CH357826A - Verfahren zur Verminderung von Korrosionen in Feuerungsanlagen bei Verwendung von kohlenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen, welche Schwefel enthalten - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        Vernwtderung    von Korrosionen     in        Feuerungsanlagen    bei     Verwendung    von       kohlenstoff    oder     kohlenwasserstoffhaltigen        Brennstoffen,    welche Schwefel enthalten    Es ist festgestellt worden, dass die Korrosion in       Feuerungsanlagen    zu einem wesentlichen Teil auf Ab  lagerungen saurer Substanzen beim Verbrennen von  schwefelhaltigen Brennstoffen     verursacht    wird und  dass die Ablagerung dieser sauren Substanzen auf  den hohen Taupunkt der Verbrennungsgase zurück  zuführen ist.  



  Es ist ferner festgestellt worden, dass der hohe  Taupunkt von Verbrennungsgasen auf die Gegenwart  von     Schwefeltrioxyd    zurückzuführen ist, welches  durch katalytische Oxydation von Schwefeldioxyd ge  bildet wird, und es ist vorgeschlagen worden, die  Bildung von     Schwefeltrioxyd    durch überziehen der  Innenflächen der     Feuerungsanlagen    mit einem     Film     aus antikatalytischem Material zu verhindern und da  durch den Taupunkt der Verbrennungsgase herab  zusetzen.  



  Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Ablage  rung von Asche an den Wänden von     Feuerungs-          anlagen    dadurch zu     vermindern,    dass den Verbren  nungsgasen in der     Flammzone        Ammoniak    beige  mischt wird, aber es ist anzunehmen, dass diese Mass  nahme keinen Einfluss auf den Taupunkt der Verbren  nungsgase hat.  



  Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zwecks  Verhütung von Verunreinigungen der Atmosphäre  den Verbrennungsgasen Ammoniak in genügender  Menge zuzusetzen, um alles in diesen enthaltene  Schwefeldioxyd und     Schwefel'trioxyd    zu neutrali  sieren, bevor die Verbrennungsgase in die Atmo  sphäre gelangen.  



  Das Hauptpatent     Nr.351699    betrifft ein Ver  fahren zur Verminderung der Korrosionen in     Feue-          rungsanlagen    bei Verwendung von     kohlenstoff-    oder  kohlenwasserstoffhaltigen     Brennstoffen,    welche    Schwefel enthalten, gemäss welchem Ammoniak in  einen der     Flanunzone    nachfolgenden Teil der     Feue-          rungsanlage,    in welchem die Temperatur der Ver  brennungsgase höher als der Taupunkt der unbehan  delten Verbrennungsgase und niedriger als diejenige  Temperatur, bei welcher das Ammoniak oxydieren  würde, ist, kontinuierlich eingeführt wird.  



  Es wurde nun gefunden, dass die Korrosionen in       Feuerungsanlagen,    in welchen schwefelhaltiger Brenn  stoff verbrannt wird, durch zweckmässige Anwendung  des eingespritzten Ammoniaks unter den nachste  hend beschriebenen Bedingungen auf ein wirtschaft  lich tragbares Mass reduziert werden können.  



  Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Aus  bildung des     Verfahrens    nach dem     Patentanspruch    1  des Hauptpatentes. Die     Erfindung        ist    dadurch ge  kennzeichnet, dass das Ammoniak in einen der       Flammzone    nachfolgenden Teil der     Feuerungsanlage,     in welchem die Temperatur der Verbrennungsgase im  Bereiche von 230-350  C liegt, in der Strömungs  richtung der Verbrennungsgase in einer Menge ein  gespritzt wird, dass das     Mol-Verhältnis    von Ammo  niak zu dem in den die Einspritzstelle erreichenden  Verbrennungsgasen enthaltenen     Schwefeltrioxyd    1 : 1  bis 2,1 :

   1 beträgt, wobei das genannte Ammoniak  der einzige in die     Feuerungsanlage    eingeführte Stoff  ist, welcher befähigt ist, mit     Schwefeltrioxyd        eine     salzbildende Reaktion     einzugehen.     



