DE551449C - Verfahren zum Verbrennen waessriger Emulsionen brennbarer Stoffe (OElemulsionen) - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verbrennen wäßriger Emulsionen brennbarer Stoffe (Ölemulsionen) Bei der Verarbeitung von Erdöl und Erdöldestillaten sowie von anderen Ölarten fallen häufig Rückstände an, in denen ölige Stoffe mit solchen Wassermengen vermischt sind, daß sie als Brennstoff nicht mehr verwendet werden können. Dies trifft vor allem für die Waschwässer von der alkalischen und insbesondere auch von der sauren Waschung von Ölen und Öldestillaten zu. Hier geht ein Teil der organischen Substanz in Form von Alkalisalzen, Sulfonsäuren und Sulfonsäuresalzen in Lösung und begünstigt dadurch die Bildung von schwer entmischbaren Emulsionen in hohem Maße. In Ermangelung eines passenden Verwendungszweckes war man bisher gezwungen, diese häufig sehr übelriechenden Emulsionen und Schlämme in Teichen oder Becken einzusumpfen. Versuche, die Emulsionen zu entmischen, um das Öl verbrennen zu können, haben sich als praktisch undurchführbar erwiesen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das die Verbrennung solcher Ölemulsionen sowie auch anderer wäßriger Emulsionen brennbarer Stoffe gestatten soll. Solche Emulsionen werden erfindungsgemäß zur Verdampfung des in ihnen enthaltenen -Wassers vorzugsweise bis auf 48o° C und darüber erhitzt, worauf man das Gemisch von Wasserdampf und mitgerissenen Öltröpfchen oder Öldämpfen mit Luft vermischt und verbrennt. Ist die Emulsion sehr wasserreich oder soll eine verhältnismäßig hohe Verbrennungstemperatur erzielt werden, so kann man die Emulsion, gegebenenfalls unter Druck, bis über die Entzündungstemperatur erhitzen. Auf diese Weise wird es möglich, Ölemulsionen mit einem Wassergehalt bis zu 8o% mit gutem Wirkungsgrad zu verbrennen, ja selbst noch ölärmere Emulsionen, wenn der Hauptwert auf ihre Beseitigung gelegt wird. Die bei der Verbrennung entwickelte Wärme kann, wenn Abhitze nicht zur Verfügung steht, zum Teil zur Erhitzung der Emulsion verwendet werden.
• Bei dem neuen Verfahren wird somit die mühevolle und kostspielige Entmischung der Emulsion ganz vermieden. Dadurch, daß man dem Brennstoff die großen zur Verdampfung des Wassers erforderlichen Wärmemengen schon vor Eintritt in den Feuerraum zuführt, ist man in der Lage, die Entzündungstemperatur in allen Fällen mit Sicherheit zu erreichen und meist auch eine so hohe Flammentemperatur aufrechtzuerhalten, daß die Verbrennung selbst bei geringem Luftüberschuß rasch und vollständig verläuft. Obwohl natürlich auch beim Verfahren gemäß der Erfindung die Wärmebilanz durch den (unteren) Heizwert der zu verbrennenden Emulsion gegeben ist, so wird doch ein erheblicher und in vielen Fällen sogar entscheidender Vorteil dadurch erzielt, daß man durch vollständige Verdampfung des Wassers und gegebenenfalls auch des Öls außerhalb der Flamme eine starke Steigerung der Flammentemperatur herbeiführt. Die Mitverwendung von Wasserdampf bei der Verbrennung von flüssigen Brennstoffen ist zwar an sich nicht neu. So hat man vorgeschlagen, gespannten Wasserdampf mit Öltröpfchen zu beladen und dann durch ein erhitztes Vergaserrohr zu führen. Hier -dient der absichtlich zugesetzte Wasserdampf als Träger für Öl und Öldampf, die auch ohne Wasserdampfzusatz verbrennbar wären. Auch als Treibmittel für das Einsprühen von Öl in Feuerungen ist Wasserdampf schon verwendet worden, gegebenenfalls auch mit der Absicht, die Vergasung und-Verbrennung des Öls katalytisch zu begünstigen. Ein anderer Vorschlag geht dahin, ih den flüssigen Brennstoffen gewisse, offenbar kleinere Wassermengen zu emulgieren, damit die in die Feuerung tretenden, von Ölhäutchen bedeckten Wassertröpfchen bei ihrer plötzlichen Verdampfung das Öl fein zerstäuben.
