用于加入瀝青質重O/W乳液燃料的燃料添加劑,包括氫氧化鎂顆粒、多羧酸和/或它們的一種或多種鹽、分散懸浮劑、飽和或不飽和脂肪酸,余量是水,分散懸浮劑是磷酸鹽、多磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽或鹽酸鹽。(*該技術在2021年保護過期,可自由使用*)
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于瀝青質重油/水(后面稱為“O/W”)型乳液燃料的燃料添加劑,并且涉及燃燒方法。更具體地說,本專利技術涉及用于水和瀝青質重油例如Orinoco焦油的乳液燃料的燃料添加劑,Orinoco焦油有很高的釩、硫和氮含量,即使當大量加入該燃料添加劑時也不會有害于該燃料乳液的分散穩定性,并且甚至可以幫助改善穩定性,其通過防止燃燒過程中鍋爐的高溫和低溫腐蝕、防止未燃燒的碳、SO3和NOx引起的損害,以及通過改進加熱表面的熱吸收速率,從而使鍋爐等在更長的時間內進行穩定操作。本專利技術也涉及該燃料的燃燒方法。瀝青質重油例如Orinoco焦油和Athabasca瀝青都是超重油,在400℃或更高的溫度下它們是漿液或半固體,它們含有60%-70%或更多的重餾分,在該狀態下它們不流動。因為該油如此的稠,其不能像石油一樣便于使用。另外,因為它含有大量的重金屬釩以及硫和氮,當其用作鍋爐的燃料時,鍋爐必須被很好地維護以防腐蝕和形成淤渣。另外,燃燒過程中產生的廢氣要進行環境檢測,這種檢測比以前更加嚴格。由于這樣的問題和缺點,該重油的工業應用就耽擱了。但是,近年來,已經開發了把水和表面活性劑加到Orinoco焦油中形成O/W乳液燃料的技術。其能夠使該油很容易使用和運輸。這種油的可回收的儲量是巨大的,在整個中東正在競爭該可回收的石油儲量。于是,因為包括不用經過石油輸出國組織(OPEC)批準就可以得到穩定的供應的原因,該油很便宜以及可以輸送到熱電廠使用,所以在加拿大、英國、中國等國家已經迅速地把該油用作新的燃料,更不用說日本了。關于使用這種瀝青質乳液燃料的問題是由于鍋爐內燃燒的灰收集后引起的過熱器、再熱器等的高溫管線部分的迅速腐蝕以及由于該油中含有的高含量的釩引起的高溫腐蝕。因為該燃料也含有高含量的硫和氮。所以也需要增加環境測量。另外的問題涉及高含量灰。具體來說,是擔心大量粘附性灰會降低爐子中的熱吸收,使得爐內的溫度上升、廢氣溫度上升,鍋爐可連續操作的時間減少。有很多方法來防止高溫腐蝕和硫化腐蝕以及提高燃燒效率,抑制燃燒產生的有害物質。其是把氫氧化鎂、醋酸鎂、硝酸鎂、氫氧化鈣、碳酸鈣、白云石或其它堿土金屬化合物或硫酸鐵和由mFeO.nFe2O3(其中m,n是0或大于0的數值)表示的鐵化合物的細顆粒等分散在油/水或水/油(下面稱為“W/O”)乳液中,形成一種燃料添加劑,然后把它們分別或以混合物的形式加到燃料中或加到燃燒爐中。但是,上述現有技術燃料添加劑是用于油型燃料,例如A、B和C重油、焦油、瀝青、輕油、二次加工油和其它本質上不同于本專利技術的瀝青質重O/W乳液燃料的油。如下所述,如果沒有改進,就不可能把這些現有技術燃料添加劑用于O/W乳液燃料,因為它們對這些乳液燃料有嚴重的不利影響。不像油型燃料,瀝青質重O/W乳液燃料有少量連續相的水。例如,在Orinoco焦油O/W乳液(叫做原始乳液)燃料的情況下,連續相水的量總計不超過約30%重量。由于分散在少量水中的瀝青質重油細顆粒的量是水量的兩倍多,這些顆粒碰撞并聚結,就使該分散液不穩定。關于用于瀝青質重O/W乳液燃料的燃料添加劑,為什么認為其特別的重要,是因為該添加劑對該乳液的穩定性沒有不利的影響。但是,在上述類型的現有技術的燃料添加劑中所用的表面活性劑會破壞O/W乳液燃料的活化劑。甚至在水中剛加入稀釋的氫氧化鎂也影響O/W乳液燃料的分散穩定性,導致該重油顆粒凝聚,因此使得半固體重油與水分離。本專利技術的一個目的是提供一種能夠使氫氧化鎂均勻地加入瀝青質重O/W乳液燃料的燃料添加劑,即使大量加入該添加劑,該添加劑不僅對該乳液燃料的分散穩定性沒有不利的影響,而且實際上還幫助改進穩定性。JP-A平10-53778和PCT-JP-A平10-508898都公開了在制備O/W乳液燃料的過程中直接加入鎂、鐵的醋酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽或氫氧化物的方法。在Orinoco焦油的情況下,在以前有一段時間,該油中確實含有硝酸鎂。