Ultraskaņa naftai, gāzei un atjaunīgajām degvielām
Svārstīgās naftas cenas, stingrās siltumnīcefekta gāzu emisiju prasības un pasaules virzība uz ilgtspējīgu enerģētiku ir padarījušas degvielas izmantošanas efektivitāti un atbilstību vides prasībām par naftas un gāzes nozares galvenajām prioritātēm. Hielscher ultraskaņas ierīces plaši izmanto pētniecības laboratorijās un komerciālās pārstrādes rūpnīcās, lai izpildītu šīs prasības visdažādākajos lietojumos
Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces izceļas tādos būtiskos apstrādes posmos kā sajaukšana, disperģēšana, homogenizēšana un pulveru šķīdināšana šķidrumos, kā arī īpaši stabilu emulsiju izveide. Šī daudzpusība tieši uzlabo degvielas ražošanas procesus. Tālāk uzziniet, kā ultraskaņas tehnoloģija var optimizēt gan tradicionālo, gan atjaunīgo degvielu ražošanu.
NOx samazināšana, emulģējot eļļu un ūdeni
Ūdens iesmidzināšana tieši sadegšanas procesā ir pārbaudīta metode NOx emisiju ievērojamai samazināšanai. Pievienotais ūdens iztvaikojot pazemina maksimālo sadegšanas temperatūru, tādējādi nomācot termisko NOx veidošanos. Iztvaikojot ūdens palīdz sašķelt sīkākos pilienos un iztvaicēt apkārtējo degvielu, krasi palielinot degvielas efektīvo virsmas laukumu pilnīgākai sadegšanai. Hielscher emulģēšana ar ultraskaņu nodrošina stabilu un vienmērīgu degvielas un ūdens mikroizmēra emulsiju veidošanos, maksimāli pastiprinot šo dzesējošo un sadegšanu uzlabojošo iedarbību.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par NOx samazināšanu, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu!
UIP1000hdT ultraskaņas reaktors brīvo taukskābju (FFA) esterifikācijas uzlabošanai.
Sonoķīmiskā desulfurizācija
Desulfurizācija ar ultraskaņas palīdzību piedāvā ļoti efektīvu un izmaksu ziņā izdevīgu alternatīvu tradicionālajai hidrodesulfurizācijai. Ultraskaņas kavitācijas radītā intensīvā lokālā uzkaršana un augstspiediena mikrostrūklas būtiski maina sēra atdalīšanas reakciju kinētiku. Šis enerģijas radītais uzlabojums ļauj izmantot lētākus katalizatorus un maigākus ķīmiskos apstākļus, samazinot gan kapitālieguldījumus, gan procesa ekspluatācijas sarežģītību un vienlaikus nodrošinot atbilstību stingrākām sēra satura robežvērtībām.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par sonoķīmisko desulfurizāciju!
Biodīzeļdegviela no augu eļļas un dzīvnieku taukiem
Biodīzeļdegviela ir tīra, atjaunīga alternatīva no naftas iegūtai dīzeļdegvielai. To ražo pāresterifikācijas ceļā no tādām izejvielām kā augu eļļas, aļģu eļļa, dzīvnieku tauki un tauku atkritumi. Ražošanas procesa pamatā ir katalītiska reakcija starp šiem lipīdiem un spirtu (parasti metanolu). Hielscher sajaukšana ar ultraskaņu krasi paātrina pāresterifikācijas procesu, radot intensīvu mikrosajaukšanu un emulģēšanu, kas būtiski saīsina reakcijas laiku un palielina iznākumu. Rezultāts ir efektīvāka ražošanas līnija ar mazākiem kapitālieguldījumiem un samazinātām ekspluatācijas izmaksām.
Iepazīstiet ultraskaņas sajaukšanas reaktoru priekšrocības biodīzeļdegvielas ražošanā!
Bioetanols no cietes un cukura
Bioetanolu izmanto kā videi draudzīgu alternatīvu benzīnam. To iegūst fermentācijas ceļā no kukurūzas, kviešiem, kartupeļiem, cukurniedrēm, rīsiem un citiem graudaugiem. Raugu izmanto, lai šajās kultūrās esošo cieti un cukurus fermentētu par etanolu. Šūnu struktūru sagraušana ar ultraskaņu un šūnu iekšējā materiāla ekstrakcija samazina daļiņu izmēru un sašķidrināšanas laikā padara fermentiem pieejamu daudz lielāku virsmas laukumu. Tas uzlabo cietes un cukura biopieejamību un nodrošina ātrāku un pilnīgāku fermentāciju, iegūstot vairāk etanola.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par šūnu sagraušanu un ekstrakciju!
