DD290146A5

DD290146A5 - Waessrige katalysatorloesung zur verbesserten verbrennung von kohlenstoff und/oder kohlenwasserstoff enthaltenden stoffen

Info

Publication number: DD290146A5
Application number: DD89333241A
Authority: DD
Inventors: Gertrude Kaes
Original assignee: ��@�K@��K@��`��@��@��k��
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1991-05-23
Also published as: HUT52711A; AT391873B; EP0368834A1; HU207671B; DE58903225D1; CS276140B6; FI894658A0; FI894658A7; EP0368834B1; ATA244188A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine waeszrige Katalysatorloesung zur verbesserten Verbrennung von Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Stoffen, wie Heizoele, Heizgase und feste Brennstoffe und/oder zur Entfernung von Rusz- oder Teerablagerungen auf Oberflaechen des Brennraumes und ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, dasz die waeszrige Katalysatorloesung eine p H-Wert von mindestens 7 aufweist und in katalytisch wirksamer Menge vierwertiges Cer (Ce4) und Alkali-, Erdalkali- und/oder Magnesiumverbindungen, die nach ihrer Verbrennung oder thermischen Zersetzung alkalisch reagieren, sowie Komplexierungsmittel fuer dieses Ce4 enthaelt.{Katalysatorloesung, waeszrig; Kohlenstoff; kohlenwasserstoffhaltige Stoffe; Verbrennung, verbessert}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft wäßrige Verbrennungskatalysatoren zur verbesserten Verbrennung von Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Stoffen, wie Heizölo, Heizgase und feste Brennstoffe und/oder zur Entfernung von Ruß- oder Teerablagerungen auf Oberflächen des Brennraumes. Weiter betrifft die Erfindung die Anwendung derartiger Katalysatorlösungen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Vermeidung von Rußablagorungen auf feuerseitigen festen Oberflächen ist eine möglichst vollständige Verbrennung der eingesetzten kohlenstoff- und kohlenwaserstoffhaltigen Brennstoffe notwendig. Dies kann durch einen hohen Luftüberschuß erreicht werden, d. h. daß wesentlich mehr Luft den Brennstoffen zugeführt wird als zu deren stöchiometrischer Verbrennung notwendig ist. Das bringt zwar eine Verbesserung der vollständigen Verbrennung, aber auch gleichzeitig den Nachteil eines unwirtschaftlichen Einsatzes der Brennstoffe mit sich, do unnötig große Mengen an Luft aufgeheizt werden müssen und die Menge heißer Abgase erhöht wird. Man ist daher bemüht, die Verbrennung von kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen ohne Rußbildung bzw. Minimierung derselben bei nahstöchiometrischer Verbrennung zu gestalten, was in der Praxis naturgemäß nicht vollständig bzw. nicht immer gelingt. Auch durch eine allmähliche Veränderung der Düseneinspritzung bei flüssigen Brennstoffen wird eine anfänglich perfekte Verbrennungseinstellung negativ beeinflußt und die Rußbildung verstärkt.

Rußbildung benachteiligt die Verbrennung sowohl durch den Verlust an Wärmebildung als auch durch die verringerte Wärmeübertragung, da Ruß eine hohe thermische Isolierwirkung aufweist.

Seit langer Zeit wird daher der Einsatz von Verbrennungskatalysatoren vorgenommen, um sowohl die Bildung von Ruß zu

verhindern bzw. zu minimieren als auch bereits gebildete Ablagerungen von Run und Teer bei möglichst niedrigen

Temperaturen wieder abtubrennen. Die verbesserte Verbrennung von bereits gebildeten Teeren und Ruß wird am wirksamsten

durch Übergangsmetallverbindungen erzielt, welche bekanntlich in verschiedenen Wertigkeiten»orkommen. Bisherhauptsächlich verwendete Metallverbindungen sind solche von Kupfer, Mangan, Kobalt, Zink und Chrom (Chromate).

