-Reducció de NOx per oli / aigua-emulsificació

Els òxids de nitrogen (NO_x) Són coneguts per ser un perill immediat per a la salut humana i el medi ambient. Mòbils i estacionaris dièsel i de gasolina estan contribuint en gran mesura a tot el món NO_x les emissions. L'emulsificació de combustible amb l'aigua és una forma de reduir les emissions de NO_x de les emissions dels motors. L'emulsificació per ultrasò és un mitjà eficaç per a la generació de combustible de mida fi / emulsions aigua-.

Automòbils i camions, avions, generadors elèctrics, carretons elevadors, les unitats d'aire condicionat i calderes de generació de grans quantitats de partícules (PM) i el NO_x per la combustió de productes derivats del petroli. NO_x fa a les barreges d'òxid nítric (NO) i diòxid de nitrogen (NO₂), Així com N₂O, NO₃, N₂O₄ i N₂O₅. L'òxid nítric i diòxid de nitrogen contribuir a la capa d'ozó de baix nivell, el smog i són perillosos per al medi ambient i els éssers humans. La reglamentació ambiental es refereix a les emissions de contaminants atmosfèrics per reforçar els límits de. Emissions del motor també inclouen el diòxid de sofre (SO₂) Com a conseqüència dels compostos de sofre en el combustible. Aquest problema es redueix a la hidrodessulfuració o assistida per ultrasons de dessulfuració.

Running on de combustible i aigua en emulsió

En els últims anys, el treball s'ha fet molt en el influència de l'aigua en NO_x els nivells d'emissió. Diversos de combustible: l'aigua relacions volumètrica de 1:1 per 19:1 s'han provat les propietats de combustió. En la majoria dels casos, 1 a 2 per cent del volum de surfactant es va afegir per a l'estabilització de l'emulsió.

Antecedents de la combustió

La combustió de combustible genera energia tèrmica i mecànica. La fracció mecànics poden ser utilitzats per conduir els pistons o turbines per a la propulsió o de generació d'electricitat. En la majoria dels motors, l'energia tèrmica no s'utilitza. Això resulta en una menor eficiència termodinàmica.

Aprox. El 90% del NO_x resultants del procés de la combustió de combustibles és NO. El NO és principalment formades per l'oxidació del nitrogen atmosfèric (N₂). Aigua afegida al combustible redueix la temperatura de combustió a causa de l'evaporació de l'aigua. Quan l'aigua en el combustible s'evapora emulsió d'aigua, el combustible es s'evapora voltant, també. Això augmenta la superfície del combustible. La temperatura més baixa i la millor distribució de combustible estan conduint a un menor formació de NO_x.

Ultrasons EMULSIFICACIÓN

La introducció d'aigua en la combustió del carburant s'ha demostrat en moltes obres de reduir el NO_x les emissions de. L'aigua pot ser afegit mitjançant la formació d'un combustible o emulsió d'aigua en dues formes:

• estabilitzada: d'emulsificació línia d'aigua en el combustible abans de la injecció
• estabilitzat: fabricació d'un combustible estable o emulsió d'aigua que s'utilitzarà com una gota en combustible alternatiu

Canfield (1999) resumeix el NO_x reducció de la utilització de l'aigua i altres additius:

• emulsió estabilitzada
  • aigua afegida% en volum: 10 a 80%
  • NO_x reducció per: 4 a 60%
• emulsió estabilitzada
  • d'aigua afegida% en volum: 25 a 50%
  • NO_x reducció per: 22-83%

Emulsió

Una emulsió és una barreja del general líquids immiscibles (fases), com l'oli i l'aigua. Durant el procés d'emulsificació, la fase dispersa (per exemple aigua) s'introdueix en la fase líquida (oli, per exemple). Mitjançant l'aplicació de de tall d'alta, Es redueix la mida de les partícules (= mida de la gota) de la fase dispersa. Com més baix sigui la mida de les partícules, més estable és l'emulsió generada. Estabilitat addicional es pot aconseguir mitjançant la introducció dels tensioactius o estabilitzadors. Feu clic al gràfic anterior per veure els resultats de la mostra per a la emulsificació per ultrasò de 10% d'aigua en l'oli de motor (velocità 3, Mobil Oil, Hamburg, Alemanya). Aquest estudi va ser realitzat per Behrend i Schubert (2000).

