Jaudas ultraskaņa ūdens dīzeļdegvielā emulsijām

Ūdens degvielā emulsiju izmantošana strauji paplašinās stingrāku vides aizsardzības noteikumu un sīvākas konkurences dēļ transporta tirgū. Ultraskaņas emulģēšanas tehnoloģija ļauj efektīvāk izmantot degvielu, piemēram, smago degvielu vai dīzeļdegvielu, iejaucot ūdeni pamatdegvielā. Ar ultraskaņu emulģētas ūdens un degvielas emulsijas nodrošina pilnīgāku sadegšanu un ekonomiskāku degvielas patēriņu, vienlaikus sadedzinot degvielu ar mazākām emisijām!

Ūdens degvielā emulsija

Degvielas sadegšana rada bīstamas gāzes, piemēram, slāpekļa oksīdus (NOx), ogļūdeņražus (HC), oglekļa monoksīdu (CO), oglekļa dioksīdu (CO2), kā arī cietās daļiņas (PM), kvēpus un dūmus, kas ir kaitīgi cilvēku veselībai un videi. Šo piesārņotāju emisijas var ievērojami samazināt, pievienojot degvielai ūdeni.
Pievienojot degvielai, piemēram, smagajam mazutam vai dīzeļdegvielai, 5 – 25% ūdens, var krasi samazināt bīstamo piesārņotāju emisijas. Iesmidzinātais ūdens samazina lokālo adiabātiskās sadegšanas temperatūru. Pētījumi ir pierādījuši, ka tādējādi NOx emisijas var samazināt līdz pat 40%, CO2 emisijas par 5% – 15% un PM emisijas līdz pat 90%. Melnos dūmus, kas rodas, sadegot dīzeļdegvielai, var pilnībā novērst, jo degviela sadeg pilnībā.
Vienlaikus degvielas patēriņš var tikt samazināts par aptuveni 5%. Saudzējiet vidi un taupiet degvielu!
Emulģējamās degvielas ietver šķidros ogļūdeņražus, jēlnaftu, smago degvielu (HFO), ligroīnu, petroleju, dīzeļdegvielu, kurināmo eļļu, biodīzeļdegvielu un augu eļļas.

Ieguvumi videi un ekonomikai:

• mazākas NOx emisijas
• mazākas kvēpu emisijas
• samazināts degvielas patēriņš
• pilnīgāka sadegšana
• zemākas maksimālās sadegšanas temperatūras
• mazāk nogulšņu katlā

Primārā un sekundārā izsmidzināšana emulģētas degvielas izsmidzinājuma liesmā.

Ar ultraskaņu iegūtas ūdens degvielā emulsijas

Jaudas ultraskaņa ir labi zināma un pārbaudīta tehnoloģija smalkdispersu emulsiju veidošanai ar pilieniem mikrometru un nanometru diapazonā. Ultraskaņas emulģēšanas tehnoloģijas pamatā ir kavitācijas radīti bīdes spēki. Ultraskaņas kavitācijas ietekmē ūdens un degvielas pilieni tiek samazināti līdz nanometru izmēram un sajaukti, veidojot smalkdispersu emulsiju (nanoemulsiju vai miniemulsiju). Veicot emulģēšanu ar ultraskaņu plūsmā, atsevišķās degvielas un ūdens plūsmas var precīzi regulēt, nodrošinot nemainīgu ūdens un degvielas attiecību.
Ultraskaņas homogenizatorus var uzstādīt tieši pirms iesmidzināšanas sūkņa, lai viendabīgo ūdens un degvielas emulsiju varētu nekavējoties iesmidzināt dzinējā un izvairītos no degvielas emulsijas uzglabāšanas. Kad ūdens un degvielas emulsija tiek iesmidzināta sadegšanas kamerā, augstās temperatūras dēļ ūdens pilieni strauji iztvaiko, jo ūdens viršanas temperatūra ir daudz zemāka nekā degvielai. Iztvaikošanas laikā ūdens pilieni pārplīst mikrosprādzienu veidā un sadala degvielu mazākos pilienos. Tādējādi ūdens un degvielas emulsija sadegšanas kamerā tiek izsmidzināta, lai degviela un gaiss sadegšanas kamerā labāk sajauktos un degviela varētu sadegt pilnībā. Ļoti mazie pilieni nodrošina ļoti lielu daļiņu virsmas laukumu, radot plašu ūdens un eļļas saskares virsmu ar zemu starpfāžu spraigumu, kas vēl vairāk uzlabo izsmidzināšanu. Tas palielina sadegšanas efektivitāti, galu galā nodrošinot ievērojamu degvielas izmaksu samazinājumu, kas pārsniedz emulģēšanas izmaksas.
Ultraskaņas sajaukšanas tehnoloģija ir process plūsmā, kuru var viegli integrēt esošos dzinējos. Pašam dzinējam nav nepieciešamas nekādas izmaiņas.

