Procédé de combustion d'huiles combustibles. On a trouvé qu'il était possible d'amélio rer sensiblement la combustion d'huiles com bustibles, par exemple de celles utilisées cou ramment dans les installations thermiques, en effectuant la combustion en présence de cer tains mélanges de. composés métalliques orga niques dont au moins 5011/o en poids sont constitués par un composé organique de cobalt.
La présente invention est. relative à un procédé de combustion d'huiles combustibles; le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, en vue d'améliorer la combustion, on introduit l'huile combustible et un agent. cata lytique contenant un mélange de composés métalliques organiques dont au moins 50 0/0 en poids sont.
constitués par un composé orga nique de cobalt., la proportion dudit agent étant inférieure à 0,085 % du poids de l'huile combustible, dans une chambre de combus tion d'une installation de chauffage et qu'on brûle ladite huile combustible avec un courant d'air.
L'agent catalytique peut être soit mélangé aux huiles combustibles, soit. introduit sépa rément dans la chambre de combustion, de facon continue ou intermittente. Lorsqu'on brûle une huile combustible à laquelle on a ajouté de l'agent catalytique, il est préférable que cet agent catalytique soit. également pré sent sur au moins une partie des surfaces intérieures de la, chambre de combustion.
Comme agents catalytiques, on peut utili ser des mélanges de composés organiques de cobalt ou des mélanges de composés organi ques de cobalt avec d'autres composés orga niques métalliques, par exemple d'aluminium. de cuivre ou de chrome. Comme composés organiques de cobalt et d'autres métaux, on peut utiliser les dérivés métalliques d'acides organiques, par exemple d'acides gras saturés ou non saturés contenant au moins 10 atomes de carbone ou d'acides naphténiques. On peut également utiliser des dérivés métalliques d'autres composés organiques qui ne sont pas des acides proprement dits, mais des compo sés de nature acide,
tels que les f-dicétonates métalliques, par exemple les acétylacétonates, propionylacétonates ou formylacétonates de cobalt, d'aluminium, de cuivre, de chrome, etc. Lorsqu'on mélange l'agent catalytique à l'huile combustible avant d'introduire celle-ci dans la chambre de combustion, il est préfé rable d'utiliser un agent catalytique consti tué par des composés organiques métalliques solubles dans l'huile combustible.
Dans ce cas, il est avantageux d'utiliser les dérivés métalli ques d'acides gras saturés ou non saturés con tenant au moins 10 atomes de carbone, ces dérivés étant solubles dans les divers types d'huiles combustibles tirées du pétrole et cou ramment utilisées pour<B>lé</B> chauffage. Il peut être avantageux de dissoudre d'abord l'agent catalytique dans un solvant convenable, par exemple dans un hydrocarbure liquide ou de l'eau, et de mélanger ensuite la solution obte nue à l'huile combustible. On peut également injecter séparément cette solution dans la chambre de combustion.
Comme les composés organiques du cobalt, de l'aluminium, du cuivre et du chrome, spécialement envisagés ici, sont en général vendus en solution dans du benzène ou dans une huile de goudron de houille, par exemple sous forme de solutions contenant environ 0,07 g du on des composés métalliques orga niques par centimètre cube (concentration qui correspond à environ 18 % en poids de métal), il est tout indiqué de se servir de ces solu tions pour les ajouter à l'huile combustible, en quantité voulue.
Lorsqu'on a recours à des mélanges d'un composé de cobalt. avec des composés d'alu minium, de chrome ou de cuivre, les propor tions relatives préférées sont. les suivantes:
EMI0002.0012
composé <SEP> de <SEP> cobalt <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 80 <SEP> %
<tb> composé <SEP> d'aluminium, <SEP> de
<tb> chrome <SEP> ou <SEP> de <SEP> cuivre <SEP> 20 <SEP> à <SEP> 50 <SEP> % On obtient une amélioration particulière ment satisfaisante de la combustion d'huiles combustibles lorsque le ou les composés orga niques de cobalt, constituant une partie ou la totalité de l'agent catalytique, sont. utilisés sous forme finement. divisée.
L'agent catalytique est. introduit. dans la chambre de combustion en proportion infé rieure à 0,085% du poids de l'Huile combus tible; on a constaté qu'on pouvait déjà obte nir des résultats intéressants avec des pro- portions aussi faibles que 0,01% ou même moins du poids de l'huile combustible.
