אולטרסאונד לנפט, גז ודלקים מתחדשים
תנודות במחירי הנפט, תקנות מחמירות בנושא גזי חממה, והמאמץ העולמי לקידום אנרגיה בת-קיימא הפכו את היעילות בדלק ואת העמידה בדרישות הסביבתיות לסדרי עדיפויות עליונים עבור תעשיית הנפט & תעשיית הגז. מכשירי האולטראסאונד של Hielscher נמצאים בשימוש נרחב במעבדות מחקר ובמתקני עיבוד מסחריים כדי לענות על דרישות אלה במגוון רחב של יישומים
מכשירים אולטראסוניים של Hielscher מצטיינים בשלבי עיבוד קריטיים כגון ערבוב, פיזור, הומוגניזציה והמסת אבקות בנוזלים, כמו גם ביצירת תחליבים בעלי יציבות גבוהה. גמישות זו מתורגמת באופן ישיר לשיפור תהליכי ייצור הדלק. גלו להלן כיצד טכנולוגיה אולטראסונית יכולה לייעל את ייצור הדלק הקונבנציונלי והמתחדש כאחד.
הפחתת תחמוצות חנקן על ידי תחליב שמן/מים
הזרקת מים ישירות לתהליך הבעירה היא שיטה מוכחת להפחתה משמעותית של פליטות NOx. המים המוספים מורידים את טמפרטורות השיא של הבעירה באמצעות אידוי, מה שמדכא את היווצרות ה-NOx התרמית. כאשר המים מתאדים, הם מסייעים בפירוק ובאידוי הדלק הסובב אותם, ובכך מגדילים באופן דרמטי את שטח הפנים היעיל של הדלק, מה שמאפשר בעירה מלאה יותר. תהליך האמולסיפיקציה האולטראסוני של Hielscher מבטיח יצירה יציבה ואחידה של תחליבים בקנה מידה מיקרוסקופי של דלק ומים, וממקסם את אפקט הקירור ושיפור הבעירה.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על הפחתת תחמוצות חנקן באמצעות אולטרסוניקציה!
מגיב קולי מדגם UIP1000hdT לשיפור תהליך האסטריפיקציה של חומצות שומן חופשיות.
דה-גופרית סונוכימית
הסרת גופרית בסיוע אולטראסוני מציעה חלופה יעילה ביותר וחסכונית להסרת גופרית הידרו-כימית מסורתית. החימום המקומי העוצמתי ומיקרו-סילוני הלחץ הגבוה הנוצרים על ידי קוויטציה אולטראסונית משנים באופן מהותי את קינטיקת התגובה של הסרת הגופרית. שיפור זה, המונע על ידי אנרגיה, מאפשר שימוש בזרזים זולים יותר ובתנאים כימיים מתונים יותר, ובכך מפחית הן את הוצאות ההון והן את מורכבות התפעול, תוך עמידה במגבלות גופרית מחמירות יותר.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על דה-גופרית סונוכימית!
ביודיזל משמן צמחי ושומן מן החי
ביודיזל מהווה חלופה נקייה ומתחדשת לדיזל שמקורו בנפט. הוא מיוצר באמצעות תהליך של טרנס-אסטריפיקציה, ומופק מחומרי גלם כגון שמנים צמחיים, שמן אצות, שומנים מן החי ושומנים מפסולת. תהליך הייצור מבוסס על תגובה קטליטית בין שומנים אלה לאלכוהול (בדרך כלל מתנול). הערבוב האולטראסוני של Hielscher מאיץ באופן דרמטי את תהליך הטרנסאסטריפיקציה על ידי יצירת מיקרו-ערבוב ואמולסיפיקציה אינטנסיביים, מה שמקצר באופן משמעותי את זמני התגובה ומגביר את התפוקה. התוצאה היא קו ייצור יעיל יותר, עם השקעה הון נמוכה יותר ועלויות תפעול מופחתות.
גלו את היתרונות של כורים לערבוב באמצעות אולטרה-סאונד לייצור ביודיזל!
ביואתנול מעמילן וסוכר
ביו-אתנול משמש כחלופה ירוקה לבנזין. הוא מיוצר מתירס, חיטה, תפוחי אדמה, קנה סוכר, אורז ודגנים אחרים באמצעות תסיסה. שמרים משמשים לתסיסת העמילן והסוכרים הנמצאים בגידולים אלה לאתנול. פירוק אולטראסוני של מבנים תאיים ומיצוי חומר תאי מקטין את גודל החלקיקים וחושף שטח פנים גדול בהרבה לאנזימים במהלך תהליך הנוזליזציה. תהליך זה משפר את הזמינות הביולוגית של העמילן והסוכר ומביא לתסיסה מהירה ושלמה יותר, המניבה כמות גדולה יותר של אתנול.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על התפוררות תאים ו חילוץ!
