Ultralyd til olie, gas og vedvarende brændstoffer
Udsvingende oliepriser, strenge regler for drivhusgasser og den globale satsning på bæredygtig energi har gjort brændstofeffektivitet og overholdelse af miljøkrav til de højeste prioriteter for olieindustrien & gasindustrien. Hielschers ultralydsenheder anvendes i vid udstrækning i forskningslaboratorier og kommercielle forarbejdningsanlæg for at imødekomme disse krav inden for et bredt spektrum af anvendelsesområder
Hielschers ultralydsapparater udmærker sig i kritiske forarbejdningstrin såsom blanding, dispergering, homogenisering og opløsning af pulvere i væsker samt fremstilling af yderst stabile emulsioner. Denne alsidighed kommer direkte til udtryk i forbedrede arbejdsgange inden for brændstofproduktion. Læs mere nedenfor om, hvordan ultralydsteknologi kan optimere fremstillingen af både konventionelle og vedvarende brændstoffer.
NOx-reduktion ved olie/vand-emulgering
Indsprøjtning af vand direkte i forbrændingsprocessen er en gennemprøvet metode til at reducere NOx-emissionerne markant. Det tilsatte vand sænker de maksimale forbrændingstemperaturer gennem fordampning, hvilket hæmmer dannelsen af termisk NOx. Når vandet fordamper, bidrager det til at nedbryde og fordampe det omgivende brændstof, hvilket markant øger brændstoffets effektive overfladeareal og dermed sikrer en mere fuldstændig forbrænding. Hielschers ultralydsemulgering sikrer en stabil og ensartet dannelse af brændstof/vand-emulsioner i mikroskala, hvilket maksimerer denne afkølende og forbrændingsfremmende effekt.
Klik her for at læse mere om NOx-reduktion ved hjælp af ultralydbehandling!
UIP1000hdT ultralydsreaktor til forbedret forestring af FFA'er.
Sonokemisk afsvovling
Ultralydsassisteret afsvovling udgør et yderst effektivt og omkostningseffektivt alternativ til traditionel hydrodesulfurering. Den intense lokale opvarmning og de højtryksmikrostråler, der genereres ved ultralydskavitation, ændrer fundamentalt reaktionskinetikken ved svovlfjernelse. Denne energidrevne forbedring muliggør anvendelsen af mere overkommelige katalysatorer og mildere kemiske betingelser, hvilket reducerer både investeringsomkostninger og driftsmæssig kompleksitet, samtidig med at strengere svovlgrænseværdier overholdes.
Klik her for at læse mere om Sonokemisk afsvovling!
Biodiesel fra vegetabilsk olie og animalsk fedt
Biodiesel udgør et rent, vedvarende alternativ til petroleumsbaseret diesel. Det fremstilles ved transesterificering og udvindes af råvarer som vegetabilske olier, algeolie, animalske fedtstoffer og affaldsfedt. Fremstillingsprocessen bygger på en katalytisk reaktion mellem disse lipider og en alkohol (typisk methanol). Hielschers ultralydsblanding fremskynder transesterificeringsprocessen markant ved at skabe intens mikroblanding og emulgering, hvilket drastisk reducerer reaktionstiderne og øger udbyttet. Resultatet er en mere effektiv produktionslinje med lavere kapitalinvesteringer og reducerede driftsomkostninger.
Oplev fordelene ved ultralydsblandingsreaktorer til biodiesel!
Bioethanol fra stivelse og sukker
Bioethanol anvendes som et miljøvenligt alternativ til benzin. Det fremstilles ved gæring af majs, hvede, kartofler, sukkerrør, ris og andre kornarter. Gær anvendes til at fermentere stivelsen og sukkeret i disse afgrøder til ethanol. Ultralydsnedbrydning af cellestrukturer og ekstraktion af intracellulært materiale reducerer partikelstørrelsen og udsætter et langt større overfladeareal for enzymerne under flydendegørelsen. Dette forbedrer biotilgængeligheden af stivelse og sukker og resulterer i en hurtigere og mere fuldstændig fermentering, hvilket fører til et større udbytte af ethanol.
Klik her for at læse mere om celle opløsning og Ekstraktion!