Insbesondere Kupferverbindungen bzw. metallische Kupferpulver senken die Verbrennungstemperatur von Ruß u.i.d Teeren

beträchtlich ab. Sie haben jedoch den Nachteil, als giftige Bestandteile im Abgas zu agieren, sowie eine wesentlich verstärkte

Korrosionsgefahr auf Eisenwerkstorfen zu bewirken. Kupfer ist in der elektrochemischen Spannungsreihe wesentlicher positiver

als Elsen, so daß sich bei Kupferniederschlägen auf den in der Wärmetechnik üblicherweise verwendeten Eisenwerkstoffen

Lokalelemente bilden, welche die eisenhaltigen Konstruktionsteile korrodieren. Dies wird durch das Vorhandensein von Schwefelsäure bzw. Schwefeliger Säure, welche sich bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen bilden, noch

wesentlich verstärkt.

Zinkverbindungen sind weniger giftig als Kupfer und stellen auch keine wesentliche Korrosionsgefahr für Eisenwerkstoffe dar,

sind jedoch als Verbrennungskatalysator für Ruß und Teere praktisch kaum wirksam.

Chrom wurde bisher für vorliegende Zwecke hauptsächlich in Form von Chromaten eingesetzt, um sowohl von der

verbrennungskatalytlschen Wirkung des Metallions zu profitieren als auch das Oxidationspotential der Chromate auf Kohlenstoffauszunützen. Infolge der krebserregenden Wirkung einiger Chromverbindungen scheiden diese jedoch nach den heutigen

Umweltschutzanforderungen aus. Dasselbe gilt für Nickel- und Kobaltverbindungen, obwohl insbesondere Kobalt in der Lage

ist, eine gute verbronnungskatalytische Wirkung auszuüben.

Auch Mangan, insbesondere als Permanganat, hat gute verbrennungskatalytische Eigenschaften und mit -1,70 Volt als MnO] + 2H₂O = MnO₄ ^- + 4H⁺ + 3e~ ein hohes Oxidationspotential, jedoch sind Manganverbindungen ebenfalls giftig und

sogar als kanzerogenverdächtig eingestuft worden.

Ein ungiftiges Übergangsmetall stellt Eisen dar, welches in öllösllcher Form (Eisenseifen, Ferrocen z.B.) als Verbrennungskatalysator bei flüssigen Brennstoffen häufig eingesetzt wird. Auch die Einspritzung von wäßrigen Eisensalzlösungen, wie Eisensulfate, in die Flamme wurde vorgeschlagen bzw. gehandhabt. Trotz dieser positiven Eigenschaften

für die Verbrennungskatdlyse stellten Eisenverbindungen ein ungenügendes Werkzeug dar, um bereits gebildeten Ruß und

Teere zu verbrennen. Der Grund liegt in dem relativ niedrigen Oxidationspotential von 3wertigen Eisenverbindungen, nämlich

-0,77VoItFe⁺* = Fe⁺⁺⁺ + e'.

Auch Cäsiumverbindungen-wobei Calzium als Erdalkali bekanntlich kein Übergangsmetall darstellt-wurden zur Beseitigung

von Rußablagerungen empfohlen. Calzium hat eine nur geringfügige verbrennungskatalytische Wirkung und dürfte eine solcheüberhaupt nur bei hohen Verbrennungstemperaturen durch Bildung von Hydroxylionen in der Flamme ausüben. Als Erdalkali

Weist es jedoch eine Neutralisationswirkung auf Schwefel- und schwefeliger Säure auf, soweit es nicht an thermisch stabile und

unverkennbare Anionen gebunden ist.

Als metallionenfreies Reinigungsmittel für fuuerseitige Kohlenstoffbeläge wurde weitere Wasserstoffperoxid verwendet. Dieses Oxidationsmittel wird auch in Verbindung mit freien Alkalien, wie Alkalihydroxide, -carbonate und -Silikate empfohlen, wobei die Oxidation des Rußes durch H₂O₂ und die Säureneutralisierung durch die starken wäßrigen Alkalilösungen erfolgt; eine

verbrennungskatalytische Wirkung tritt nicht auf.

