Ultrahang a kőolaj-, földgáz- és megújuló üzemanyagok ágazatában
Az ingadozó olajárak, az üvegházhatású gázokra vonatkozó szigorú előírások és a fenntartható energiára való átállást ösztönző globális törekvések az üzemanyag-hatékonyságot és a környezetvédelmi megfelelést a kőolaj- és földgázipar legfontosabb prioritásaivá tették. A Hielscher ultrahangos készülékeit széles körben alkalmazzák kutatólaboratóriumokban és kereskedelmi feldolgozóüzemekben, hogy számos alkalmazási területen megfeleljenek ezeknek az elvárásoknak
A Hielscher ultrahangos kezelőberendezései kiválóan teljesítenek az olyan kulcsfontosságú feldolgozási lépésekben, mint a keverés, a diszpergálás, a homogenizálás és a porok folyadékokban történő feloldása, valamint a rendkívül stabil emulziók előállítása. Ez a sokoldalúság közvetlenül javítja az üzemanyag-előállítás munkafolyamatait. Az alábbiakban megismerheti, hogyan optimalizálhatja az ultrahangos technológia mind a hagyományos, mind a megújuló üzemanyagok gyártását.
NOx-csökkentés olaj/víz emulgeálással
A víz közvetlen befecskendezése az égési folyamatba bevált módszer az NOx-kibocsátás jelentős csökkentésére. A hozzáadott víz párolgása révén csökkenti az égési csúcshőmérsékletet, ami visszaszorítja a termikus NOx képződését. Elpárolgása során a víz elősegíti a környező üzemanyag szétporlasztását és elpárolgását, ezáltal nagymértékben növeli az üzemanyag hatékony felületét a teljesebb égés érdekében. A Hielscher ultrahangos emulgeálása biztosítja a mikroméretű üzemanyag/víz emulziók stabil, egyenletes képződését, maximalizálva ezt a hűtő és égést javító hatást.
Kattintson ide, és tudjon meg többet az ultrahangos kezeléssel végzett NOx-csökkentésről!
UIP1000hdT ultrahangos reaktor a szabad zsírsavak (FFA-k) észterezésének javítására.
Szonokémiai kéntelenítés
Az ultrahanggal támogatott kéntelenítés rendkívül hatékony, költséghatékony alternatívát kínál a hagyományos hidrogénező kéntelenítéssel szemben. Az ultrahangos kavitáció által létrehozott intenzív helyi felmelegedés és nagynyomású mikrosugarak alapvetően megváltoztatják a kéneltávolítás reakciókinetikáját. Ez az energiabevitel révén elért javulás lehetővé teszi olcsóbb katalizátorok és enyhébb kémiai körülmények alkalmazását, csökkentve mind a beruházási kiadásokat, mind az üzemeltetés összetettségét, miközben szigorúbb kéntartalmi határértékek teljesítését teszi lehetővé.
Kattintson ide, és tudjon meg többet a szonokémiai kéntelenítésről!
Biodízel növényi olajból és állati zsírból
A biodízel a kőolajalapú dízelüzemanyag tiszta, megújuló alternatívája. Átészterezéssel állítják elő olyan alapanyagokból, mint a növényi olajok, az algaolaj, az állati zsírok és a hulladékzsírok. A gyártási folyamat e lipidek és egy alkohol (jellemzően metanol) közötti katalitikus reakción alapul. A Hielscher ultrahangos keverése intenzív mikrokeverést és emulgeálást hoz létre, ezáltal nagymértékben felgyorsítja az átészterezési folyamatot, drasztikusan csökkenti a reakcióidőt és növeli a hozamot. Az eredmény hatékonyabb gyártósor, kisebb beruházási igénnyel és alacsonyabb üzemeltetési költségekkel.
Ismerje meg az ultrahangos keverőreaktorok előnyeit a biodízelgyártásban!
Bioetanol keményítőből és cukorból
A bioetanolt a benzin környezetbarát alternatívájaként használják. Kukoricából, búzából, burgonyából, cukornádból, rizsből és más gabonafélékből állítják elő erjesztéssel. Élesztőt használnak az ezekben a terményekben található keményítő és cukrok etanollá erjesztésére. A sejtszerkezetek ultrahangos roncsolása és a sejten belüli anyagok extrakciója csökkenti a részecskeméretet, és a folyósítás során sokkal nagyobb felületet tesz hozzáférhetővé az enzimek számára. Ez javítja a keményítő és a cukor biológiai hozzáférhetőségét, és gyorsabb, teljesebb erjedést eredményez, ami több etanol képződéséhez vezet.
Kattintson ide, és tudjon meg többet a sejtfeltárásról és az extrakcióról!