• In allen diesen Fällen handelt es sich um den absichtlichen Zusatz von begrenzten Wassermengen zu einem an sich wasserfreien Öl, während beim Verfahren der Erfindung das von vornherein vorhandene Wasser vor der Verbrennung in eine thermisch weniger schädliche Form gebracht wird.
• Wie weit man mit der Verdampfung des Wassers und gegebenenfalls mit der Überhitzung des Wasserdampfes zu gehen hat, hängt von der Beschaffenheit, dem Heizwert und dem Wassergehalt des Öls sowie von der gewünschten Verbrennungstemperatur ab. Während die bloße Vorwärmung des Wassers bis zum Siedepunkt auf die Flammentemperatur kaum Einfluß hat, wird diese durch die mehr oder minder vollständige Verdampfung des Wassers und gegebenenfalls auch des Öls außerordentlich stark gesteigert. Die Überhitzung des Wasserdampfes führt der Flamme noch weitere, aber nicht mehr so erhebliche Wärmemengen zu, kann aber in vielen Fällen von Bedeutung sein. Eine Überhitzung bis auf 48o° C und darüber, z. B. bis 675, ja i ioo° C, ist praktisch durchführbar und in vielen Fällen auch von Vorteil. Das Öl wird dabei je nach dem Ausmaß der überhitzung mehr oder minder stark gespalten, wobei weitere Wärmemengen gebunden werden.
• Um die erfindungsgemäß gesteigerte Flammentemperatur auf ihrer Höhe zu erhalten, wird man natürlich so wenig überschußluft wie möglich verwenden, was ja bei hinreichend hoher Flammentemperatur durchaus zulässig ist und die Vollständigkeit der Verbrennung nicht beeinträchtigt. Daß man die Verbrennungsluft in bekannter uTeise:ebenfalls vorwärmen kann, ist natürlich selbstverständlich. Bei der praktischen Durchführung des neuen Verfahrens ist zu berücksichtigen, daß sich die Emulsion bei der Verdampfung des Wassers in zwei Phasen scheidet, nämlich eine gasförmige Wasserdampfphase und eine flüssige Ölphase. Um eine Verarmung des Dampfstroms an Öltröpfchen zu vermeiden, wird man ihm eine Geschwindigkeit geben, die das Ausfallen von Öltröpfchen. ausschließt. Ist durch weiteres Erhitzen auch das Öl verdampft, so ist diese Vorsicht nicht mehr erforderlich.
• Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
• In dem Vorratsbehälter 2 ist eine Ölemulsion, beispielsweise Säureschlamm von der Erdölraffination, enthalten und gelangt nach Maßgabe der Einstellung des Regelventils 8 in eine Pumpe ¢, von der sie über die Leitung 6 in die Röhrenretorte i o gespritzt wird.
• Diese Retorte wird durch Abhitze oder Brenner auf einer hinreichend hohen Temperatur, z. B. auf q.50° C, gehalten, wobei ein Druck von etwa 7 kg/qcm mit Hilfe des Reduzierventils 12 aufrechterhalten wird. Das gasförmige Gemisch gelangt danach in eine zweite Retorte 14, die auf einer noch höheren Temperatur, z. B. auf 675° C, gehalten wird, und ein Rohr 16 zum fallweisen Einleiten von zusätzlichem Wasserdampf aufweist.
• Das Dampfölgemisch gelangt schließlich in den Verteilkopf 2o,. der sich im Feuerraum des Dampfkessels befindet, und wird hier glatt verbrannt.
• Wenn gewünscht, kann das Dampfölgemisch mit einer zur vollständigen Verbrennung unzureichenden Luftmenge vermischt und nach Verwendung der dabei erzeugten Wärme zur Kondensation des Wasserdampfes abgekühlt werden. Man erhält dann ein fixes Gas, das eine Mittelstellung zwischen Ölgas und Kohlenoxyd einnimmt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verbrennen wäßriger Emulsionen brennbarer Stoffe (Ölemulsionen), dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion zur Verdampfung des Wassers vorzugsweise bis auf 48o° C und darüber erhitzt wird, worauf das Gemisch von Wasserdampf und Öl bzw. Öldämpfen unter Vermischung mit Luft verbrannt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion gege- benenfalls unter Druck bis über die Entzündungstemperatur erhitzt wird.