Превъзходни наногорива чрез ултразвукова дисперсия
- Ултразвуковата дисперсия се използва за производство на наногорива или диезохол, горивна смес от етанол и дизел, която се подобрява чрез добавяне на CNT или наночастици.
- Мощният ултразвук произвежда супер фини, наногоривни емулсии и дисперсии.
- Ултразвуково диспергираните наночастици в горивата подобряват горивните характеристики и характеристиките на емисиите.
- Предлагат се ултразвукови вградени диспергатори в промишлен мащаб за производство на наногорива.
Наногорива
Наногоривата се състоят от смес от основно гориво (напр. дизел, биодизел, горивни смеси) и наночастици. Тези наночастици действат като хибридни нанокатализатори, които предлагат голяма реактивна повърхност. Ултразвуковата дисперсия на нанодобавката води до значително подобряване на горивните характеристики като намалено забавяне на запалването, по-дълго поддържане на пламъка и запалване на агломерата, както и значително общо намаляване на емисиите.
Наноразмерните смеси гориво и частици превъзхождат чистото течно гориво по отношение на горивните характеристики чрез по-висока енергийна плътност, по-бързо и лесно запалване, подобрен каталитичен ефект, намалени емисии, по-бързо изпаряване и скорост на горене и подобрена ефективност на горене.
Ултразвукова дисперсия на наночастици в горивото
За да се избегне утаяването на наночастици в резервоара за гориво, частиците трябва да бъдат разпръснати софистично. Ултразвуковите процесори са мощни и надеждни диспергатори, които са добре известни със способността си да смесват, деагломерират и дори да смилат наночастици, така че да се получи стабилна дисперсия с желания размер на частиците.
Ултразвуковите диспергатори на Hielscher са доказани инструменти за диспергиране на нанотръби и частици в горива.
Списъкът по-долу ви дава преглед на вече тестваните наноматериали, диспергирани в горива:
- CNT – Въглеродни нанотръби
- Аг – Сребро
- Ал – алуминий
- Ал2O3 – алуминиев оксид
- АлКуОx – Алуминиеви медни оксиди
- b – бор
- С – калций
- CaCO3 – калциев карбонат
- fe – желязо
- Cu – Мед
- CuO – меден оксид
- Ce – церий
- Главен изпълнителен директор2 – цериев оксид
- (Главен изпълнителен директор2)· (ZrO2) – цериев циркониев оксид
- СЪВМЕСТНО – кобалт
- Мг – магнезий
- Мн – манган
- ТиО2 – титанов диоксид
- ZnO – цинков оксид
7kW ултразвукова поточна система
Наномащабираният, ултразвуково монодиспергиран цериев оксид предлага висока каталитична активност поради високото си съотношение повърхност/обем, което води до подобрена горивна ефективност и намалени емисии.
Ултразвукови наноемулсии
Технологията за ултразвукова емулгиране се използва за производство на стабилни смеси от етанол в декан, етанол в дизел или дизел-биодизел-етанол/биоетанол. Такива смеси са идеално базово гориво, което може да бъде подобрено на втора стъпка чрез диспергиране на наночастици в горивото.
Ултразвуковата наноемулгация също се използва успешно за производството на аква-горива.
Кликнете тук, за да научите повече за ултразвуково приготвените аквагорива!
Ултразвуково производство на емулсионни горива
Индустриални ултразвукови системи
Генерирането на стабилни емулсии и дисперсии изисква силов ултразвук и високи амплитуди. Ултразвук на Hielscher’ Индустриалните ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди, което е важно за производството на наноразмерни емулсии и дисперсии. Следователно нашите индустриални ултразвукови апарати могат лесно да се управляват при амплитуди до 200 μm в 24/7 работа при тежки условия. За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди.