  Unter der Bezeichnung  Verbrennungsgase  sind  Gase zu verstehen, welche aus den Verbrennungs  produkten des in Frage     kommenden        Brennstoffes.    be  stehen oder diese enthalten. Diese Bezeichnung  schliesst auch nur teilweise     verbrannte    Gase ein.  



  Bei der an der Einspritzstelle des Ammoniaks  in die Verbrennungszone herrschenden Temperatur      wird das Ammoniak durch     Schwefeltrioxyd    in Am  moniumsulfat     und'/oder        Ammoniumbisulfat,    entspre  chend den relativen Verhältnissen von Ammoniak und       Schwefeltrioxyd,    umgewandelt. Es wurde gefunden,  dass sehr wenig Ammoniak in     mitauftretenden    Reak  tionen, z. B. Oxydation von Ammoniak, Bildung von       Ammoniumsulfit,    verloren geht. In dieser Weise wird  ein hoher Nutzeffekt     hinsichtlich    der Ausscheidung  des stark korrodierend wirkenden     Schwefeltrioxyds     erzielt.

   Es wurde festgestellt, dass     Ammoniumbisulfat     unter den in einer     Feuerungsanlage        herrschenden    Be  dingungen wesentlich weniger korrodierend wirkt als       Schwefeltrioxyd    und die auf das     Ammoniumbisulfat          zurückführende    Korrosion nur ein Ausmass erreicht,  das in Kauf genommen werden kann, weil schädliche  Wirkungen sich erst nach der vorgesehenen Lebens  dauer der     Feuerungsanlage    bemerkbar machen wür  den. Unter diesen Umständen wird das     Ammoniak,     wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise in einem  Verhältnis von 1 : 1 bis 1,05: 1 zum     Schwefeltrioxyd     eingespritzt.

    



  Wenn eine maximale Verlängerung der Lebens  dauer der     Feuerungsanlage    gefordert wird, ist die  Bildung von     Ammoniumbisulfat    unerwünscht und  das Verhältnis von Ammoniak     zu        Schwefeltrioxyd    ist  vorzugsweise im Bereich von 2:1 bis 2,1:1 zu  wählen.  



  Mit Vorteil wird der     Schwefeltrioxydgehalt    der  die     Einspritzstelle    des Ammoniaks erreichenden Ver  brennungsgase durch periodische Entnahme von Pro  ben und deren     Analysierung    bestimmt. Wenn dies  nicht ausführbar ist, kann der     Schwefeltrioxydgehalt     auf Grund des Schwefelgehaltes des Brennstoffes ge  schätzt werden.

   Gemäss einer     Modifikation    des vor  stehend beschriebenen Verfahrens. ist die eingespritzte       Ammoniakmenge    so bemessen, dass das     Mol-Ver-          hältnis    von Ammoniak zum gesamten Schwefel im       eingeführten    Brennstoff im Bereich von 0,03 : 1 bis  0,063 :1 liegt.  



  Das hier beschriebene     Verfahren    kann ange  wendet werden, wenn irgendein     kohlenstoff-    oder  kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff, welcher Schwe  fel enthält, z. B.     Raffineriegas.,    Stadtgas,     Erdöldestilla-          tions-    oder     Rückstandbrennstoffe,    Säureteere, Koh  lenteere, Weichkohlen, bituminöse Kohlen, Anthra  zite, Dampfkohlen und -kokse, verwendet wird. Das  beschriebene Verfahren ist besonders geeignet bei       Feuerungsanlagen,    welche mit von Petroleum stam  menden     Rückstandölen    betrieben werden.  



  Das Ammoniak kann in Gasform oder als     wäss-          rige    Lösung eingespritzt werden. Vorzugsweise be  stehen die Mittel zum Einspritzen des Ammoniaks aus  einem perforierten Rohr oder Rohren, beispielsweise  in Form eines Ringeinsatzes, welcher so ausgebildet  und angeordnet ist, dass das Ammoniak über an  genähert den ganzen     Querschnitt    des     Verbrennungs-          gasstromes    verteilt     eingespritzt    wird.  



