Υπερήχων εναλλακτική λύση στην υδρογονοαποθείωση
Τα διυλιστήρια πετρελαίου αντιμετωπίζουν αυξανόμενη προσφορά θειούχου αργού πετρελαίου, του λεγόμενου ξινού αργού, ενώ ταυτόχρονα οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί πιέζουν για χαμηλότερη περιεκτικότητα σε θείο της βενζίνης. Ταυτόχρονα, το κόστος της συμβατικής υδρογονοαποθείωσης (HDS) αυξάνεται λόγω του υδρογόνου που απαιτείται. Υπερήχων θεραπεία σπηλαίωσης είναι μια αποτελεσματική εναλλακτική μέθοδος για την απομάκρυνση του θείου από το αργό πετρέλαιο.
Γνωρίστε τα πρότυπα θείου στο πετρέλαιο με υπερήχους
Τα ορυκτά καύσιμα περιέχουν ενώσεις θείου. Αυτά προκύπτουν από την αποδόμηση της βιολογικής ύλης που περιέχει θείο κατά τη διάρκεια του φυσικού σχηματισμού ορυκτών καυσίμων.
Οχήματα, όπως αυτοκίνητα, αεροσκάφη και θαλάσσια σκάφη ή σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής προκαλούν εκπομπές διοξειδίου του θείου (SO2) ως αποτέλεσμα της καύσης καυσίμου πετρελαίου. Το ίδιο θείο – ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις – προκαλεί ζημιές σε καταλύτες ευγενών μετάλλων στην κατάντη καταλυτική αναμόρφωση στα διυλιστήρια πετρελαίου. Οι τελευταίοι περιβαλλοντικοί κανονισμοί απαιτούν πολύ βαθιά αποθείωση για να πληρούν τις προδιαγραφές ντίζελ εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο (ULSD).

UIP16000hdT – ένας υπερηχητής υψηλής απόδοσης με ισχύ υπερήχων 16,000 watt για ακατέργαστη αποθείωση
Φόντο – Υδρογονοαποθείωση (HDS)
Υδρογονοαποθείωση (HDS) είναι η πρότυπη καταλυτική διαδικασία για την απομάκρυνση του θείου από τα προϊόντα πετρελαίου. Σε αυτή τη διαδικασία, τα θειώδη κλάσματα του αργού πετρελαίου αναμιγνύονται με υδρογόνο και έναν καταλύτη για να αντιδράσουν στο υδρόθειο. Συνήθως, ο καταλύτης αποτελείται από μια βάση αλουμίνας εμποτισμένη με κοβάλτιο και μολυβδαίνιο. Καθώς οι προμήθειες πετρελαίου γίνονται πιο ξινές, απαιτούνται υψηλότερες πιέσεις και εναλλακτικοί καταλύτες για την αποθείωση. Οι ανθεκτικές αρωματικές ενώσεις θείου (π.χ. 4,6-διμεθυλοδιβενζοθειοφαίνιο) δεν μπορούν να απομακρυνθούν χρησιμοποιώντας υδρογονοαποθείωση, λόγω της χαμηλής αντιδραστικότητάς τους.
υπερήχων υποβοηθούμενη αποθείωση
Μια εναλλακτική λύση στην υδρογονοαποθείωση είναι η υπερηχητικά υποβοηθούμενη αποθείωση. Η έκθεση υγρών σε υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης προκαλεί ακουστική σπηλαίωση. Αυτός είναι ο σχηματισμός και η επακόλουθη βίαιη κατάρρευση μικρών φυσαλίδων κενού (σπηλαίωση). Τοπικά, ακραίες συνθήκες προκύπτουν από τη βίαιη κατάρρευση κάθε φούσκας:
- Θερμοκρασία: έως 5000 Kelvin
- Πίεση: έως 2000 ατμόσφαιρες
- Υγροί πίδακες: έως 1000km / hr.
Τέτοιες συνθήκες προάγουν μια καλύτερη επιφανειακή χημεία των καταλυτών με ενισχυμένη μικρο-ανάμιξη. Συγκεκριμένα, οι υψηλές τοπικές θερμοκρασίες αλλάζουν την κινητική της χημικής αντίδρασης της διαδικασίας αποθείωσης. Αυτό το αποτέλεσμα επιτρέπει εναλλακτική λύση – λιγότερο ακριβό – καταλύτες ή εναλλακτική χημεία αποθείωσης που θα χρησιμοποιηθεί. Οι Deshpande et al. (2004) διερευνούν ένα οξειδωτικό σύστημα που αποτελείται από ανθρακικό νάτριο και υπεροξείδιο του υδρογόνου σε ένα διφασικό σύστημα ντίζελ και ακετονιτριλίου. Υπερήχους εφαρμόστηκε στο διφασικό σύστημα. Η μελέτη πέτυχε μείωση της περιεκτικότητας σε DMDBT κατά περισσότερο από 90% στα δείγματα ντίζελ.
Υπερήχων υψηλής απόδοσης για αποθείωση αργού
Hielscher είναι ο κορυφαίος προμηθευτής υπερήχων υψηλής χωρητικότητας, παγκοσμίως. Καθώς η Hielscher σχεδιάζει και κατασκευάζει επεξεργαστές υπερήχων υψηλής απόδοσης ισχύος έως 16kW ανά συσκευή, δεν υπάρχει όριο στο μέγεθος της εγκατάστασης ή στην ικανότητα επεξεργασίας. Συστάδες διαφόρων συστημάτων 16kW χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία μεγαλύτερων ροών όγκου. Η βιομηχανική επεξεργασία καυσίμων δεν χρειάζεται πολύ υπερηχητική ενέργεια. Η πραγματική ενεργειακή απαίτηση μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας έναν υπερήχων πάγκου όπως το UIP1000hdT. Όλα τα αποτελέσματα από τέτοιες δοκιμές πάγκου μπορούν να κλιμακωθούν εντελώς γραμμικά, γεγονός που διευκολύνει την εφαρμογή της διαδικασίας αποθείωσης υπερήχων σε κλίμακα βιομηχανικής παραγωγής.
Εάν απαιτείται, ATEX πιστοποιημένοι υπερήχων (π.χ. UIP1000-Exd) είναι διαθέσιμοι για την υπερήχηση σε επικίνδυνα περιβάλλοντα.
Κόστος υπερήχων
Υπερήχους είναι μια αποτελεσματική τεχνολογία επεξεργασίας. Το κόστος επεξεργασίας υπερήχων προκύπτει κυρίως από την επένδυση
Για συσκευές υπερήχων, κόστος κοινής ωφέλειας και συντήρηση. Η εξαιρετική ενεργειακή απόδοση (βλ. χάρτης) των συσκευών υπερήχων Hielscher βοηθά στη μείωση του κόστους χρησιμότητας.
Λογοτεχνία
Deshpande, Α., Bassi, Α., Prakash, Α. (2004): Υπερηχογραφικά υποβοηθούμενη οξείδωση 4,6-διμεθυλοδιβενζοθειοφαίνιο σε διφασικό σύστημα ντίζελ-ακετονιτριλίου; σε: Ενεργειακά Καύσιμα, 19 (1), 28 -34, 2005.
Mei Η., Mei B.W., Yen T.F. (2003): Μια νέα μέθοδος για την απόκτηση καυσίμου ντίζελ εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο μέσω υπερήχων υποβοηθούμενης οξειδωτικής αποθείωσης. στο: Fuel, τόμος 82, τεύχος 4, Μάρτιος 2003, σ. 405-414(10), 2003.

Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.