Οξείδια του αζώτου (ΝΟ_Χ) Είναι γνωστό ότι είναι άμεσα επικίνδυνες για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Τα κινητά και σταθερούς κινητήρες ντίζελ και βενζίνης συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό στην παγκόσμια ΟΧΙ_Χ Εκπομπές. Γαλακτωματοποίηση του καυσίμου με νερό είναι ένας τρόπος για να μειώσει το NO_Χ εκπομπές των κινητήρων. Το υπερηχητικό γαλακτωματοποίησης είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για την παραγωγή λεπτής μεγέθους καυσίμου / νερού-γαλακτωμάτων.

Αυτοκίνητα και φορτηγά, αεροσκάφη, ηλεκτρικές γεννήτριες, περονοφόρα ανυψωτικά μηχανήματα, μονάδες κλιματισμού και λέβητες παράγουν Μεγάλες ποσότητες σωματιδίων (PM) και NO_Χ από την καύση των προϊόντων πετρελαίου. ΟΧΙ_Χ αναφέρεται σε μίγματα οξειδίου του αζώτου (ΝΟ) και διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ₂) Καθώς και Ν₂Ω, ΟΧΙ₃N₂ο₄ και Ν₂ο₅. Το μονοξείδιο του αζώτου και διοξείδιο του αζώτου συμβάλλουν στη χαμηλή όζοντος, το νέφος και είναι επικίνδυνα για το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Περιβαλλοντική ρύθμιση αντιμετωπίζει τις εκπομπές ρύπων του αέρα από τις σφίξιμο όρια. εκπομπές Μηχανή do επίσης να περιλαμβάνει διοξείδιο του θείου (SO₂) Ως αποτέλεσμα των ενώσεων θείου στο καύσιμο. Αυτό το πρόβλημα μειώνεται κατά υδρογονοαποθείωσης ή υπερήχους βοήθεια αποθείωσης.

Τρέχοντας σε καυσίμου / νερού γαλάκτωμα

Εντός των τελευταίων ετών, πολύ δουλειά έχει γίνει για το επιρροή του νερού στις ΟΧΙ_Χ επίπεδα εκπομπών. Διάφορα καυσίμου: αναλογίες ογκομετρική νερό από 1: 1 έως 19: 1 έχουν ελεγχθεί για ιδιότητες καύσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, 1 έως 2 τοις εκατό κατ'όγκον τασιενεργό προστέθηκε για σταθεροποίηση του γαλακτώματος.

Ιστορικό της καύσης

Η καύση των καυσίμων δημιουργεί θερμικής και μηχανικής ενέργειας. Η μηχανική κλάσμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οδήγηση έμβολα ή στροβίλους για πρόωση ή την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στις περισσότερες μηχανές, η θερμική ενέργεια δεν χρησιμοποιείται. Αυτό οδηγεί σε μια χαμηλότερη θερμοδυναμική απόδοση.

Περίπου. 90% του ΝΟ_Χ που προκύπτουν από τη διαδικασία καύσης του καυσίμου είναι ΟΧΙ. Το ΝΟ είναι κατά κύριο λόγο σχηματίζονται από την οξείδωση του ατμοσφαιρικού αζώτου (Ν₂). Νερό προστίθεται στο καύσιμο μειώνει τη θερμοκρασία καύσης λόγω της εξάτμισης του νερού. Όταν το νερό στο γαλάκτωμα καυσίμου-νερό εξατμίζεται, η περιβάλλουσα καύσιμο εξατμίζεται, πάρα πολύ. Αυτό αυξάνει το εμβαδόν επιφανείας του καυσίμου. Η χαμηλότερη θερμοκρασία και η καλύτερη διανομή των καυσίμων οδηγούν σε μια κατώτερο σχηματισμό ΝΟ_Χ.

Υπερήχων Γαλακτωματοποίηση

Παρουσιάζοντας νερό μέσα στο καύσεως καυσίμου έχει αποδειχθεί σε πολλά έργα να να μειώσει το ΝΟ_Χ εκπομπές. Το νερό μπορεί να προστεθεί με τον σχηματισμό ενός γαλακτώματος καυσίμου / νερού με δύο τρόπους:

• χωρίς σταθεροποίηση: inline γαλακτωματοποίησης του νερού στο καύσιμο πριν από την ένεση
• σταθεροποιηθεί: παρασκευή ενός σταθερού γαλακτώματος καυσίμου / νερού που πρέπει να χρησιμοποιηθεί ως ένα αναπτυσσόμενο σε εναλλακτικά καύσιμα

Κανφιλντ (1999) συνοψίζει το ΟΧΙ_Χ αναγωγή με τη χρήση του νερού και άλλων προσθέτων:

• unstabilized γαλάκτωμα
  • νερού που προστίθεται vol%: 10 έως 80%
  • ΟΧΙ_Χ μείωση κατά: 4 σε 60%
• σταθεροποιημένο γαλάκτωμα
  • νερού που προστίθεται vol%: 25 έως 50%
  • ΟΧΙ_Χ μείωση κατά: 22 έως 83%

Γαλάκτωμα

Ένα γαλάκτωμα είναι ένα μίγμα γενικά αναμίξιμα υγρά (Φάσεις), όπως το λάδι και το νερό. Κατά τη διαδικασία της γαλακτωματοποίησης, η διάσπαρτη φάση (π.χ. νερό) εισάγεται μέσα στην υγρή φάση (π.χ. πετρέλαιο). Με την εφαρμογή της υψηλής διάτμησης, Το μέγεθος των σωματιδίων (= μέγεθος σταγονιδίων) της διασκορπισμένης φάσεως είναι μειωμένη. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο πιο σταθερό είναι το παραγόμενο γαλάκτωμα. Πρόσθετες σταθερότητα μπορεί να επιτευχθεί με την εισαγωγή των επιφανειοδραστικών ή σταθεροποιητών. Κάντε κλικ στην παραπάνω γραφική για να δείτε δείγμα αποτελέσματα για την υπερηχητική γαλακτωματοποίηση του 10% νερό σε λάδι κινητήρα (Velocite 3, Mobil Oil, Αμβούργο Γερμανία). Η μελέτη διεξήχθη από Behrend και Schubert (2000).

