket leállítani, tehát nincs ebből származó energiaveszteség; továbbá előny, hogy az adalékanyagok alkalmazásával végzett tisztítás kevesebb emberi munkaerőt igényel. Találmányunk célja egy olyan adalékanyag kompozíció kidolgozása, amely tüzelőberendezésekben és valamennyi típusú tüzelőanyaggal történő tüzelés esetén egyaránt alkalmazható, és az ismert adalékanyagoknál tökéletesebben gátolja a lerakódásokat a tüzelőberendezésben, füstjáratokban, hővisszanyerő berendezésekben, továbbá a tisztítás szempontjából külön műszaki problémát jelentő kémények tisztítását is biztosítja. A tüzelőanyag adalékok jelentőségét a tüzeléstechnikában felismerték és így nyilvánvalóvá vált, hogy a lerakódások gátlását vagy eltávolítását a különböző adalékanyagok alkalmazása jelenti. Ilyen adalékanyagokat ismertet például a 2 044 640 számú francia szabadalmi leírás, amely háztartási célokra használt antracit vagy sovány szén égésének javítására-a következő, 0,16%-nyi mennyiségben alkalmazott sókeveréket javasolja: nátrium-klorid 60%; kalcium-oxid 4%; ammónium-klorid 28%; kén 4%. 2% megengedett szennyezés és némi víz. Az adalékanyag alkalmazásával a leírás szerint a koromképződés és légszennyeződés csökkent. A 166 853 számú magyar szabadalmi leírás tisztítószer kompozíciót ismertet tüzelőberendezések tűzoldali tisztítására, mely a kén-dioxid oxidációját és a lerakódásokat csökkenti. Összetétele: ammónium-szulfát vagy ammónium-hidrogén-szulfát 37-57 %; nátrium-klorid 42—62%; grafitpor 0,5—2%, és adott esetben 0,5—0,1% emulgeátor. A 2 501 503 számú Német Szövetségi Káztársaság-beli szabadalmi leírás szerint kéntartalmú tüzelőanyagok esetén a kéntartalom egy része megköthető, dolomit, illetve mészkőtartalmú anyagokkal. Amint az előzőekből is látható, az ismert megoldások esetében egy adott készítmény alkalmazhatósága a tüzelőanyagtól függött, illetőleg a készítmény csak meghatározott helyek, így például tüzelőberendezések tűzoldalának tisztítására szolgált. Kísérleteink szerint továbbá a jelenleg ismert készítmények a kén-dioxid/kén-trioxid átalakulási reakció megszüntetésére vagy csökkentésére nem képesek. A találmány célkitűzése olyan készítmény kidolgozása, melynek felhasználása a tüzelőanyag minőségére való tekintet nélkül a lerakódások kialakulásának hatékony meggátlásához, illetve az égés során a lerakódások eltávolításához vezet, tüzelőberendezések, kémények, füstjáratok, hővisszanyerő berendezések esetében egyaránt. A találmány szerinti adalékanyag kompozíció lényege, hogy 15—20 sr ammónium-vegyületekből álló komponenst, éspedig ammónium-karbamátot, és ammónium-hidrogén-karbonátot, 5-40 sr magnézium-vegyületekből álló komponenst, éspedig magnézium-oxídot és magnézium-karbonátot, 5—30 sr nátrium-kloridot, 0—30 sr ammónium-szulfátot, 1—5 sr “-naftokinont, 0,1—1 sr réznaftenátot, 0,1—1 sr magnézium-sztearátot, 4—9 sr fémoxidokból álló komponenst, éspedig aluminium-oxidot és vas(III)oxidot, továbbá 0—6,5 sr szilicium-dioxidot és kalcíum-oxídot tartalmaz. A készítmény kísérleti tapasztalataink szerint akkor fejti ki legjobban a hatását, ha összetételében az œ-naftokinon réznaftenát és magnézium-sztearát össszes mennyisége legalább 3 sr és legfeljebb 6 sr, valamint ha az aluminium-oxid, vas(HI)oxid, szilicium-dioxid és kalcium-oxid összes mennyisége legalább 9 sr, a nátrium-klorid és ammónium-szulfát összes mennyisége legalább 30 sr. Az adalékanyag hatásmechanizmusát illetően vizsgálataink során arra a megállapításra jutottunk, hogy a találmány szerinti adalékanyag kompozíció a szublimációt elősegítő a-naftokinon hatására gyorsan légneművé válik és eljut a tüzelőberendezés legtávolabbi helyeire a hővisszanyerő berendezésekhez, és a kéményekhez is. Itt molekuláris diffúzió és adszorpció következtében a tüzelőberendezés fala és a lerakodások közé jut be, majd szén-dioxidot fejleszt. A fejlődő gáz hatására a lerakódások a fémfelülettől elválnak. Az eddig ismert adalékanyagokkal a hővisszanyerő berendezések és a kémények tisztítása nem volt megvalósítható, a találmány szerinti készítmény ebben a vonatkozásban tehát komoly előrelépést jelent az ismert adalékanyagokkal elérhető hatáshoz képest. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
