Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

El uso de ultrasonidos para emulsiones de diésel y agua

El uso de emulsiones de agua en el combustible está en rápida expansión debido a las estrictas regulaciones ambientales y a la mayor competencia en el mercado del transporte. La tecnología de emulsificación ultrasónica permite un uso más eficiente de los combustibles, como los combustibles pesados o el diesel, mezclando agua en el combustible base. Los combustibles de agua emulsionados ultrasónicamente proporcionan una combustión más completa y un consumo de combustible más económico, a la vez que queman los combustibles con menos emisiones.

Emulsión de agua en combustible

La combustión de combustibles genera gases peligrosos, como óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y partículas (PM), hollín y humo, que son perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. La emisión de estos contaminantes puede reducirse significativamente añadiendo agua al combustible.
La adición de 5 - 25% de agua al combustible, como el fueloil pesado o el diesel, puede reducir drásticamente la emisión de contaminantes peligrosos. El agua inyectada reduce la temperatura de combustión adiabática local. Los estudios han demostrado que, de este modo, la emisión de NOx puede reducirse hasta en un 40% y la de CO2 en un 5%. – 15% y PM hasta un 90%. El humo negro de la combustión de diesel puede ser completamente eliminado ya que el el combustible se quema completamente.
Al mismo tiempo, el consumo de combustible puede ser reducido en aproximadamente un 5%. Salvar el medio ambiente y ahorrar combustible!
Los combustibles emulsionables incluyen hidrocarburos líquidos, crudos, combustibles pesados (HFO), nafta, queroseno, diesel, aceites para calefacción, biodiesel y aceites vegetales.

Medioambiental & Beneficios económicos:

  • menores emisiones de NOx
  • menores emisiones de hollín
  • menor consumo de combustible
  • combustión más completa
  • temperaturas de combustión máximas más bajas
  • menos ensuciamiento en la caldera
Emulsiones de agua-combustible de tamaño nanométrico emulsionadas ultrasónicamente. (Haga clic para ampliar!)

Atomización primaria y secundaria en llama de spray de combustible emulsionado.

El gráfico de arriba compara la combustión de diesel puro y una emulsión de agua en diesel (WiDe). El combustible de agua-en-diesel quema significativamente más limpio. (Haga clic en la imagen de arriba para ampliarla!)

Emulsiones ultrasónicas de agua en combustible

El ultrasonido de potencia es una tecnología bien conocida y probada para crear emulsiones de tamaño fino con gotas en la gama de micrones y nano. El Emulsificación ultrasónica se basa en fuerzas de cizallamiento cavitacional. Por ultrasonido cavitaciónlas gotas de agua y de combustible se minimizan al tamaño nano y se mezclan para producir una emulsión de tamaño fino (nano-/ mini-). Para la emulsificación ultrasónica en línea, los flujos separados de combustible y agua pueden ajustarse con precisión para asegurar una relación constante de agua y combustible.
Los homogeneizadores ultrasónicos pueden instalarse directamente antes de la bomba de inyección para que la emulsión homogénea agua-combustible pueda inyectarse inmediatamente en el motor y se evite el almacenamiento de la emulsión de combustible. Cuando la emulsión agua-combustible se inyecta en la cámara de combustión, las gotas de agua se evaporan rápidamente debido a las altas temperaturas, ya que el punto de ebullición del agua es mucho menor que el del combustible. Durante el proceso de vaporización, las gotas de agua estallan de forma microexplosiva e interrumpen el combustible en gotas más pequeñas. De esta manera, el agua-combustible se atomiza en la cámara de combustión para que el combustible y el aire en la cámara de combustión estén mejor mezclados y el combustible pueda ser se quemó completamente. Las gotas muy pequeñas ofrecen una superficie de partículas muy alta, lo que resulta en una gran interfaz agua-aceite de baja tensión, que mejora aún más la atomización. Esto aumenta la eficiencia de la combustión, resultando finalmente en un aumento significativo de la eficiencia de la combustión. reducción de costes de combustibleque supera los costes de la emulsificación.
La tecnología de mezcla por ultrasonidos es un proceso en línea, que puede ser fácilmente reequipado en los motores existentes. El motor en sí requiere sin modificaciones.

