Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Redukcja NOx przez olej / woda-Emulsyfikacja

tlenki azotu (NOx) Znane są natychmiast niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Silniki wysokoprężne i benzynowe mobilne i stacjonarne, są w dużej mierze przyczynia się do światowego NOx ....emisji dwutlenku węgla. Emulsyfikacja paliwa wodą jest sposobem na zmniejszenie emisji NOx Emisje z silników. Ultradźwiękowy emulgowania jest skutecznym środkiem do wytwarzania emulsji woda-fine-size paliwa /.

Samochody i ciężarówki, samoloty, generatory elektryczne, wózki widłowe, urządzenia klimatyzacyjne i kotły generowania duże ilości pyłu zawieszonego (PM) i NOx przez spalanie produktów naftowych. NIEx odnosi się do mieszanek tlenku azotu (NO) i dwutlenek azotu (NO2), Jak również N2O, NR3N2O4 oraz n2O5, Tlenku azotu i dwutlenku azotu przyczyniać się do niskiego poziomu ozonu, smogu i są niebezpieczne dla środowiska i ludzi. Rozporządzenie odnosi się do środowiska zanieczyszczeń powietrza przez emisje zaostrzenie limitów, emisji spalin są także dwutlenek siarki (SO2) Wskutek związków siarki w paliwie. Problem ten jest zmniejszany o hydroodsiarczania lub ultradźwiękami wspierana odsiarczania.

Bieganie na paliwa / emulsja woda

W ciągu ostatnich lat wiele pracy zostało zrobione na Wpływ wody na NOx Poziomy emisji. Różne paliwa: stosunki objętościowe wody od 1: 1 do 19: 1, były testowane pod kątem właściwości spalania. W większości przypadków, od 1 do 2 procent objętościowych środka powierzchniowo czynnego dodaje się w celu stabilizacji emulsji.

Tło na spalaniu

Spalanie paliwa generuje energii cieplnej i mechanicznej. Frakcję mechaniczny może być wykorzystywany do napędzania tłoków lub turbiny do napędu lub wytwarzania energii. W większości silników, energia cieplna nie jest używany. Prowadzi to do zmniejszenia sprawności termodynamicznej.

Około. 90% NOx Otrzymany w procesie spalania paliwa jest NO. NO jest głównie utworzony przez utlenianie azotu atmosferycznego (N2). Dodaje się wody do paliwa obniża temperaturę spalania na skutek odparowania wody. Gdy woda z emulsji wodnej paliwo wyparowuje, otaczająca paliwo odparowuje się także. To zwiększa powierzchnię paliwa. Im niższa temperatura, tym lepiej i dystrybucja paliwa prowadzą do niższy powstawanie NOx.

ultradźwiękowy Emulsyfikacja

Wprowadzenie wody do spalania paliw wykazano w wielu pracach na obniżyć NOx emisje, Wodę można dodać tworząc emulsję paliwo / woda w dwojaki sposób:

  • niestabilizowane: inline emulgowanie wody do paliwa przed wtryskiem
  • stabilizowane: wytwarzanie stabilnej emulsji paliwa / wody do stosowania jako alternatywne paliwo wpuszczonych

Canfield (1999) podsumowuje NOx redukcja z wykorzystaniem wody i innych dodatków:

  • niestabilizowane emulsja
    • dodano wodę% objętości: 10 do 80%
    • NIEx redukcja przez: 4 do 60%
  • emulsja stabilizowana
    • dodano wodę% objętościowych od 25 do 50%
    • NIEx redukcja przez: 22 do 83%