Ces quantités relativement faibles, bien qu'elles ne permettent pas d'obtenir l'effet. catalytique maximum sur la combustion, suffisent, pour une installation donnée utilisée de facon con tinue, à accumuler un dépôt catalytique sur les parois de la chambre de combustion et à. maintenir l'efficacité de ce dépôt en compen sant les pertes.
L'amélioration de la. combustion est déjà assurée par la présence de quantités relative ment minimes de l'agent catalytique. Lors de la combustion, les résidus d'oxydation des composés métalliques se déposent sur les sur faces de la chambre de combustion et partici pent à l'action de l'agent catalytique intro duit ultérieurement dans la chambre de com bustion.
Bien qu'il soit préférable d'utiliser comme huiles combustibles des fuel oils dérivés du pétrole, du genre couramment utilisé clans les installations thermiques, on peut également utiliser du pétrole brut et des hydrocarbures liquides synthétiques, obtenus par hydrogé nation du charbon, par polymérisation d'hy drocarbures gazeux et de composés hydroear- bonés volatils, ou de toute autre manière.
Dans le cas des locomotives ou des bateaux chauffés à l'huile, des chaudières industrielles fixes, etc., le fuel oil utilisé peut être une huile lourde, du type dit huile de soute ( bunker-type oil ), c'est-à-dire une huile brute dont les constituants volatils ont été chassés par distillation. On peut incorporer l'agent catalytique dans n'importe quelle huile combustible, depuis les huiles lourdes les plus denses jusqu'aux pétroles lampants.
L'huile combustible peut être brûlée dans les conditions usuelles, soit. à la pression atmo sphérique, soit à une pression supérieure, dans un foyer avec tirage naturel ou forcé. On peut, si on le désire, introduire de l'air se condaire dans la. zone supérieure du foyer ou dans une zone de combustion secondaire com muniquant avec celui-ci. L'agent, catalytique agit sur la. combustion du mélange huile corn- bustible-air, grâce à, sa présence sous forme finement divisée dans ledit mélange et grâce aux dépôts de résidus catalytiques qui se for ment sur les surfaces de la. chambre clé com bustion.
Il n'est pas nécessaire de prévoir une construction spéciale de l'installation, la combustion pouvant. être sensiblement amélio rée, même dans des fours fonctionnant avec tirage normal.
Exemple: On a. dissous dans du benzène un mélange de composés métalliques organiques constitué par 80 % en poids d'acétylacétonate de cobalt et 20 % en poids d'acétylacétonat.e de chrome, ces composés présentant la formule suivante:
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dans laquelle N est un atome de cobalt ou de chrome, clans des proportions choisies en vue d'obtenir une solution benzénique à 7 % en poids de mélange de composés métalliques organiques.
¯Cette solution benzénique a. été ajoutée à une huile combustible à raison de 7 cm3 de solution pour 1 litre d'huile. Le mélange obtenu a. été brûlé dans un courant d'air dans la chambre de combustion d'une installation (le chauffage. La. combustion de l'huile était plus complète et. le rendement calorifique d'un litre d'huile était plus élevé qu'en l'absence de l'agent catalytique.
Method of combustion of fuel oils. It has been found that it is possible to significantly improve the combustion of combustible oils, for example those commonly used in thermal installations, by carrying out the combustion in the presence of certain mixtures of. organic metal compounds of which at least 5011% by weight consists of an organic cobalt compound.
The present invention is. relating to a process for the combustion of fuel oils; the process according to the invention is characterized in that, in order to improve the combustion, the fuel oil and an agent are introduced. lytic catalyst containing a mixture of organic metal compounds of which at least 50% by weight are.
constituted by an organic cobalt compound, the proportion of said agent being less than 0.085% of the weight of the fuel oil, in a combustion chamber of a heating installation and that said fuel oil is burned with a current of air.
The catalytic agent can either be mixed with fuel oils or. introduced separately into the combustion chamber, continuously or intermittently. When burning a fuel oil to which the catalytic agent has been added, it is preferable that this catalytic agent is. also present on at least part of the interior surfaces of the combustion chamber.
