NOx- तेल/जल-पायसीकरण द्वारा कमी

नाइट्रोजन ऑक्साइड (NO_x) मानव और पर्यावरणीय स्वास्थ्य के लिए तुरंत खतरनाक होने के लिए जाने जाते हैं। मोबाइल और स्थिर डीजल और गैसोलीन इंजन दुनिया भर में बड़े पैमाने पर योगदान दे रहे हैं_x उत्सर्जन। पानी के साथ ईंधन का पायसीकरण NO को कम करने का एक तरीका है_x इंजनों का उत्सर्जन। अल्ट्रासोनिक पायसीकरण ठीक आकार के ईंधन/पानी-पायस पैदा करने के लिए एक प्रभावी साधन है।

कार और ट्रक, विमान, इलेक्ट्रिक जनरेटर, फोर्कलिफ्ट, एयर कंडीशनिंग इकाइयां और बॉयलर उत्पन्न करते हैं बड़ी मात्रा में पार्टिकुलेट मैटर (PM) और NO_x पेट्रोलियम उत्पादों के दहन से। नहीं_x नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) और नाइट्रिक डाइऑक्साइड (NO ) के मिश्रण को संदर्भित करता है₂) के साथ-साथ एन₂ओ, नहीं₃, एन₂O₄ और एन₂O₅. नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रिक डाइऑक्साइड निम्न-स्तरीय ओजोन, स्मॉग में योगदान और पर्यावरण और मनुष्यों के लिए खतरनाक हैं। पर्यावरण विनियमन वायु प्रदूषक उत्सर्जन को संबोधित करता है कसने की सीमा. इंजन उत्सर्जन में सल्फर डाइऑक्साइड (एसओ) भी शामिल है₂) ईंधन में सल्फर यौगिकों के परिणामस्वरूप। यह समस्या हाइड्रोडिसल्फराइजेशन द्वारा कम हो जाती है या अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त डिसल्फराइजेशन.

ईंधन/जल पायस पर चल रहा है

हाल के वर्षों के भीतर, पर बहुत काम किया गया है NO पर पानी का प्रभाव_x उत्सर्जन स्तर। दहन गुणों के लिए विभिन्न ईंधन: 1: 1 से 1 9: 1 तक पानी के वॉल्यूमेट्रिक अनुपात का परीक्षण किया गया है। ज्यादातर मामलों में, पायस स्थिरीकरण के लिए 1 से 2 मात्रा प्रतिशत सर्फेक्टेंट जोड़ा गया था।

दहन पर पृष्ठभूमि

ईंधन का दहन थर्मल और यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करता है। यांत्रिक अंश का उपयोग प्रणोदन या बिजली उत्पादन के लिए पिस्टन या टर्बाइन चलाने के लिए किया जा सकता है। अधिकांश इंजनों में, थर्मल ऊर्जा का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप थर्मोडायनामिक दक्षता कम होती है।

संख्या का लगभग 90%_x ईंधन दहन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप नहीं है। NO मुख्य रूप से वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N ) के ऑक्सीकरण द्वारा बनता है₂). ईंधन में जोड़ा गया पानी पानी के वाष्पीकरण के कारण दहन तापमान को कम करता है। जब ईंधन-पानी के पायस में पानी वाष्पित हो जाता है, तो आसपास के ईंधन भी वाष्पीकृत हो जाते हैं। इससे ईंधन का सतह क्षेत्र बढ़ जाता है। कम तापमान और बेहतर ईंधन वितरण एक के लिए अग्रणी हैं NO का निचला गठन_x.

अल्ट्रासोनिक पायसीकरण

ईंधन दहन में पानी का परिचय कई कार्यों में दिखाया गया है NO कम करें_x उत्सर्जन. ईंधन/जल पायस बनाकर पानी को दो तरह से जोड़ा जा सकता है:

• अस्थिर: इंजेक्शन से पहले ईंधन में पानी का इनलाइन पायसीकरण
• स्थिर: ड्रॉप-इन ईंधन विकल्प के रूप में उपयोग किए जाने वाले स्थिर ईंधन/जल पायस का निर्माण

कैनफील्ड (1999) NO को सारांशित करता है_x पानी और अन्य योजक के उपयोग से कमी:

• अस्थिर पायस
  • पानी जोड़ा गया वॉल्यूम%: 10 से 80%
  • नहीं_x द्वारा कमी: 4 से 60%
• स्थिर पायस
  • पानी जोड़ा गया वॉल्यूम%: 25 से 50%
  • नहीं_x द्वारा कमी: 22 से 83%

पायस

एक पायस आम तौर पर का मिश्रण है अमिश्रणीय तरल पदार्थ (चरण), जैसे तेल और पानी। पायसीकरण की प्रक्रिया के दौरान, फैलाव चरण (जैसे पानी) तरल चरण (जैसे तेल) में पेश किया जाता है। के आवेदन द्वारा उच्च कतरनी, फैलाव चरण के कण आकार (= छोटी बूंद का आकार) कम हो जाता है। कण का आकार जितना छोटा होगा, उत्पन्न पायस उतना ही अधिक स्थिर होगा। सर्फेक्टेंट या स्टेबलाइजर्स की शुरूआत से अतिरिक्त स्थिरता प्राप्त की जा सकती है। ऊपर ग्राफिक पर क्लिक करें मोटर तेल (वेलोसाइट 3, मोबिल ऑयल, हैम्बर्ग जर्मनी) में 10% पानी के अल्ट्रासोनिक पायसीकरण के लिए नमूना परिणाम देखने के लिए। यह अध्ययन किसके द्वारा किया गया था? बेहरेंड और शुबर्ट (2000).

