Υπερήχων για πετρέλαιο, φυσικό αέριο και ανανεώσιμα καύσιμα
Οι διακυμάνσεις στις τιμές του πετρελαίου, οι αυστηροί κανονισμοί για τα αέρια του θερμοκηπίου και η παγκόσμια τάση προς τη βιώσιμη ενέργεια έχουν καταστήσει την ενεργειακή απόδοση και τη συμμόρφωση με τις περιβαλλοντικές απαιτήσεις κορυφαίες προτεραιότητες για τον κλάδο του πετρελαίου & βιομηχανία φυσικού αερίου. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher χρησιμοποιούνται ευρέως σε ερευνητικά εργαστήρια και εμπορικές μονάδες επεξεργασίας, προκειμένου να καλύψουν αυτές τις απαιτήσεις σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών
Τα υπερηχητικά συστήματα της Hielscher ξεχωρίζουν σε κρίσιμα στάδια επεξεργασίας, όπως η ανάμιξη, η διασπορά, η ομογενοποίηση και η διάλυση σκόνης σε υγρά, καθώς και στη δημιουργία εξαιρετικά σταθερών γαλακτωμάτων. Αυτή η ευελιξία μεταφράζεται άμεσα σε βελτιωμένες ροές εργασίας για την παραγωγή καυσίμων. Ανακαλύψτε παρακάτω πώς η τεχνολογία υπερήχων μπορεί να βελτιστοποιήσει την παραγωγή τόσο συμβατικών όσο και ανανεώσιμων καυσίμων.
Αναγωγή NOx με γαλακτωματοποίηση ελαίου/νερού
Η άμεση έγχυση νερού στη διαδικασία καύσης αποτελεί μια αποδεδειγμένη μέθοδο για τη σημαντική μείωση των εκπομπών NOx. Το προστιθέμενο νερό μειώνει τις μέγιστες θερμοκρασίες καύσης μέσω της εξάτμισης, γεγονός που περιορίζει τον θερμικό σχηματισμό NOx. Καθώς το νερό εξατμίζεται, συμβάλλει στη διάσπαση και την εξάτμιση του περιβάλλοντος καυσίμου, αυξάνοντας δραματικά την αποτελεσματική επιφάνεια του καυσίμου για πληρέστερη καύση. Η υπερηχητική γαλακτωματοποίηση της Hielscher εξασφαλίζει τον σταθερό και ομοιόμορφο σχηματισμό γαλακτωμάτων καυσίμου/νερού σε μικροκλίμακα, μεγιστοποιώντας αυτό το φαινόμενο ψύξης και ενίσχυσης της καύσης.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τη μείωση των NOx χρησιμοποιώντας υπερήχους!
Αντιδραστήρας υπερήχων UIP1000hdT για βελτιωμένη εστεροποίηση των FFA.
Ηχοχημική αποθείωση
Η αποθείωση με τη βοήθεια υπερήχων προσφέρει μια εξαιρετικά αποδοτική και οικονομικά συμφέρουσα εναλλακτική λύση έναντι της παραδοσιακής υδροαποθείωσης. Η έντονη τοπική θέρμανση και οι μικρο-εκτοξευόμενοι πίδακες υψηλής πίεσης που δημιουργούνται από την υπερηχητική σπηλαίωση μεταβάλλουν ριζικά την κινητική της αντίδρασης απομάκρυνσης του θείου. Αυτή η ενίσχυση που βασίζεται στην ενέργεια επιτρέπει τη χρήση πιο προσιτών καταλυτών και ηπιότερων χημικών συνθηκών, μειώνοντας τόσο τις κεφαλαιουχικές δαπάνες όσο και την λειτουργική πολυπλοκότητα, ενώ παράλληλα επιτυγχάνονται αυστηρότερα όρια θείου.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τη Sonochemical αποθείωση!
