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
Emulsiones nanométricas de agua-combustible emulsionadas por ultrasonidos. (¡Haga clic para ampliar!)

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

El gráfico anterior compara la combustión de gasóleo puro y una emulsión de agua en gasóleo (WiDe). El agua en el gasóleo tiene una combustión mucho más limpia. (Haga clic en la imagen para ampliarla).

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 las micras y las nanopartículas. El sitio emulsificación ultrasónica se basa en las fuerzas de cizallamiento cavitacional. Mediante ultrasonidos cavitaciónEn la emulsificación en línea por ultrasonidos, las gotas de agua y combustible se reducen a un tamaño nanométrico y se mezclan para producir una emulsión de tamaño fino (nano/mini). Para 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 en la cámara de combustión se mezclan mejor y el combustible puede ser quemado completamente. Las gotitas muy pequeñas ofrecen una superficie de partícula muy elevada que da lugar a una gran interfaz agua-aceite de baja tensión, lo que mejora aún más la atomización. Esto aumenta la eficacia de la combustión, lo que finalmente se traduce en un importante reducción del coste del combustibleque 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 propio motor requiere sin modificaciones.

Los ultrasonidos son un medio no químico para neutralizar el agua de lastre. (¡Haga clic para ampliar!)

Grupo de ultrasonidos con 120 kW potencia de proceso

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

Equipos de ultrasonidos de gran potencia

Hielscher suministra ultrasonidos industriales equipos capaces de 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 fáciles de manejar y compactos, no tienen piezas móviles, son fáciles de instalar y manejar y apenas requieren mantenimiento.
La producción de combustible por emulsión ultrasónica puede controlarse de forma segura mediante PC o control del navegadorLos dos flujos separados de alimentación 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 en función de la carga/velocidad actual del motor.

Ahorre combustible y reduzca las emisiones de NOx y hollín con los combustibles de emulsión producidos por ultrasonidos.

Reducción de NOx

La emulsificación ultrasónica permite producir emulsiones agua-combustible (¡Haga clic para ampliar!)

7 x 1kW de potencia ultrasónica para combustibles en emulsión

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

Emulsificación ultrasónica de agua-combustibles

Literatura/Referencias

  • Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biocombustibles a partir de la microalga de agua dulce Chlorella vulgaris (FWM-CV) para motores diésel. Energies 7/2014. 1829-1851.
  • Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Tendencias actuales de la emulsión de agua en diésel como combustible. Revista del mundo científico 2014.
  • Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, an Alterantive Fuel to Reduce Diesel Engine Emissions. Máquinas, Tecnologías, Materiales 7/2013. 13-16.

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aqua-fuels

Acuicombustibles es un término que se utiliza alternativamente para designar los combustibles emulsionados (los llamados combustibles de emulsión). Ese tipo de combustibles son emulsiones compuestas de agua y un combustible líquido, como aceite, fuel, gas o gasóleo. Las emulsiones son una mezcla particular de dos o más líquidos inmiscibles que comprenden una fase continua y otra dispersa. Ultrasonidos Emulsificar es una técnica potente y fiable para emulsionar agua y aceite (combustible, crudo, gasóleo, 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.

emulsionadores ultrasónicos

Los homogeneizadores tisulares ultrasónicos suelen denominarse sonicador de sonda, lisador sónico, disruptor ultrasónico, triturador ultrasónico, sono-ruptor, sonificador, desmembrador sónico, disruptor celular, dispersador ultrasónico, emulsionador o disolvente. Los distintos términos se deben a las diversas aplicaciones que puede tener la sonicación.

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