El uso de ultrasonidos para emulsiones de diésel y agua

El uso de emulsiones de agua en combustible se está extendiendo rápidamente debido al endurecimiento de la normativa medioambiental y a la mayor competencia en el mercado del transporte. La tecnología de emulsificación por ultrasonidos permite un uso más eficiente de los combustibles, como los pesados o el gasóleo, mezclando agua en el combustible base. Los combustibles con agua emulsionada por ultrasonidos proporcionan una combustión más completa y un consumo de combustible más económico, al tiempo que queman los combustibles con menos emisiones.

Emulsión de agua en combustible

La combustión de combustibles genera gases peligrosos, como óxidos nitrosos (NOx), hidrocarburos (HC), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), así como partículas (PM), hollín y humo, que son perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. La emisión de esos contaminantes puede reducirse considerablemente añadiendo agua al combustible.
La adición de entre un 5 y un 25% de agua al combustible, como el fuelóleo pesado o el gasóleo, puede reducir drásticamente la emisión de contaminantes peligrosos. El agua inyectada reduce la temperatura adiabática local de combustión. Los estudios han demostrado que la emisión de NOx puede reducirse hasta un 40% y la de CO2, un 5%. – 15% y las PM hasta un 90%. El humo negro de la combustión diésel puede eliminarse por completo ya que el el combustible se quema completamente.
Al mismo tiempo, la consumo de combustible puede ser reducido aproximadamente un 5%. Salve el medio ambiente y ahorre combustible
Entre los combustibles emulsionables se encuentran los hidrocarburos líquidos, el crudo, los combustibles pesados (HFO), la nafta, el queroseno, el gasóleo, los aceites de calefacción, el biodiésel y los aceites vegetales.

Medio ambiente & Beneficios económicos:

• menos emisiones de NOx
• menos emisiones de hollín
• menor consumo de combustible
• combustión más completa
• temperaturas máximas de combustión más bajas
• menos incrustaciones en la caldera

Atomización primaria y secundaria en la llama de pulverización de combustible emulsionado.

Emulsiones ultrasónicas de agua en combustible

Los ultrasonidos de potencia son una tecnología bien conocida y probada para crear emulsiones de tamaño fino con gotas en el rango de micras y nanómetros. La tecnología de emulsificación por ultrasonidos se basa en las fuerzas de cizallamiento cavitacional. Mediante la cavitación ultrasónica, las gotitas de agua y combustible se reducen a un tamaño nanométrico y se mezclan para producir una emulsión de tamaño fino (nano/mini). En la emulsificación ultrasónica en línea, las corrientes separadas de combustible y agua pueden ajustarse con precisión para garantizar una proporción constante de agua y combustible.
Los homogeneizadores ultrasónicos pueden instalarse directamente antes de la bomba de inyección para que la emulsión homogénea de agua-combustible pueda inyectarse inmediatamente en el motor y se evite el almacenamiento de la emulsión de combustible. Cuando la emulsión de 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 más bajo que el del combustible. Durante el proceso de vaporización, las gotitas de agua estallan de forma microexplosiva y desintegran el combustible en gotitas más pequeñas. De este modo, el agua-combustible se atomiza en la cámara de combustión, de modo que el combustible y el aire de la cámara de combustión se mezclan mejor y el combustible puede quemarse completamente. Las gotitas muy pequeñas ofrecen una superficie de partícula muy elevada, lo que da lugar a una gran interfaz agua-aceite de baja tensión, que mejora aún más la atomización. Esto aumenta la eficacia de la combustión, lo que finalmente se traduce en una importante reducción del coste del combustible, que supera los costes de la emulsificación.
La tecnología de mezcla por ultrasonidos es un proceso en línea que puede instalarse fácilmente en los motores existentes. El motor en sí no requiere modificaciones.

Cluster Hielscher UIP6000hdT compuesto por hasta 12 sonicadores. Esta configuración permite componer un potente sistema de sonicación en línea de 72 kW para un procesamiento en línea de alto rendimiento.

Tecnología de emulsión por ultrasonidos

El emulsificación ultrasónica se basa en la cavitación y la mezcla de alto cizallamiento. Las ondas ultrasónicas de alta intensidad se acoplan al medio líquido (mezcla de combustible y agua) y crean gotas de tamaño nanométrico que permiten producir emulsiones bifásicas de agua en aceite y emulsiones trifásicas de aceite en agua en aceite.

Instalaciones en:

• CHP – unidades combinadas de calor y electricidad
• generadores diésel
• centrales eléctricas
• embarcaciones marítimas
• locomotoras diésel
• retroadaptable a todos los motores diésel
• tecnología de a bordo: navegabilidad

La nanoemulsificación ultrasónica produce emulsiones estables

Equipos de ultrasonidos de gran potencia

Hielscher suministra equipos industriales de ultrasonidos de alto rendimiento que pueden manejar grandes flujos de combustible. – incluso a altas viscosidades. Los homogeneizadores ultrasónicos de Hielscher están diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, en condiciones adversas. Nuestros sistemas son compactos y fáciles de manejar, no tienen piezas móviles, son fáciles de instalar y utilizar y apenas requieren mantenimiento.
La producción de emulsión-combustible por ultrasonidos puede controlarse de forma segura mediante el control del navegador, mientras 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.

Diseño, fabricación y consultoría – Calidad Made in Germany

Los ultrasonidos de Hielscher son conocidos por sus elevados estándares de calidad y diseño. Su robustez y fácil manejo permiten una integración sin problemas de nuestros ultrasonidos en las instalaciones industriales. Los ultrasonidos de Hielscher soportan sin problemas las condiciones más duras y los entornos más exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los ultrasonidos de alto rendimiento con tecnología punta y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonidos de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

Producción por ultrasonidos de combustibles en emulsión a bordo de buques marítimos

Literatura / Referencias