Βιοντίζελ από φυτικά έλαια και ζωικά λίπη
Το βιοντίζελ αποτελεί μια καθαρή, ανανεώσιμη εναλλακτική λύση έναντι του πετρελαιοειδούς ντίζελ. Παράγεται μέσω της διαδικασίας της μεταεστεροποίησης και προέρχεται από πρώτες ύλες όπως φυτικά έλαια, έλαιο από φύκια, ζωικά λίπη και χρησιμοποιημένα λίπη. Η διαδικασία παραγωγής βασίζεται σε μια καταλυτική αντίδραση μεταξύ αυτών των λιπιδίων και μιας αλκοόλης (συνήθως μεθανόλης). Η υπερηχητική ανάμιξη της Hielscher επιταχύνει δραματικά τη διαδικασία της μεταεστεροποίησης, δημιουργώντας έντονη μικροανάμιξη και γαλακτωματοποίηση, γεγονός που μειώνει δραστικά τους χρόνους αντίδρασης και αυξάνει την απόδοση. Το αποτέλεσμα είναι μια πιο αποδοτική γραμμή παραγωγής με χαμηλότερη κεφαλαιουχική επένδυση και μειωμένα λειτουργικά κόστη.
Ανακαλύψτε τα πλεονεκτήματα των αντιδραστήρων ανάμειξης με υπερήχους για το βιοντίζελ!
Βιοαιθανόλη από άμυλο και ζάχαρη
Η βιοαιθανόλη χρησιμοποιείται ως οικολογική εναλλακτική λύση της βενζίνης. Παράγεται από καλαμπόκι, σιτάρι, πατάτες, ζαχαροκάλαμο, ρύζι και άλλα δημητριακά μέσω ζύμωσης. Η μαγιά χρησιμοποιείται για τη ζύμωση του αμύλου και των σακχάρων που περιέχονται σε αυτές τις καλλιέργειες, με αποτέλεσμα την παραγωγή αιθανόλης. Η υπερηχητική διάσπαση των κυτταρικών δομών και η εκχύλιση του ενδοκυτταρικού υλικού μειώνουν το μέγεθος των σωματιδίων και εκθέτουν μια πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια στα ένζυμα κατά τη διάρκεια της υγροποίησης. Αυτό βελτιώνει τη βιοδιαθεσιμότητα του αμύλου και της ζάχαρης και έχει ως αποτέλεσμα ταχύτερη και πληρέστερη ζύμωση, οδηγώντας σε μεγαλύτερη παραγωγή αιθανόλης.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με κυτταρική αποσύνθεση και Εξαγωγή!
Βιοαέριο από απόβλητα και ιλύ
Η βιοαιθανόλη αποτελεί μια ευρέως διαδεδομένη εναλλακτική λύση χαμηλών εκπομπών άνθρακα έναντι της συμβατικής βενζίνης. Παράγεται μέσω της ζύμωσης αμύλων και σακχάρων που εξάγονται από καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι, το σιτάρι, οι πατάτες, το ζαχαροκάλαμο και το ρύζι. Η υπερηχητική διάσπαση των κυττάρων καταστρέφει τα άκαμπτα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών και απελευθερώνει το ενδοκυτταρικό περιεχόμενο, μειώνοντας αποτελεσματικά το μέγεθος των σωματιδίων και μεγιστοποιώντας την εκτεθειμένη επιφάνεια για ενζυμική δράση κατά τη διάρκεια της υγροποίησης. Αυτή η ενισχυμένη βιοδιαθεσιμότητα των ζυμώσιμων σακχάρων οδηγεί σε ταχύτερους και πληρέστερους κύκλους ζύμωσης και σε σημαντικά υψηλότερες αποδόσεις αιθανόλης.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με Αποσύνθεση λάσπης υπερήχων!
Επίδραση της διαδικασίας UAOD πολλαπλών σταδίων στις βέλτιστες παραμέτρους
Συχνές ερωτήσεις: Εφαρμογές υπερήχων στους τομείς του πετρελαίου, του φυσικού αερίου και των ανανεώσιμων καυσίμων
Πώς λειτουργεί η αποθείωση με υπερήχους και συμμορφώνεται με τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς;
Η αποθείωση με υπερήχους χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα υψηλής έντασης για την ενίσχυση της αντίδρασης ή της εκχύλισης των θειούχων ενώσεων από τα καύσιμα (όπως το ντίζελ και η βενζίνη). Το φαινόμενο της ακουστικής σπηλαίωσης αυξάνει τους ρυθμούς μεταφοράς μάζας, επιτρέποντας στα διυλιστήρια να παράγουν καύσιμα εξαιρετικά χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο (που πληρούν τα πρότυπα Euro 5/6 ή EPA) με μεγαλύτερη αποδοτικότητα. Η διαδικασία αυτή συχνά απαιτεί λιγότερη ενέργεια και λιγότερα χημικά μέσα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους, καθιστώντας την μια οικονομικά αποδοτική λύση συμμόρφωσης.