Ultrasò

Quan els líquids Sonic a intensitats altes, les ones sonores que es propaguen en el resultat de líquid en els mitjans de comunicació alterna d'alta pressió (compressió) i de baixa pressió (rarefacció) cicles, amb taxes en funció de la freqüència. Durant el cicle de baixa pressió, les ones d'ultrasons d'alta intensitat de crear petites bombolles de buit o de forats en el líquid. Quan les bombolles d'assolir un volum en el que ja no poden absorbir l'energia, es col.lapsen violentament durant un cicle d'alta pressió. Aquest fenomen s'anomena cavitació. Durant la implosió de temperatures molt elevades (aprox. 5.000 K) i pressions (aprox. 2.000 atm) s'assoleixen a nivell local. La implosió de la bombolla de cavitació també els resultats en forma de raigs de líquid de fins a 280m / s de velocitat.

L'ultrasò s'ha demostrat generar emulsions molt homogènia d'aigua en oli (W / O) i l'oli en aigua (O / W) pel cavitacional de tall d'alta. Com que els paràmetres d'ultrasons són molt controlables, la mida de les partícules i la distribució està ben ajustable i repetible. Típicament, l'ultrasò s'aplica en un reactor de flux de la cèl lula. Per tant, l'emulsió pot ser realitzar-se de forma contínua en línia de. Per aquesta raó, ultrasons poden utilitzar per a la fabricació d'emulsions estabilitzades i estabilitzada.

La següent taula mostra les capacitats de processament de diversos nivells de potència d'ultrasons.

Ultrasons desgasificació i Antiescumejant

L'ultrasò és també ajudar a reduir la quantitat de bombolles d'aire en la barreja d'emulsió. La foto de la dreta mostra l'efecte (5sec. imatges de progrés, d'esquerra a dreta) d'ultrasons en el contingut de la bombolla. Com que les variacions en la causa de les fluctuacions dels continguts de bombolla en el temps d'injecció, un desgasificació, desgasificació i Antiescumejant per ultrasons millora el rendiment del motor.

Equips de Procés d'ultrasons

Hielscher és el proveïdor líder de dispositius d'ultrasons d'alta capacitat, Tot el món. Com Hielscher fa processadors ultrasònics de fins a 16kW potència per només dispositiu, No hi ha no hi ha límit en la mida de planta o la capacitat de processament. Les agrupacions de diversos 16kW sistemes estan sent utilitzats per a la fabricació de grans volums d'abandonament en els combustibles. Processament de combustible industrial no necessita molt l'energia d'ultrasons. El requisit real d'energia pot ser determinat utilitzant un processador d'1 kW de ultrasò en escala de banc superior. Tots els resultats d'aquests assaigs de banc superior es pot ampliar fàcilment.

Els costos d'ultrasons

Ultrasons és una tecnologia de processament d'efectiu. Els costos de transformació d'ultrasons resultat principalment de la inversió per als dispositius d'ultrasons, costos de serveis i manteniment. El destacat l'eficiència energètica (vegeu taula) Dels dispositius d'ultrasons Hielscher ajuda a reduir els costos de serveis.

Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influència de la viscositat de fase contínua en la emulsificació per ultrasò, a: Ultrasons Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Efectes de Diesel-emulsió aigua en la combustió del motor dièsel NO_x Les emissions, a: Tesi de Mestratge presentada a l'Escola de Graduats de la Universitat de Florida, 1999.

Enllaç ràpid

Sol.licitud d'informació

Hielscher Ultrasonics GmbH