Υπέρηχος

Όταν sonicating υγρά σε υψηλές εντάσεις, τα ηχητικά κύματα που διαδίδουν στο υγρό μέσο να οδηγήσει σε εναλλασσόμενο υψηλής πίεσης (συμπίεση) και χαμηλής πίεσης (αραίωση) κύκλοι, με ποσοστά ανάλογα με τη συχνότητα. Κατά τη διάρκεια του κύκλου χαμηλής πίεσης, υψηλής έντασης κύματα υπερήχων δημιουργήσει μικρές φυσαλίδες κενού ή κενά στο υγρό. Όταν οι φυσαλίδες επίτευξη ενός όγκου κατά την οποία δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν την ενέργεια, που κατάρρευση βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωσης. Κατά την κατάρρευση πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περ. 5,000K) και πιέσεις (περ. 2,000atm) επιτυγχάνονται τοπικά. Η κατάρρευση της φούσκας σπηλαίωσης οδηγεί επίσης σε υγρή πίδακες έως 280m / s ταχύτητα.

Υπερηχογράφημα έχει αποδειχθεί ότι παράγουν πολύ ομοιογενές γαλακτώματα νερού σε έλαιο (ν / ο) και ελαίου εντός ύδατος (ο / νν) από το υψηλής διάτμησης cavitational. Δεδομένου ότι οι παράμετροι της υπερήχους είναι καλά ελεγχόμενη, το μέγεθος και η κατανομή των σωματιδίων είναι καλά ρυθμιζόμενο και επαναλαμβανόμενη. Τυπικά, ο υπέρηχος εφαρμόζεται σε αντιδραστήρα ροής-κυττάρου. Ως εκ τούτου, το γαλάκτωμα μπορεί να είναι γίνονται συνεχώς εν σειρά. Για το λόγο αυτό, υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή των σταθεροποιηθεί και μη σταθεροποιημένα γαλακτώματα.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει γενικές δυνατότητες μεταποίησης για διάφορα υπερήχων επίπεδα ισχύος.

Υπερήχων απαέρωση και defoaming

Ο υπέρηχος έχει επίσης συμβάλει στην να μειώσει το ποσό των φυσαλίδων αέρα στο μίγμα του γαλακτώματος. Η εικόνα στα δεξιά δείχνει το αποτέλεσμα (5sec. Προχωρήσουν εικόνες από αριστερά προς τα δεξιά) της υπερήχους για το περιεχόμενο φούσκα. Όπως διακυμάνσεις των διακυμάνσεων αιτία περιεχομένου φυσαλίδα στο χρονισμός έγχυσης, ένας εξαέρωση, εξαέρωση και defoaming με Υπερήχους βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα.

Υπερήχων Συσκευών Διεργασιών

Hielscher είναι η κορυφαίος προμηθευτής των συσκευών υπερήχων υψηλής χωρητικότητας, Παγκόσμιος. Όπως Hielscher κάνει υπερήχων επεξεργαστές μέχρι 16kW ισχύς ανά μόνο συσκευή, υπάρχει κανένα όριο στο μέγεθος της εγκατάστασης ή ικανότητα επεξεργασίας. Συστάδες διάφορα συστήματα 16kW που χρησιμοποιούνται την κατασκευή μεγάλων όγκων αναπτυσσόμενη στα καύσιμα. Βιομηχανική επεξεργασία καυσίμων δεν χρειάζεται πολύ ενέργεια υπερήχων. Η πραγματική απαίτηση ενέργειας μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας μία 1kW υπερήχων επεξεργαστή σε πάγκο-top κλίμακα. Όλα τα αποτελέσματα από τέτοιες πάγκο-top δοκιμές μπορεί να είναι αναβαθμιστούν εύκολα.

Το κόστος της Υπερήχους

Υπερήχους είναι μια αποτελεσματική τεχνολογία επεξεργασίας. κόστος επεξεργασίας Υπερήχων προκύπτουν κυρίως από την επένδυση
για συσκευές υπερήχων, κόστος χρήσης και συντήρησης. η εξαιρετική ενεργειακής απόδοσης (βλέπω διάγραμμα) Των συσκευών υπερήχων Hielscher συμβάλλει στη μείωση των λειτουργικών εξόδων.

Βιβλιογραφία

Behrend, O., Σούμπερτ, H. (2000): Επίδραση της συνεχούς ιξώδους φάσης σε γαλακτωματοποίηση με υπερήχους, σε: Ultrasonics sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, Α, Γ (1999): Επιδράσεις της Diesel-Water γαλάκτωμα καύσης σε κινητήρα ντίζελ ΟΧΙ_Χ Εκπομπές σε: Διπλωματική Εργασία παρουσιάζεται στο σχολείο απόφοιτος του Πανεπιστημίου της Φλόριντα, το 1999.