Dušikovih oksida (NO_X) Poznato je da su odmah opasno za ljudsko i okoliša zdravlje. Mobilne i stacionarne dizel i benzinske motore doprinose u velikoj mjeri na svijetu NE_X emisije. Emulsifikacija goriva sa vodom je način da se smanji ne_X emisije motora. Ultrazvučni emulzija je efikasno sredstvo za generiranje fino-size gorivo / voda-emulzije.

Automobila i kamiona, aviona, električni generatori, viličara, klima uređaji i kotlovi generirati velike količine materije (PM) i bez_X sagorijevanjem naftnih derivata. NO_X odnosi se na smjese azotnog oksida (NO) i azot-dioksid (NO₂), Kao i N₂O, NE₃N₂The₄ i N₂The₅. Azot-oksida i azotne dioksida doprinose niskom ozona, smoga i da su opasni za okoliš i ljude. zaštiti životne sredine bavi emisije zagađivača vazduha od zatezanje ograničenja. emisija motor ne uključuju sumpor-dioksida (SO₂) Kao rezultat sumpornih jedinjenja u gorivu. Ovaj problem se smanjuje za hidrodesulfurizacije ili ultrazvučno pomagao odsumporavanje.

Radi na gorivo / voda emulzija

U posljednjih nekoliko godina, mnogo je urađeno na utjecaj vode na NE_X nivo emisije. Razni goriva: omjer vode volumetrijski od 1: 1 do 19: 1 su testirani na svojstva sagorijevanja. U većini slučajeva, od 1 do 2 volumena posto surfaktant je upisan za stabilizaciju emulzija.

Pozadina na Combustion

Izgaranje goriva generira termičke i mehaničke energije. Mehanički frakcija može se koristiti za pogon klipova ili turbina za pogon ili električne energije. U većini motora, toplinska energija se ne koristi. Ovo rezultira nižim termodinamički efikasnosti.

Cca. 90% NE_X proizilaze iz procesa sagorijevanja goriva je NE. NO je prvenstveno formira oksidacijom atmosferskog azota (N₂). dodaje u gorivo vodu smanjuje temperaturu sagorijevanja zbog isparavanja vode. Kada voda u emulziji goriva voda isparava, okolni gorivo isparava, previše. To povećava površina goriva. Što je niža temperatura i bolju distribuciju goriva što dovodi do niže formiranje NO_X.

Ultrazvučni Emulzifikcija

Uvođenje vode u sagorijevanja goriva je pokazano u mnogim radovi smanjiti NO_X emisija. Voda se može dodati formiranjem emulzije gorivo / voda na dva načina:

• nestabilizovanog: inline emulgovanja vode u gorivo prije ubrizgavanja
• stabiliziran: proizvodnju stabilne gorivo / voda emulzija koja se koristi kao alternativno gorivo pad-u

Canfield (1999) sumira NO_X smanjenje za korištenje voda i drugih dodataka:

• nestabilizovanog emulzija
  • voda je dodao vol%: 10 do 80%
  • ne_X smanjenje za: 4-60%
• stabiliziran emulzija
  • voda je dodao vol%: 25 do 50%
  • ne_X smanjenje za: 22-83%

emulzija

Emulzija je mješavina općenito nemešljivo tečnosti (Fazama), kao što su ulje i voda. Tokom procesa emulzija je disperznih fazi (npr voda) je uveden u tečne faze (npr ulje). Primjenom visoke smicanja, Veličina čestica (= veličina kapljice) od disperznih faze se smanjuje. Je veličine manje čestica, stabilniji je generisana emulzija. Dodatnu stabilnost može se postići uvođenjem površinski ili stabilizatore. Kliknite na grafički iznad da vidi uzorak rezultate za ultrazvučni emulzija od 10% vode u motorno ulje (Velocite 3, Mobil Oil, Hamburg). Ova studija je provedena od strane Behrend i Schubert (2000).

ultrazvuk

Kada sonikatora tekućine na visokim intenzitetima, zvuk valova koje propagiraju u tečnom mediju rezultirati naizmjenično visokog pritiska (kompresija) i niskog pritiska (razrjeđivanje) ciklusi, sa stopama u zavisnosti od frekvencije. Tokom ciklusa niskog pritiska, visokog intenziteta ultrazvučnih valova stvoriti mali vakuum mjehurići ili šupljina u tečnosti. Kada se mjehurići postići volumen na kojem se više ne apsorbiraju energiju, oni kolaps nasilno tijekom ciklusa pod visokim pritiskom. Ovaj fenomen se naziva kavitacija. Tokom implozija vrlo visoke temperature (cca. 5,000K) i pritisaka (cca. 2,000atm) se donose na lokalnom nivou. Urušavanja kavitacije mjehur također rezultira tečnim mlazove do 280m / s brzina.

Ultrazvuk je dokazano da stvori vrlo homogena emulzija vode u ulju (w / o) i ulja u vodi (O / W) od strane visoke cavitational smicanja. Kao parametre ultrasonication su dobro kontrolirati, veličina i distribucije čestica je dobro podesivi i ponovljive. Tipično, ultrazvuk se primjenjuje u tok-cell reaktor. Stoga, emulzija može biti je kontinuirano in-line. Iz tog razloga, ultrasonication mogu se koristiti za izradu stabiliziranih emulzije.

Tabela u nastavku prikazuje generalni prerađivačkih kapaciteta za različite ultrazvučne nivoa snage.

Ultrazvučno Otplinjavanje i Defoaming

Ultrazvuk se također pomoći da se smanjite količinu mjehurića zraka u emulzija smeše. Slika na desnoj strani pokazuje učinak (5sec. Napredovati slika s lijeva na desno) ultrasonication o sadržaju bubble. Kao varijacije u balon sadržaj uzrok kolebanja u vremenu injekcije, a otplinjavanje, odzračno i Defoaming od ultrasonication poboljšava performanse motora.

Ultrazvučni Process Equipment

Hielscher je vodeći dobavljač ultrazvučnog uređaja velikog kapaciteta, Širom svijeta. Kao Hielscher čini ultrazvučnog procesore do 16kW snaga po jednom uređaju, tu je bez ograničenja u veličini postrojenja ili kapaciteta prerade. Klasteri nekoliko 16kW sistema se koriste za proizvodnju velike količine drop-in goriva. Industrijske prerade goriva ne treba puno ultrazvučne energije. Stvarno potrebnoj energije može se odrediti pomoću 1kW ultrazvučnog procesor u klupa-top razini. Svi rezultati iz takvih klupa-top suđenja može biti povećava se lako.

Troškovi Ultrasonication

Ultrasonication je efikasna tehnologija obrade. troškova obrade Ultrazvučni rezultira uglavnom od ulaganja
za ultrazvučni uređaji, komunalne troškove i održavanje. izvanrednim energetske efikasnosti (vidi grafikon) Od Hielscher ultrazvučnog uređaja pomaže da se smanji komunalni troškovi.

literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Utjecaj kontinuirana faza viskoznosti na emulgovanja ultrazvukom, u: Ultrazvuk Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Efekti Diesel-vodenoj emulziji sagorijevanje na Diesel Engine NE_X Emisije, u: Master predstavljen postdiplomskim studijama Univerziteta u Floridi 1999. teza.