Biogáz hulladékból és iszapból
A bioetanol a hagyományos benzin széles körben elterjedt, alacsony szén-dioxid-kibocsátású alternatívája. Olyan terményekből kinyert keményítők és cukrok erjesztésével állítják elő, mint a kukorica, a búza, a burgonya, a cukornád és a rizs. Az ultrahangos sejtfeltárás lebontja a merev növényi sejtfalakat és felszabadítja a sejten belüli tartalmat, hatékonyan csökkentve a részecskeméretet és maximalizálva az enzimhatás számára hozzáférhető felületet a folyósítás során. Az erjeszthető cukrok így javuló biológiai hozzáférhetősége gyorsabb, teljesebb erjesztési ciklusokat és jelentősen nagyobb etanolhozamot eredményez.
Kattintson ide, és tudjon meg többet az ultrahangos iszapfeltárásról!
A többlépcsős UAOD-folyamat hatása optimális paraméterek mellett
Gyakran ismételt kérdések: ultrahangos alkalmazások a kőolaj-, földgáz- és megújuló üzemanyagok ágazatában
Hogyan működik az ultrahangos kéntelenítés, és megfelel-e a környezetvédelmi előírásoknak?
Az ultrahangos kéntelenítés nagy intenzitású hanghullámokkal fokozza az üzemanyagokban (például dízelüzemanyagban és benzinben) található kénvegyületek reakcióját vagy extrakcióját. Az akusztikus kavitáció hatása növeli az anyagátadás sebességét, így a finomítók hatékonyabban állíthatnak elő rendkívül alacsony kéntartalmú üzemanyagokat (amelyek megfelelnek az Euro 5/6 vagy az EPA előírásainak). Ez a folyamat gyakran kevesebb energiát és vegyszert igényel, mint a hagyományos módszerek, így költséghatékony megoldást kínál az előírások teljesítésére.
Hogyan befolyásolja az ultrahangos kezelés a viasz és az aszfaltének kiválását?
Az ultrahangos kezelés gátolhatja a viasz- és aszfalténkristályok magképződését és növekedését, szuszpendált állapotban tartva őket a folyadékban a csővezetékek eltömődésének megelőzése érdekében. Emellett elősegíti a kémiai inhibitorok diszpergálását, így azok alacsonyabb koncentrációban is hatékonyabbá válnak. Ez kulcsfontosságú eszköz az áramlás biztosításához a mélytengeri és a nehézolaj-kitermelésben.
Milyen előnyökkel jár az ultrahang alkalmazása a fúrófolyadék kondicionálásában?
Az ultrahangos kezelés egyenletesen diszpergálja a szilárd anyagokat (például a bentonitot) és az adalékanyagokat a fúróiszapban. Ez javítja a folyadék reológiai tulajdonságait, elősegíti a fúrási törmelék szállítását és csökkenti a viszkozitást. Az eredmény jobb fúrási teljesítmény, kisebb súrlódás és alacsonyabb üzemeltetési költség.
Hogyan fokozza az ultrahangos kezelés a katalitikus reakciókat a finomítókban?
Az intenzív mikrokeverés és turbulencia révén az ultrahang megbontja a katalizátorrészecskék körüli határréteget. Ez jelentősen javítja az anyagátadást, és több aktív helyet tesz hozzáférhetővé a katalizátor felületén, ami gyorsabb reakciókat, nagyobb hozamot és hosszabb katalizátor-élettartamot eredményez.
Méretezhetők-e az ultrahangos rendszerek ipari kőolaj- és földgáztermeléshez?
Mindenképpen. A Hielscher ipari léptékű ultrahangos kezelőberendezésekre specializálódott (egységenként akár 16kW teljesítménnyel, könnyen csoportokba kapcsolható kivitelben), amelyek ultrahangos átfolyó cellás konfigurációk révén integrálhatók a meglévő csővezetékekbe. Ez lehetővé teszi a zökkenőmentes léptéknövelést a laboratóriumi kísérletektől a folyamatos ipari termelésig, következetes, reprodukálható eredményekkel.
Képesek-e a Hielscher ultrahangos kezelőberendezései nagy viszkozitású folyadékok, például nehézolaj vagy bitumen kezelésére?
Igen. A Hielscher nagy teljesítményű, szondás ultrahangos kezelőberendezéseit nagy viszkozitású közegek feldolgozására tervezték. Biztosítják a nehézolajok hatékony keveréséhez, diszpergálásához és kezeléséhez szükséges nagy nyíróerőket még nehéz körülmények között is.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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 – nagy teljesítményű ultrahangos kezelőberendezés 16 000 watt ultrahang-teljesítménnyel a nyersolaj kéntelenítéséhez