Ultrazvuk velike snage za emulzije vode u dizelu

Primjena emulzija vode u gorivu brzo se širi zbog strožih propisa o zaštiti okoliša i snažnije konkurencije na prijevoznom tržištu. Tehnologija ultrazvučnog emulgiranja omogućuje učinkovitiju uporabu goriva, poput teških goriva ili dizela, umješavanjem vode u osnovno gorivo. Ultrazvučno emulgirana goriva s vodom omogućuju potpunije izgaranje i ekonomičniju potrošnju goriva, uz izgaranje s manjim emisijama!

Emulzija vode u gorivu

Izgaranjem goriva nastaju opasni plinovi, kao što su „nitrous oxides” (NOx), ugljikovodici (HC), ugljikov monoksid (CO), ugljikov dioksid (CO2), kao i čestice (PM), čađa i dim, koji su štetni za ljudsko zdravlje i okoliš. Emisije tih onečišćujućih tvari mogu se znatno smanjiti dodavanjem vode u gorivo.
Dodavanje 5 – 25% vode gorivu, poput teškog loživog ulja ili dizela, može drastično smanjiti emisije opasnih onečišćujućih tvari. Ubrizgana voda smanjuje lokalnu adijabatsku temperaturu izgaranja. Istraživanja su dokazala da se time emisije NOx mogu smanjiti za do 40%, CO2 za 5% – 15%, a PM za do 90%. Crni dim koji nastaje izgaranjem dizela može se potpuno ukloniti jer gorivo potpuno izgara.
Istodobno se potrošnja goriva može smanjiti za približno 5%. Čuvajte okoliš i štedite gorivo!
Goriva koja se mogu emulgirati uključuju tekuće ugljikovodike, sirovu naftu, teška goriva (HFO), primarni benzin, kerozin, dizel, loživa ulja, biodizel i biljna ulja.

Ekološke i ekonomske prednosti:

• manje emisije NOx
• manje emisije čađe
• smanjena potrošnja goriva
• potpunije izgaranje
• niže vršne temperature izgaranja
• manje taloženja naslaga u kotlu

Primarno i sekundarno raspršivanje u plamenu raspršenog emulgiranog goriva.

Ultrazvučne emulzije vode u gorivu

Ultrazvuk velike snage dobro je poznata i dokazana tehnologija za stvaranje finih emulzija s kapljicama mikrometarskih i nanometarskih veličina. Tehnologija ultrazvučnog emulgiranja temelji se na kavitacijskim smičnim silama. Ultrazvučna kavitacija smanjuje kapljice vode i goriva na nanometarske veličine te ih međusobno miješa, čime nastaje fina (nano-/ mini-)emulzija. Pri ultrazvučnom emulgiranju u protočnom postupku odvojeni tokovi goriva i vode mogu se precizno podesiti kako bi se osigurao stalan omjer vode i goriva.
Ultrazvučni homogenizatori mogu se ugraditi neposredno ispred pumpe za ubrizgavanje kako bi se homogena emulzija vode i goriva mogla odmah ubrizgati u motor te kako bi se izbjeglo skladištenje emulzije goriva. Kada se emulzija vode i goriva ubrizga u komoru za izgaranje, kapljice vode brzo isparavaju zbog visokih temperatura jer je vrelište vode mnogo niže od vrelišta goriva. Tijekom isparavanja kapljice vode pucaju u obliku mikroeksplozija i razbijaju gorivo na manje kapljice. Time se gorivo s vodom raspršuje u komori za izgaranje, pa se gorivo i zrak u komori bolje miješaju te gorivo može potpuno izgorjeti. Vrlo male kapljice imaju vrlo veliku površinu čestica, što rezultira velikom međupovršinom vode i ulja s niskom međupovršinskom napetošću, čime se dodatno poboljšava raspršivanje. To povećava učinkovitost izgaranja i u konačnici znatno smanjuje troškove goriva, pri čemu ušteda premašuje troškove emulgiranja.
Tehnologija ultrazvučnog miješanja protočni je postupak koji se lako može naknadno ugraditi u postojeće motore. Sam motor ne zahtijeva nikakve preinake.

Skupina uređaja Hielscher UIP6000hdT koja se sastoji od do 12x sonikatora. Ova konfiguracija omogućuje sastavljanje protočnog sustava za sonikaciju snage 72kW za visokoučinkovitu protočnu obradu.

Tehnologija emulgiranja ultrazvukom

Tehnologija ultrazvučnog emulgiranja temelji se na kavitaciji i miješanju uz visoke smične sile. Ultrazvučni valovi visokog intenziteta uvode se u tekući medij (smjesu goriva i vode), stvaraju kapljice nanometarskih veličina i omogućuju proizvodnju dvofaznih emulzija vode u ulju i trofaznih emulzija ulja u vodi u ulju.

Ugradnja u:

• CHP – kogeneracijske jedinice za kombiniranu proizvodnju toplinske i električne energije
• dizelske generatore
• elektrane
• pomorska plovila
• dizelske lokomotive
• mogućnost naknadne ugradnje u sve dizelske motore
• brodska tehnologija: prikladnost za rad u pomorskim uvjetima

Ultrazvučnim nanoemulgiranjem nastaju stabilne emulzije

Ultrazvučna oprema za zahtjevne uvjete rada

Hielscher isporučuje industrijsku ultrazvučnu opremu za zahtjevne uvjete rada koja može obrađivati velike protoke goriva – čak i pri visokim viskoznostima. Ultrazvučni homogenizatori Hielscher izrađeni su za rad 24/7 u teškim uvjetima. Naši su sustavi jednostavni za rukovanje i kompaktni, nemaju pokretnih dijelova, lako se ugrađuju i koriste te gotovo ne zahtijevaju održavanje.
Ultrazvučnom proizvodnjom emulzijskog goriva može se sigurno upravljati putem preglednika, dok dva odvojena dovodna toka vode i goriva omogućuju precizno doziranje omjera vode i goriva te regulaciju / prilagodbu smjese goriva tijekom rada u skladu s trenutačnim opterećenjem / brzinom vrtnje motora.

Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Ultrazvučni uređaji Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Ultrazvučni uređaji Hielscher lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics tvrtka je certificirana prema normi ISO i poseban naglasak stavlja na visokoučinkovite ultrazvučne uređaje s najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnim rukovanjem. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su zahtjevima za oznaku CE te ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Ultrazvučna proizvodnja emulzijskih goriva na pomorskim plovilima

Literatura / Reference

• 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.