فراصوت پرتوان برای امولسیون‌های آب در گازوئیل

استفاده از امولسیون‌های آب در سوخت، به‌دلیل سخت‌گیرانه‌تر شدن مقررات زیست‌محیطی و تشدید رقابت در بازار حمل‌ونقل، به‌سرعت در حال گسترش است. فناوری امولسیون‌سازی فراصوتی با مخلوط کردن آب با سوخت پایه، امکان استفادهٔ کارآمدتر از سوخت‌هایی مانند سوخت‌های سنگین یا گازوئیل را فراهم می‌کند. سوخت‌های حاوی آب که به روش فراصوتی امولسیون شده‌اند، احتراق کامل‌تر و مصرف سوخت اقتصادی‌تری را فراهم می‌کنند و هنگام سوختن، آلاینده‌های کمتری منتشر می‌کنند!

امولسیون آب در سوخت

احتراق سوخت‌ها گازهای خطرناکی مانند «nitrous oxides» (NOx)، هیدروکربن‌ها (HC)، مونوکسید کربن (CO)، دی‌اکسید کربن (CO2) و همچنین ذرات معلق (PM)، دوده و دود تولید می‌کند که برای سلامت انسان و محیط‌زیست زیان‌آورند. با افزودن آب به سوخت می‌توان انتشار این آلاینده‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش داد.
افزودن 5 – 25% آب به سوخت‌هایی مانند نفت کورهٔ سنگین یا گازوئیل می‌تواند انتشار آلاینده‌های خطرناک را به‌شدت کاهش دهد. آب تزریق‌شده دمای آدیاباتیک موضعی احتراق را کاهش می‌دهد. مطالعات ثابت کرده‌اند که به این ترتیب، انتشار NOx را می‌توان تا 40%، انتشار CO2 را به میزان 5% – 15% و انتشار PM را تا 90% کاهش داد. دود سیاه ناشی از احتراق گازوئیل را می‌توان کاملاً حذف کرد، زیرا سوخت به‌طور کامل می‌سوزد.
هم‌زمان، مصرف سوخت می‌تواند کاهش یابد به میزان تقریبی 5%. از محیط‌زیست حفاظت کنید و در مصرف سوخت صرفه‌جویی کنید!
سوخت‌های قابل امولسیون‌سازی شامل هیدروکربن‌های مایع، نفت خام، سوخت‌های سنگین (HFO)، نفتا، نفت سفید، گازوئیل، نفت‌های گرمایشی، بیودیزل و روغن‌های گیاهی هستند.

مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی:

• انتشار کمتر NOx
• انتشار کمتر دوده
• کاهش مصرف سوخت
• احتراق کامل‌تر
• دمای اوج احتراق پایین‌تر
• رسوب‌گرفتگی کمتر در دیگ بخار

اتمیزاسیون اولیه و ثانویه در شعلهٔ پاششی سوخت امولسیون‌شده.

امولسیون‌های فراصوتی آب در سوخت

فراصوت پرتوان، فناوری شناخته‌شده و اثبات‌شده‌ای برای تولید امولسیون‌های ریزقطره با قطراتی در محدودهٔ میکرونی و نانومتری است. فناوری امولسیون‌سازی فراصوتی بر نیروهای برشی ناشی از کاویتاسیون استوار است. کاویتاسیون فراصوتی، قطرات آب و سوخت را تا اندازهٔ نانومتری ریز می‌کند و آن‌ها را با یکدیگر مخلوط می‌کند تا امولسیونی ریزقطره (نانوامولسیون/مینی‌امولسیون) تولید شود. در امولسیون‌سازی درون‌خطی فراصوتی می‌توان جریان‌های مجزای سوخت و آب را با دقت تنظیم کرد تا نسبت ثابت آب و سوخت تضمین شود.
هموژنایزرهای فراصوتی را می‌توان درست پیش از پمپ تزریق نصب کرد تا امولسیون همگن آب و سوخت بلافاصله به موتور تزریق شود و نیازی به ذخیره‌سازی امولسیون سوخت نباشد. هنگامی که امولسیون آب و سوخت به محفظهٔ احتراق تزریق می‌شود، قطرات آب بر اثر دمای بالا به‌سرعت تبخیر می‌شوند، زیرا نقطهٔ جوش آب بسیار پایین‌تر از نقطهٔ جوش سوخت است. در فرایند تبخیر، قطرات آب به‌شکل ریزانفجاری می‌ترکند و سوخت را به قطرات کوچک‌تر تجزیه می‌کنند. به این ترتیب، سوخت حاوی آب در محفظهٔ احتراق اتمیزه می‌شود، به‌طوری‌که سوخت و هوا در محفظهٔ احتراق بهتر مخلوط می‌شوند و سوخت می‌تواند به‌طور کامل بسوزد. قطرات بسیار کوچک، سطح ذره‌ای بسیار زیادی فراهم می‌کنند که به ایجاد سطح مشترک گستردهٔ آب و روغن با کشش بین‌سطحی کم می‌انجامد و اتمیزاسیون را بیشتر بهبود می‌بخشد. این امر بازده احتراق را افزایش می‌دهد و در نهایت به کاهش چشمگیر هزینهٔ سوخت منجر می‌شود؛ کاهشی که از هزینه‌های امولسیون‌سازی بیشتر است.
فناوری اختلاط فراصوتی، فرایندی درون‌خطی است که به‌آسانی می‌توان آن را به موتورهای موجود افزود. خود موتور به هیچ تغییری نیاز ندارد.

