Superior nano-polttoaineita ultraäänisektorilla
- Ultraäänisidispersiota käytetään nano- polttoaineiden tai diesoholin, etanolin ja dieselöljyn polttoaineseoksen tuottamiseen, jota parannetaan lisäämällä CNT: itä tai nanopartikkeleita.
- Tehokas ultraääni tuottaa erittäin hienoja nano-polttoainemulsioita ja dispersioita.
- Ultrasonisesti hajallaan olevat nanopartikkelit polttoaineissa parantavat polttoaineen suorituskykyä ja päästöominaisuuksia.
- Ultrasonic inline dispersers ovat saatavilla teollisessa mittakaavassa nano-polttoaineiden tuottamiseen.
Nano-polttoaineet
Nanofuels koostuvat peruspolttoaineen (esim. Diesel, biodieseli, polttoaineseokset) ja nanopartikkeleiden seoksesta. Nämä nanopartikkelit toimivat hybridi nanokatalyytteinä, jotka tarjoavat suuren reaktiivisen pinta-alan. Nano-lisäaineen ultraäänidispersio johtaa olennaisesti parantamaan polttoaineen suorituskykyä, kuten vähentynyttä sytytysviivettä, pidempää liekkien ravintoa ja agglomeraattisytytystä sekä merkittäviä päästövähennyksiä.
Nano-kokoiset polttoaine-hiukkasmassat parantavat puhtaan nestemäisen polttoaineen polttoainetehokkuutta suuremmalla energiatiheydellä, nopeammin ja helpommin syttyvät, parantavat katalyyttisiä vaikutuksia, vähentävät päästöjä, nopeuttavat haihtumista ja polttavaa nopeutta ja parantavat polttotehokkuutta.
Nanohiukkasten ultraääninen dispersio polttoaineessa
Jotta vältettäisiin nanopartikkeleiden laskeutuminen polttoainesäiliöön, hiukkaset on hajoitettava sopusointuisesti. Ultraääniprosessorit ovat tehokkaita ja luotettavia dispergointilaitteita, jotka tunnetaan niiden kyvystä sekoittua, deagglomeraatiota ja jopa nanohiukkasten kasvattamiseen niin, että saavutetaan stabiili dispersio halutun hiukkaskoon kanssa.
Hielscherin ultraäänidispersorit ovat osoittautuneita välineitä nanoputkien ja hiukkasten hajottamiseksi polttoaineiksi.
Alla olevassa luettelossa on yleiskatsaus jo testatuista nanomateriaaleista, jotka ovat hajallaan polttoaineissa:
- CNTs – hiilinanoputket
- Ag – hopea
- Al – alumiini
- Al2O3 – alumiinioksidia
- AlCuO – kaikkiX – alumiini kuparioksidit
- B – boori
- ca – kalsium
- Caco3 – kalsiumkarbonaatti
- Fe – rauta-
- cu – kupari-
- CuO – kuparioksidia
- ce – cerium
- Toimitusjohtaja2 – ceriumoksidia
- (Toimitusjohtaja2) · (ZrO2) – cerium-zirkoniumoksidia
- co – koboltti
- mg – Magnesium
- mn – mangaani
- Tio2 – titaanidioksidi
- Zno – sinkkioksidi
7kW ultraääni virtausjärjestelmä
Nano-skaalattu, ultrasonomaisesti mono- dispersoitu ceriumoksidi tarjoaa suurta katalyyttistä aktiivisuutta johtuen sen suuresta pinnan ja tilavuuden suhdelusta, mikä johtaa parempaan polttoainetaloudellisuuteen ja vähentää päästöjä.
Ultrasonic nanoemulsioita
Ultraääniemulsifikaatiotekniikkaa käytetään stabiilien etanoli-dekaani-, etanoli-diesel- tai diesel-biodiesel-etanoli / bioetanoli-seosten tuottamiseen. Tällaiset seokset ovat ihanteellinen peruspolttoaine, joka voi olla toisessa vaiheessa parantunut dispergoimalla nanopartikkelit polttoaineeseen.
Ultraääni nanoemulgointia käytetään myös onnistuneesti aqua-polttoaineiden tuottamiseen.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultrasonically valmistetuista aqua-polttoaineista!
Emulsiopolttoaineiden ultraäänimittaus
teollisuuden ultraäänijärjestelmät
Stabiilien emulsioiden ja dispersioiden tuottaminen vaatii teho-ultraääntä ja suuria amplitudeja. Hielscher Ultrasonics’ teolliset ultraääniprosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja, mikä on tärkeää nanokokoisten emulsioiden ja dispersioiden tuottamiseksi. Siksi teolliset ultraäänilaitteet ovat helppokäyttöisiä amplitudit jopa 200μm räjähdysvaarallisissa olosuhteissa 24/7. Jopa entistä suurempia amplitudeita varten on saatavilla räätälöityjä ultraäänitutkimuksia.
