Teknologi ultrasound Hielscher

Pengurangan-NOx dengan Emulsifikasi Minyak dan Air

Nitrogen oksida (NOx) Diketahui segera berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Mobile dan stasioner mesin diesel dan bensin berkontribusi sebagian besar untuk NO seluruh duniax Emisi. Emulsifikasi bahan bakar dengan air adalah cara untuk mengurangi NOx emisi dari mesin. Emulsifikasi ultrasonik adalah cara yang efektif untuk menghasilkan baik-size bahan bakar / air-emulsi.

Mobil dan truk, pesawat, generator listrik, forklift, unit AC dan boiler menghasilkan partikulat dalam jumlah besar (PM) dan NOx oleh pembakaran produk minyak bumi. TIDAKx mengacu pada campuran oksida nitrat (NO) dan nitrat dioksida (NO2) Serta N2O, NO3N2O4 dan N2O5. oksida nitrat dan nitrit dioksida berkontribusi tingkat rendah ozon, asap dan berbahaya bagi lingkungan dan manusia. peraturan lingkungan membahas emisi polutan udara oleh pengetatan batas. emisi mesin yang juga termasuk sulfur dioksida (SO2) Sebagai hasil dari senyawa sulfur dalam bahan bakar. Masalah ini dikurangi dengan hidrodesulfurisasi atau Ultrasonically membantu Desulfurisasi.

Berjalan pada Bahan Bakar / Water Emulsion

Dalam beberapa tahun terakhir, banyak pekerjaan yang telah dilakukan pada pengaruh air pada NOx tingkat emisi. Berbagai bahan bakar: volumetrik air rasio dari 1: 1 sampai 19: 1 telah diuji untuk sifat pembakaran. Dalam kebanyakan kasus, 1 sampai 2 persen volume surfaktan ditambahkan untuk stabilisasi emulsi.

Latar Belakang Pembakaran

Pembakaran bahan bakar menghasilkan energi panas dan mekanik. Fraksi mekanis dapat digunakan untuk menggerakkan piston atau turbin untuk propulsi atau pembangkit listrik. Pada kebanyakan mesin, energi termal tidak digunakan. Hal ini menghasilkan efisiensi termodinamika yang lebih rendah.

Approx. 90% dari NOx yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar NO. NO ini terutama dibentuk oleh oksidasi nitrogen atmosfer (N2). Air ditambahkan ke bahan bakar menurunkan suhu pembakaran karena penguapan air. Ketika air dalam emulsi bahan bakar air menguap, bahan bakar sekitarnya menguap, juga. Hal ini meningkatkan luas permukaan bahan bakar. Suhu rendah dan distribusi bahan bakar yang lebih baik yang mengarah ke Pembentukan lebih rendah dari NOx.

Teknologi emulsifikasi ultrasonik

Memperkenalkan air ke dalam pembakaran bahan bakar telah ditunjukkan dalam banyak karya untuk menurunkan NOx emisi. Air dapat ditambahkan dengan membentuk emulsi bahan bakar / air dalam dua cara:

  • unstabilized emulsifikasi inline air ke dalam bahan bakar sebelum injeksi
  • stabil: pembuatan emulsi bahan bakar / air yang stabil untuk digunakan sebagai alternatif bahan bakar drop-in

Canfield (1999) merangkum NOx pengurangan dengan menggunakan air dan aditif lainnya:

  • emulsi unstabilized
    • air yang ditambahkan vol%: 10 sampai 80%
    • Bukanx Penurunan oleh: 4-60%
  • stabil emulsi
    • air yang ditambahkan vol%: 25 sampai 50%
    • Bukanx Penurunan oleh: 22-83%

Emulsi

Emulsi adalah campuran dari umumnya cairan bercampur (Fase), seperti minyak dan air. Selama proses emulsifikasi, fase dispersi (misalnya air) dimasukkan ke dalam fase cair (misalnya minyak). Dengan penerapan pergesekan fisik yang sangat tinggi, Ukuran partikel (= ukuran tetesan) dari fasa dispersi berkurang. Semakin kecil ukuran partikel, yang lebih stabil adalah emulsi yang dihasilkan. stabilitas tambahan dapat dicapai dengan pengenalan surfaktan atau stabilisator. Klik di grafik di atas untuk melihat hasil sampel untuk emulsifikasi ultrasonik air 10% di oli motor (Velocite 3, Mobil Oil, Hamburg Jerman). Penelitian ini dilakukan dengan Behrend dan Schubert (2000).

