Υπέρηχοι ισχύος για γαλακτώματα νερού σε ντίζελ

Η χρήση γαλακτωμάτων νερού σε καύσιμο επεκτείνεται ταχύτατα λόγω των αυστηρότερων περιβαλλοντικών κανονισμών και του εντονότερου ανταγωνισμού στην αγορά μεταφορών. Η τεχνολογία γαλακτωματοποίησης με υπερήχους επιτρέπει την αποδοτικότερη χρήση καυσίμων, όπως τα βαρέα καύσιμα ή το ντίζελ, μέσω της ανάμειξης νερού με το βασικό καύσιμο. Τα καύσιμα με νερό που έχουν γαλακτωματοποιηθεί με υπερήχους προσφέρουν πληρέστερη καύση και οικονομικότερη κατανάλωση καυσίμου, ενώ καίγονται με λιγότερες εκπομπές!

Γαλάκτωμα νερού σε καύσιμο

Η καύση καυσίμων παράγει επικίνδυνα αέρια, όπως «nitrous oxides» (NOx), υδρογονάνθρακες (HC), μονοξείδιο του άνθρακα (CO), διοξείδιο του άνθρακα (CO2), καθώς και αιωρούμενα σωματίδια (PM), αιθάλη και καπνό, που είναι επιβλαβή για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Οι εκπομπές αυτών των ρύπων μπορούν να μειωθούν σημαντικά με την προσθήκη νερού στο καύσιμο.
Η προσθήκη 5 – 25% νερού στο καύσιμο, όπως το βαρύ μαζούτ ή το ντίζελ, μπορεί να μειώσει δραστικά τις εκπομπές επικίνδυνων ρύπων. Το εγχεόμενο νερό μειώνει την τοπική αδιαβατική θερμοκρασία καύσης. Μελέτες έχουν αποδείξει ότι με αυτόν τον τρόπο οι εκπομπές NOx μπορούν να μειωθούν έως και κατά 40%, του CO2 κατά 5% – 15% και των PM έως και κατά 90%. Ο μαύρος καπνός από την καύση ντίζελ μπορεί να εξαλειφθεί πλήρως, καθώς το καύσιμο καίγεται πλήρως.
Ταυτόχρονα, η κατανάλωση καυσίμου μπορεί να μειωθεί κατά περίπου 5%. Προστατέψτε το περιβάλλον και εξοικονομήστε καύσιμο!
Στα καύσιμα που μπορούν να γαλακτωματοποιηθούν περιλαμβάνονται οι υγροί υδρογονάνθρακες, το αργό πετρέλαιο, τα βαρέα καύσιμα (HFO), η νάφθα, η κηροζίνη, το ντίζελ, τα πετρέλαια θέρμανσης, το βιοντίζελ και τα φυτικά έλαια.

Περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη:

• χαμηλότερες εκπομπές NOx
• χαμηλότερες εκπομπές αιθάλης
• μειωμένη κατανάλωση καυσίμου
• πληρέστερη καύση
• χαμηλότερες μέγιστες θερμοκρασίες καύσης
• λιγότερες επικαθίσεις στον λέβητα

Πρωτογενής και δευτερογενής εκνέφωση στη φλόγα ψεκασμού γαλακτωματοποιημένου καυσίμου.

Γαλακτώματα νερού σε καύσιμο με υπερήχους

Οι υπέρηχοι ισχύος αποτελούν μια γνωστή και αποδεδειγμένη τεχνολογία για τη δημιουργία λεπτόκοκκων γαλακτωμάτων με σταγονίδια στην περιοχή των μικρομέτρων και των νανομέτρων. Η τεχνολογία γαλακτωματοποίησης με υπερήχους βασίζεται στις δυνάμεις διάτμησης που προκαλεί η σπηλαίωση. Μέσω της σπηλαίωσης με υπερήχους, τα σταγονίδια νερού και καυσίμου μειώνονται σε νανομετρικό μέγεθος και αναμειγνύονται μεταξύ τους, ώστε να παραχθεί ένα λεπτόκοκκο γαλάκτωμα (νανογαλάκτωμα / μινιγαλάκτωμα). Για τη γαλακτωματοποίηση με υπερήχους σε συνεχή ροή, τα ξεχωριστά ρεύματα καυσίμου και νερού μπορούν να ρυθμιστούν με ακρίβεια, ώστε να διασφαλίζεται σταθερή αναλογία νερού και καυσίμου.
Οι ομογενοποιητές υπερήχων μπορούν να εγκατασταθούν ακριβώς πριν από την αντλία έγχυσης, ώστε το ομοιογενές γαλάκτωμα νερού και καυσίμου να μπορεί να εγχυθεί αμέσως στον κινητήρα και να αποφεύγεται η αποθήκευση του γαλακτώματος καυσίμου. Όταν το γαλάκτωμα νερού και καυσίμου εγχέεται στον θάλαμο καύσης, τα σταγονίδια νερού εξατμίζονται γρήγορα λόγω των υψηλών θερμοκρασιών, καθώς το σημείο βρασμού του νερού είναι πολύ χαμηλότερο από εκείνο του καυσίμου. Κατά τη διαδικασία εξάτμισης, τα σταγονίδια νερού διαρρηγνύονται με μικροεκρηκτικό τρόπο και διασπούν το καύσιμο σε μικρότερα σταγονίδια. Έτσι, το καύσιμο με νερό εκνεφώνεται στον θάλαμο καύσης, με αποτέλεσμα το καύσιμο και ο αέρας να αναμειγνύονται καλύτερα μέσα σε αυτόν και το καύσιμο να μπορεί να καεί πλήρως. Τα πολύ μικρά σταγονίδια προσφέρουν πολύ μεγάλη επιφάνεια σωματιδίων, δημιουργώντας εκτεταμένη διεπιφάνεια νερού και ελαίου με χαμηλή διεπιφανειακή τάση, η οποία βελτιώνει περαιτέρω την εκνέφωση. Αυτό αυξάνει την απόδοση της καύσης, οδηγώντας τελικά σε σημαντική μείωση του κόστους καυσίμου, η οποία υπερβαίνει το κόστος γαλακτωματοποίησης.
Η τεχνολογία ανάμειξης με υπερήχους είναι μια διεργασία συνεχούς ροής που μπορεί να ενσωματωθεί εύκολα σε υφιστάμενους κινητήρες. Ο ίδιος ο κινητήρας δεν απαιτεί τροποποιήσεις.

