Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonic Emulsions untuk air-di-diesel pembakaran

Pembangkit listrik, Mesin kapal dan mesin kereta api, yang berbahan bakar diesel, dapat berjalan lebih efisien saat emulsi air di diesel digunakan. Bahan bakar emulsi air-diesel mengurangi konsumsi bahan bakar, menurunkan suhu pembakaran, membakar bersih dan mengurangi emisi, seperti NOx dan jelaga. Emulsifikasi ultrasonik adalah metode yang handal, sederhana dan mujarab untuk menghasilkan bahan bakar air-di-diesel berkualitas tinggi.

Ultrasonic Emulsifikasi air-di-diesel

Emulsi air-di-diesel (lebar; Bahan bakar emulsi W/D) adalah alternatif bahan bakar diesel yang dimodifikasi, yang berisi hingga 15% air. Juga dikenal sebagai Aqua-bahan bakar, dalam emulsi diesel air, tetesan air ultrasonically diemulsi ke dalam fase diesel kontinyu. Sonication cairan yang intens menghasilkan kavitasi akustik. Gaya geser kavitasi mengganggu tetesan dan menghasilkan emulsi homogen dari air yang tidak bercampur dan fase diesel.

Emulsi air di diesel

WiDE (W/D emulsi) didefinisikan sebagai campuran cairan alami tidak bercampur tetesan air (Terdispersi/fase internal) dalam diesel (fase kontinyu/eksternal). Agen emulsifying ditambahkan dalam konsentrasi rendah untuk meningkatkan stabilitas emulsi dan menurunkan kebutuhan energi pencampuran.

Emulsi dua fasa

Sebuah emulsi dua fasa menggambarkan campuran air dalam diesel tanpa menggunakan surfaktan apapun. Untuk lebar dua fase, aliran makan air dan diesel secara ultrasonikasi diemulsi tepat dimuka mesin. Emulsi air-di-diesel dua fase ultrasonik berjalan langsung dari reaktor sel aliran ultrasonik ke dalam mesin pembakaran. Tanpa surfaktan, emulsi tidak dibuat untuk penyimpanan, tetapi untuk pembakaran langsung.

Studi kasus air-diesel emulsi bahan bakar

Pengaturan

Ithnin et al. (2018) mempelajari efek bahan bakar emulsi air dalam diesel (WiDE) pada silinder tunggal, mesin diesel injeksi langsung. Air dan diesel disimpan dalam unit yang berbeda, dari mana mereka telah secara kuantitatif ditransfer ke dalam sistem pencampuran. Sistem pencampuran terdiri dalam kombinasi Shear mixer tinggi dan ultrasonik Homogenizer. Mixer geser menyediakan pra-campuran minyak mentah air dan diesel, sementara sonikasi digunakan untuk emulsi yang berukuran halus dan seragam. Emulsi air-diesel disiapkan dengan 5% air. Bahan bakar yang homogen lebar langsung ditransfer dari sistem pencampuran ke dalam mesin. Bahan bakar lebar yang disiapkan tidak mengandung surfaktan apapun, oleh karena itu disebut sebagai bahan bakar emulsi jangka panjang yang tidak stabil (UW/D). Mesin diesel diuji dalam empat kondisi beban yang berbeda (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) dan dengan kecepatan konstan 3000 rpm. Dalam rangka untuk membandingkan efek seperti kinerja bahan bakar dan emisi, bahan bakar emulsi surfaktan-stabil (emulsi stabil (SW/D)) dan bahan bakar diesel rapi (D2) juga diuji pada mesin yang sama. 5% air digunakan untuk emulsi tidak stabil dan emulsi yang stabil.