  Andere Methoden zum Einführen des Ammo  niaks sind:    1.     Ausströmenlassen    von     gasförmigem    Ammo  niak durch gesinterte Metallscheiben,     vorzugsweise     solche aus Stahl, wobei der wechselnde innere Druck  und dadurch die Austrittsgeschwindigkeit erhöht wer  den, um die     Wirkung    von Veränderungen des äusseren  Druckes an den     Ausströmpunkten    zu reduzieren und  die Mischwirkung zu verbessern.  



  2.     Vorgängige    Verdünnung des Ammoniaks mit  Rauchgas oder Luft, wobei das Gemisch durch       einen    perforierten Rohrverteiler in die Verbrennungs  zone der     Feuerungsanlage    eingeleitet wird.  



  3.     Benützung    einer     Ammoniaklösung,    welche  mittels einer     Zerstäuberdüse    eingespritzt wird.  



  An     Wärmeaustauschflächen    können sich Ablage  rungen von     Ammoniumsalzen    bilden, und es ist sehr  wünschbar, dass Mittel vorgesehen werden, welche es  ermöglichen, diese Ablagerungen ohne     Betriebsunter-          brach    zu entfernen.  



  Unter Verwendung einer geeigneten Versuchs  anordnung, welche mit allen für die erforderlichen  Messungen, Bestimmungen und Kontrollen erforder  lichen Mitteln ausgerüstet war, durchgeführte ver  gleichende Versuche ergaben, dass die Korrosionen  in der Versuchsanlage bei erfindungsgemässem Ein  spritzen von Ammoniak in einen der     Flammzone     nachfolgenden Teil der Versuchsanlage verglichen       mit    bei Kontrollversuchen ohne Verwendung von  Ammoniak in der gleichen Versuchsanlage festge  stellten Korrosionen auf einen kleinen Bruchteil ver  mindert werden konnten.  



  Die     stöchiometrische    Menge Ammoniak für voll  ständige Neutralisation von<B>SO,</B> (in     Ammoniumsulfat)     ist 0,6     g/st,    das sind 0,06% des Gewichtes des zu  geführten Brennstoffes, unter Annahme eines mitt  leren     S03    Gehaltes der trockenen Verbrennungsgase  von 0,003     Vol.%.    Für die Bildung von Ammonium  bisulfat werden 0,3     g/st    erfordert, das sind 0,03       Gew.%    des zugeführten Brennstoffes.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verminderung von Korrosionen in Feuerungsanlagen bei Verwendung von kohlenstoff- oder kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen, welche Schwefel enthalten, nach dem Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass das Ammoniak in einen der Flammzone nachfolgenden Teil der Feuerungsanlage, in welchem die Temperatur der Verbrennungsgase im Bereiche von 230 bis 350 C liegt, in der Strömungsrichtung der Verbren nungsgase in einer Menge eingespritzt wird,

   dass das Mol-Verhältnis von Ammoniak zu dem in den die Einspritzstelle erreichenden Verbrennungsgasen ent haltenen Schwefeltrioxyd 1 : 1 bis 2,1 : 1 beträgt, wo bei das genannte Ammoniak der einzige in die Feue- rungsanlage eingeführte Stoff ist, welcher befähigt ist, mit Schwefeltrioxyd eine salzbildende Reaktion ein zugehen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ammoniak in einer Menge ein- gespritzt wird, d'ass das Mol-Verhältnis von Ammo niak zu Schwefeltrioxyd im Bereiche von 2,1 bis 2,1. 1 liegt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ammoniak in einer Menge ein- gespritzt wird, dass das Mol-Verhältnis von Ammo niak zum gesamten Schwefel des zugespeisten Brenn stoffes im Bereiche von 0,03 : 1 bis 0,063 : 1 liegt.