Πώς επηρεάζει η επεξεργασία με υπερήχους την καθίζηση του κεριού και των ασφαλτενίων;
Η χρήση υπερήχων μπορεί να αναστείλει τη δημιουργία πυρήνων και την ανάπτυξη κρυστάλλων κεριού και ασφαλτενίου, διατηρώντας τους σε αιωρούμενη κατάσταση στο υγρό, ώστε να αποτρέπεται η απόφραξη των αγωγών. Επιπλέον, συμβάλλει στη διασπορά των χημικών αναστολέων, καθιστώντας τους πιο αποτελεσματικούς σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις. Πρόκειται για ένα βασικό εργαλείο για τη διασφάλιση της ροής στην παραγωγή πετρελαίου σε βαθιά νερά και βαρέος πετρελαίου.
Ποια είναι τα οφέλη της χρήσης υπερήχων για την επεξεργασία του υγρού γεώτρησης;
Η επεξεργασία με υπερήχους δημιουργεί ομοιόμορφη διασπορά στερεών (όπως ο μπεντονίτης) και προσθέτων στο ρευστό γεώτρησης. Αυτό βελτιώνει τις ρεολογικές ιδιότητες του ρευστού, διευκολύνει τη μεταφορά των αποκομμάτων και μειώνει το ιξώδες. Το αποτέλεσμα είναι καλύτερη απόδοση γεώτρησης, χαμηλότερη τριβή και μειωμένο λειτουργικό κόστος.
Πώς η χρήση υπερήχων ενισχύει τις καταλυτικές αντιδράσεις στα διυλιστήρια;
Μέσω της έντονης μικροανάμειξης και της στροβιλισμού, τα υπερηχητικά κύματα διαταράσσουν το οριακό στρώμα γύρω από τα σωματίδια του καταλύτη. Αυτό βελτιώνει σημαντικά τη μεταφορά μάζας και αποκαλύπτει περισσότερες ενεργές θέσεις στην επιφάνεια του καταλύτη, με αποτέλεσμα ταχύτερους ρυθμούς αντίδρασης, υψηλότερες αποδόσεις και παρατεταμένη διάρκεια ζωής του καταλύτη.
Μπορούν τα συστήματα υπερήχων να προσαρμοστούν για τη βιομηχανική παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου;
Απολύτως. Η Hielscher ειδικεύεται σε συσκευές υπερήχων βιομηχανικής κλίμακας (μέχρι 16 kW ανά μονάδα, οι οποίες μπορούν εύκολα να συνδεθούν σε συστοιχίες) που μπορούν να ενσωματωθούν σε υπάρχοντες αγωγούς μέσω διαμορφώσεων κυψελών ροής υπερήχων. Αυτό επιτρέπει την ομαλή κλιμάκωση από εργαστηριακές δοκιμές σε συνεχή βιομηχανική παραγωγή με σταθερά και αναπαραγώγιμα αποτελέσματα.
Μπορούν τα υπερηχητικά συστήματα της Hielscher να επεξεργαστούν υγρά υψηλού ιξώδους, όπως το βαρύ πετρέλαιο ή η πίσσα;
Ναι. Τα υπερηχητικά συστήματα τύπου αισθητήρα υψηλής ισχύος της Hielscher έχουν σχεδιαστεί για την επεξεργασία μέσων υψηλού ιξώδους. Παρέχουν τις υψηλές δυνάμεις διάτμησης που απαιτούνται για την αποτελεσματική ανάμιξη, διασπορά και επεξεργασία βαρέων ελαίων, ακόμη και υπό δύσκολες συνθήκες.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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 – ένας υπερηχητής υψηλής απόδοσης με ισχύ υπερήχων 16,000 watt για ακατέργαστη αποθείωση