Hasil

Uji mesin menunjukkan bahwa bahan bakar emulsi air-diesel tanpa surfaktan (UW/D) menghasilkan peningkatan yang signifikan dari mesin dengan 3,59% peningkatan efisiensi termal rem (BTE) dan pengurangan 3,89% pada konsumsi bahan bakar spesifik rem (BSFC) dibandingkan dengan bahan bakar diesel yang rapi. Bahan bakar emulsi, baik stabil (SW/D) dan unstabilized (UW/D), meningkatkan efisiensi termal mesin karena fenomena ledakan mikro. Fenomena ledakan mikro menyebabkan penguapan yang cepat dari tetesan air yang diemulsi. Karena tetesan air menit dikelilingi dalam minyak, proses penguapan yang intens mengganggu tetesan yang hebat menjadi partikel yang sangat halus, yang mempromosikan pencampuran udara dan bahan bakar. Gangguan tetesan dan pencampuran dengan udara meningkatkan efisiensi pembakaran secara signifikan.
Hasilnya menunjukkan bahwa konsep memproduksi dan mentransfer bahan bakar emulsi air-diesel secara real-time ke dalam mesin tanpa menggunakan surfaktan bekerja sangat baik. Transfer langsung dari campuran air-diesel yang disiapkan secara ultrasonik menghilangkan masalah stabilisasi untuk bahan bakar emulsi yang disimpan serta ketergantungan pada surfaktan. Air yang tidak stabil-bahan bakar emulsi diesel (UW/D) andal mempertahankan bentuk emulsi tanpa mencapai tahap sedimentasi dalam 25sec (Lihat gambar di bawah).

Emulsifikasi ultrasonik adalah metode yang dapat diandalkan untuk menghasilkan bahan bakar emulsi air-dalam-diesel bebas emulsifier.

Perilaku tetesan ultrasonically emulsi Ater-in-diesel bahan bakar emulsi sepanjang waktu a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s dan d) 132 s. (pembesaran 1000 ×) – Ithnin et al. 2018

Jika dibandingkan dengan bahan bakar diesel yang rapi, bahan bakar emulsi air-dalam-Diesel memiliki emisi gas buang yang secara signifikan berkurang dari nitrogen oksida (NOx) dan partikulat Matter (PM) dengan pengurangan rata-rata 31,66% dan 16,33% masing-masing.

Secara keseluruhan, ultrasonically disiapkan emulsi – atau distimasi oleh surfaktan – membantu menghemat bahan bakar diesel, dan mengurangi emisi gas buang.
Emisi knalpot Greener dan penghematan bahan bakar dengan Ultrasonics!

Emulsi nano-sized water-fuel yang diemulsikan secara ultrasonik. (Klik untuk memperbesar!)

Atomisasi primer dan sekunder dalam semprotan api bahan bakar emulsifikasi.

Ultrasonic emulsifier 3x UIP1000hdT untuk air-di-diesel emulsi

3 x UIP1000hdT sistem emulsi ultrasonik untuk emulsi air-di-diesel

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Ultrasonic air-di-diesel
Untuk:

  • lokomotif kereta api
  • kapal laut
  • Generator listrik stasioner

Ternary fase emulsi

Emulsi fase ternary, juga dikenal sebagai emulsi tiga fasa, terdiri dalam air, minyak dan surfaktan. Selama emulsifikasi ultrasonik air ke dalam fase diesel surfaktan ditambahkan. Agen Pengemulsi memperpanjang stabilitas emulsi dan memungkinkan untuk menyimpan bahan bakar air dalam diesel. Stabilitas emulsi W/D tergantung pada emulsifier, parameter proses ultrasonik dan suhu. Dengan kombinasi yang tepat dari surfaktan dan parameter sonikasi, stabilitas jangka panjang yang signifikan dari WiDE dapat dicapai.

Instalasi dan retro-Fitting dari sistem emulsifikasi ultrasonik sederhana, aman dan murah. Bahan bakar emulsi W/D dapat digunakan dalam kombinasi dengan mesin diesel konvensional (misalnya, pembangkit listrik, Mesin kereta api, Mesin kapal) tanpa modifikasi.

Keuntungan dari Ultrasonic diesel emulsi bahan bakar

  • emulsi berukuran halus
  • kandungan air variabel
  • dengan atau tanpa surfaktan
  • waktu pemrosesan yang singkat
  • mudah dipasang
  • aman untuk beroperasi
  • investasi rendah, RoI cepat
  • biaya pemeliharaan yang rendah
  • perkuatan mudah
  • tidak ada modifikasi mesin

Apa yang membuat bahan bakar yang lebar lebih efisien? – Fenomena ledakan-mikro

Bahan bakar emulsi air-di-diesel terdiri dari partikel air yang ditangguhkan dalam fase diesel kontinyu. Ketika dibakar, tetesan air yang berukuran halus dalam bahan bakar emulsi mencapai tahap superdipanaskan mereka lebih cepat dari diesel dan menciptakan ekspansi uap break-up (ledakan spontan) selama pembakaran, menciptakan partikel yang sangat halus. Karena luas permukaan yang meningkat dari partikel menit dikombinasikan dengan udara intake, udara dan bahan bakar pencampuran secara signifikan meningkat dan meningkatkan sehingga efisiensi pembakaran. (Ivanov, Nevedov 1965)

