ADITIVO PARA COMBUSTIBLE PARA PREVENIR LA ESCORIFICACIÓN Y MÉTODO PARA LA COMBUSTIÓN DE COMBUSTIBLE.

Aditivo de combustible antiescorificación que comprende compuestos de sílice,

invariablemente de una forma de partículas ultrafinas de 3 a 200 nm de diámetro de partícula dispersas en agua y/o aceite en un estado estable, caracterizado por el hecho de que la composición contiene además un compuesto de metal alcalino (R = Na o K) en una cantidad de no más de un 2% en peso como reducido a la concentración R2O

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Campo técnico:

Esta invención se refiere a un aditivo de combustible antiescorificación que es capaz de evitar la escorificación, un fenómeno provocado por la ceniza en un combustible con un contenido de ceniza tan grande como sucede en varios tipos de combustible representados por el carbón y el coque de petróleo mientras el combustible se encuentra en proceso de combustión, y a un método para la combustión de dicho combustible.

Antecedentes de la técnica:

Calderas, calderas de recuperación y varios tipos de hornos de calentamiento que usan como combustible carbón, coque de petróleo o derivados del petróleo y varios tipos de incineradores que emplean para la combustión diversos tipos de desperdicios y neumáticos gastados se les conoce por su tendencia a producir escorias atribuibles a la ceniza en el combustible o los desperdicios y, como consecuencia del aumento de tales escorias, producen escorificación (fenómeno de bloqueo).

Con el objetivo de evitar problemas de este tipo, ha estado en boga la práctica de adoptar medidas tales como ensanchar los espacios entre tuberías de agua adyacentes en las calderas y proveer a tales calderas con numerosos sopladores de hollín. A pesar de estos esfuerzos, factores adversos tales como el deterioro del combustible, la variación de la combustión y la variación de la carga, han dado como resultado posiblemente que se limite la duración de la operación contínua de tales calderas a un mes aproximadamente, dependiendo del contenido de ceniza del combustible y el punto de fusión de la ceniza formada. Puesto que estas calderas tienden a producir la escorificación al final, ha sido necesario el trabajo de suspender la operación, enfriar el horno interior y mondar y deshacerse de las escorias.

Para hacer frente a estos obstáculos, se han realizado hasta ahora intentos de contener la escorificación añadiendo un combustible dado o inyectando en una combustión gases como aquellos aditivos para combustible que se forman mediante la dispersión en agua o aceite de un compuesto de metal tal como un alcalinotérreo, hidróxido de magnesio, acetato magnésico, hidróxido cálcico, carbonato cálcico o dolomita, o un compuesto de hierro representado por la fórmula, mFeOnFe2Os (donde m y n representan números distintos de 0), como se describe en JP-A SHO 61-250416 y JP-A SHO 62-77508.

Los aditivos de combustible convencionales mencionados arriba muestran una función eficaz en combustibles que tienen un contenido de ceniza relativamente pequeño. Específicamente, son capaces de impedir la escorificación alterando la calidad de la ceniza adherida a una tubería de agua como resultado de elevar el punto de fusión de la ceniza, reblandeciendo de la ceniza y confiriendo un color negro a la ceniza.

En el caso de un combustible con un gran contenido de ceniza como típicamente se encuentra en el carbón y un combustible que produce una ceniza de combustión de un punto de fusión particularmente bajo como se ha encontrado en el carbón Prima, por ejemplo, la ceniza depositada en las tuberías de agua como resultado de la combustión del combustible se da en una cantidad copiosa. La ceniza se adhiere ocasionalmente a una tubería de agua o a la pared de la cañería rápidamente como escorias gigantescas y además tiende a fomentar el aumento de escorias gigantescas al absorber las partículas de ceniza a la deriva, con el resultado de que la escorificación ya no será contenida fácilmente ni siquiera cuando el aditivo de combustible convencional se añade en una cantidad generosamente mayor.

La descripción de la patente GB-A-1 005 957 divulga un complejo de aceite dispersible, pero no soluble, de un óxido metálico hidratado y un ácido graso, y un proceso para fabricar el mismo, donde el óxido metálico y el ácido graso están unidos mediante un catión básico. El complejo que contiene este óxido metálico coloidal se usa como un aditivo de combustible, particularmente para aceites combustibles residuales. También se aborda en este documento las sales metálicas de ácidos grasos llamados jabones metálicos, que característicamente son insolubles en agua, pero solubles en aceite.

US-A-3 343 908 divulga un proceso que comprende la introducción de una distribución fina de un material básico y un material de óxido ácido finamente dividido seleccionado de un grupo que comprende, entre otros,

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dióxido de silicio, teniendo la mezcla un área de superficie de al menos 30 m /g, en gases de combustión. Dicho proceso se diseña para eliminar trióxido de sulfuro de los gases de combustión. También se analizan los intentos fallidos precedentes de enlazar las impurezas de trióxido de sulfuro con óxido de magnesio o compuestos tales como la dolomita para reducir su incidencia en gases de escape.

