Võimsusultraheli vesi-diislikütuses emulsioonide jaoks

Vesi-kütuses emulsioonide kasutamine on kiiresti laienemas karmistuvate keskkonnanõuete ja transporditurul valitseva tugevneva konkurentsi tõttu. Ultraheliemulgeerimise tehnoloogia võimaldab kütuseid, näiteks raskekütteõli või diislikütust, tõhusamalt kasutada, segades põhikütusesse vett. Ultraheli abil emulgeeritud vesi-kütused tagavad täielikuma põlemise ja säästlikuma kütusekulu, põledes samas väiksema heitega!

Vesi-kütuses emulsioon

Kütuste põlemisel tekib ohtlikke gaase, nagu lämmastikoksiidid (NOx), süsivesinikud (HC), süsinikmonooksiid (CO), süsinikdioksiid (CO2) ning tahked osakesed (PM), tahm ja suits, mis on kahjulikud inimese tervisele ja keskkonnale. Nende saasteainete heidet saab vee lisamisega kütusele märkimisväärselt vähendada.
5 – 25% vee lisamine kütusele, näiteks raskekütteõlile või diislikütusele, võib ohtlike saasteainete heidet drastiliselt vähendada. Sissepritsitav vesi alandab kohalikku adiabaatilist põlemistemperatuuri. Uuringud on tõestanud, et seeläbi saab NOx heidet vähendada kuni 40%, CO2 heidet 5% – 15% ja PM heidet kuni 90%. Diislikütuse põlemisel tekkiva musta suitsu saab täielikult kõrvaldada, kuna kütus põleb täielikult.
Samal ajal on kütusekulu võimalik vähendada ligikaudu 5% võrra. Säästke keskkonda ja säästke kütust!
Emulgeeritavate kütuste hulka kuuluvad vedelad süsivesinikud, toornafta, raskekütteõlid (HFO), nafta (bensiinifraktsioon), petrooleum, diislikütus, kütteõlid, biodiislikütus ja taimeõlid.

Keskkonnaalased ja majanduslikud eelised:

• väiksem NOx heide
• väiksem tahmaheide
• väiksem kütusekulu
• täielikum põlemine
• madalamad põlemise tipptemperatuurid
• vähem katlakivi ja sadestisi katlas

Primaarne ja sekundaarne pihustumine emulgeeritud kütuse pihustatud leegis.

Ultraheli vesi-kütuses emulsioonid

Võimsusultraheli on hästi tuntud ja end tõestanud tehnoloogia, millega valmistatakse peendispersseid emulsioone mikromeetri- ja nanomeetrivahemikku jäävate tilkadega. Ultraheliemulgeerimise tehnoloogia põhineb kavitatsioonilistel nihkejõududel. Ultraheli kavitatsiooni toimel peenestatakse vee- ja kütusetilgad nanosuuruseni ning segatakse kokku, nii et tekib peendispersne (nano-/ mini-)emulsioon. Ultraheli inline-emulgeerimisel saab eraldi kütuse- ja veevoogusid täpselt reguleerida, nii et vee ja kütuse suhe püsib konstantne.
Ultraheli homogenisaatoreid saab paigaldada vahetult enne sissepritsepumpa, nii et homogeenne vesi-kütuse emulsioon saab kohe mootorisse siseneda ja kütuseemulsiooni ladustamist ei ole vaja. Kui vesi-kütuse emulsioon pritsitakse põlemiskambrisse, aurustuvad veetilgad kõrgete temperatuuride tõttu kiiresti, kuna vee keemispunkt on kütuse omast palju madalam. Aurustumisprotsessi käigus purskuvad veetilgad mikroplahvatuslikult ja purustavad kütuse väiksemateks tilkadeks. Seeläbi pihustub vesi-kütus põlemiskambris, nii et kütus ja õhk segunevad põlemiskambris paremini ning kütus võib täielikult ära põleda. Väga väikesed tilgad pakuvad väga suurt osakeste pindala, mis annab suure madala pindpinevusega vee-õli piirpinna, mis parandab pihustumist veelgi. See suurendab põlemise tõhusust, mille tulemuseks on lõpuks märkimisväärne kütusekulu vähenemine, mis ületab emulgeerimise kulud.
Ultrahelisegamise tehnoloogia on inline-protsess, mida saab olemasolevatele mootoritele hõlpsasti järelpaigaldada. Mootor ise ei vaja mingeid muudatusi.

Hielscher UIP6000hdT klaster, mis koosneb kuni 12 sonikaatorist. See lahendus võimaldab komplekteerida 72 kW võimsusega inline-ultraheli töötlussüsteemi suure jõudlusega inline-töötluseks.

Ultrahelil põhinev emulsioonitehnoloogia

Ultraheliemulgeerimise tehnoloogia põhineb kavitatsioonil ja suurel nihkesegamisel. Kõrge intensiivsusega ultrahelilained juhitakse vedelasse keskkonda (kütuse-vee segusse) ning need tekitavad nanovahemikku jäävaid tilgasuurusi ja võimaldavad valmistada kahefaasilisi vesi-õlis emulsioone ning kolmefaasilisi õli-vees-õlis emulsioone.

Paigaldused:

• CHP – koostootmisjaamad (soojuse ja elektri koostootmise seadmed)
• diiselgeneraatorid
• elektrijaamad
• laevad
• diiselvedurid
• järelpaigaldatav kõikidele diiselmootoritele
• pardatehnoloogia: merekindlus

Ultraheli nanoemulgeerimine annab stabiilseid emulsioone

Rasketööseadmed ultraheli töötluseks

Hielscher pakub rasketööstuslikke ultraheliseadmeid, mis suudavad töödelda suuri kütusevoogusid – isegi suure viskoossuse korral. Hielscheri ultraheli homogenisaatorid on ehitatud töötama ööpäevaringselt, 24/7, rasketes tingimustes. Meie süsteemid on kasutajasõbralikud ja kompaktsed, neil ei ole liikuvaid osi, need on lihtsasti paigaldatavad ja kasutatavad ning vajavad vaevalt hooldust.
Ultraheli abil valmistatavat emulsioonkütust saab usaldusväärselt juhtida brauseripõhise juhtimise kaudu, samas kui kaks eraldi etteandevoogu vee ja kütuse jaoks võimaldavad vee ja kütuse suhet täpselt doseerida ning kütusesegu töö ajal reguleerida / kohandada vastavalt mootori hetkekoormusele / pöörlemiskiirusele.

Projekteerimine, tootmine ja nõustamine – kvaliteet, mis on valmistatud Saksamaal

Hielscheri ultrahelisonikaatorid on tuntud oma parima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutus võimaldavad meie ultrahelisonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrahelisonikaatorid saavad rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades hõlpsasti hakkama.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrahelisonikaatoritele, mis on varustatud tipptasemel tehnoloogiaga ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult vastavad Hielscheri ultrahelisonikaatorid CE nõuetele ning UL, CSA ja RoHs nõuetele.

Emulsioonkütuste ultraheli abil valmistamine laevade pardal

Kirjandus / viited

• 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.