Kinerja tinggi sistem Emulsifikasi ultrasonik

Hielscher Ultrasonics memasok performa tinggi prosesor ultrasonik untuk produksi terus menerus dari emulsi berkualitas tinggi (Nano-). Unggul kinerja ultrasonik, ketahanan, dan tapak kecil membuat Hielscher Ultrasonicators sistem pencampuran yang ideal untuk air-di-diesel emulsi bahan bakar. Wether Anda ingin menghasilkan bahan bakar emulsi untuk injeksi langsung ke mesin pembakaran atau bahan bakar emulsi yang stabil untuk penyimpanan dan kemudian pembakaran, Hielscher Ultrasonics memiliki setup yang paling cocok untuk aplikasi Anda. Dari sistem emulsi ultrasonik yang lebih kecil untuk integrasi di lokomotif kereta api dan kapal laut pedalaman hingga generasi volume Aqua-Fuel besar untuk pembangkit listrik dan kapal laut yang besar – cluster kami ultrasonik prosesor memungkinkan untuk pengolahan bahan bakar emulsi volume apapun.
Selain output ultrasonik yang tinggi, kehandalan dan ketahanan, Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri dapat dikontrol dan dipantau dengan tepat. Sensor suhu dan tekanan mengirimkan data ke Generator, di mana semua parameter proses penting seperti amplitudo, bersih dan Total energi, suhu dan tekanan direkam pada kartu SD bawaan. Kontrol perangkat lunak cerdas memungkinkan untuk menetapkan dan menetapkan parameter proses yang tepat untuk bahan bakar emulsi standar dari terus menerus berkualitas tinggi. Reaktor aliran ultrasonik berjaket dapat didinginkan secara efisien dan memungkinkan untuk memproses emulsi pada suhu tertentu. Kekokohan peralatan ultrasonik kami memungkinkan untuk 24/7 operasi pada tugas berat dan dalam lingkungan menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Flow Rate Direkomendasikan perangkat
0.5 ke 4L/min UP200Ht, UP400St
1 hingga 8L/min UIP2000hdT
2 hingga 20L/min UIP4000hdT
30 hingga 300L/min UIP16000
kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silahkan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang ultrasonik prosesor, air-Fuel emulsifikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi persyaratan emulsi Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Hielscher Ultrasonics memproduksi kinerja tinggi homogenizers ultrasonik untuk dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi sel.

Homogenizers ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan skala industri.

Literatur / Referensi

  • Ahmad Muhsin Ithnin; Wira Jazair Yahya; Mohammad Azrin Ahmad; Nur Atiqah Ramlan; Oleh hassanuddin Abdul Kadir; Nor Azwadi Che sidik; Tsuyoshi Koga (2018): Pengemulsi-bahan bakar emulsi air-dalam-diesel gratis: perilaku stabilitas, kinerja mesin dan emisi knalpot. Bahan bakar 215, 2018. 454-462.
  • Mohammed Yahaya Khan; Z. A. Abdul Karim; Ftwi Yohaness Hagos; A. Rashid A. Aziz; Isa M. Tan (2014): Current tren dalam air-di-diesel emulsi sebagai bahan bakar. Jurnal ilmiah Dunia 2014 (17): 527472.
  • Oleh Piotr Pacholski; Mariola Błaszczyk; Jerzy Sęk (2016): Emulsified diesel sebagai alternatif bahan bakar. Masalah teknis 4/2016 PP. 62-67.
  • V.M. Ivanov; P.I. Nefedov (1965): investigasi eksperimental dari proses pembakaran bahan bakar cair alami dan emulsifikasi, NASA Tech. TRANSL. TIF-258, 1965.


Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Aquafuels/air-in-diesel bahan bakar

Emulsi adalah sistem cair yang terdiri dari dua atau lebih cairan yang tidak bercampur, di mana satu atau lebih fase (Disperse fase) yang halus tersebar di yang lain (fase kontinyu). Untuk air – emulsi bahan bakar diesel, air tersebar sebagai tetesan halus dalam fase bahan bakar diesel kontinyu. Jenis emulsi ini dikenal sebagai emulsi "air dalam bahan bakar" atau sebagai aquafuel.