Beispiele für veröffentlichte Druckschriften sind die GB-PS1252624 für Wasserstoffperoxid und starke wäßrige Alkalilösungen, DE-OS 3023520 für die Zugabe von Cäsiumverbindungen (Calziumphosphate in Pulverform), DE-PS 2413520 für Entrußungsmittel aut Basis von Metallverbindungen enthaltend Kupferpulver, US-PS 4287090 wäßrige katalytisch aktive Metallst Izlösungen bestehend aus Manganacetat, Calziumnitrat und Kupferacetat, DE-OS 2911259 als Mittel zur feuerseitigen Reinigung mit Alkalijodat oder Alkaliperjodatlösungen zusammen mit Kupfercarbonat als Oxidationshilfe und Ammoniak oder Alkalicarbonate zur Neutralisierung saurer Aschebestandteile. Als chemische Rußvernichter wurden Kaliumnitrat und Ammoniumnitrat in der DE-OS 2228467 (ohne katalytische Verbrennungswirkung) genannt. In der GB-PS 1303 552 werden Ammoniumnitrat neben Kaliumnitrat und/oder Natriumnitrat

zur Bildung und Kondensierung von Schwefelsäure aus den Verbrennungsabgasen empfohlen.

Auch in einer Reihe anderer feuerseitiger Reiniger von Heizflächen werden zur Beseitigung der Ruß- und Teeranteile

unterstützende Oxidationsmittel bzw. katalytische Verbrennungshilfen wie Ammoniumnitrat, Ammoniumchromat bzw. Zink-und Kupfersalze (DE-OS 1810424) genannt.

Die schwedischen Nobel-Werke haben bereits vor Jahren, zur Reinhaltung von Heizflächen unter der Marke SP-SOTIN ein Mittel

herausgebracht, das als Hauptbestandteil laut eigenen Angaben Alkalinitrate enthält (kein Verbrennungskatalysator).

Alle genannten Mittel haben die Beseitigung von Ruß und Teeren zum Ziele, können jedoch die heutigen Anforderungen an eine

umweltfreundliche und möglichst ohne größere Verluste erfolgende Wärmeübertragung nur ungenügend erfüllen. Diekatalytische Verbrennung durch geeignete Metalle hat bei guter Wirksamkeit den Nachteil von Giftstoffen im Abgas (Cu, Ni, Co,

Cr, Mn), während das Oxidationspotential bei den umweltfreundlichen Metallen, wie Fe, Ca ungenügend ist. Beim Einsatz von Oxidationsmitteln, wie Nitraten, Jodaten oder Peroxiden ist nur eine einmalige Wirkung vorhanden und kann sich Ruß und Teer

nach Verbrauch des aktiven Sauerstoffes aus diesen Substanzen wieder unbehindert ablagern und die Wärmebilanzverschlechtern sowie durch Rußausstoß die Umwelt belasten.

Es ist herbei zu beachten, daß z. B. eine Rußdicke als Ablagerung von nur 1 mm die Abgastemperatur um ca. 7O⁰C erhöhen kann

und einen Heizöl-IHeizstoif !-Mehrverbrauch von 5% nach sich zieht.

Ziel der Erfindung

Der erfindungsgemäße Verbrennungskatalysator ist ungiftig und katalytisch hochwirksam für die Verbrennung bei möglichst niedrigen Temperaturen von Ruß und Teeren durch Luftsauerstoff. Zufolge der nach der Verbrennung oder thermischen Zersetzung vorliegenden alkalisch reagierenden Bestandteile ist ein gutes Neutralisationspotential gegeben.

-3- 290146 Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Verbrennungskatalysator zu schaffen, der ungiftig, katalytisch für die Verbrennung bei möglichst niedrigen Temperaturen von Ruß und Teeren durch Luftsauerstoff hochwirksam ist, sowie in seiner höherwertigen Form ein hohes Oxidationspotential aufweist. Weiter soll nach erfolgter Verbrennung bzw. thermischer Zersetzung ein Neutralisationspotential gegeben sein.

Als solcher Verbrennungskatalysator wurden Lanthanide, insbesondere Cerverbindungen in ihrer vierteiligen Form als geeignet gefunden. Wasserlösliche Cerverbindungen sind ungiftig und Cernitrat-Hexahydrat weist z. B. eine LD50(C₁I.„o von 4200mg/kg auf, im Vergleich zu reinem Kochsalz LD50(_O„|.,„) von lediglich 3000mg/kg.