El ultrasonido de potencia es un medio no químico para la neutralización del agua de lastre. (Haga clic para ampliar!)

Cluster ultrasónico con 120kW potencia de proceso

La Tecnología de Emulsión por Ultrasonido

El Emulsificación ultrasónica se basa en la cavitación y la mezcla de alto cizallamiento. Las ondas de ultrasonido de alta intensidad están acopladas al medio líquido (mezcla de combustible y agua) y crean tamaños de gota en el rango nano y permiten producir emulsiones de agua en aceite de dos fases y emulsiones de aceite en agua en aceite de tres fases.

Instalaciones en:

  • COGENERACIÓN – unidades de cogeneración
  • generadores diésel
  • centrales eléctricas
  • embarcaciones marinas
  • locomotoras diésel
  • Retroadaptable a todos los motores diesel
  • tecnología a bordo: navegabilidad

Equipo de ultrasonido para trabajo pesado

Hielscher suministra productos de alta resistencia ultrasonido industrial equipo que pueda manejar altas corrientes de combustible – incluso a altas viscosidades. Los homogeneizadores ultrasónicos de Hielscher están construidos para funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana en condiciones difíciles. Nuestros sistemas son fáciles de usar y compactos, no tienen partes móviles, son fáciles de instalar y operar y apenas requieren mantenimiento.
La producción de combustible de emulsión por ultrasonidos puede controlarse de forma segura a través de PC o control del navegadormientras que las dos corrientes de alimentación separadas de agua y combustible permiten una dosificación precisa de la relación agua-combustible y la regulación/adaptación de la mezcla de combustible durante el funcionamiento de acuerdo con la carga/velocidad actual del motor.

Ahorre combustible y reduzca las emisiones de NOx y hollín con combustibles de emulsión producidos ultrasónicamente!

Reducción de NOx

La emulsificación ultrasónica permite producir emulsión agua-combustible (Click para ampliar!)

7 x 1kW de potencia ultrasónica para combustibles de emulsión

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Hielscher Ultrasonics suministra potentes homogeneizadores para la producción de combustibles de emulsión

Emulsificación ultrasónica de agua-combustibles

Literatura/Referencias

  • Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biocombustibles de la Microalga de Agua Dulce Chlorella vulgaris (FWM-CV) para Motores Diesel. Energías 7/2014. 1829-1851.
  • Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Tendencias actuales en la emulsión de agua en diesel como combustible. La Revista Mundial Científica 2014.
  • Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, un combustible alternativo para reducir las emisiones del motor diesel. Máquinas, Tecnologías, Materiales 7/2013. 13-16.

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Información interesante

Aqua-Fuentes

Aqua-fuels es un término que se utiliza alternativamente para los combustibles emulsionados (los llamados emulsion-fuels). Este tipo de combustibles son emulsiones compuestas de agua y un combustible líquido, como el petróleo, el combustible, el gas o el diesel. Las emulsiones son una mezcla particular de dos o más líquidos inmiscibles que comprenden una fase continua y una fase dispersa. Ultrasonido emulsión es una técnica potente y fiable para emulsionar agua y aceite (combustible, crudo, diesel, etc.) mediante la creación de gotas de tamaño nanométrico. La sonicación es, por tanto, una tecnología innovadora para una combustión más limpia y eficaz de los combustibles.

Emulsionantes ultrasónicos

Los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos a menudo se denominan sónicadores de sonda, lisadores sónicos, disruptores de ultrasonido, trituradores ultrasónicos, sonorizadores, desmembradores sónicos, disruptores celulares, dispersadores ultrasónicos, emulsionantes o disolventes. Los diferentes términos son el resultado de las diversas aplicaciones que se pueden cumplir por sonicación.