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GB-A-1 189 356 divulga un aditivo de combustible que se puede proporcionar como una dispersión de componentes activos en una fase oleosa o como una emulsión acuosa de tales componentes. Uno de los componentes puede ser sílice coloidal. Cantidades muy pequeñas del aditivo de sílice coloidal se añaden al componente principal (que comprende aluminio, magnesio, manganeso y hierro), y éste puede ser utilizado en una composición de combustible para reformar/rectificar la formación de escoria. Cantidades muy pequeñas de sílice coloidal se añaden con respecto a los componentes principales. También se aborda la adición al combustible de dosis masivas de materiales que finalmente no resultaron rentables o no tuvieron éxito en mejorar las características de la formación de escoria, tales como óxidos, hidróxidos, carbonatos y otras sales de ciertos metales, al igual que arcillas tales como dolomita, talco y magnesio.

Hasta la fecha, no se han descubierto medios para evitar eficazmente la escorificación que se produce durante la combustión de un combustible con un gran contenido de ceniza. Esta invención está dirigida a proporcionar un aditivo de combustible que sea capaz de evitar eficazmente la escorificación que ocurre durante la combustión de un combustible con un gran contenido de ceniza o un combustible que produzca una ceniza de combustión de un punto de fusión bajo como se ha descrito anteriormente y un método para la combustión de combustible.

Descripción de la invención:

El aditivo de combustible antiescorificación según esta invención está formado por una composición que se obtiene dispersando en agua y/o aceite uno o más compuestos de sílice, invariablemente de la forma de partículas ultrafinas que tienen un diámetro de partícula en la gama de 3 a 200 nm. El término mencionado arriba "diámetro de partícula" significa un diámetro de partícula primario medio al que se hará referencia brevemente como "diámetro de partícula."

El aditivo de combustible contiene además un compuesto de metal alcalino (R = Na o K).

El aditivo de combustible puede comprender un 15 a 50% en peso de compuestos de sílice, no más de un 2% en peso de un compuesto de metal alcalino como reducido a la concentración R2O, no más de un 12% en peso de un tensioactivo y el equilibrio de agua y/o aceite.

El aditivo de combustible puede además contener de un 1 a un 10% en peso de al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en compuestos de magnesio, compuestos de hierro y compuestos de calcio.

El aditivo de combustible puede además contener una composición obtenida mediante la dispersión en aceite de uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en FeO·nFe2Os (donde n representa un número distinto de 0), Mg(OH)2 y CaCO3 invariablemente de la forma de partículas finas que han experimentado un tratamiento de adsorción con uno o más ácidos seleccionados de entre el ácido nafténico, ácido isoesteárico y ácidos insaturados grasos del C12 al C22 y que miden de 5 a 50 nm de diámetro de partícula y/o una composición obtenida mediante la dispersión en agua con la ayuda de un tensioactivo hidrosoluble de los mismos... [Seguir leyendo]

1. Aditivo de combustible antiescorificación que comprende compuestos de sílice, invariablemente de una forma de partículas ultrafinas de 3 a 200 nm de diámetro de partícula dispersas en agua y/o aceite en un estado estable, caracterizado por el hecho de que la composición contiene además un compuesto de metal alcalino (R = Na o K) en una cantidad de no más de un 2% en peso como reducido a la concentración R2O.2. Aditivo de combustible antiescorificación según la reivindicación 1 donde la composición comprende de un 15 a un 50% en peso de compuestos de sílice, no más de un 2% en peso de un compuesto de metal alcalino (R = Na o K) como reducido a la concentración R2O, no más de un 12% en peso de un tensioactivo, y equilibrio de agua y/o aceite.

3. Aditivo de combustible antiescorificación según las reivindicaciones 1 ó 2, donde la composición contiene además de un 1 a un 10% en peso de uno o más compuestos seleccionados de entre compuestos de magnesio, compuestos de hierro y compuestos de calcio.

4. Aditivo de combustible antiescorificación según las reivindicaciones 1 ó 2 donde la composición contiene una composición obtenida mediante la dispersión en aceite de uno o más compuestos seleccionados del grupo que consiste en FeO · nFe2O3 (donde n indica un número distinto a 0), Mg(OH)2 y CaCO3 invariablemente de una forma de partículas finas que han experimentado un tratamiento de adsorción con uno o más ácidos seleccionados de entre el ácido nafténico, ácido isoesteárico y ácidos saturado o insaturados grasos C12 a C22 y que miden de 5 a 50nm de diámetro de partícula, y/o una composición obtenida mediante la dispersión en agua con la ayuda de un tensioactivo hidrosoluble de los mismos compuestos en una proporción de no más de un 15% en peso como reducidos a la concentración de óxido (Fe2 O3, MgO, CaO). 5. Método para la combustión de un combustible que comprende un paso de someter a combustión un gasóleo líquido o un combustible sólido que incorpora en sí el aditivo de combustible según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Método según la reivindicación 5, donde el aditivo de combustible se añade o incorpora mediante un modo de inserción a granel de corta duración intermitente en una cantidad en una gama de 5 a 50% en peso, basado en una cantidad de escorias acumuladas producidas durante el proceso de combustión a partir de la ceniza contenida en el gasóleo líquido o combustible sólido durante el curso de la introducción del aditivo de combustible, en un horario de tiempo de una a tres veces diarias, empleando cada una un periodo en una gama de 0,5 a 2 horas.