[发明专利]防止锅炉的热传递表面沉积氯的方法

说明书

本发明涉及防止锅炉热传递表面上，特别是过热器上沉积氯的方法，在该锅炉中燃烧含氯的燃料，例如生物质或废物燃料，且在该情况下向炉子，优选在所述过热器区域中，通入含硫酸盐的化合物，其生成特定的试剂以固定碱性化合物。

已知通过混合不同的燃料来试图防止氯的沉积。也已经做了向燃料流体中加入试剂的实验。在该研究过程中，在其中已经看来，硫和硅酸铝化合物都具有防止氯的沉积的效果。已知最好的是如下四种硫试剂：(NH₄)₂SO₄、NH₄HSO₄、FeSO₄和H₂SO₄。

硫和硅酸铝化合物都能与碱金属氯化物反应，在该情况下氯生成氢氯酸，  (其中该氯不转移至沉积物)，而碱金属保持或者与硫酸盐(硫)或者与硅酸铝(AlO₃*nSiO₂*yH₂O，二氧化硅和结晶水的量可以变化)结合。这意味着必须有足够的二氧化硅存在于该氧化物型中以使铝起作用。这里，所述氧化物型是指含氧的全硅化合物。

专利出版物FI93674和DD294548公开了一些循环物质和流动床锅炉。这些出版物都公开了向炉子中加入含有高岭土(＝硅酸铝，高岭石Al₂Si₂O₅(OH)₄)的物质。一个目的是为了防止在热表面上结垢和沉积。

出版物US2004/0068988 A1公开了一种方法，其中通过向位于热交换器中的渠道中加入含硫的添加剂溶液来减少热交换器中由氯导致的腐蚀。

出版物FI 823943公开了改进打算产生能量的燃料的燃烧的方法。通过该方法，减少了炉子表面的腐蚀和结垢。在该方法中，将催化剂投料到燃烧区中，其中所述催化剂含有至少下列元素Al、Mg、Mn和Zn。

还已知在焚化炉的高温区中使用铝化合物以防止沉积。(日本专利摘要，出版物JP 62261802的概述)。

出版物US6649135公开了在所谓的脱氯室16中使用硅酸铝在反应中固定碱金属并释放HCl。

国际专利申请WO 02/059526详细公开了在燃烧过程中从碱金属氯化物中捕捉碱金属的方法。在该方法中，将下列化合物之一加入到炉子中：硫酸铵(NH₄)₂SO₄、硫酸氢铵(NH₄)HSO₄、硫酸亚铁FeSO₄或硫酸H₂SO₄。其目的是产生三氧化硫(SO₃)，其可由化合物中的二氧化硫(SO₂)间接生成。根据该出版物，该化合物优选加入到温度为600-1000℃的烟道气中。

出版物DE 19249022也提出以二氧化硫(SO₂)作为固定碱金属氯化物的试剂。该出版物还提到了三氧化硫(SO₃)，没有解释它们之间的确切关系。提出以硫酸镁(MgSO₄)作为经济的化合物来提供二氧化硫。

本发明旨在创造比以前的方法更有优势的新方法，来防止特别是在过热器中的氯的沉积。

在所附的权利要求中陈述了本发明的特有特征。令人惊讶地观察到，为了固定碱金属化合物，所提出的化合物，硫酸铁(III)Fe₂(SO₄)₃和硫酸铝(III)Al₂(SO₄)₃，比以前建议的任何化合物更有效。正在讨论的添加剂在炉子中有强烈的分解趋势，因此它们的硫几乎完全转化为三氧化硫(SO₃)。它们应该被加入到靠近过热器表面处或类似的以液体形式有效地存在于液滴中，以产生强大的效果。

本发明特别适合应用于流动床锅炉，或具有相似的烟道气温度范围(600-1000℃)的其它蒸汽锅炉。尽管本发明对于过热器的防腐蚀最为重要，本发明还帮助减少热表面的结垢。