Vierwertige Cerverbindungen stellen starke Oxidationsmittel dar, das Oxiodationspotential von Ce(IV)/Ce(lll) beträgt ca. 1,6 Volt,

d. h. es liegt nur geringfügig unter dem vorgenannten von Permanganat zu Mangandioxid mit ca. 1,7 Volt und über doppelt so hoch als beim Fe(lll)/Fe(ll).

Öllösliche Cerverbindungen wurden bereits früher als Heizölzusätze zur verbesserten Verbrennung eingesetzt, gemäß der DE-OS 2729365 und der US-PS 4462810. Eshandelt sich hierbei aber um ausschließlich öllösliche und nicht wäßrige Lösungen von Cerverbindungen. Überdies ist das Cer dort in seiner dreiwertigen Form als Zusatz vorhanden und nicht vierwertig.

Beide bekannten Anwendungen sind somit für die feuerseitige Reinigung von Ruß und Teeren nicht vorgesehen und auch nicht geeignet.

Für die feuerseitige Reinigung hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn nach Verbrennung des Rußes oder Teeres bzw. nach thermischer Zersetzung der aufgebrachten vierwertigen wäßrigen Cerlösung eine Alkalitätsreserve vorhanden ist, um Säuren aus den vorbrannten Heizstoffen zu neutralisieren. Diese Neutralisierung von anorganischen Säuren, wie Schwefel- und schwefelige Säure und organischen, wie Essigsäure, Propionsäure, Ameisensäure vermindert die Ablagerung feuchter und haftender, Kohlenstoff enthaltender Beläge auf den festen Oberflächen, wie insbesondere solche zur Wärmeübertragung und inhibiert die korrodierende Wirkung dieser Säuren auf die Werkstoffe. Die Verwendung wäßriger vierwertiger Cerlösungen bei Vorhandensein obiger Alkalitätsreserve bietet den Vorteil, daß diese verbrennungskatalytisch wirksamen Lösungen auch um den Neutralpunkt (pH = 7) eingestellt werden können bzw. in schwach sauren oder mild alkalisch reagierenden wäßrigen Lösungen vorliegen können.

Die Erfindung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Katalysatorlösung einen pH-Wert von mindestens 7 aufweist und in katalytisch wirksamer Menge vierwertiger Cer (Ce⁴⁺) und Alkali-, Erdalkali- und/oder Magnesiumverbindungen, die nach ihrer Verbrennung oder thermischen Zersetzung alkalisch reagieren, sowie Komplexierungsmittel für dieses Ce⁴⁺ enthält. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind der Beschreibung zu entnehmen.

Gegenüber den starksauren Lösungen z. B. von Cernitrat bringt dies entsprechenden Korrosionsschutz für die damit behandelten metallischen Oberflächen. Auch stark alkalisch reagierende wäßrige Lösungen bieten Angriffsgefahren für metallische und insbesondere mineralische Baustoffe, wie Schamotten, sowie Verätzungsgefahren für den Anwender bei der Aufbringung.

Ausführungsbeispiele

Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

In 77,4 Gewichtsteilen (GT) Wasser werden 6 GT dreiwertiges Cernitrat = Ce(NOi)₃ 6H₂O gelöst und mit 2,2GT35%igem Wasserstoffperoxid in die vierwertige Form überführt, entsprechend etwa 2 Gew.-% Ce.⁴⁺ in der fertigen Lösung. Weiter wurden 3 GT Citronensäure und 2 GT eines Natriumsalzes von Maleinsäure-Acryl-Copolymer mit einem Molekulargewicht von durchschnittlich 70000 als Komplexierungsmittel obiger Lösung zugeführt und mit 4,4 GT Ätzkali (KOH) auf einen pH-Wert von ca. 9 gebracht. Zur verbesserten Netzung auf den verrußten und verteerten festen Oberflächen werden dieser wäßrigen Lösung

noch 2 GT eines synthetischen Alkohols mit 13 Kohlenstoffatomen und 9 Molen Äthylenoxidanlagerung zugefügt. Es entsteht eine stabile, klare Lösung von rotbrauner Farbe.

