Tecnologia d'ultrasons Hielscher

La reducció de NOx per oli / aigua-emulsificació

Els òxids de nitrogen (NOX) Són coneguts per ser un perill immediat per a la salut humana i del medi ambient. motors dièsel i gasolina mòbils i estacionàries estan contribuint en gran mesura al NO a tot el mónX Emissions. Emulsificació del combustible amb aigua és una manera de reduir la NOX les emissions dels motors. La emulsificació ultrasònica és un mitjà eficaç per a la generació de fins de mida de combustible / aigua-emulsions.

Cotxes i camions, avions, generadors elèctrics, carretons elevadors, equips d'aire condicionat i calderes generen grans quantitats de matèria particulada (PM) i NOX per la combustió de productes de petroli. NOX es refereix a mescles d'òxid nítric (NO) i diòxid nítric (NO2), Així com N2O, NO3, N2la4 i N2la5. L'òxid nítric i diòxid nítric contribuir al baix nivell d'ozó, la contaminació i són perillosos per al medi ambient i els éssers humans. La regulació ambiental s'ocupa de les emissions de contaminants atmosfèrics per premi límits. emissions dels motors no també inclouen diòxid de sofre (SO2) Com a resultat de compostos de sofre en el combustible. Aquest problema es redueix a la hidrodessulfuració o dessulfuració assistida per ultrasons.

Que s'executa en combustible / aigua i emulsió

Dins dels últims anys, s'ha treballat molt en el fet influència de l'aigua a NOX nivells d'emissió. Diversos de combustible: relacions volumètriques d'aigua d'1: 1 a 19: 1 s'han provat per propietats de combustió. En la majoria dels casos, es va afegir 1 a 2 per cent en volum de tensioactiu per a l'estabilització de l'emulsió.

Antecedents de la combustió

La combustió de combustible genera energia tèrmica i mecànica. La fracció mecànic es pot utilitzar per conduir els pistons o turbines per a la propulsió o la generació d'electricitat. En la majoria dels motors, no s'utilitza l'energia tèrmica. Això es tradueix en una menor eficiència termodinàmica.

Aprox. 90% de la NOX resultant del procés de combustió de combustible és NO. El NO es forma principalment per l'oxidació del nitrogen atmosfèric (N2). Aigua afegida al combustible redueix la temperatura de combustió a causa de l'evaporació d'aigua. Quan l'aigua en l'emulsió d'aigua del combustible s'evapora, el combustible circumdant es vaporitza, també. Això augmenta l'àrea de la superfície del combustible. La temperatura més baixa i la millor distribució de combustible estan portant a una menor formació de NOX.

La emulsificació ultrasònica

Introduir aigua en la combustió de combustible s'ha demostrat en molts treballs a baixar el NOX les emissions. L'aigua es pot afegir mitjançant la formació d'una emulsió de combustible / aigua de dues maneres:

  • no estabilitzat: emulsificació inline d'aigua en el combustible abans de la injecció
  • estabilitzat: fabricació d'una emulsió de combustible / aigua estable per ser utilitzat com una alternativa de combustible drop-in

Canfield (1999) resumeix el NOX reducció per l'ús d'aigua i altres additius:

  • emulsió estabilitzada
    • aigua afegida vol%: 10 a 80%
    • NOX reducció per: 4 al 60%
  • emulsió estabilitzada
    • aigua afegida vol%: 25 a 50%
    • NOX reducció per: De 22 a 83%

emulsió

Una emulsió és una barreja de generalment líquids immiscibles (Fases), com ara oli i aigua. Durant el procés d'emulsificació, la fase dispersa (per exemple aigua) s'introdueix en la fase líquida (per exemple, oli). Mitjançant l'aplicació de d'alt cisallament, La mida de partícula (= mida de les gotetes) de la fase dispersa es redueix. La mida de partícula més petit, més estable és l'emulsió generada. estabilitat addicional es pot aconseguir mitjançant la introducció d'agents tensioactius o estabilitzadors. Feu clic al gràfic anterior per veure resultats de la mostra per a la emulsificació per ultrasons de 10% d'aigua en oli de motor (Velocite 3, Mobil Oil, Hamburg Alemanya). Aquest estudi va ser realitzat per Behrend i Schubert (2000).