Hielscher UIP6000hdT ierīču grupa, kas sastāv no līdz pat 12x ultraskaņas apstrādes ierīcēm. Šī konfigurācija ļauj izveidot jaudīgu 72kW ultraskaņas apstrādes sistēmu augstas veiktspējas apstrādei plūsmā.

Uz ultraskaņu balstīta emulģēšanas tehnoloģija

Ultraskaņas emulģēšanas tehnoloģijas pamatā ir kavitācija un sajaukšana ar augstu bīdes intensitāti. Augstas intensitātes ultraskaņas viļņi tiek ievadīti šķidrajā vidē (degvielas un ūdens maisījumā), rada nanometru izmēra pilienus un ļauj iegūt divfāžu ūdens eļļā emulsijas un trīsfāžu eļļas ūdenī eļļā emulsijas.

Uzstādīšana:

• CHP – siltuma un elektroenerģijas koģenerācijas iekārtās
• dīzeļģeneratoros
• elektrostacijās
• jūras kuģos
• dīzeļlokomotīvēs
• iespējams papildus uzstādīt visos dīzeļdzinējos
• tehnoloģija izmantošanai uz kuģa: piemērotība kuģošanai jūrā

Ultraskaņas nanoemulģēšana rada stabilas emulsijas

Ultraskaņas iekārtas darbam smagos apstākļos

Hielscher piegādā rūpnieciskas ultraskaņas iekārtas darbam smagos apstākļos, kas spēj apstrādāt lielas degvielas plūsmas – pat pie augstas viskozitātes. Hielscher ultraskaņas homogenizatori ir paredzēti darbam 24/7 smagos apstākļos. Mūsu sistēmas ir operatoram ērtas un kompaktas, tām nav kustīgu detaļu, tās ir viegli uzstādīt un lietot, un tām gandrīz nav nepieciešama apkope.
Emulsijas degvielas ražošanu ar ultraskaņu var droši vadīt pārlūkprogrammā, savukārt divas atsevišķas ūdens un degvielas padeves plūsmas ļauj precīzi dozēt ūdens un degvielas attiecību un darbības laikā regulēt / pielāgot degvielas maisījumu atbilstoši pašreizējai dzinēja slodzei / apgriezienu skaitam.

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte

Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces ir plaši pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas apstrādes ierīces netraucēti integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces viegli tiek galā ar smagiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādes ierīcēm, kurās apvienotas vismodernākās tehnoloģijas un lietotājam ērta lietošana. Protams, Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces atbilst CE un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.

Emulsijas degvielu ražošana ar ultraskaņu uz jūras kuģiem

Literatūra / atsauces

• Al-Iwayzy, Saddam H.; Yusaf, Talal; Al-Juboori, Raed A. (2014): Biofuels from the Fresh Water Microalgae Chlorella vulgaris (FWM-CV) for Diesel Engines. Energies 7/2014. 1829-1851.
• Khan, Mohammed Yahaya; Karim, Z. A. Abdul; Hagos, Ftwi Yohaness; Aziz, A. Rashid A.; Tan, Isa M. (2014): Current Trends in Water-in-Diesel Emulsion as a Fuel. The Scientific World Journal 2014.
• Scarpete, Dan (2013): Diesel-Water Emulsion, an Alterantive Fuel to Reduce Diesel Engine Emissions. Machines, Technologies, Materials 7/2013. 13-16.