אולטרסאונד לנפט, לגז ולדלקים מתחדשים
התנודות במחירי הנפט, התקנות המחמירות בנושא גזי חממה והדחיפה העולמית לעבר אנרגיה בת־קיימה הפכו את יעילות השימוש בדלק ואת העמידה בדרישות הסביבתיות לעדיפויות עליונות בתעשיית הנפט והגז. מכשירים אולטרסוניים של Hielscher נמצאים בשימוש נרחב במעבדות מחקר ובמפעלי עיבוד מסחריים כדי לעמוד בדרישות אלה במגוון רחב של יישומים
מכשירי הסוניקציה של Hielscher מצטיינים בשלבי עיבוד קריטיים כגון ערבוב, פיזור, הומוגניזציה והמסת אבקות בנוזלים, וכן בהכנת תחליבים יציבים ביותר. רב־שימושיות זו מתבטאת ישירות בשיפור תהליכי העבודה בייצור דלק. בהמשך תוכלו לגלות כיצד טכנולוגיה אולטרסונית יכולה לייעל את הייצור של דלקים קונבנציונליים ומתחדשים כאחד.
הפחתת NOx באמצעות תחלוב שמן/מים
הזרקת מים ישירות לתהליך הבעירה היא שיטה מוכחת להפחתה משמעותית של פליטות NOx. המים המוספים מורידים את טמפרטורות השיא של הבעירה באמצעות התאדות, המדכאת היווצרות תרמית של NOx. כאשר המים מתאדים, הם מסייעים בפירוק הדלק שסביבם לטיפות קטנות יותר ובאידויו, ובכך מגדילים באופן ניכר את שטח הפנים האפקטיבי של הדלק לקבלת בעירה מלאה יותר. התחלוב האולטרסוני של Hielscher מבטיח היווצרות יציבה ואחידה של תחליבי דלק/מים בקנה מידה מיקרוני, וממקסם את ההשפעה המקררת ומשפרת הבעירה.
לחצו כאן לקריאה נוספת על הפחתת NOx באמצעות סוניקציה!
ריאקטור אולטרסוני UIP1000hdT לשיפור האסטריפיקציה של חומצות שומן חופשיות (FFAs).
הסרת גופרית סונוכימית
הסרת גופרית בסיוע אולטרסאונד מציעה חלופה יעילה ביותר ומשתלמת כלכלית להסרת גופרית מסורתית באמצעות מימן. החימום המקומי העז וסילוני המיקרו בלחץ גבוה הנוצרים בעקבות קוויטציה אולטרסונית משנים באופן יסודי את קינטיקת התגובה של הסרת הגופרית. שיפור זה, המונע באמצעות אנרגיה, מאפשר שימוש בזרזים זולים יותר ובתנאים כימיים מתונים יותר, תוך צמצום ההשקעות ההוניות והמורכבות התפעולית ועמידה במגבלות מחמירות יותר על תכולת הגופרית.
לחצו כאן לקריאה נוספת על הסרת גופרית סונוכימית!
ביודיזל משמן צמחי ומשומן מן החי
ביודיזל משמש חלופה נקייה ומתחדשת לסולר המבוסס על נפט. הוא מיוצר באמצעות טרנסאסטריפיקציה מחומרי גלם הכוללים שמנים צמחיים, שמן אצות, שומנים מן החי ופסולת שומנית. תהליך הייצור מבוסס על תגובה קטליטית בין ליפידים אלה לבין כוהל (בדרך כלל מתנול). הערבוב האולטרסוני של Hielscher מאיץ באופן ניכר את תהליך הטרנסאסטריפיקציה באמצעות יצירת ערבוב מיקרוסקופי אינטנסיבי ותחלוב, המקצרים מאוד את זמני התגובה ומגדילים את התפוקה. התוצאה היא קו ייצור יעיל יותר, עם השקעה הונית נמוכה יותר ועלויות תפעול מופחתות.
גלו את היתרונות של ריאקטורים לערבוב אולטרסוני לייצור ביודיזל!
ביואתנול מעמילן ומסוכר
ביואתנול משמש חלופה ירוקה לבנזין. הוא מיוצר מתירס, חיטה, תפוחי אדמה, קנה סוכר, אורז ודגנים אחרים באמצעות תסיסה. שמרים משמשים להתססת העמילן והסוכרים המצויים בגידולים אלה לאתנול. פירוק אולטרסוני של מבנים תאיים ומיצוי של חומר תוך־תאי מקטינים את גודל החלקיקים וחושפים לאנזימים שטח פנים גדול בהרבה במהלך ההנזלה. כך משתפרת הזמינות הביולוגית של העמילן והסוכר, ומתקבלת תסיסה מהירה ומלאה יותר המובילה להפקת יותר אתנול.
לחצו כאן לקריאה נוספת על פירוק תאים ועל מיצוי!
