डीज़ल में जल के इमल्शन के लिए पावर अल्ट्रासाउंड

कड़े होते पर्यावरणीय नियमों और परिवहन बाज़ार में बढ़ती प्रतिस्पर्धा के कारण ईंधन में जल के इमल्शन का उपयोग तेज़ी से बढ़ रहा है। अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण तकनीक मूल ईंधन में पानी मिलाकर भारी ईंधन या डीज़ल जैसे ईंधनों का अधिक कुशल उपयोग संभव बनाती है। अल्ट्रासोनिक रूप से इमल्सीकृत जल-ईंधन अधिक पूर्ण दहन और अधिक किफ़ायती ईंधन खपत प्रदान करते हैं, जबकि ईंधन जलने पर उत्सर्जन भी कम होता है!

ईंधन में जल का इमल्शन

ईंधनों के दहन से nitrous oxides (NOx), हाइड्रोकार्बन (HC), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), साथ ही कणीय पदार्थ (PM), कालिख और धुएँ जैसी खतरनाक गैसें तथा पदार्थ उत्पन्न होते हैं, जो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए हानिकारक हैं। ईंधन में पानी मिलाकर इन प्रदूषकों के उत्सर्जन को काफ़ी कम किया जा सकता है।
भारी ईंधन तेल या डीज़ल जैसे ईंधन में 5 – 25% पानी मिलाने से खतरनाक प्रदूषकों के उत्सर्जन में भारी कमी आ सकती है। इंजेक्ट किया गया पानी स्थानीय रुद्धोष्म दहन तापमान को कम करता है। अध्ययनों ने सिद्ध किया है कि इससे NOx का उत्सर्जन 40% तक, CO2 का उत्सर्जन 5% – 15% और PM का उत्सर्जन 90% तक कम किया जा सकता है। डीज़ल के दहन से निकलने वाला काला धुआँ पूरी तरह समाप्त किया जा सकता है, क्योंकि ईंधन पूरी तरह जल जाता है।
साथ ही, ईंधन की खपत को कम किया जा सकता है – लगभग 5%। पर्यावरण बचाएँ और ईंधन बचाएँ!
इमल्सीकृत किए जा सकने वाले ईंधनों में तरल हाइड्रोकार्बन, कच्चा तेल, भारी ईंधन (HFO), नैफ़्था, केरोसिन, डीज़ल, तापन तेल, बायोडीज़ल और वनस्पति तेल शामिल हैं।

पर्यावरणीय और आर्थिक लाभ:

• कम NOx उत्सर्जन
• कम कालिख उत्सर्जन
• ईंधन की कम खपत
• अधिक पूर्ण दहन
• दहन के कम अधिकतम तापमान
• बॉयलर में कम जमाव

इमल्सीकृत ईंधन की स्प्रे ज्वाला में प्राथमिक और द्वितीयक कणन।

ईंधन में जल के अल्ट्रासोनिक इमल्शन

पावर अल्ट्रासाउंड माइक्रोन और नैनो परास की बूंदों वाले सूक्ष्म इमल्शन बनाने की एक प्रसिद्ध और प्रमाणित तकनीक है। अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण तकनीक कैविटेशन से उत्पन्न अपरूपण बलों पर आधारित है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन द्वारा पानी और ईंधन की बूंदों को नैनो आकार तक छोटा करके एक साथ मिलाया जाता है, जिससे एक सूक्ष्म (नैनो-/ मिनी-)इमल्शन बनता है। अल्ट्रासोनिक इनलाइन इमल्सीकरण के लिए ईंधन और पानी की अलग-अलग प्रवाह धाराओं को सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है, जिससे पानी और ईंधन का स्थिर अनुपात सुनिश्चित होता है।
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र सीधे इंजेक्शन पंप से पहले स्थापित किए जा सकते हैं, ताकि समांगी जल-ईंधन इमल्शन को तुरंत इंजन में इंजेक्ट किया जा सके और ईंधन इमल्शन का भंडारण करने की आवश्यकता न पड़े। जब जल-ईंधन इमल्शन को दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है, तो उच्च तापमान के कारण पानी की बूंदें तेज़ी से वाष्पित होती हैं, क्योंकि पानी का क्वथनांक ईंधन के क्वथनांक से बहुत कम होता है। वाष्पीकरण के दौरान पानी की बूंदें सूक्ष्म विस्फोट के रूप में फटती हैं और ईंधन को छोटी बूंदों में तोड़ देती हैं। इससे दहन कक्ष में जल-ईंधन का कणन होता है, जिससे वहाँ ईंधन और हवा बेहतर ढंग से मिलते हैं और ईंधन पूरी तरह जल सकता है। अत्यंत छोटी बूंदें कणों का बहुत अधिक पृष्ठीय क्षेत्रफल प्रदान करती हैं, जिससे कम अंतरापृष्ठीय तनाव वाला एक बड़ा जल-तेल अंतरापृष्ठ बनता है और कणन में और सुधार होता है। इससे दहन दक्षता बढ़ती है और अंततः ईंधन की लागत में उल्लेखनीय कमी आती है, जो इमल्सीकरण की लागत से अधिक होती है।
अल्ट्रासोनिक मिश्रण तकनीक एक इनलाइन प्रक्रिया है, जिसे मौजूदा इंजनों में आसानी से जोड़ा जा सकता है। स्वयं इंजन में किसी बदलाव की आवश्यकता नहीं होती।

