Hoogvermogen-ultrasoon voor water-in-dieselemulsies

Het gebruik van water-in-brandstofemulsies neemt snel toe door strengere milieuvoorschriften en de hevigere concurrentie op de transportmarkt. De ultrasone emulsificatietechnologie maakt een efficiënter gebruik van brandstoffen, zoals zware brandstoffen of diesel, mogelijk door water door de basisbrandstof te mengen. Ultrasoon geëmulgeerde water-brandstofmengsels zorgen voor een volledigere verbranding en een zuiniger brandstofverbruik, terwijl de brandstoffen met minder emissies worden verbrand!

Water-in-brandstofemulsie

Bij de verbranding van brandstoffen ontstaan gevaarlijke gassen, zoals “nitrous oxides” (NOx), koolwaterstoffen (HC), koolmonoxide (CO), kooldioxide (CO2), evenals fijnstof (PM), roet en rook, die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid en het milieu. De uitstoot van deze verontreinigende stoffen kan aanzienlijk worden verminderd door water aan de brandstof toe te voegen.
Het toevoegen van 5 – 25% water aan de brandstof, zoals zware stookolie of diesel, kan de uitstoot van gevaarlijke verontreinigende stoffen drastisch verminderen. Het geïnjecteerde water verlaagt de plaatselijke adiabatische verbrandingstemperatuur. Onderzoeken hebben aangetoond dat hierdoor de uitstoot van NOx met maximaal 40%, CO2 met 5% – 15% en PM met maximaal 90% kan worden verminderd. Zwarte rook door dieselverbranding kan volledig worden geëlimineerd doordat de brandstof volledig wordt verbrand.
Tegelijkertijd kan het brandstofverbruik met een percentage worden verminderd van ongeveer 5%. Spaar het milieu en bespaar brandstof!
Emulgeerbare brandstoffen zijn onder meer vloeibare koolwaterstoffen, ruwe olie, zware brandstoffen (HFO), nafta, kerosine, diesel, stookoliën, biodiesel en plantaardige oliën.

Milieuvoordelen en economische voordelen:

• lagere NOx-uitstoot
• lagere roetuitstoot
• lager brandstofverbruik
• volledigere verbranding
• lagere piekverbrandingstemperaturen
• minder vervuiling in de ketel

Primaire en secundaire verneveling in de sproeivlam van geëmulgeerde brandstof.

Ultrasone water-in-brandstofemulsies

Hoogvermogen-ultrasoon is een bekende en bewezen technologie om fijne emulsies te maken met druppels in het micro- en nanobereik. De ultrasone emulsificatietechnologie is gebaseerd op afschuifkrachten door cavitatie. Door ultrasone cavitatie worden de water- en brandstofdruppels tot nanogrootte verkleind en met elkaar gemengd, zodat een fijne emulsie (nano-/mini-emulsie) ontstaat. Voor de ultrasone inline emulsificatie kunnen de afzonderlijke brandstof- en waterstromen nauwkeurig worden ingesteld, zodat een constante verhouding tussen water en brandstof wordt gewaarborgd.
De ultrasone homogenisatoren kunnen direct vóór de injectiepomp worden geïnstalleerd, zodat de homogene water-brandstofemulsie onmiddellijk in de motor kan worden geïnjecteerd en opslag van de brandstofemulsie wordt vermeden. Wanneer de water-brandstofemulsie in de verbrandingskamer wordt geïnjecteerd, verdampen de waterdruppels snel door de hoge temperaturen, omdat het kookpunt van water veel lager is dan dat van de brandstof. Tijdens het verdampingsproces barsten de waterdruppels op micro-explosieve wijze uiteen en breken ze de brandstof op in kleinere druppels. Hierdoor wordt het water-brandstofmengsel in de verbrandingskamer verneveld, zodat brandstof en lucht in de verbrandingskamer beter worden gemengd en de brandstof volledig kan worden verbrand. De zeer kleine druppels bieden een zeer groot deeltjesoppervlak, wat resulteert in een groot water-oliegrensvlak met een lage grensvlakspanning, waardoor de verneveling verder verbetert. Dit verhoogt de verbrandingsefficiëntie en resulteert uiteindelijk in een aanzienlijke verlaging van de brandstofkosten, die groter is dan de kosten van de emulsificatie.
De ultrasone mengtechnologie is een inline proces dat eenvoudig achteraf bij bestaande motoren kan worden geïnstalleerd. De motor zelf hoeft niet te worden aangepast.

Het cluster Hielscher UIP6000hdT bestaat uit maximaal 12x sonicatoren. Met deze opstelling kan een krachtig inline sonicatiesysteem van 72kW worden samengesteld voor inline verwerking met hoge prestaties.

Emulsietechnologie met ultrasoon

De ultrasone emulsificatie is een technologie die is gebaseerd op cavitatie en mengen met sterke afschuiving. Ultrasone golven met een hoge intensiteit worden in het vloeibare medium (brandstof-watermengsel) gekoppeld, creëren druppelgroottes in het nanobereik en maken het mogelijk tweefasige water-in-olie-emulsies en driefasige olie-in-water-in-olie-emulsies te produceren.

Installaties op:

• WKK – warmtekrachtkoppelingseenheden
• dieselgeneratoren
• elektriciteitscentrales
• zeeschepen
• diesellocomotieven
• achteraf te installeren op alle dieselmotoren
• technologie aan boord: zeewaardigheid

Ultrasone nano-emulsificatie produceert stabiele emulsies

Ultrasone apparatuur voor zware toepassingen

Hielscher levert industriële ultrasone apparatuur voor zware toepassingen die hoge brandstofdebieten aankan – zelfs bij hoge viscositeiten. De ultrasone homogenisatoren van Hielscher zijn gebouwd voor 24/7-gebruik onder zware omstandigheden. Onze systemen zijn gebruiksvriendelijk en compact, hebben geen bewegende onderdelen, zijn eenvoudig te installeren en te bedienen en vereisen nauwelijks onderhoud.
De ultrasone productie van emulsiebrandstoffen kan veilig via browserbediening worden geregeld, terwijl de twee afzonderlijke toevoerstromen van water en brandstof een nauwkeurige dosering van de water-brandstofverhouding en het regelen / aanpassen van het brandstofmengsel tijdens bedrijf mogelijk maken, overeenkomstig de actuele motorbelasting / het actuele motortoerental.

Ontwerp, productie en advies – kwaliteit uit Duitsland

De sonicatoren van Hielscher staan bekend om hun hoogste kwaliteits- en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een probleemloze integratie van onze sonicatoren in industriële installaties mogelijk. De sonicatoren van Hielscher kunnen zware omstandigheden en veeleisende omgevingen gemakkelijk aan.

Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt bijzondere nadruk op sonicatoren met hoge prestaties met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard voldoen de sonicatoren van Hielscher aan de CE-voorschriften en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

Ultrasone productie van emulsiebrandstoffen aan boord van zeeschepen

Literatuur / referenties

• 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.