Hielscher предлага рентабилни, изключително здрави ултразвукови процесори с малък отпечатък за инсталиране в инсталации с ограничено пространство и взискателна среда.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000 |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
ВложкаMPC48 – Решението на Hielscher за превъзходни наноемулсии
Литература? Препратки
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.
Факти, които си струва да знаете
Наногорива
Наногоривата се отнасят до смес от гориво и наночастици. Чрез диспергирането на наноенергийните частици в горивото, физико-химичните свойства на горивото се променят от тяхната функция, дисперсионната им структура и сложното взаимодействие на топлообмена, потока на течността и взаимодействията на частиците. Поради хетерогенния състав, характеристиките на наногоривата се определят от вида на основното гориво, както и от състава, размера, формата, концентрацията и физичните и химичните свойства на наночастиците. Характеристиките на наногоривата могат да се различават значително от характеристиките на базовото гориво.
дизел
Дизелът е течно гориво, което се изгаря в дизеловите двигатели. При дизеловите двигатели горивото се запалва без искра, а чрез компресиране на входящата въздушна смес и след това инжектиране на дизеловото гориво.
Конвенционалното дизелово гориво е специфичен фракционен дестилат на нефтено гориво. В по-широк смисъл терминът дизелово гориво се отнася до горива, които не са получени от нефт, например биодизел, дизел от биомаса до iquid (BTL), газ-течност (GTL) или дизел от въглища-течност (CTL). BTL, GTL и CTL са така наречените синтетични дизелови горива, които могат да бъдат получени от всякакъв въглероден материал (напр. биомаса, биогаз, природен газ, въглища и др.). След газификация на суровината в синтез газ, последвана от пречистване, тя се превръща чрез реакция на Фишер-Тропш в синтетичен дизел. Дизеловото гориво с ултра ниско съдържание на сяра (ULSD) е стандарт за дизелово гориво, което съдържа значително по-ниско съдържание на сяра.
Биодизел
Биодизелът е възобновяемо гориво, което се произвежда от растителни масла, животински мазнини или рециклирани греси. Биодизелът може да се използва за работа в дизелови превозни средства и генератори. Физичните му свойства са подобни на тези на петролния дизел, въпреки че гори по-чисто. Биодизелът намалява емисиите на неизгорели въглеводороди (UHC), въглероден диоксид (CO2), въглероден оксид (CO), серни оксиди и частици сажди – в сравнение с емисиите, произведени от изгарянето на конвенционален дизел. Емисиите на азотни оксиди (NOx) могат да бъдат по-високи за биодизела (в сравнение с дизела). Това обаче може да бъде намалено чрез оптимизиране на времето за впръскване на гориво.
Производството на биодизел се подобрява значително чрез ултразвукова трансестерификация. Кликнете тук, за да научите повече за производството на ултразвуков биодизел!
етанол
Етаноловото гориво е етилов алкохол (C2H5OH), използвани като гориво. Етаноловите горива се използват най-вече като моторни горива – главно като добавка за биогориво в бензина. Днес автомобилите могат да се управляват със 100% етанол или с така наречените гъвкави горива, които са смес от етанол и бензин. Обикновено се произвежда чрез процес на ферментация на биомаса, например царевица или захарна тръстика. Тъй като етаноловото гориво се извлича от възобновяема, устойчива биомаса, то често се нарича биоетанол. Мощният ултразвук може значително да подобри производството на биоетанол. Кликнете тук, за да научите повече за ултразвуковото производство на биоетанол!
Етанолът е оксигенатът в E-дизела. Основният недостатък на E-diesel е несмесимостта на етанола в дизела в широк диапазон от температури. Въпреки това, биодизелът може да се използва успешно като амфифилно повърхностно активно вещество за стабилизиране на етанол и дизел. Етанол-биодизел-дизел (EB-дизел) гориво може да се смесва ултразвуково до микро- или нано-емулсия, така че EB-дизелът да е стабилен – дори при минусови температури и предлага превъзходни горивни свойства в сравнение с обикновеното дизелово гориво.