As catalytic agents, mixtures of organic cobalt compounds or mixtures of organic cobalt compounds with other metallic organic compounds, for example aluminum, can be used. copper or chromium. As organic compounds of cobalt and other metals, metal derivatives of organic acids, for example saturated or unsaturated fatty acids containing at least 10 carbon atoms or naphthenic acids can be used. It is also possible to use metal derivatives of other organic compounds which are not acids proper, but compounds of an acidic nature,
such as metal f-diketonates, for example acetylacetonates, propionylacetonates or formylacetonates of cobalt, aluminum, copper, chromium, etc. When mixing the catalytic agent with the fuel oil before introducing the latter into the combustion chamber, it is preferable to use a catalytic agent consisting of organic metal compounds soluble in the fuel oil.
In this case, it is advantageous to use the metal derivatives of saturated or unsaturated fatty acids containing at least 10 carbon atoms, these derivatives being soluble in the various types of fuel oils obtained from petroleum and commonly used. for <B> le </B> heating. It may be advantageous to first dissolve the catalytic agent in a suitable solvent, for example in liquid hydrocarbon or water, and then to mix the resulting solution with the fuel oil. This solution can also be injected separately into the combustion chamber.
Since the organic compounds of cobalt, aluminum, copper and chromium, especially contemplated herein, are generally sold in solution in benzene or in coal tar oil, for example in the form of solutions containing about 0, 07 g of organic metal compounds per cubic centimeter (concentration which corresponds to approximately 18% by weight of metal), it is advisable to use these solutions to add them to the fuel oil, in the desired quantity.
When using mixtures of a cobalt compound. with compounds of aluminum, chromium or copper, the preferred relative proportions are. the following:
EMI0002.0012
composed of <SEP> of <SEP> cobalt <SEP> 50 <SEP> to <SEP> 80 <SEP>%
<tb> composed of <SEP> of aluminum, <SEP> of
<tb> chromium <SEP> or <SEP> from <SEP> copper <SEP> 20 <SEP> to <SEP> 50 <SEP>% A particularly satisfactory improvement in the combustion of fuel oils is obtained when the Organic compounds of cobalt, constituting part or all of the catalytic agent, are. used in finely form. divided.
The catalytic agent is. introduced. in the combustion chamber in a proportion less than 0.085% of the weight of the fuel oil; it has been found that interesting results can already be obtained with proportions as low as 0.01% or even less by weight of fuel oil.
These relatively small amounts, although they do not achieve the effect. catalytic on the combustion, sufficient, for a given installation used continuously, to accumulate a catalytic deposit on the walls of the combustion chamber and. maintain the efficiency of this deposit by compensating for losses.
Improved. combustion is already ensured by the presence of relatively small quantities of the catalytic agent. During combustion, the oxidation residues of metallic compounds are deposited on the surfaces of the combustion chamber and participate in the action of the catalytic agent subsequently introduced into the combustion chamber.
Although it is preferable to use fuel oils derived from petroleum, of the type commonly used in thermal installations, as fuel oils, crude petroleum and synthetic liquid hydrocarbons, obtained by hydrogenation of coal, by polymerization, can also be used. gaseous hydrocarbons and volatile hydrocarbon compounds, or in any other manner.
In the case of locomotives or boats heated with oil, stationary industrial boilers, etc., the fuel oil used can be a heavy oil, of the type called bunker-type oil, that is to say - say a crude oil whose volatile constituents have been removed by distillation. The catalytic agent can be incorporated into any fuel oil, from the densest heavy oils to lamp oils.
Fuel oil can be burnt under normal conditions, ie. at atmospheric pressure, or at a higher pressure, in a home with natural or forced draft. We can, if desired, introduce air condaire in the. upper zone of the fireplace or in a secondary combustion zone communicating with it. The catalytic agent acts on the. combustion of the fuel oil-air mixture, thanks to its presence in finely divided form in said mixture and thanks to the deposits of catalytic residues which form on the surfaces of the. key room com bustion.
It is not necessary to provide a special construction of the installation, combustion can. be appreciably improved, even in ovens operating with normal draft.
Example: We have. dissolved in benzene a mixture of organic metal compounds consisting of 80% by weight of cobalt acetylacetonate and 20% by weight of chromium acetylacetonate, these compounds having the following formula:
EMI0003.0009
in which N is a cobalt or chromium atom, in proportions chosen with a view to obtaining a benzene solution containing 7% by weight of a mixture of organic metal compounds.
¯This benzene solution a. was added to a fuel oil at a rate of 7 cm3 of solution per 1 liter of oil. The mixture obtained a. was burnt in a current of air in the combustion chamber of an installation (the heating. The. combustion of the oil was more complete and. the calorific output of a liter of oil was higher than in absence of the catalytic agent.