但是,因為事關國家的環境以及需要,近來生產不含有鎂化合物的這樣的油;輸入到日本的這樣的油不含鎂。以前,在氫氧化鎂漿液燃料添加劑中氫氧化鎂的最大濃度是約35%重量。為了進一步增加該濃度,必須增加該顆粒的大小。本專利技術的另一個目的是提供一種低價格的燃料添加劑,其中,具有粒徑為0.1-10μm,更優選0.5-5μm的氫氧化鎂顆粒的最大濃度是60%重量。為了達到上述目的,本專利技術提供一種用于瀝青質重O/W乳液燃料的燃料添加劑,該燃料添加劑包括(1)30%-60%重量的粒徑為0.1-10μm的氫氧化鎂顆粒;(2)0.1%-1%重量的多羧酸或其鹽;(3)0-1%重量的含有一種或多種Li、Na、K和NH4的磷酸鹽、多磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽和鹽酸鹽的分散懸浮劑;(4)0-0.5%重量的具有8-22個碳原子的飽和或不飽和脂肪酸;和(5)剩余%重量的水。除了上述的組分之外,本專利技術的燃料添加劑還包括(6)1%-10%重量的粒徑為0.1-10μm的鐵化合物;(7)0.01-1%重量的增稠劑;和(8)0.1-10%重量的烴油。使用燃燒瀝青質重O/W乳液燃料的方法也可以達到上述目的,包括把該燃料添加劑加到燃料中并燃燒,或把該燃料添加劑直接加到燃燒氣氛中。通過把上述組分混合在一起形成燃料添加劑,就可以得到高濃度的、粒徑為0.1-10μm的氫氧化鎂顆粒。另外,其可以很容易地與瀝青質重O/W乳液燃料混合,其中,其很容易地分散和甚至幫助穩定該乳液燃料。因此,其可以防止鍋爐的高溫腐蝕等,防止由燃燒氣引起的問題,改進加熱表面的熱吸收速率和在更長的時間內使該鍋爐穩定操作。下面詳細介紹本專利技術的燃料添加劑的每一種組分。氫氧化鎂(1)和鐵化合物(6)是用來保護鍋爐以避免產生各種問題,或抑制這些問題。所用氫氧化鎂和鐵化合物的粒徑為0.1-10μm。人們知道,水可溶的鎂例如硫酸鎂或醋酸鎂可以加到燃燒氣氛中作為均相液體組分(水溶液),并且燃燒產生氫氧化鎂(MgOH)的超細顆粒(直徑10-50埃)。然而,其缺點是,如果這樣產生的顆粒太小,在管線表面與V2O5的起始粘結就很差。非常小的顆粒產生的其它問題是吹灰機除去煙灰的性能就要受損(不均勻顆粒的流動性降低)。甚至當含有分散在其中的組分顆粒的漿液加到燃燒氣氛中時,如果使用直徑為10μm或更大的粗糙顆粒,這些顆粒的比表面積就變的太小,除了該漿液的穩定性降低之外,還降低了對腐蝕組分(V2O5,SO3)的活性。由于這些原因,優選地是在本專利技術的燃料添加劑中所用的氫氧化鎂(1)和鐵化合物(6)的粒徑為0.1-10μm,更優選0.5-5μm。多羧酸和/或其鹽(2)、分散懸浮劑(3)和飽和或不飽和脂肪酸(4)用來分散氫氧化鎂(1)和鐵化合物(6),(偏)丙烯酸、衣康酸(酐)、馬來酸(酐)等的聚合物、共聚物、或與其它可共聚的單體的共聚物,或其鹽。鈉、鉀、鋰和NH4是合適的鹽。它們的分子量較好的是3000-50000。可以使用的例子包括下列酸或其鹽(a)丙烯酸共聚物,(b)偏丙烯酸共聚物,(c)至少一種馬來酐、衣康酐、馬來酸和衣康酸和至少一種丙烯酸、偏丙烯酸、甲基乙烯基醚和其它可共聚的單體(乙烯基化合物)的共聚物,(d)丙烯酸和烷基甲基丙烯酸酯的共聚物,(e)偏丙烯酸和聚丁二烯的馬來化合物聚合本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于瀝青質重O/W乳液燃料的燃料添加劑,所說的燃料添加劑包括: (1)30-60%重量的粒徑為0.1-10μm的氫氧化鎂; (2)0.1-1%重量的多羧酸和/或它們的鹽; (3)0-1%重量的分散懸浮劑,其包括一種或多種Li、Na、K和NH↓[4]的磷酸鹽、多磷酸鹽、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、硼酸鹽和鹽酸鹽; (4)0-0.5%重量的具有8-22個碳原子的飽和或不飽和脂肪酸;和 (5)剩余%重量的水。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員:中井滋,小野澤光雄,石岡高昌,
申請(專利權)人:太鳳工業株式會社,
類型:發明
國別省市:JP[日本]
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