Diese Lösung wird auf verrußte und teerige Oberflächen aufgesprüht. Durch nachfolgende Beheizung dieser Oberflächen im normalen Gebrauch tritt ein Abbrennen der kohlenstoff- und kohlenwasserstoffhaltigen Beläge (Ruß, Teer) katalytisch begünstigt ein.

Die vorgenannte Lösung kann auch vorteilhafterweise nach der jeweiligen, in vielen Ländern obligatorisch vorgesch iebonen, mechanischen Reinigung auf Wärmeübertragungsflächen und andere rußgefährdete Oberflächen aufgetragen werden und dient sowohl als Korrosionsschutz als auch insbesondere als katalytisch wirksamer Oberflächenüberzug, welcher die erneute Verrußung und Verteerung weitgehend inhibiert.

Nach Abbrennen der organischen Substanzen (auch der Citronensäure und des Malein-Acryl-Copolymeis) verbleiben ca. 1,9% vierwertiges Cer, vorwiegend als CeO₂, sowie ca. 5% Ätzalkalien (aus 4,4% KOH und dem Natriumsalz des Copolymers) aus 100% der vorgenannten Lösung zum Zwecke der k&talytischen Verbrennung von Ruß und Teeren sowie zur Neutralisierung von Mineralsäuren, vorwiegend Schwefel und schwefeliger Säure sowie organischer Säuren, wie insbesondere Essigsäure (aus der Holzverbrennung).

Beispiel 2

Die wäßrige Katalysatorlösung laut Beispiel 1 wird 1:10 mit Wasser verdünnt und periodisch auf Wärmeübertragungsflächen und andere zu entrußende Oberflächen mittels einer mechanischen, eingebauten Sprühvorrichtung aufgebracht. Es zeigt sich, daß-je nach Heizbelastung und Verrußungsgrad-eine periodische Aufsprühung in 2- bis24stündigen Intervallen ausreicht, um Rußbeläge zu verhindern und einen bestmöglichen Wärmeübergang und damit Ausnutzung der Brennstoffe zu erreichen. Diese Methode ist vor allem für Großanlagen, d. h. industrielle Anlagen und kalorische Kraftwerke geeignet.

Beispiel 3

Die wäßrige Katalysatorlösung laut Beispiel 1 wird 1:20 mit Wasser verdünnt, was bedeutet, daß in der fertigen Verdünnung etwa 10OOppm vierwertige Cerionen enthalten sind. Davon werden durch Feinsteinsprühung in die Verbrennungsluft von größeren Heiz- und Kesselanlagen im Verhältnis von 1GT verdünnter wäßriger Lösung per 50GT Rückstandsheizöl als Verbrennungskatalysator eingebracht. Durch den relativ geringen Anteil von 20ppm vierwertigem Cer im Verhältnis zum schweren Heizöl wird eine Reduktion der Rußzahl um 3 Punkte nach Bacharach erreicht.

Beispiel 4

10 GT eines vierwertigen wasserdispergierbaren Cer-Hydratee werden in 79 GI Wasser feinst verteilt. Hierzu werden 10 GTeines

Natriumpolyacrylates mit Molekulargewicht von durchschnittlich 4000 gelöst sowie 1GT von Nonylphenol mit 7 Molen Äthylenoxidanlagerung. Das Cer-Hydrat enthält 89% CeO₂. Die Teilchengröße beträgt 1L Mikrometer, die Kristallgröße (XRD - X-Ray Diameter) ca.

9 Nanometer. Der Ce⁴⁺-Gehalt liegt bei 7,2Gew.-%, bezogen auf die Dispersion.

Die oben genannte wäßrige Dispersion wird auf Teerablagerungen bei Holzfeuerungen aufgesprüht und durch kurze, verstärkte Luftzufuhr abgebrannt. Es zeigt sich, daß durch die katalytische Wirkung des vierwertigen Cers auch in dieser Form die

gesundheitsschädlichen und auch brandgefährlichen Teerrückstände fast vollständig abgebrannt werden können.

