Ultrasoon voor olie, gas en hernieuwbare brandstoffen
Door de schommelende olieprijzen, strenge regelgeving inzake broeikasgassen en de wereldwijde tendens naar duurzame energie zijn brandstofefficiëntie en naleving van milieunormen topprioriteiten geworden voor de olie-industrie & gasindustrie. De ultrasone apparaten van Hielscher worden op grote schaal ingezet in onderzoekslaboratoria en commerciële verwerkingsinstallaties om aan deze eisen te voldoen in een breed scala aan toepassingen
De ultrasone apparaten van Hielscher blinken uit bij cruciale verwerkingsstappen zoals het mengen, dispergeren, homogeniseren en oplossen van poeders in vloeistoffen, evenals bij het samenstellen van zeer stabiele emulsies. Deze veelzijdigheid vertaalt zich direct in verbeterde werkprocessen voor de brandstofproductie. Ontdek hieronder hoe ultrasone technologie zowel de productie van conventionele als hernieuwbare brandstoffen kan optimaliseren.
NOx-reductie door olie/water-emulgering
Het rechtstreeks injecteren van water in het verbrandingsproces is een beproefde methode om de NOx-uitstoot aanzienlijk te verminderen. Het toegevoegde water verlaagt de piektemperaturen tijdens de verbranding door verdamping, waardoor de thermische vorming van NOx wordt onderdrukt. Terwijl het water verdampt, helpt het de omringende brandstof af te breken en te verdampen, waardoor het effectieve oppervlak van de brandstof drastisch toeneemt en een vollediger verbranding plaatsvindt. Ultrasone emulgering met Hielscher zorgt voor de stabiele, gelijkmatige vorming van brandstof/water-emulsies op microschaal, waardoor dit koelende en verbrandingsbevorderende effect wordt gemaximaliseerd.
Klik hier om meer te lezen over NOx-reductie met ultrasoonreiniging!
Ultrasone reactor UIP1000hdT voor verbeterde verestering van FFA's.
Sonochemische ontzwaveling
Ontzwaveling met behulp van ultrasone trillingen biedt een zeer efficiënt en kosteneffectief alternatief voor traditionele hydroontzwaveling. De intense lokale verhitting en de onder hoge druk staande microstralen die door ultrasone cavitatie worden gegenereerd, veranderen de reactiekinetiek van de zwavelverwijdering fundamenteel. Deze door energie aangedreven verbetering maakt het gebruik van goedkopere katalysatoren en mildere chemische omstandigheden mogelijk, waardoor zowel de kapitaaluitgaven als de operationele complexiteit worden verminderd en tegelijkertijd strengere zwavelgrenzen worden gehaald.
Klik hier om meer te lezen over Sonochemische ontzwaveling!
Biodiesel uit plantaardige olie en dierlijk vet
Biodiesel vormt een schoon, hernieuwbaar alternatief voor diesel op basis van aardolie. Het wordt geproduceerd via transesterificatie en is afkomstig van grondstoffen zoals plantaardige oliën, algenolie, dierlijke vetten en afvalvetten. Het productieproces is gebaseerd op een katalytische reactie tussen deze lipiden en een alcohol (meestal methanol). Ultrasoon mengen met Hielscher versnelt het transesterificatieproces aanzienlijk door intense micro-menging en emulgering te creëren, waardoor de reactietijden drastisch worden verkort en de opbrengst wordt verhoogd. Het resultaat is een efficiëntere productielijn met lagere kapitaalinvesteringen en lagere operationele kosten.
Ontdek de voordelen van ultrasone mengreactoren voor biodiesel!
Bio-ethanol uit zetmeel en suiker
Bio-ethanol wordt gebruikt als milieuvriendelijk alternatief voor benzine. Het wordt door middel van fermentatie vervaardigd uit maïs, tarwe, aardappelen, suikerriet, rijst en andere granen. Gist wordt gebruikt om het zetmeel en de suikers in deze gewassen te vergisten tot ethanol. Door ultrasone desintegratie van celstructuren en extractie van intracellulair materiaal wordt de deeltjesgrootte verkleind en komt er tijdens de vergisting een veel groter oppervlak bloot te liggen voor enzymen. Dit verbetert de biologische beschikbaarheid van zetmeel en suiker en leidt tot een snellere en vollediger vergisting, waardoor meer ethanol wordt geproduceerd.
Klik hier om meer te lezen over celdesintegratie en Extractie!