ultrasò


Quan sonicació de líquids a altes intensitats, les ones sonores que es propaguen en el medi líquid resulten en altern d'alta pressió (compressió) i cicles de baixa pressió (rarefacció), amb taxes en funció de la freqüència. Durant el cicle de baixa pressió, ones ultrasòniques d'alta intensitat creen petites bombolles de buit o buits en el líquid. Quan les bombolles arriben a un volum en el qual ja no poden absorbir l'energia, es col·lapsen violentament durant un cicle d'alta pressió. Aquest fenomen s'anomena cavitació. Durant la implosió temperatures molt altes (aprox. 5,000K) i pressions (aprox. 2,000atm) s'assoleixen localment. La implosió de la bombolla de cavitació també resulta en dolls de líquid de fins a 280m / s de velocitat.

L'ultrasò s'ha demostrat per generar emulsions molt homogenis d'aigua en oli (W / O) i oli en aigua (o / w) pel cavitació d'alta cizalladura. Com els paràmetres d'ultrasons són ben controlable, la mida i la distribució de partícules és ben ajustable i repetible. Típicament, l'ultrasò s'aplica en un reactor de cèl·lula de flux. Per tant, l'emulsió pot ser fet contínuament en línia. Per aquesta raó, ultrasonicación pot ser utilitzat per a la fabricació d'emulsions estabilitzades i no estabilitzades.

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

Velocitat de flux
potència necessària
100 a 400L / hr
1 kW, per exemple, UIP1000hd
400 a 1600L / hr
4kW, per exemple UIP4000
1,5 a 6.5 m ³/HR
16kW, per exemple UIP16000
10 a 40m ³/HR
96kW, per exemple 6xUIP16000
100 a 400m ³/HR
960kW, per exemple 60xUIP16000

La desgasificació i antiespumant ultrasònica(Instruccions per ampliar!) De ultrasons de desgasificació d'oli utilitzant un processador ultrasònic UP200S (200 watts)

L'ultrasò no també ajuden a reduir la quantitat de bombolles d'aire en la barreja d'emulsió. La imatge de la dreta mostra l'efecte (5 seg. Progressar imatges d'esquerra a dreta) d'ultrasons sobre el contingut de bombolles. Com les variacions en les fluctuacions de causa de contingut de bombolles en el temps d'injecció, un desgasificació, desgasificació i antiespumant mitjançant ultrasons millora el rendiment del motor.

L'equip ultrasònic del Procés

Hielscher és el proveïdor líder de dispositius d'ultrasons d'alta capacitat, A tot el món. Com Hielscher fa processadors ultrasònics de fins 16kW potència per només dispositiu, Hi ha hi ha límit en la mida de la planta o la capacitat de processament. Els raïms de diversos sistemes de 16kW estan sent utilitzats a la fabricació de grans volums de combustibles d'abandó en. processament de combustible industrial no necessita molta energia ultrasònica. El requisit real d'energia pot ser determinada utilitzant un processador ultrasònic d'1 kW en escala de banc-top. Tots els resultats de tals assajos de banc superior es pot ampliar fàcilment.

Els costos de Ultrasons

(Feu clic per fer més gran!) L'eficiència energètica global és important per a l'aplicació d'ultrasons de líquids. L'eficiència es descriu com gran part de la potència es transmet des de l'endoll en el líquid. Els nostres dispositius de sonicació tenen una eficiència global de més de 80%.Ultrasons és una tecnologia de processament d'efectiu. els costos de processament d'ultrasons genera principalment per la inversió
per a dispositius ultrasònics, costos de serveis públics i manteniment. l'excepcional l'eficiència energètica (veure gràfic) Dels dispositius d'ultrasons Hielscher ajuda a reduir els costos de serveis públics.

Sol·licitar més informació!

Utilitzeu el formulari de sota, si voleu demanar informació addicional sobre l'ús de l'ecografia en l'emulsió d'aigua en combustible.









Tingueu en compte que Política de privacitat.


literatura

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

Canfield, A., C. (1999): Efectes de Diesel-aigua combustió en motor dièsel NOX Les emissions, a: Projectes Fi de Carrera presentats a l'escola de graduats de la Universitat de Florida, 1999.