NOx vähendamise poolt õli / vee-Emulgeerimine

Lämmastikoksiidid (NO_x) On teada, et vahetult ohtlik inimeste ja keskkonna tervist. Mobiilne ja statsionaarne diisel-ja bensiinimootoreid aitavad suuresti kogu maailmas EI_x heitkoguseid. Emulgeerimine kütuse veega viis vähendada NO_x heitkoguste mootorid. Ultraheli Emulgeerimine on tõhus vahend tekitama trahvi suurus kütuse ja vee-emulsioonid.

Autod ja veoautod, lennukid, elektrigeneraatorite, Kahveltõstukid, õhu konditsioneerimise seadmeid ja katlad toodavad suurte osakeste (PM) ja NO_x põletamisel naftatooted. NO_x viitab segud lämmastikoksiidi (NO) ja lämmastikoksiidi siidi (NO₂), Samuti N₂O, NO₃N₂O₄ ja N₂O₅. Lämmastikoksiid ja lämmastikhappe siidi kaasa madala osooni, sudu ja on ohtlikud keskkonnale ja inimestele. Keskkonnakaitse määrus käsitleb õhusaasteainete heitkoguseid rangemaks piirangud. Mootori heitkoguste teha ka Vääveldioksiid (SO₂) Kui tulemus väävliühendeid kütuses. See probleem on vähendada hüdrodesulfurisatsioonil või ultraheli abistab desulfurisatsioonprotsessil.

Töökoht Kütus / vee emulsioon

Jooksul viimastel aastatel palju tööd on tehtud mõju vee EI_x heite tasemega. Various Kütus: vee mahu suhe alates 1:1 juurde 19:1 on testitud põlemisel. Enamikul juhtudel, 1-2 mahuprotsenti pindaktiivne aine oli lisatud emulsiooni stabiliseerimiseks.

Taust Põlemine

Põlemine kütuse tekitab termilise ja mehaanilise energia. Mehaaniline osa on võimalik kasutada autot kolvid või turbiinide käitamiseks ja elektri tootmiseks. Enamikul mootorid, soojusenergia ei kasutata. Selle tulemuseks on väiksemad termodünaamiline tõhusust.

Approx. 90% NO_x tulenevad kütuse põlemisprotsessi on EI. NO peamiselt moodustunud oksüdeerumise atmosfääris leiduva lämmastiku (N₂). Vesi lisatakse kütus vähendab põlemisel temperatuurist tingitud vee aurustumist. Kui vesi kütuse-vee emulsioon aurustub, ümbritsev kütus on aurustunud, liiga. See suurendab pinna kütust. Madalam temperatuur ja parem kütusejaotusealase viivad madalam moodustamine EI_x.

Ultraheli Emulgeerimine

Kehtestatakse vee kütuse põletamine on näidanud palju tööd madalama NO_x heitkoguste. Vett saab lisada moodustavad kütuse ja vee emulsioon kahel viisil:

unstabilized: inline Emulgeerimine vett kütusena enne süstimist
stabiliseerunud: valmistamiseks stabiilne kütus / vesi emulsioon tuleb kasutada vahe-kütuse alternatiivsete

Canfield (1999) kokkuvõte EI_x vähendamine vee kasutamise ja muud lisaained:

unstabilized emulsioon
- lisatud vee mahu%: 10-80%
- NO_x vähendamine: 4-60%
stabiliseeritud emulsioon
- lisatud vee mahu%: 25-50%
- NO_x vähendamine: 22-83%

Emulsioon

Emulsiooni segu üldiselt segune vedelikud (etappi), nagu õli ja vesi. Käigus Emulgeerimine, hajutamiseks etapis (nt vees) on toodud vedela faasi (nt nafta). Kohaldamisel kõrge lõikumiseks, Osakeste suurus (= piisake suurust) hajutamiseks etapis vähendada. Mida väiksem on osakeste suurus, stabiilsem on loodud emulsioon. Täiendav stabiilsust on võimalik saavutada, kehtestades pindaktiivsete ega stabilisaatoreid. Click on graafiline eespool Vaata proovi tulemused ultraheli Emulgeerimine 10% vett, mootor õli (Velocite 3, Mobil Oil, Hamburg, Saksamaa). Uuring viidi läbi Behrend ja Schubert (2000).