مجموعهٔ Hielscher UIP6000hdT متشکل از حداکثر 12x سونیکاتور. این آرایش امکان ایجاد یک سامانهٔ قدرتمند فراصوت‌دهی درون‌خطی با توان 72kW را برای پردازش درون‌خطی با عملکرد بالا فراهم می‌کند.

فناوری امولسیون‌سازی مبتنی بر فراصوت

فناوری امولسیون‌سازی فراصوتی بر کاویتاسیون و اختلاط با برش زیاد استوار است. انرژی امواج فراصوت با شدت بالا به محیط مایع (مخلوط سوخت و آب) کوپل می‌شود و قطراتی با اندازه در محدودهٔ نانومتری ایجاد می‌کند و امکان تولید امولسیون‌های دوفازی آب در روغن و امولسیون‌های سه‌فازی روغن در آب در روغن را فراهم می‌سازد.

نصب در:

• CHP – واحدهای تولید هم‌زمان گرما و برق
• ژنراتورهای دیزلی
• نیروگاه‌ها
• شناورهای دریایی
• لوکوموتیوهای دیزلی
• قابل افزودن به تمامی موتورهای دیزلی موجود
• فناوری مستقر در شناور: قابلیت کار در شرایط دریایی

نانوامولسیون‌سازی فراصوتی، امولسیون‌های پایدار تولید می‌کند

تجهیزات فراصوتی برای کار سنگین

Hielscher تجهیزات فراصوتی صنعتی برای کار سنگین عرضه می‌کند که قادر به پردازش جریان‌های سوخت با دبی بالا هستند – حتی در گرانروی‌های بالا. هموژنایزرهای فراصوتی Hielscher برای کارکرد 24/7 در شرایط سخت ساخته شده‌اند. سامانه‌های ما کاربرپسند و کم‌حجم هستند، هیچ قطعهٔ متحرکی ندارند، نصب و کار با آن‌ها آسان است و تقریباً به نگهداری نیاز ندارند.
تولید فراصوتی سوخت امولسیونی را می‌توان به‌طور ایمن از طریق مرورگر کنترل کرد؛ در عین حال، دو جریان تغذیهٔ مجزای آب و سوخت، امکان تعیین دقیق نسبت آب به سوخت و تنظیم / تطبیق مخلوط سوخت در حین کار متناسب با بار / سرعت فعلی موتور را فراهم می‌کنند.

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

دستگاه‌های فراصوتی Hielscher به برخورداری از بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و سهولت کار، ادغام بی‌دردسر دستگاه‌های فراصوتی ما را در تأسیسات صنعتی ممکن می‌سازد. دستگاه‌های فراصوتی Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های پرچالش برمی‌آیند.

Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهینامهٔ ISO است و بر دستگاه‌های فراصوتی با عملکرد بالا که از پیشرفته‌ترین فناوری و سهولت استفاده برخوردارند، تأکید ویژه‌ای دارد. البته دستگاه‌های فراصوتی Hielscher با CE انطباق دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.

تولید فراصوتی سوخت‌های امولسیونی در شناورهای دریایی

منابع علمی / مراجع

• 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.