Hielscher tarjoaa kustannustehokkaita, erittäin kestäviä ultraääniprosessoreita, joilla on pieni jalanjälki asennukseen laitoksissa, joissa on vain vähän tilaa ja vaativiin ympäristöihin.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000 |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
InsertMPC48 – Hielscherin ratkaisu erinomaisiin nanoemulsioihin
Kirjallisuus / Referenssit
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
Nano-polttoaineet
Nano-polttoaineet viittaavat polttoaineen ja nanopartikkeleiden seokseen. Polttoaineen hajottavien nanoenergisten hiukkasten avulla polttoaineen fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia muutetaan niiden funktionaalisuuden, niiden dispergoituneen rakenteen ja lämmönsiirron, nestevirtauksen ja hiukkasten vuorovaikutusten monimutkaisen vuorovaikutuksen kautta. Heterogeenisen koostumuksen ansiosta nanoputkiominaisuudet määritetään peruspolttoaineen tyypin, nanopartikkeleiden koostumuksen, koon, muodon, pitoisuuden ja fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien perusteella. Nano-polttoaineen ominaisuudet voivat erota merkittävästi peruspolttoaineen ominaisuuksista.
diesel-
Diesel on nestemäistä polttoainetta, joka poltetaan dieselmoottoreissa. Dieselmoottoreissa polttoaine sytytetään ilman kipinää, vaan puristamalla tuloilma-seosta ja sitten injektoimalla dieselpolttoainetta.
Perinteinen dieselpolttoaine on erityinen öljyt polttoöljyn murto-tisle. Laajemmassa mielessä termi dieseli tarkoittaa polttoaineita, jotka eivät ole peräisin maaöljystä, kuten biodiesel, biomassa tai neste (BTL), kaasu-neste (GTL) tai hiili-neste (CTL) -diesel. BTL, GTL ja CTL ovat niin kutsuttuja synteettisiä dieselpolttoaineita, jotka voivat olla peräisin hiilipitoisista materiaaleista (esim. Biomassa, biokaasu, maakaasu, hiili jne.). Kun raaka-aine kaasutetaan synteesikaasuksi, jota seuraa puhdistus, se muutetaan Fischer-Tropsch-reaktiolla synteettiseksi dieseliksi. Erittäin matala-rikkipitoinen diesel (ULSD) on standardi dieselpolttoaineelle, joka sisältää huomattavasti alennettua rikkipitoisuutta.
biodiesel
Biodieseli on uusiutuva polttoaine, joka on valmistettu kasviöljyistä, eläinrasvoista tai kierrätetyistä rasvoista. Biodiesel voidaan käyttää diesel-ajoneuvoissa ja generaattoreissa. Sen fysikaaliset ominaisuudet ovat samanlaiset kuin öljytuote, vaikka se polttaa puhtaampaa. Biodiesel vähentää palamattomien hiilivetyjen päästöjä (UHC), hiilidioksidia (CO2), hiilimonoksidia (CO), rikkioksideja ja nokipartikkeleita – verrattuna tavanomaisen dieselin polttamiseen tuotettuihin päästöihin. Typen oksidien (NOx) päästöt voivat olla korkeammat biodieselin osalta (verrattuna dieselöljyyn). Tätä voidaan kuitenkin vähentää optimoimalla polttoaineen ruiskutuksen ajoitus.
Biodieselin tuotantoa parannetaan huomattavasti ultraäänihitseesteröinnillä. Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultrasonic biodieselin tuotannosta!
etanoli
Etanolipolttoaine on etyylialkoholi (C2H5OH) polttoaineena. Etanolipolttoaineita käytetään lähinnä moottoripolttoaineina – lähinnä bio- polttoaineen lisäaineena bensiinissä. Nykyään autoja voidaan käyttää 100-prosenttisella etanolipolttoaineella tai käyttämällä ns flex-polttoaineita, jotka ovat sekoitus etanolia ja bensiiniä. Se tuotetaan yleisesti biomassan käymisprosessilla, esim. Maissilla tai sokeriruokoilla. Koska etanolipolttoaine on peräisin uusiutuvasta, kestävästä biomassasta, sitä usein kutsutaan bioetanoliksi. Teho-ultraääni voi parantaa bioetanolin tuotantoa merkittävästi. Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultraäänitutkimuksesta!
Etanoli on happea E-dieselissä. E-dieselin suurin haittapuoli on etanolin sekoittuminen dieselöljyyn laajalla lämpötila-alueella. Kuitenkin biodieseliä voidaan käyttää onnistuneesti amfifiilisena pinta-aktiivisena aineena etanolin ja dieselin stabiloimiseksi. Etanoli-biodieseli-diesel (EB-diesel) polttoaine voidaan sekoittaa ultrasonisesti mikro- tai nanoemulsiolle niin, että EB-diesel on stabiili – jopa alle nolla-lämpötiloissa ja tarjoaa erinomaiset polttoaineen ominaisuudet tavalliseen dieselöljyyn.