Hielscher UIP6000hdT क्लस्टर, जिसमें 12x तक सोनिकेटर होते हैं। यह व्यवस्था उच्च प्रदर्शन वाले इनलाइन प्रसंस्करण के लिए 72kW की शक्तिशाली इनलाइन सोनिकेशन प्रणाली तैयार करने की सुविधा देती है।

अल्ट्रासाउंड संचालित इमल्शन तकनीक

यह अल्ट्रासोनिक इमल्सीकरण तकनीक कैविटेशन और उच्च अपरूपण वाले मिश्रण पर आधारित है। उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों की ऊर्जा तरल माध्यम (ईंधन-पानी के मिश्रण) में संचारित की जाती है। ये तरंगें नैनो परास के आकार की बूंदें बनाती हैं और दो-चरणीय तेल में जल के इमल्शन तथा तीन-चरणीय तेल में जल में तेल के इमल्शन का उत्पादन संभव बनाती हैं।

इनमें स्थापना:

• CHP – संयुक्त ऊष्मा और विद्युत इकाइयाँ
• डीज़ल जनरेटर
• विद्युत उत्पादन केंद्र
• समुद्री पोत
• डीज़ल रेल इंजन
• सभी डीज़ल इंजनों में बाद में जोड़ा जा सकता है
• पोत पर स्थापित तकनीक: समुद्री परिस्थितियों में संचालन की उपयुक्तता

अल्ट्रासोनिक नैनो-इमल्सीकरण से स्थिर इमल्शन बनते हैं

भारी कार्यभार के लिए अल्ट्रासाउंड उपकरण

Hielscher भारी कार्यभार वाले औद्योगिक अल्ट्रासोनिक उपकरण प्रदान करता है, जो उच्च ईंधन प्रवाह को संभाल सकते हैं – उच्च श्यानता पर भी। Hielscher अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र कठोर परिस्थितियों में 24/7 संचालन के लिए बनाए गए हैं। हमारी प्रणालियाँ संचालक के अनुकूल और सघन हैं, इनमें कोई चलने वाले पुर्ज़े नहीं हैं, इन्हें स्थापित करना और चलाना आसान है तथा इन्हें रखरखाव की बहुत कम आवश्यकता होती है।
अल्ट्रासोनिक इमल्शन-ईंधन उत्पादन को ब्राउज़र नियंत्रण के माध्यम से सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जबकि पानी और ईंधन की दो अलग-अलग आपूर्ति धाराएँ जल-ईंधन अनुपात का सटीक मात्रानिर्धारण तथा संचालन के दौरान इंजन के वर्तमान भार / गति के अनुसार ईंधन मिश्रण का नियमन / समायोजन संभव बनाती हैं।

डिज़ाइन, विनिर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मज़बूती और आसान संचालन हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक संयंत्रों में सहजता से एकीकृत करना संभव बनाते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।

Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक तकनीक तथा उपयोगकर्ता-अनुकूलता वाले उच्च प्रदर्शन के अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष ज़ोर देती है। निःसंदेह, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

समुद्री पोतों पर इमल्शन ईंधनों का अल्ट्रासोनिक उत्पादन

साहित्य / संदर्भ

• 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.