Biogas fra affald og slam
Bioethanol er et udbredt, kulstoffattigt alternativ til konventionel benzin. Det fremstilles ved gæring af stivelse og sukker, der udvindes fra afgrøder som majs, hvede, kartofler, sukkerrør og ris. Ultralydsbaseret celleopbrydning nedbryder de stive plantecellevægge og frigiver det intracellulære indhold, hvilket effektivt reducerer partikelstørrelsen og maksimerer det eksponerede overfladeareal for enzymatisk virkning under flydendegørelsen. Denne forbedrede biotilgængelighed af fermenterbare sukkerarter fører til hurtigere og mere fuldstændige gæringscyklusser samt betydeligt højere ethanoludbytter.
Klik her for at læse mere om Opløsning af ultralydsslam!
Effekt af flertrins UAOD-proces ved optimale parametre
Ofte stillede spørgsmål: Anvendelse af ultralyd inden for olie, gas og vedvarende brændstoffer
Hvordan fungerer ultralydsafsvovling, og overholder den miljøkravene?
Ultralydsafsvovling anvender højintensitetslydbølger til at fremme reaktionen eller udvindingen af svovlforbindelser fra brændstoffer (såsom diesel og benzin). Den akustiske kavitationseffekt øger masseoverførselshastighederne, hvilket gør det muligt for raffinaderier at producere brændstoffer med ultralavt svovlindhold (der opfylder Euro 5/6- eller EPA-standarderne) mere effektivt. Denne proces kræver ofte mindre energi og færre kemiske midler end traditionelle metoder, hvilket gør den til en omkostningseffektiv løsning til overholdelse af lovkravene.
Hvordan påvirker ultralydsbehandling udfældningen af voks og asfalten?
Ultralydsbehandling kan hæmme dannelsen og væksten af voks- og asfaltenkrystaller, hvorved de holdes i suspension i væsken for at forhindre tilstopning af rørledninger. Derudover bidrager den til spredningen af kemiske hæmmere, hvilket gør dem mere effektive ved lavere koncentrationer. Dette er et vigtigt redskab til at sikre gennemstrømningen ved produktion i dybt vand og af tung olie.
Hvad er fordelene ved at anvende ultralyd til behandling af borevæske?
Ultralydsbehandling sikrer en ensartet fordeling af faste stoffer (som f.eks. bentonit) og tilsætningsstoffer i boreslammet. Dette forbedrer væskens reologiske egenskaber, fremmer transporten af boreaffald og nedsætter viskositeten. Resultatet er bedre boreydelse, mindre friktion og lavere driftsomkostninger.
Hvordan fremmer ultralydsbehandling katalytiske reaktioner i raffinaderier?
Gennem intensiv mikroblanding og turbulens bryder ultralyd grænselaget omkring katalysatorpartiklerne op. Dette forbedrer masseoverførslen markant og blotlægger flere aktive steder på katalysatoroverfladen, hvilket fører til hurtigere reaktionshastigheder, højere udbytter og en forlænget levetid for katalysatoren.
Kan ultralydssystemer skaleres til industriel olie- og gasproduktion?
Absolut. Hielscher er specialiseret i ultralydsenheder i industriel skala (op til 16 kW pr. enhed, som nemt kan sammensættes i klynger), der kan integreres i eksisterende rørledninger via ultralyds-flowcellekonfigurationer. Dette muliggør en problemfri opskalering fra laboratorieforsøg til kontinuerlig industriel produktion med ensartede, reproducerbare resultater.
Kan Hielschers ultralydsapparater håndtere væsker med høj viskositet, såsom tung olie eller bitumen?
Ja. Hielschers højtydende ultralydsapparater af sondetypen er udviklet til at behandle meget viskose medier. De leverer de høje forskydningskræfter, der er nødvendige for effektivt at blande, dispergere og behandle tunge olier, selv under krævende forhold.
Litteratur / Referencer
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences ; Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Paolo Guida; Abdul Gani Abdul Jameel; Saumitra Saxena; William L. Roberts (2021): Fundamental Aspects and Applications of Ultrasonically Induced Cavitation in Heavy Fuel Oil with a Focus on Deasphalting, Emulsions, and Oxidative Desulfurization. Catalytic and Noncatalytic Upgrading of Oils ACS Symposium Series. Chapter 10, 2021. 233-293.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrasonics Sonochemistry 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Rajendran Velmurugan, Karuppan Muthukumar (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology, Volume 102, Issue 14, 2011. 7119-7123.
- Zhilin Wu, Bernd Ondruschka (2010): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of liquid fuels and its industrial application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 6, 2010. 1027-1032.
UIP16000hdT – en højtydende soniker med 16.000 watt ultralydseffekt til rå afsvovling