Ultrasound

Kui sonicating vedelike suur osatähtsus, helilainete et propageerida vedelike meedia tulemuseks vahelduvalt suure rõhu (surve) ja madalrõhu (rarefaction) tsüklit, mille määrad sõltuvalt sagedusest. Jooksul madala rõhu tsükli, kõrge intensiivsusega ultraheli lainete luua väike vaakum-mullid või tühimike vedelikus. Kui mullid saavutada tugevust, mis neid ei saa enam energiat neelata, nad kokkuvarisemist ägedalt ajal kõrge rõhu tsükli. Seda nähtust nimetatakse kavitatsiooni. Ajal puhkemine väga kõrgel temperatuuril (ligikaudu 5000 K) ja surve (umbes 2.000 atm) on jõudnud kohapeal. Puhkemine on kavitatsioon mulli ka põhjustab vedelike joad kuni 280m / s kiirusega.

Ultrasound on tõestatud, et luua väga ühtlane emulsioonid vee õli (w / o) ja naftat vees (o / w), mida kõrge cavitational lõikumiseks. Nagu parameetrid ultraheli on hästi kontrollitav, osakese suuruse ja levitamine on hästi reguleeritavad ja korratav. Tavaliselt ultraheli kohaldatakse flow-cell reaktor. Seetõttu emulsiooni võib teha pidevalt in-line. Sel põhjusel, ultraheli võib kasutada tegemist stabiliseeritud ja unstabilized emulsioonid.

Järgnev tabel näitab üldist töötlemise võimsused eri ultraheli võimsusega.

Flow Rate	Vajaliku võimsuse
100 juurde 400L/hr	1kW, nt UIP1000hd
400 juurde 1600L/hr	4kW, nt UIP4000
1,5 juurde 6,5 ³ / h	16kW, nt UIP16000
10 juurde 40m ³ / h	96kW, nt 6xUIP16000
100 juurde 400m ³ / h	960kW, nt 60xUIP16000

Ultraheli degaseerimine ja Defoaming

Ultraheli ei aidata vähendada õhumullid aastal emulsiooni segu. Pilt paremale näitab mõju (5sec. edusamme pilte vasakult) ja ultraheli on mull sisu. Mis erinevused mull sisu põhjustada kõikumisi sissepritse ajastus, degaseerimine, deaeration ja defoaming poolt ultraheli parandab mootori tööd.

Ultraheli protsess seadmed

Hielscher on juhtiv tarnija suure võimsusega ultraheli seadmeidMaailmas. Nagu Hielscher teeb ultraheli töötlejad kuni 16kW võimsus Ühe seadmeOn No Limit taimede suurus või tootmismahu suurendamisele. Klastrid mitme 16kW süsteeme kasutatakse valmistamisel suures koguses tagastamine kütustes. Industrial kütuse töötlemine ei ole vaja palju ultraheli energiat. Tegeliku energia nõue võib kindlaks määrata kasutades 1kW ultraheli töötleja pink-top skaalal. Kõik tulemused sellistest pink-top uuringutes võib ülespoole lihtsalt.

Kulud ultraheli

Ultraheli on tõhus töötlemise tehnoloogia. Ultraheli töötlemise kulud tulenevad peamiselt investeeringute ultraheli seadmeid, kommunaalkulud ja hooldus. Tasumata energiatõhususe (vt Chart) Ja Hielscher ultraheli seadmeid aitab vähendada kommunaalkulud.

Kirjandus

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Mõju pideva faasi viskoossust kohta Emulgeerimine ultraheliga, et: ULTRASONICS Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): mõju Diesel-vee emulsioon Põlemine on diiselmootorid EI_x Heidetest,: Magistritöö esitatakse Graduate School of University of Florida, 1999.