Συστοιχία Hielscher UIP6000hdT που αποτελείται από έως και 12x συσκευές υπερήχων. Αυτή η διάταξη επιτρέπει τη συγκρότηση ενός ισχυρού συστήματος κατεργασίας με υπερήχους σε συνεχή ροή, ισχύος 72kW, για επεξεργασία υψηλών επιδόσεων σε συνεχή ροή.

Τεχνολογία γαλακτωματοποίησης με υπερήχους

Η τεχνολογία γαλακτωματοποίησης με υπερήχους βασίζεται στη σπηλαίωση και στην ανάμειξη υψηλής διάτμησης. Υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης μεταφέρονται στο υγρό μέσο (μείγμα καυσίμου και νερού), δημιουργούν σταγονίδια νανομετρικού μεγέθους και επιτρέπουν την παραγωγή διφασικών γαλακτωμάτων νερού σε έλαιο και τριφασικών γαλακτωμάτων ελαίου σε νερό σε έλαιο.

Εγκαταστάσεις σε:

• CHP – μονάδες συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας
• γεννήτριες ντίζελ
• σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής
• πλοία
• ντιζελομηχανές έλξης
• δυνατότητα εκ των υστέρων εγκατάστασης σε όλους τους κινητήρες ντίζελ
• τεχνολογία επί πλοίου: καταλληλότητα για θαλάσσιες συνθήκες

Η νανογαλακτωματοποίηση με υπερήχους παράγει σταθερά γαλακτώματα

Εξοπλισμός υπερήχων βαρέος τύπου

Η Hielscher παρέχει βιομηχανικό εξοπλισμό υπερήχων βαρέος τύπου που μπορεί να διαχειριστεί υψηλές παροχές καυσίμου – ακόμη και σε υψηλά ιξώδη. Οι ομογενοποιητές υπερήχων της Hielscher είναι κατασκευασμένοι για λειτουργία 24/7 υπό αντίξοες συνθήκες. Τα συστήματά μας είναι φιλικά προς τον χειριστή και συμπαγή, δεν διαθέτουν κινούμενα μέρη, εγκαθίστανται και λειτουργούν εύκολα και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση.
Η παραγωγή γαλακτωματοποιημένου καυσίμου με υπερήχους μπορεί να ελέγχεται με ασφάλεια μέσω προγράμματος περιήγησης, ενώ τα δύο ξεχωριστά ρεύματα τροφοδοσίας νερού και καυσίμου επιτρέπουν την ακριβή δοσομέτρηση της αναλογίας νερού και καυσίμου και τη ρύθμιση / προσαρμογή του μείγματος καυσίμου κατά τη λειτουργία, σύμφωνα με το εκάστοτε φορτίο / τις στροφές του κινητήρα.

Σχεδιασμός, κατασκευή και συμβουλευτικές υπηρεσίες – Ποιότητα κατασκευασμένη στη Γερμανία

Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι γνωστές για τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η στιβαρότητα και ο εύκολος χειρισμός επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των συσκευών υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher ανταποκρίνονται εύκολα σε αντίξοες συνθήκες και απαιτητικά περιβάλλοντα.

Η Hielscher Ultrasonics είναι εταιρεία πιστοποιημένη κατά ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση σε συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και είναι φιλικές προς τον χρήστη. Φυσικά, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.

Παραγωγή γαλακτωματοποιημένων καυσίμων με υπερήχους επί πλοίων

Βιβλιογραφία / Αναφορές

• Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biofuels from the Fresh Water Microalgae Chlorella vulgaris (FWM-CV) for Diesel Engines. Energies 7/2014. 1829-1851.
• Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Current Trends in Water-in-Diesel Emulsion as a Fuel. The Scientific World Journal 2014.
• Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, an Alterantive Fuel to Reduce Diesel Engine Emissions. Machines, Technologies, Materials 7/2013. 13-16.