Biogas uit afval en slib
Bio-ethanol is een veelgebruikt, koolstofarm alternatief voor conventionele benzine. Het wordt geproduceerd door middel van de vergisting van zetmeel en suikers die worden gewonnen uit gewassen zoals maïs, tarwe, aardappelen, suikerriet en rijst. Door ultrasone celdesintegratie worden de harde celwanden van planten afgebroken en komt de intracellulaire inhoud vrij, waardoor de deeltjesgrootte effectief wordt verkleind en het blootgestelde oppervlak voor enzymatische werking tijdens de vergisting wordt gemaximaliseerd. Deze verbeterde biologische beschikbaarheid van fermenteerbare suikers leidt tot snellere, vollediger fermentatiecycli en aanzienlijk hogere ethanolopbrengsten.
Klik hier om meer te lezen over ultrasone slibdesintegratie!
Effect van meerstaps UAOD-proces bij optimale parameters
Veelgestelde vragen: Toepassingen van ultrasone technologie in de olie-, gas- en sector van hernieuwbare brandstoffen
Hoe werkt ultrasone ontzwaveling, en voldoet deze methode aan de milieuregels?
Bij ultrasone ontzwaveling worden geluidsgolven met hoge intensiteit gebruikt om de reactie of extractie van zwavelverbindingen uit brandstoffen (zoals diesel en benzine) te bevorderen. Het akoestische cavitatie-effect verhoogt de massatransfersnelheden, waardoor raffinaderijen efficiënter brandstoffen met een ultralaag zwavelgehalte (die voldoen aan de Euro 5/6- of EPA-normen) kunnen produceren. Dit proces vereist vaak minder energie en minder chemische middelen dan traditionele methoden, waardoor het een kosteneffectieve oplossing is om aan de normen te voldoen.
Welke invloed heeft ultrasone behandeling op de neerslag van was en asfalteen?
Ultrasone behandeling kan de vorming en groei van was- en asfalteenkristallen remmen, waardoor deze in de vloeistof in suspensie blijven en verstopping van de pijpleiding wordt voorkomen. Bovendien draagt het bij aan de verspreiding van chemische remmers, waardoor deze bij lagere concentraties effectiever zijn. Dit is een essentieel hulpmiddel voor het waarborgen van de doorstroming bij de productie van zware olie en in diep water.
Wat zijn de voordelen van het gebruik van ultrasone technologie voor de behandeling van boorvloeistoffen?
Door middel van ultrasone behandeling worden vaste stoffen (zoals bentoniet) en additieven gelijkmatig in de boorspoeling verspreid. Dit verbetert de reologische eigenschappen van de vloeistof, bevordert het transport van boorgruis en verlaagt de viscositeit. Het resultaat is een betere boorprestatie, minder wrijving en lagere exploitatiekosten.
Hoe bevordert ultrasone behandeling katalytische reacties in raffinaderijen?
Door intensieve micromenging en turbulentie verstoort ultrasone energie de grenslaag rond de katalysatordeeltjes. Dit zorgt voor een aanzienlijke verbetering van de massaoverdracht en legt meer actieve plaatsen op het katalysatoroppervlak bloot, wat leidt tot snellere reactiesnelheden, hogere opbrengsten en een langere levensduur van de katalysator.
Kunnen ultrasone systemen worden opgeschaald voor de industriële olie- en gasproductie?
Absoluut. Hielscher is gespecialiseerd in ultrasone apparaten op industriële schaal (tot 16 kW per eenheid, die eenvoudig in clusters kunnen worden opgesteld) die via ultrasone doorstroomcelconfiguraties in bestaande pijpleidingen kunnen worden geïntegreerd. Dit maakt een naadloze opschaling mogelijk van laboratoriumproeven naar continue industriële productie, met consistente, reproduceerbare resultaten.
Zijn de ultrasone apparaten van Hielscher geschikt voor vloeistoffen met een hoge viscositeit, zoals zware olie of bitumen?
Ja. De krachtige sondesonificatoren van Hielscher zijn speciaal ontworpen voor de verwerking van zeer viskeuze media. Ze leveren de hoge afschuifkrachten die nodig zijn om zware oliën effectief te mengen, te dispergeren en te behandelen, zelfs onder veeleisende omstandigheden.
Literatuur / Referenties
- 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 - een hoogwaardige sonicator met 16.000 watt ultrageluidvermogen voor ruwe ontzwaveling