Ultrasound


Ketika mengsonikasi cairan pada intensitas tinggi, gelombang suara yang merambat ke dalam media cair mengakibatkan tekanan balik yang tinggi (kompresi) dan siklus bertekanan rendah (penjernihan), dengan tingkat yang tergantung pada frekuensi. Selama siklus bertekanan rendah, intensitas gelombang ultrasonik yang tinggi membuat gelembung-gelembung vakum kecil atau void dalam cairan. Ketika gelembung mencapai volume di mana mereka tak dapat lagi menyerap energi, mereka runtuh dengan keras selama dalam siklus bertekanan tinggi. Fenomena ini disebut kavitasi. Selama ledakan yang sangat tinggi suhu (sekitar. 5, 000K) dan tekanan (kira-kira 2, 000atm) dapat dicapai secara lokal. Ledakan gelembung kavitasi juga mengakibatkan cair jet dengan kecepatan hingga 280 m/s.

USG telah terbukti menghasilkan emulsi sangat homogen air dalam minyak (w / o) dan minyak dalam air (o / w) oleh geser cavitational tinggi. Sebagai parameter ultrasonication baik dikontrol, ukuran partikel dan distribusi baik adjustable dan berulang. Biasanya, USG diterapkan dalam reaktor-sel aliran. Oleh karena itu, emulsi dapat dibuat terus menerus di-line. Untuk alasan ini, ultrasonication dapat digunakan untuk pembuatan emulsi stabil dan unstabilized.

Tabel di bawah menunjukkan kapasitas pemrosesan umum untuk berbagai tingkat daya ultrasonik.

Flow Rate
Daya yang dibutuhkan
100 hingga 400L / jam
1kW, misalnya UIP1000hd
400 hingga 1600L / hr
4kW, misalnya UIP4000
1.5 hingga 6.5 m ³/jam
16kW, misalnya UIP16000
10 hingga 40m ³/jam
96kW, misalnya 6xUIP16000
100 hingga 400m ³/jam
960kW, misalnya dari 60xUIP16000

Ultrasonic Degassing dan penghilang busa(Klik untuk tampilan yang lebih besar!) Ultrasonic degassing minyak menggunakan prosesor ultrasonik UP200S (200 Watts)

USG tidak juga membantu untuk mengurangi jumlah gelembung udara dalam campuran emulsi. Gambar ke kanan menunjukkan efek (5sec. Kemajuan gambar dari kiri ke kanan) dari ultrasonication pada konten gelembung. Sebagai variasi dalam konten gelembung menyebabkan fluktuasi dalam waktu injeksi, sebuah degassing, deaeration dan defoaming oleh ultrasonication meningkatkan performa mesin.

Peralatan Ultrasonik Proses

Hielscher adalah pemasok terkemuka perangkat ultrasonik berkapasitas tinggi, di seluruh dunia. Hielscher membuat ultrasonik prosesor hingga 16kW daya per satu perangkat, tersedia tidak ada batas untuk plant size atau kapasitas pengolahan. Cluster dari beberapa sistem 16kW yang digunakan pembuatan volume besar bahan bakar drop-in. Pengolahan bahan bakar industri tidal membutuhkan bank energi ultrasonik. Kebutuhan energi yang sebenarnya dapat ditentukan dengan menggunakan prossesor ultrasonik 1kW dalam skala bench-top. Semua hasil dari percobaan bench-top dapat ditingkatkan dengan mudah.

Biaya Ultrasonikasi

(Klik untuk tampilan lebih besar!) Efisiensi energi secara keseluruhan penting untuk ultrasonikasi cairan. Efisiensi menggambarkan berapa banyak daya yang ditransmisikan dari plug kedalam cairan. Perangkat sonikasi kami sacra keseluruhan memiliki efisiensi keseluruhan dari 80%.Ultrasonikasi adalah teknologi pengolahan yang efektif. Biaya pemrosesan ultrasonik terutama berasal dari investasi
perangkat ultrasonik, biaya utilitas dan perawatan yang luar biasa (Lihat Bagan) Perangkat Hielscher ultrasonik membantu untuk mengurangi biaya utilitas.

Untuk Informasi Lebih Lanjut!

Silahkan isi formulir di bawah ini, jika Anda ingin meminta informasi tambahan mengenai penggunaan USG dalam emulsifikasi air menjadi bahan bakar.









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Literatur

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Memberi efek berkesinambungan di fase viskositas pada saat emulsifikasi dengan USG, di: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Pengaruh Diesel-Water Emulsion Pembakaran pada mesin Diesel NOx Emisi, di: Master Tesis disampaikan kepada sekolah pascasarjana dari University of Florida, 1999.