अल्‍ट्रासाउंड

उच्च तीव्रता पर तरल पदार्थ को सोनिकेट करते समय, ध्वनि तरंगें जो तरल मीडिया में फैलती हैं, आवृत्ति के आधार पर दरों के साथ उच्च दबाव (संपीड़न) और कम दबाव (दुर्लभ) चक्रों को बारी-बारी से करती हैं। कम दबाव चक्र के दौरान, उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे वैक्यूम बुलबुले या voids बनाती हैं। जब बुलबुले एक मात्रा प्राप्त करते हैं जिस पर वे अब ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते हैं, तो वे उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से ढह जाते हैं। इस घटना को गुहिकायन कहा जाता है। विस्फोट के दौरान बहुत अधिक तापमान (लगभग 5,000K) और दबाव (लगभग 2,000atm) स्थानीय रूप से पहुंच जाते हैं। गुहिकायन बुलबुले के विस्फोट के परिणामस्वरूप 280m/s वेग तक के तरल जेट भी होते हैं।

अल्ट्रासाउंड उत्पन्न करने के लिए सिद्ध किया गया है बहुत समरूप पायस तेल में पानी का (w/o) और पानी में तेल (O/W) द्वारा उच्च कैविटेशनल कतरनी. चूंकि अल्ट्रासोनिकेशन के पैरामीटर अच्छी तरह से नियंत्रणीय हैं, कण आकार और वितरण अच्छी तरह से है समायोज्य और दोहराने योग्य. आमतौर पर, अल्ट्रासाउंड एक प्रवाह-सेल रिएक्टर में लागू किया जाता है। इसलिए, पायस हो सकता है लगातार इन-लाइन बनाया गया. इस कारण से, अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग स्थिर और अस्थिर पायस बनाने के लिए किया जा सकता है।

नीचे दी गई तालिका विभिन्न अल्ट्रासोनिक शक्ति स्तरों के लिए सामान्य प्रसंस्करण क्षमता दिखाती है।

अल्ट्रासोनिक Degassing और Defoaming

अल्ट्रासाउंड भी मदद करता है हवाई बुलबुले की मात्रा कम करें पायस मिश्रण में। दाईं ओर की तस्वीर बुलबुला सामग्री पर अल्ट्रासोनिकेशन के प्रभाव (बाएं से दाएं 5sec. प्रगति छवियों) को दिखाती है। चूंकि बुलबुला सामग्री में भिन्नता इंजेक्शन के समय में उतार-चढ़ाव का कारण बनती है, एक Degassing, deaeration और defoaming ultrasonication द्वारा इंजन के प्रदर्शन में सुधार होता है।

अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया उपकरण

Hielscher है उच्च क्षमता अल्ट्रासोनिक उपकरणों के अग्रणी आपूर्तिकर्ताविश्‍वव्‍यापी। जैसा कि Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बनाता है 16किलोवाट प्रति एकल डिवाइस शक्तिवहां है पौधे के आकार में कोई सीमा नहीं या प्रसंस्करण क्षमता। कई 16kW सिस्टम के समूहों का उपयोग बड़ी मात्रा में ड्रॉप-इन ईंधन के निर्माण के लिए किया जा रहा है। औद्योगिक ईंधन प्रसंस्करण ज्यादा अल्ट्रासोनिक ऊर्जा की जरूरत नहीं है। बेंच-टॉप स्केल में 1kW अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर का उपयोग करके वास्तविक ऊर्जा आवश्यकता निर्धारित की जा सकती है। ऐसे बेंच-टॉप परीक्षणों के सभी परिणाम हो सकते हैं आसानी से बढ़ाया.

अल्ट्रासोनिकेशन की लागत

अल्ट्रासोनिकेशन एक प्रभावी प्रसंस्करण तकनीक है। अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण लागत मुख्य रूप से निवेश से उत्पन्न होती है
अल्ट्रासोनिक उपकरणों, उपयोगिता लागत और रखरखाव के लिए। बकाया ऊर्जा दक्षता (देखें चार्ट) Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरणों की उपयोगिता लागत को कम करने में मदद करता है।

साहित्य

बेहरेंड, ओ., शुबर्ट, एच. (2000): अल्ट्रासाउंड द्वारा पायसीकरण पर निरंतर चरण चिपचिपाहट का प्रभाव, में: अल्ट्रासोनिक्स सोनोकेमिस्ट्री 7 (2000) 77-85।

कैनफील्ड, ए। (1999): डीजल इंजन नं पर डीजल-जल पायस दहन के प्रभाव_x उत्सर्जन, में: मास्टर थीसिस फ्लोरिडा विश्वविद्यालय, 1999 के स्नातक स्कूल को प्रस्तुत किया गया।