Biogāze no atkritumiem un dūņām
Bioetanols ir plaši izmantota alternatīva parastajam benzīnam ar zemu oglekļa emisiju līmeni. To ražo, fermentējot cieti un cukurus, kas ekstrahēti no tādām kultūrām kā kukurūza, kvieši, kartupeļi, cukurniedres un rīsi. Šūnu sagraušana ar ultraskaņu noārda stingros augu šūnu apvalkus un atbrīvo šūnu iekšējo saturu, efektīvi samazinot daļiņu izmēru un maksimāli palielinot fermentu iedarbībai pieejamo virsmas laukumu sašķidrināšanas laikā. Šī uzlabotā fermentējamo cukuru biopieejamība nodrošina ātrākus un pilnīgākus fermentācijas ciklus un ievērojami lielāku etanola iznākumu.
Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par dūņu dezintegrāciju ar ultraskaņu!
Daudzpakāpju UAOD procesa ietekme pie optimāliem parametriem
Biežāk uzdotie jautājumi: ultraskaņas lietojumi naftas, gāzes un atjaunīgo degvielu nozarē
Kā darbojas desulfurizācija ar ultraskaņu, un vai tā atbilst vides aizsardzības prasībām?
Desulfurizācijā ar ultraskaņu izmanto augstas intensitātes skaņas viļņus, lai veicinātu sēra savienojumu reakcijas vai ekstrakciju no degvielām (piemēram, dīzeļdegvielas un benzīna). Akustiskās kavitācijas efekts palielina masas pārneses ātrumu, ļaujot naftas pārstrādes rūpnīcām efektīvāk ražot degvielas ar īpaši zemu sēra saturu (kas atbilst Euro 5/6 vai EPA standartiem). Šis process bieži prasa mazāk enerģijas un ķīmisko reaģentu nekā tradicionālās metodes, tādēļ tas ir izmaksu ziņā izdevīgs risinājums atbilstības nodrošināšanai.
Kā apstrāde ar ultraskaņu ietekmē parafīnu un asfaltēnu izgulsnēšanos?
Apstrāde ar ultraskaņu var kavēt parafīnu un asfaltēnu kristālu kodolu veidošanos un augšanu, saglabājot tos suspendētus šķidrumā, lai novērstu cauruļvadu aizsērēšanu. Turklāt tā palīdz disperģēt ķīmiskos inhibitorus, padarot tos efektīvākus zemākās koncentrācijās. Tas ir būtisks līdzeklis plūsmas nepārtrauktības nodrošināšanai naftas ieguvē dziļūdens apstākļos un smagās naftas ieguvē.
Kādas ir ultraskaņas izmantošanas priekšrocības urbšanas šķidruma kondicionēšanā?
Apstrāde ar ultraskaņu nodrošina vienmērīgu cieto daļiņu (piemēram, bentonīta) un piedevu dispersiju urbšanas šķīdumā. Tas uzlabo šķidruma reoloģiskās īpašības un izurbto iežu daļiņu transportēšanu, kā arī samazina viskozitāti. Rezultāts ir labāka urbšanas veiktspēja, mazāka berze un samazinātas ekspluatācijas izmaksas.
Kā apstrāde ar ultraskaņu uzlabo katalītiskās reakcijas naftas pārstrādes rūpnīcās?
Ar intensīvu mikrosajaukšanu un turbulenci ultraskaņa izjauc robežslāni ap katalizatora daļiņām. Tas ievērojami uzlabo masas pārnesi un padara pieejamus vairāk aktīvo centru uz katalizatora virsmas, palielinot reakciju ātrumu un iznākumu, kā arī pagarinot katalizatora kalpošanas laiku.
Vai ultraskaņas sistēmu mērogu var palielināt rūpnieciskai naftas un gāzes ieguvei?
Pilnīgi noteikti. Hielscher specializējas rūpnieciska mēroga ultraskaņas apstrādes ierīcēs (līdz 16kW katrai ierīcei, turklāt tās var viegli apvienot grupās), kuras var integrēt esošajos cauruļvados, izmantojot ultraskaņas plūsmas šūnu konfigurācijas. Tas ļauj vienmērīgi pāriet no laboratorijas izmēģinājumiem uz nepārtrauktu rūpniecisko ražošanu ar stabiliem, reproducējamiem rezultātiem.
Vai Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces var apstrādāt augstas viskozitātes šķidrumus, piemēram, smago naftu vai bitumenu?
Jā. Hielscher lieljaudas zondes tipa ultraskaņas apstrādes ierīces ir konstruētas ļoti viskozu vielu apstrādei. Tās nodrošina lielos bīdes spēkus, kas nepieciešami smagās naftas efektīvai sajaukšanai, disperģēšanai un apstrādei pat sarežģītos apstākļos.
Literatūra / Atsauces
- 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 – augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīce ar 16 000 vatu ultraskaņas jaudu jēlnaftas desulfurizācijai