ביוגז מפסולת ומבוצה
ביואתנול הוא חלופה דלת פחמן לבנזין קונבנציונלי, הנמצאת בשימוש נרחב. הוא מיוצר באמצעות תסיסה של עמילנים וסוכרים המופקים מגידולים כגון תירס, חיטה, תפוחי אדמה, קנה סוכר ואורז. פירוק תאים אולטרסוני מפרק את דופנות התאים הצמחיים הקשיחות ומשחרר את התכולה התוך־תאית, ובכך מקטין ביעילות את גודל החלקיקים וממקסם את שטח הפנים החשוף לפעילות אנזימטית במהלך ההנזלה. הזמינות הביולוגית המשופרת של סוכרים הניתנים להתססה מובילה למחזורי תסיסה מהירים ומלאים יותר ולתפוקות אתנול גבוהות משמעותית.
לחצו כאן לקריאה נוספת על פירוק בוצה אולטרסוני!
השפעת תהליך UAOD רב־שלבי בפרמטרים מיטביים
שאלות נפוצות: יישומים אולטרסוניים בנפט, בגז ובדלקים מתחדשים
כיצד פועלת הסרת גופרית אולטרסונית, והאם היא עומדת בתקנות הסביבתיות?
הסרת גופרית אולטרסונית משתמשת בגלי קול בעוצמה גבוהה כדי לשפר את התגובה או את המיצוי של תרכובות גופרית מדלקים (כגון סולר ובנזין). אפקט הקוויטציה האקוסטית מגביר את קצבי מעבר המסה, ומאפשר לבתי זיקוק לייצר ביעילות רבה יותר דלקים בעלי תכולת גופרית נמוכה במיוחד (העומדים בתקני Euro 5/6 או EPA). תהליך זה דורש לעיתים קרובות פחות אנרגיה ופחות חומרים כימיים משיטות מסורתיות, ולכן הוא פתרון משתלם כלכלית לעמידה בדרישות.
כיצד משפיע טיפול אולטרסוני על שקיעת שעווה ואספלטנים?
סוניקציה יכולה לעכב התגרענות וגדילה של גבישי שעווה ואספלטנים, ולהשאיר אותם מרחפים בזורם כדי למנוע סתימת צנרת. בנוסף, היא מסייעת בפיזור מעכבים כימיים, ובכך מגבירה את יעילותם בריכוזים נמוכים יותר. זהו כלי מרכזי להבטחת זרימה בהפקה במים עמוקים ובהפקת נפט כבד.
מהם היתרונות של שימוש באולטרסאונד להתאמת תכונותיו של נוזל קידוח?
טיפול אולטרסוני יוצר פיזור אחיד של מוצקים (כגון בנטוניט) ותוספים בבוץ קידוח. כך משתפרות התכונות הראולוגיות של הנוזל, משתפרת הובלת שבבי הקידוח ופוחתת הצמיגות. התוצאה היא ביצועי קידוח טובים יותר, חיכוך נמוך יותר ועלויות תפעול מופחתות.
כיצד סוניקציה משפרת תגובות קטליטיות בבתי זיקוק?
באמצעות ערבוב מיקרוסקופי אינטנסיבי וזרימה טורבולנטית, האולטרסאונד מפר את שכבת הגבול סביב חלקיקי הזרז. כך משתפר משמעותית מעבר המסה ונחשפים יותר אתרים פעילים על פני הזרז, מה שמוביל לקצבי תגובה מהירים יותר, לתפוקות גבוהות יותר ולהארכת חיי הזרז.
האם ניתן להגדיל את קנה המידה של מערכות אולטרסוניות להפקת נפט וגז תעשייתית?
בהחלט. Hielscher מתמחה במכשירי סוניקציה בקנה מידה תעשייתי (עד 16kW ליחידה, שניתן לשלב בקלות במערכי יחידות), שאפשר לשלב בצנרת קיימת באמצעות תצורות של תאי זרימה אולטרסוניים. כך מתאפשר מעבר חלק מניסויי מעבדה לייצור תעשייתי רציף, עם תוצאות עקביות וניתנות לשחזור.
האם מכשירי הסוניקציה של Hielscher יכולים לעבד נוזלים בעלי צמיגות גבוהה כגון נפט כבד או ביטומן?
כן. מכשירי הסוניקציה עתירי ההספק של Hielscher, המצוידים בגשושית, מתוכננים לעיבוד תווכים בעלי צמיגות גבוהה מאוד. הם מספקים את כוחות הגזירה הגבוהים הנחוצים לערבוב, לפיזור ולטיפול יעיל בשמנים כבדים, גם 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 – מכשיר סוניקציה בעל ביצועים גבוהים עם הספק אולטרסוני של 16,000 ואט להסרת גופרית מנפט גולמי