Ultraheli nafta, gaasi ja taastuvkütuste jaoks
Kõikuvad naftahinnad, ranged kasvuhoonegaaside eeskirjad ja ülemaailmne liikumine säästva energia suunas on muutnud kütusesäästlikkuse ja keskkonnanõuete täitmise naftatööstuse peamisteks prioriteetideks & gaasitööstus. Hielscheri ultraheliseadmeid kasutatakse laialdaselt nii teaduslaborites kui ka tööstuslikes töötlemisettevõtetes, et rahuldada neid nõudmisi mitmesugustes rakendustes
Hielscheri ultraheliseadmed sobivad eriti hästi selliste oluliste töötlemisetappide jaoks nagu segamine, dispersioon, homogeniseerimine ja pulbrite lahustamine vedelikes, samuti väga stabiilsete emulsioonide valmistamine. See mitmekülgsus kajastub otseselt kütuse tootmise tööprotsesside tõhustumises. Tutvuge allpool, kuidas ultrahelitehnoloogia aitab optimeerida nii tavapäraste kui ka taastuvate kütuste tootmist.
NOx vähendamine õli/vee emulgeerimise teel
Vee otsene sissepihustamine põlemisprotsessi on tõestatud meetod NOx-heitkoguste märkimisväärseks vähendamiseks. Lisatud vesi alandab aurustumise kaudu põlemise tipptemperatuure, mis pärsib termilise NOx teket. Vesi aurustudes aitab see ümbritsevat kütust lagundada ja aurustada, suurendades märkimisväärselt kütuse efektiivset pindala, mis tagab täielikuma põlemise. Hielscheri ultrahelil põhinev emulgeerimine tagab mikroskoopiliste kütuse-vee emulsioonide stabiilse ja ühtlase tekke, maksimeerides selle jahutus- ja põlemist soodustavat mõju.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem NOx-vähendamise kohta ultraheli abil!
UIP1000hdT ultrahelireaktor FFA-de paremaks esterdamiseks.
Sonokeemiline desulfureerimine
Ultraheliga toetatud väävlitustamine pakub väga tõhusat ja kulutõhusat alternatiivi traditsioonilisele hüdroväävlitustamisele. Ultraheli kavitatsiooni poolt tekitatud intensiivne kohalik kuumutus ja kõrgsurve mikrojoad muudavad põhjalikult väävli eemaldamise reaktsioonikiirust. See energiast tingitud tõhustamine võimaldab kasutada odavamaid katalüsaatoreid ja leebemaid keemilisi tingimusi, vähendades nii kapitalikulusid kui ka käitamise keerukust, saavutades samal ajal rangemad väävlipiirnormid.
Sonokeemilise desulfureerimise kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin!
Taimeõlist ja loomsest rasvast toodetud biodiisel
Biodiisel on puhas ja taastuv alternatiiv naftapõhisele diislile. Seda toodetakse transesterifitseerimise teel taimsetest õlidest, vetikaõlist, loomsetest rasvadest ja jäätmerasvadest. Tootmisprotsess põhineb nende lipiidide ja alkoholi (tavaliselt metanooli) vahelisel katalüütilisel reaktsioonil. Hielscheri ultrahelisegamine kiirendab transesterifitseerimisprotsessi märkimisväärselt, tekitades intensiivset mikrosegamist ja emulgeerimist, mis lühendab oluliselt reaktsiooniaega ja suurendab saagikust. Tulemuseks on tõhusam tootmisliin, mis nõuab väiksemaid kapitaliinvesteeringuid ja vähendab tegevuskulusid.
Tutvuge biodiisli tootmiseks mõeldud ultrahelisegamisreaktorite eelistega!
Tärklisest ja suhkrust toodetud bioetanool
Bioetanooli kasutatakse bensiini keskkonnasõbraliku alternatiivina. Seda toodetakse kääritamise teel maisist, nisust, kartulitest, suhkruroost, riisist ja muudest teraviljadest. Pärmi abil kääritatakse nendes põllukultuurides leiduvat tärklist ja suhkrut etanooliks. Rakustruktuuride ultrahelilise lagundamise ja rakusisese materjali ekstraheerimise abil vähendatakse osakeste suurust ning vedeldamise käigus avatakse ensüümidele palju suurem pindala. See parandab tärklise ja suhkru biosaadavust ning tagab kiirema ja täielikuma kääritamise, mille tulemusena saadakse rohkem etanooli.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem rakkude lagunemine ja Kaevandamine!
Jäätmetest ja reoveesetetest toodetud biogaas
Bioetanool on laialdaselt kasutusel olev madala süsinikdioksiidiheitega alternatiiv tavalisele bensiinile. Seda toodetakse sellistest põllukultuuridest nagu mais, nisu, kartul, suhkruroog ja riis ekstraheeritud tärkliste ja suhkrute kääritamise teel. Ultraheliline rakkude lagundamine murrab maha jäigad taimerakkude seinad ja vabastab rakusisese sisu, vähendades tõhusalt osakeste suurust ja maksimeerides vedeldamise käigus ensüümide toimimiseks avatud pindala. Fermenteeritavate suhkrute selline paranenud biosaadavus tagab kiiremad ja täielikumad kääritamistsüklid ning märkimisväärselt suurema etanooli saagise.
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli muda lagunemine!
Mitmeastmelise UAOD-protsessi mõju optimaalsetele parameetritele
Korduma kippuvad küsimused: ultraheli rakendused nafta-, gaasi- ja taastuvate kütuste valdkonnas
Kuidas toimib ultrahelipõhine väävlitustamine ja kas see vastab keskkonnanõuetele?
