Мощен ултразвук за емулсии вода в дизелово гориво

Използването на емулсии вода в гориво бързо се разширява поради затягането на екологичните разпоредби и по-силната конкуренция на транспортния пазар. Технологията за ултразвуково емулгиране позволява по-ефективно използване на горива, като тежки горива или дизелово гориво, чрез смесване на вода с основното гориво. Ултразвуково емулгираните водно-горивни смеси осигуряват по-пълно изгаряне и по-икономичен разход на гориво, като същевременно горивата изгарят с по-малко емисии!

Емулсия вода в гориво

Изгарянето на горива образува опасни газове, като „nitrous oxides“ (NOx), въглеводороди (HC), въглероден оксид (CO), въглероден диоксид (CO2), както и прахови частици (PM), сажди и дим, които са вредни за човешкото здраве и околната среда. Емисиите на тези замърсители могат да бъдат значително намалени чрез добавяне на вода към горивото.
Добавянето на 5 – 25% вода към горивото, като мазут или дизелово гориво, може драстично да намали емисиите на опасни замърсители. Впръсканата вода понижава локалната адиабатна температура на горене. Проучванията са доказали, че по този начин емисиите на NOx могат да бъдат намалени с до 40%, на CO2 с 5% – 15%, а на PM с до 90%. Черният дим от изгарянето на дизелово гориво може да бъде напълно елиминиран, тъй като горивото изгаря напълно.
Същевременно разходът на гориво може да бъде намален с приблизително 5%. Опазвайте околната среда и пестете гориво!
Горивата, които могат да се емулгират, включват течни въглеводороди, суров нефт, тежки горива (HFO), нефтена нафта, керосин, дизелово гориво, горива за отопление, биодизел и растителни масла.

Екологични и икономически предимства:

• по-ниски емисии на NOx
• по-ниски емисии на сажди
• намален разход на гориво
• по-пълно изгаряне
• по-ниски пикови температури на горене
• по-малко отлагания в котела

Първично и вторично разпрашаване в пламъка на разпръснато емулгирано гориво.

Ултразвукови емулсии вода в гориво

Мощният ултразвук е добре позната и доказана технология за създаване на фини емулсии с капчици в микрометровия и нанометровия диапазон. Технологията за ултразвуково емулгиране се основава на кавитационни сили на срязване. Чрез ултразвукова кавитация водните и горивните капчици се намаляват до наноразмери и се смесват, така че се получава фина (нано-/мини-)емулсия. При ултразвуковото емулгиране в поток отделните потоци гориво и вода могат да бъдат прецизно регулирани, така че да се осигури постоянно съотношение между водата и горивото.
Ултразвуковите хомогенизатори могат да бъдат монтирани непосредствено преди горивонагнетателната помпа, така че хомогенната водно-горивна емулсия да може да се впръсква веднага в двигателя и да се избегне съхраняването на горивната емулсия. Когато водно-горивната емулсия се впръсква в горивната камера, водните капчици бързо се изпаряват поради високите температури, тъй като температурата на кипене на водата е много по-ниска от тази на горивото. По време на изпаряването водните капчици се разкъсват чрез микровзривове и раздробяват горивото на по-малки капчици. По този начин водно-горивната смес се разпрашава в горивната камера, така че горивото и въздухът в нея се смесват по-добре и горивото може да изгори напълно. Много малките капчици осигуряват много голяма повърхност на частиците, което води до обширна междуфазна повърхност вода–масло с ниско междуфазно напрежение и допълнително подобрява разпрашаването. Това повишава ефективността на изгаряне и в крайна сметка води до значително намаляване на разходите за гориво, което надвишава разходите за емулгиране.
Технологията за ултразвуково смесване представлява процес в поток, който може лесно да бъде внедрен в съществуващи двигатели. Самият двигател не изисква никакви модификации.

Комплекс Hielscher UIP6000hdT, състоящ се от до 12x ултразвукови апарата. Тази конфигурация позволява изграждането на мощна система за ултразвукова обработка в поток с мощност 72kW за високопроизводителна обработка в поток.

Технология за емулгиране чрез ултразвук

Технологията за ултразвуково емулгиране се основава на кавитация и смесване с високо срязване. Ултразвукови вълни с висок интензитет се предават в течната среда (горивно-водна смес), създават капчици с размери в нанометровия диапазон и позволяват получаването на двуфазни емулсии вода в масло и трифазни емулсии масло във вода в масло.

Монтаж в:

• CHP – инсталации за комбинирано производство на топлинна и електрическа енергия
• дизелови генератори
• електроцентрали
• морски плавателни съдове
• дизелови локомотиви
• възможност за допълнително оборудване на всички дизелови двигатели
• бордова технология: пригодност за работа в морски условия

Ултразвуковото наноемулгиране създава стабилни емулсии

Ултразвуково оборудване за тежки работни условия

Hielscher доставя промишлено ултразвуково оборудване за тежки работни условия, което може да обработва гориво с висок дебит – дори при висок вискозитет. Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher са проектирани за работа 24/7 при тежки условия. Нашите системи са удобни за операторите и компактни, нямат движещи се части, лесни са за монтаж и работа и почти не изискват поддръжка.
Ултразвуковото производство на емулсионно гориво може да се управлява сигурно чрез браузър, а двата отделни захранващи потока вода и гориво позволяват прецизно дозиране на съотношението вода–гориво и регулиране / адаптиране на горивната смес по време на работа според текущото натоварване / обороти на двигателя.

Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати на Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Ултразвуковите апарати на Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни работни среди.

Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати, които се отличават с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher съответстват на изискванията за CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Ултразвуково производство на емулсионни горива на борда на морски плавателни съдове

Литература / Източници

• Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biofuels from the Fresh Water Microalgae Chlorella vulgaris (FWM-CV) for Diesel Engines. Energies 7/2014. 1829-1851.
• Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Current Trends in Water-in-Diesel Emulsion as a Fuel. The Scientific World Journal 2014.
• Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, an Alterantive Fuel to Reduce Diesel Engine Emissions. Machines, Technologies, Materials 7/2013. 13-16.