Beispiels In 70GT Wasser werden 10GT dreiwertiges Cernitrat gelöst und mit 3GT 35%igem Wasserstoffperoxid in die vierwertige Form

überführt (entsprechend etwa 3,4Gew.-% Cer⁴*). Weiters werden 10GT Magnesiumnitrat, 5GT Polyacrylate mit

Molekulargewicht 2000 (im Durchschnitt) gelöst und mit Kalilauge oder Ätzkali auf einen pH-Wert von 8 gebracht. Diese Lösung wird auf rußige und teerige Oberflächen aufgebracht und verbessert die Verbrennung dieser schädlichen Beläge

ähnlich Beispiel 1. Für ölige und fettige Rußbeläge empfiehlt sic.i noch der Zusatz von Netzmitteln. Vorteilhafterweise werdennichtionische oder anionaktive oberflächenaktive Substanzen verwendet, wie Ähtylenoxidanlagerungsprodukte,

Alkansulfonate, Alkylarylsulfonate. Kationaktive waschaktive Substanzen sind zwar ebenfalls geeignet, erniedrigen aber häufig

die Grenzenflächenspannung zwischen dar wäßrigen Katalysatorlösung und den öligen/teerigen Rückständen in geringerem

Ausmaße und sind auch wirtschaftlich ungünstiger. Bei der Abbrennung von Ruß und Teeren wird auch das Magnesiumnitrat thermisch zersetzt und kann als basisches Oxid/ Hydroxid ebenfalls die Mineralsäuren, aber auch organische Säuren, welche sich bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Heizölen und Kohlen bzw. bei Holz, Stroh etc. bilden, entsprechend neutralisieren.

Beispiel β

Die Lösung gemäß Beispiel ö wird analog angesetzt, wobei Magnesiumnitrat durch Bariumnitrat ersetzt wird. Auch hier tritt

durch thermische Zersetzung eine Alkaiitätsreserve, sowie die genannte Verbrennungskatalyse ein.

Beispiel 7 Analog den Beispielen 5 und 6, wobei statt Magnesiumnitrat Calziumnitrat eingesetzt wird. Beispiel 8

Es wird eine Lösung gemäß Beispiel 1 angesetzt, wobei das Ätzkali durch Lithiumhydroxid-Monohydrat ersetzt wird. Lithiumhydroxid weist nicht nur eine Säure neutralisierende Wirkung auf, sondern auch eine das vierwertige Cer unterstützende verbrennungskatalytische Wirkung.

Beispiel 9

In 77GT Wasser werden 5 GT Cernitrat (Ce[NO₃I₂ - 6H₂O gelöst und mit 2GT Wasserstoffperoxid (35%) in die vierwertige Cerform überführt (etwa 1,7 Gew.-% Cer^<+). Weiters werden 25GT einer 40%igen Lösung des Tetranatriumsalzes von Äthylendiamintetraessigsäure (EDTA) und 1GT Netzmittel zugefügt. Diese Lösung wird analog den vorgenannten Beispielen als wäßriger Verbrennungskatalysator eingesetzt.

Beispiel 10 Zusammensetzung gemäß Beispiel 9, wobei statt EDTA das Natriumnitrilotriacetat (NTA) Verwendung findet. Beispiel 11

40GT Cernitrat ßwertig) werden in 60GT Wasser gelöst und mit 20GT35%igem Wasserstoffperoxid in die vierwertige Form gebracht (etwa 13,3Gew.-% Cer⁴⁺). Weiters werden 60GT der Oxyessigsäure (Glykolsäure) zugefügt und mit Kalilauge oder Ätzkali auf einen pH-Wert von 7 eingestellt. Die Lösung wird im Sinne der vorgenannten Beispiele als wäßriger Verbrennungskatalysator für flüssige, feste und auch gasförmige Brennstoffe eingesetzt.

Beispiel 12

10GT Cernitrat (3wertig) werden in 60GT Wasser gelöst und mit 3GT 35%igem Wasserstoffperoxid in die vierwertige Form gebracht (etwa 3,3Gew.-%Cer⁴⁺). Weiters werden 7 GT Kaliumcarbonat und 20GT einer40%igen Lösung von Tetrakalium-EDTA zugeführt. Diese Lösung wird im Verhältnis 1:1000 Gewichtsteile Heizölen mechanisch in feinster Teilchengröße eindispergiert. Die W/O-Emulsion wird zur Verbrennung gebracht, wobei Rußbildungen weitgehend vermieden werden können. SO₃ bzw. H₂SO₄ wird durch die Neutralisationswirkung des KOH zum Großteil bevorzugt gebunden, so daß auch bei der Verbrennung schwefelreicher Heizöle vorwiegend das schwächer saure und damit weniger aggressive und korrosive SO₂ bzw. Schwefelige Säure im Abgas vorhanden sind.