Ultrahelil põhinev väävlitustamine kasutab suure intensiivsusega helilainete abi, et kiirendada väävliühendite reaktsiooni või eraldamist kütustest (nagu diisel ja bensiin). Akustiline kavitatsiooni efekt suurendab massiülekande kiirust, võimaldades naftatöötlemistehastel toota ülimaadala väävlisisaldusega kütuseid (mis vastavad Euro 5/6 või EPA standarditele) tõhusamalt. See protsess nõuab sageli vähem energiat ja keemilisi aineid kui traditsioonilised meetodid, mistõttu on tegemist kulutõhusa lahendusega nõuete täitmiseks.
Kuidas mõjutab ultraheliravi vaha ja asfalteeni sadestumist?
Ultrahelitöötlus võib pärssida vaha- ja asfalteeni kristallide teket ja kasvu, hoides need vedelikus hõljumas, et vältida torustiku ummistumist. Lisaks aitab see kaasa keemiliste inhibiitorite dispersioonile, muutes need madalamatel kontsentratsioonidel tõhusamaks. See on oluline vahend voolu tagamiseks süvavee- ja raskõli tootmises.
Millised on ultraheli kasutamise eelised puurimisvedeliku töötlemisel?
Ultraheliravi tagab tahkete ainete (nagu bentoniit) ja lisandite ühtlase jaotumise puurimismudas. See parandab vedeliku reoloogilisi omadusi, tõhustab puurimisjääkide transporti ja vähendab viskoossust. Selle tulemuseks on parem puurimistulemus, väiksem hõõrdumine ja madalamad tegevuskulud.
Kuidas soodustab ultraheliravi katalüütilisi reaktsioone naftatöötlemistehastes?
Intensiivse mikrosegamise ja turbulentsi kaudu lõhub ultraheli katalüsaatori osakeste ümber asuva piirkihi. See parandab oluliselt massiülekannet ja toob katalüsaatori pinnal esile rohkem aktiivseid kohti, mille tulemusena suurenevad reaktsioonikiirused, saagikus ja katalüsaatori kasutusiga.
Kas ultrahelisüsteeme on võimalik kohandada tööstuslikuks nafta- ja gaasitootmiseks?
Kindlasti. Hielscher on spetsialiseerunud tööstusliku võimsusega ultrahelikatseadmetele (kuni 16 kW ühe seadme kohta, mida saab hõlpsasti klastritesse ühendada), mida on võimalik integreerida olemasolevatesse torustikesse ultraheli voolukambri konfiguratsioonide abil. See võimaldab sujuvat mastaapimist laborikatsetest pideva tööstusliku tootmiseni, tagades järjepidevad ja korratavad tulemused.
Kas Hielscheri ultraheliseadmed suudavad töödelda kõrge viskoossusega vedelikke, nagu raskõli või bituumen?
Jah. Hielscheri suure võimsusega sond-tüüpi ultraheliseadmed on konstrueeritud väga viskoossete keskkondade töötlemiseks. Need tekitavad suuri lõikamisjõude, mis on vajalikud raskete õlide tõhusaks segamiseks, dispersiooniks ja töötlemiseks isegi keerulistes tingimustes.
Kirjandus / Viited
- Abdullah, C. S. ; Baluch, N.; Mohtar S. (2015): Ascendancy of ultrasonic reactor for micro biodiesel production. Jurnal Teknologi (Sciences ; Engineering) 77:5; 2015. 155-161.
- Ali Gholami, Fathollah Pourfayaz, Akbar Maleki (2021): Techno-economic assessment of biodiesel production from canola oil through ultrasonic cavitation. Energy Reports, Volume 7, 2021. 266-277.
- Paolo Guida; Abdul Gani Abdul Jameel; Saumitra Saxena; William L. Roberts (2021): Fundamental Aspects and Applications of Ultrasonically Induced Cavitation in Heavy Fuel Oil with a Focus on Deasphalting, Emulsions, and Oxidative Desulfurization. Catalytic and Noncatalytic Upgrading of Oils ACS Symposium Series. Chapter 10, 2021. 233-293.
- Wu, P., Yang, Y., Colucci, J.A. and Grulke, E.A. (2007): Effect of Ultrasonication on Droplet Size in Biodiesel Mixtures. J Am Oil Chem Soc, 84: 877-884.
- Kumar D., Kumar G., Poonam, Singh C. P. (2010): Ultrasonic-assisted transesterification of Jatropha curcus oil using solid catalyst, Na/SiO2. Ultrasonics Sonochemistry 2010 Jun; 17(5): 839-44.
- Leonardo S.G. Teixeira, Júlio C.R. Assis, Daniel R. Mendonça, Iran T.V. Santos, Paulo R.B. Guimarães, Luiz A.M. Pontes, Josanaide S.R. Teixeira (2009): Comparison between conventional and ultrasonic preparation of beef tallow biodiesel. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 9, 2009. 1164-1166.
- Darwin, Sebayan; Agustian, Egi; Praptijanto, Achmad (2010): Transesterification Of Biodiesel From Waste Cooking Oil Using Ultrasonic Technique. International Conference on Environment 2010 (ICENV 2010).
- Rajendran Velmurugan, Karuppan Muthukumar (2011): Utilization of sugarcane bagasse for bioethanol production: Sono-assisted acid hydrolysis approach. Bioresource Technology, Volume 102, Issue 14, 2011. 7119-7123.
- Zhilin Wu, Bernd Ondruschka (2010): Ultrasound-assisted oxidative desulfurization of liquid fuels and its industrial application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 6, 2010. 1027-1032.
UIP16000hdT – suure jõudlusega sonikaator, mille ultrahelivõimsus on 16 000 vatti toore desulfureerimise puhul