ביוגז מפסולת ובוצה
ביו-אתנול הוא חלופה נפוצה ודלת פחמן לבנזין קונבנציונלי. הוא מיוצר באמצעות תסיסה של עמילנים וסוכרים המופקים מגידולים כגון תירס, חיטה, תפוחי אדמה, קנה סוכר ואורז. פירוק תאים באמצעות אולטרסאונד מפרק את דפנות התאים הצמחיים הקשיחות ומשחרר את התוכן התאי, ובכך מקטין ביעילות את גודל החלקיקים וממקסם את שטח הפנים החשוף לפעילות אנזימטית במהלך תהליך הנזלה. זמינות ביולוגית משופרת זו של סוכרים הניתנים לתסיסה מובילה למחזורי תסיסה מהירים ושלמים יותר, ולתפוקת אתנול גבוהה משמעותית.
לחצו כאן כדי לקרוא עוד על התפוררות בוצה על-קולית!
השפעת תהליך UAOD רב-שלבי בפרמטרים אופטימליים
שאלות נפוצות: יישומים אולטראסוניים בתעשיית הנפט, הגז והדלקים המתחדשים
כיצד פועלת תהליך הסרת הגופרית באמצעות אולטרה-סאונד, והאם הוא עומד בתקנות הסביבתיות?
תהליך הסרת הגופרית באמצעות אולטרה-סאונד עושה שימוש בגלי קול בעוצמה גבוהה כדי לשפר את התגובה או את מיצוי תרכובות הגופרית מדלקים (כגון סולר ובנזין). אפקט הקוויטציה האקוסטית מגביר את קצב העברת המסה, ומאפשר לבתי זיקוק לייצר דלקים בעלי תכולת גופרית נמוכה במיוחד (העומדים בתקני Euro 5/6 או EPA) ביעילות רבה יותר. תהליך זה דורש לרוב פחות אנרגיה ופחות חומרים כימיים בהשוואה לשיטות המסורתיות, מה שהופך אותו לפתרון חסכוני לעמידה בדרישות התקן.
כיצד משפיע הטיפול באולטרה-סאונד על שקיעת השעווה והאספלטן?
שימוש באולטרסאונד יכול לעכב את היווצרות הגרעין ואת צמיחתם של גבישי שעווה ואספלטן, ובכך לשמור אותם במצב של תלייה בנוזל כדי למנוע סתימת צינורות. בנוסף, הוא מסייע בפיזור מעכבים כימיים, מה שהופך אותם ליעילים יותר בריכוזים נמוכים יותר. זהו כלי מרכזי להבטחת זרימה בהפקת נפט במים עמוקים ובהפקת נפט כבד.
מהם היתרונות של שימוש בטכנולוגיית אולטרה-סאונד לטיפול בנוזל קידוח?
הטיפול האולטראסוני יוצר פיזור אחיד של חומרים מוצקים (כגון בנטוניט) ותוספים בבוץ הקידוח. הדבר משפר את התכונות הריאולוגיות של הנוזל, משפר את הובלת שברי הסלע ומפחית את הצמיגות. התוצאה היא ביצועי קידוח טובים יותר, חיכוך נמוך יותר ועלויות תפעול מופחתות.
כיצד משפר השימוש באולטרסאונד את התגובות הקטליטיות בבתי זיקוק?
באמצעות ערבוב מיקרו-אינטנסיבי ותנודות, הגלים הקוליים משבשים את שכבת הגבול סביב חלקיקי הזרז. דבר זה משפר באופן משמעותי את העברת המסה וחושף אתרים פעילים נוספים על פני הזרז, מה שמוביל לקצב תגובה מהיר יותר, לתפוקות גבוהות יותר ולהארכת חיי הזרז.
האם ניתן להגדיל את היקף השימוש במערכות אולטראסוניות לייצור נפט וגז תעשייתי?
בהחלט. חברת Hielscher מתמחה במכשירי סוניקציה בקנה מידה תעשייתי (בעוצמה של עד 16 קילוואט ליחידה, שניתן לאגד בקלות לקבוצות) שניתן לשלב בצינורות קיימים באמצעות תצורות של תאי זרימה אולטראסוניים. הדבר מאפשר מעבר חלק מניסויים במעבדה לייצור תעשייתי רציף, עם תוצאות עקביות וניתנות לשחזור.
האם מכשירי הסוניקציה של Hielscher מסוגלים לטפל בנוזלים בעלי צמיגות גבוהה, כגון נפט כבד או ביטומן?
כן. מכשירי הסוניקציה מסוג "פרובה" בעלי ההספק הגבוה של Hielscher תוכננו לעיבוד חומרים בעלי צמיגות גבוהה. הם מספקים את כוחות הגזירה הגבוהים הדרושים לערבוב, פיזור וטיפול יעיל בשמנים כבדים, אפילו בתנאים מאתגרים.
ספרות / מקורות
- 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 – סוניק בעל ביצועים גבוהים עם הספק אולטרסאונד של 16,000 וואט לדה-גופרית גולמית