In vorteilhafter Weise liegt allgemein der Gehalt der Cer⁴⁺-lonen in der erfindungsgemäßen Katalysatorlösung zwischen 0,1 und 16Gew.-% der Katalysatorlösungsmenge und der Metallionengehalt der alkalisch reagierenden Verbindung liegt vorteilhaft zwischen 0,1 und 30Gew.-%, bezogen auf die Katalysatorlösungsmenge. Im flüssigen oder feoten Brennstoff liegt der Cer⁴⁺- lonengehalt bevorzugt zwischen 1 und lOOppm, bezogen auf die Brennstoffmenge.

Die erfindungsgemäße Katalys.ttorlösung liegt mit einem pH-Wert von mindestens 7 im neutralen oder basischen Bereich. Damit wird dem erforderlichen Korrosionsschutz Rechnung getragen. Das Kompiexierungsmittel ist in der Katalysatorlösung bevorzugt in einer solchen Menoe vorhanden, daß das Ausfallen des Cers als Hydroxid verhindert ist. Der Mengenbereich für das Kompiexierungsmittel kann zwischen 1 und 40Gew.-%, bezogen auf die gesamte Katalysatormenge, bevorzugt zwischen 2 und 10Gew.-% liegen.

Claims

1. Wäßrige Katalysatorlösung zur verbesserten Verbrennung von Kohlenstoff und/oder Kohlenwasserstoff enthaltenden Stoffen, wie Heizöle, Heizgase und feste Brennstoffe und/oder Entfernung von Ruß- oder Teerablagerungen auf Oberflächen des Brennraumes, wobei die Katalysatorlösung Cersalze enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Katalysatorlösung einen pH-Wert von mindestens 7 aufweist und in katalytisch wirksamer Menge vierwertiges Cer (Ce⁴⁺) und Alkali-, Erdalkali- und/oder Magnesiumverbindungen, die nach ihrer Verbrennung oder thermischen Zersetzung alkalisch reagieren, sowie Komplexierungsmittel für diese Ce⁴⁺ enthält.

2. Kacalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen organische Kalium-, Natrium-, Lithiumsalze bzw. Seifen enthalten sind.

3. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen organische Calzium-, Magnesium- und/oder Bariumve Windungen enthalten sind.

4. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen Nitrate von Alkalien, Erdalkalien und/oder Magnesium enthalten sind.

5. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen Carbonate von Alkalien, Erdalkalien und/oder Magnesium enthalten sind.

6. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen Polycarboxylate von Alkalien, Erdalkalien und/oder Magnesium enthalten sind.

7. Katalysatorlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als alkalisch reagierende Verbindungen Hydroxycarboxylate von Alkalien, Erdalkalien und/oder Magnesium enthalten sind.

8. Katalysatorlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorlösung Cer⁴⁺ in Mengen zwischen 0,1 und 15Gow.%, bezogen auf die gesamte Katalysatorlösungsmenge, enthält, und daß die alkalisch reagierende Verbindung in Mengen zwischen 0,1 und 30Gew.-%, bezogen auf den Metallionengehalt und die gesamte Katalysatorlösungsmenge, enthalten ist.

9. Katalysatorlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, daß das Komplexierungsmittel in Mengen von 1-40Gew.-%, bezogen auf die gesamte Katalysatorlösungsrnenge, enthalten ist.

10. Katalysatorlösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Komplexierungsmittel in Mengen von 2-10Gew.-% enthalten ist.

11. Verwendung der wäßrigen Katalysatorlösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie

a) kontinuierlich oder periodisch in den Brennraum eingebracht, vorzugsweise eingesprüht wird oder

b) vor der Verbrennung in flüssigen Brennstoff dispergiert oder emulgiert wird oder

c) vor der Verbrennung auf festen Brennstoff aufgebracht wird.