Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Alternativa ultrasonica all'idrodesolforazione

Le raffinerie di petrolio si trovano ad affrontare forniture di greggio (acido) sempre più solforoso e la pressione normativa ambientale sul contenuto di zolfo della benzina. Allo stesso tempo, i costi dell'idrodesolforazione convenzionale (HDS) stanno aumentando a causa dell'idrogeno necessario. Il trattamento di cavitazione ad ultrasuoni è un metodo alternativo efficace.

I combustibili fossili contengono composti dello zolfo. Questi derivano dalla degradazione di materia biologica contenente zolfo durante la formazione naturale dei combustibili fossili.

IdrodesolforazioneVeicoli, come automobili, aerei e navi o centrali elettriche. causano anidride solforosa (SO2) come risultato della combustione del combustibile petrolifero. Lo stesso zolfo – anche in concentrazioni molto basse – danneggia i catalizzatori di metalli nobili nel reforming catalitico a valle nelle raffinerie di petrolio. Le ultime normative ambientali richiedono una desolforazione molto profonda per soddisfare i requisiti della diesel a bassissimo tenore di zolfo (ULSD) capitolati.

Sfondo – Idrodesolforazione (HDS)

Idrodesolforazione (HDS) è lo standard processo catalitico per la rimozione dello zolfo dai prodotti petroliferi. In questo processo, le frazioni sulfuree del petrolio greggio vengono mescolate con idrogeno e un catalizzatore per reagire al solfuro di idrogeno solforato. In genere, il catalizzatore è costituito da una base di allumina impregnata di cobalto e molibdeno. Come l'olio le forniture si inaspriscono ulteriormenteper la desolforazione sono necessarie pressioni più elevate e catalizzatori alternativi. I composti aromatici recalcitranti dello zolfo (ad es. 4,6-dimetildibenzotiofene) non possono essere rimossi con l'idrodesolforazione, a causa della loro bassa reattività (vedi Deshpande 2004).

desolforazione assistita da ultrasuoni

Un'alternativa all'idrodesolforazione è la desolforazione assistita da ultrasuoni. L'esposizione dei liquidi alle onde ultrasoniche di alta intensità provoca cavitazione acustica. Questa è la formazione e la successiva crollo violento di piccole bolle di vuoto (cavitazione). A livello locale, condizioni estreme derivano dal violento crollo di ogni bolla:

  • Temperatura: fino a 5000 Kelvin
  • Pressione: fino a 2000 atmosfere
  • Getti di liquidi: fino a 1000 km/h.

Tali condizioni promuovono un migliore chimica di superficie di catalizzatori attraverso una migliore micro-miscelazione. In particolare le alte temperature locali cambiare la cinetica di reazione chimica del processo di desolforazione. (vedi Sonochimica). Questo effetto permette un'alternativa – meno costoso – catalizzatori o chimica alternativa della desolforazione da usare. Deshpande et al. (2004) studia un sistema ossidativo composto da carbonato di sodio e perossido di idrogeno in un sistema bifasico di diesel e acetonitrile. L'ecografia è stata applicata al sistema bifasico. Lo studio ha ottenuto una riduzione del contenuto di DMDBT di oltre il 90% nei campioni diesel.

Apparecchiature di processo ad ultrasuoni

Hielscher è il fornitore leader di dispositivi a ultrasuoni ad alta capacitàin tutto il mondo. Come Hielscher fa processori ad ultrasuoni fino a 16kW potenza per singolo dispositivoc'è nessuna limitazione delle dimensioni dell'impianto o capacità di lavorazione. I cluster di diversi sistemi da 16kW sono utilizzati per l'elaborazione di grandi flussi di volume. Lavorazione industriale del combustibile non ha bisogno di molta energia ultrasonica. L'effettivo fabbisogno energetico può essere determinato utilizzando un processore ad ultrasuoni da 1kW in una bilancia da banco. Tutti i risultati di tali prove da banco possono essere produzione su scala industriale.

Se necessario, dispositivi a ultrasuoni certificati FM e ATEX (ad es. UIP1000-Exd) sono disponibili per la sonicazione in ambienti pericolosi.

Costi dell'ultrasonicazione

L'efficienza energetica complessiva è importante per l'ultrasuoni dei liquidi. L'efficienza descrive quanta potenza viene trasmessa dalla spina al liquido. I nostri dispositivi di sonicazione hanno un'efficienza complessiva di oltre l'80%.L'ultrasonicazione è una tecnologia di elaborazione efficace. I costi di lavorazione ad ultrasuoni derivano principalmente dall'investimento
per i dispositivi a ultrasuoni, i costi di utilità e di manutenzione. L'eccezionale efficienza energetica (vedi tabella) dei dispositivi ad ultrasuoni Hielscher aiuta a ridurre i costi di utilità.

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Letteratura

Deshpande, A., Bassi, A., Prakash, A. (2004): Ossidazione di 4,6-dimetildibenzotiofene in un sistema Diesel-Acetonitrile bifasico, assistito da ultrasuoni e catalizzato a base di base.Dentro: Energia Combustibili, 19 (1), 28 -34, 2005.

Mei H., Mei B.W., Yen T.F. (2003): Un nuovo metodo per ottenere combustibile diesel a bassissimo tenore di zolfo mediante desolforazione ossidativa assistita da ultrasuoni; in: Carburante, volume 82, numero 4, marzo 2003, pp. 405-414(10), 2003.