Emulsja

EmulsjaEmulsja jest mieszanina generalnie mieszających się cieczy (warstwy), takie jak olej i woda. Podczas procesu emulgowania, fazę rozproszoną (na przykład wodą) wprowadza się do fazy ciekłej (na przykład oleju). Przez zastosowanie wysowkich sił ścinającychWielkość cząstek (= rozmiar kropelek) w fazie rozproszonej zmniejszona. Im mniejsza jest wielkość cząstek, tym bardziej stabilne jest wytworzona emulsja. Dodatkowa stabilność może zostać osiągnięte przez wprowadzenie środków powierzchniowo czynnych i stabilizatorów. Kliknij na grafikę powyżej zobaczyć przykładowe wyniki dla ultradźwiękowego emulgowania 10% wody w oleju silnikowym (wrzecionowego 3 Mobil Oil, Hamburg, Niemcy). Badanie to zostało przeprowadzone przez Behrend i Schuberta (2000).

Ultradźwięk


Gdy sonikacja cieczy o wysokiej intensywności, fale dźwiękowe, które propagują w ciekłych nośnikach powodować naprzemienne wysokiego ciśnienia (na ściskanie) i niskiego ciśnienia (rozrzedzenie) cykli, z szybkościami w zależności od częstotliwości. Podczas cyklu niskiego ciśnienia i wysokiej intensywności fal ultradźwiękowych za pomocą małych pęcherzyków lub pustych przestrzeni próżni w cieczy. Kiedy pęcherzyki osiągają objętość, w której nie mogą już absorbować energię, zapaść gwałtownie podczas cyklu wysokociśnieniowej. Zjawisko to nazywane kawitacji. Podczas implozji bardzo wysokie temperatury (ok. 5,000K) i pod ciśnieniem (ok. 2,000atm) osiąga się na miejscu. Implozja pęcherzyka kawitacyjnego skutkuje również strumieniami cieczy do 280m / s prędkości.

USG okazał się generować bardzo homogeniczne emulsje wody w oleju (W / O) i olej w wodzie (O / W) przez wysokim ścinaniu kawitacyjny, Jako parametry ultradźwięki są dobrze kontrolować wielkość i rozkład cząstek jest znacznie regulowane i powtarzalne, Typowo ultradźwięki stosuje się w reaktorze przepływowym komórek. W związku z tym, emulsja może być w sposób ciągły na linii, Z tego powodu, ultradźwięki mogą być wykorzystywane do sporządzania emulsji stabilizowanych i niestabilizowanych.

Poniższa tabela przedstawia ogólne zdolności produkcyjnych dla różnych poziomów mocy ultradźwiękowej.

natężenie przepływu
Zapotrzebowanie mocy
100 do 400 L / h
1 kW, np UIP1000hd
400 do 1600L / h
4kW np UIP4000
1.5 do 6,5 m3 /godz.
16kW, np UIP16000
10 do 40m3 /godz.
96kW, np 6xUIP16000
100 do 400 m3 /godz.
960kW, np 60xUIP16000

Ultradźwiękowy odgazowanie i pianotłumiąceUltradźwiękowy odgazowanie oleju za pomocą ultradźwiękowego UP200S procesor (200 W)

Ultradźwięki ma również przyczynić się do zmniejszyć ilość pęcherzyków powietrza w mieszaninie emulsyjnej. Na zdjęciu po prawej przedstawia wpływ (5 sek. Postęp zdjęć od lewej do prawej) ultradźwięki o zawartości bąbelków. Jak zmiany w fluktuacji powodują zawartość pęcherzyków w wtrysku, A odgazowania, odpowietrzanie i przeciwpieniący przez ultradźwięki poprawia osiągi silnika.

Ultradźwiękowy Process Equipment

Hielscher jest wiodącym dostawcą urządzeń ultradźwiękowych o dużej pojemności, na calym swiecie. Jak Hielscher sprawia ultradźwiękowe procesory do 16kW moc na jednym urządzeniu, jest bez limitu wielkości roślin lub zdolności do przetwarzania. Klastry kilku systemów 16kW są wykorzystywane do wytwarzania dużych ilości paliwa drop-in. przetwórstwo przemysłowe paliwo nie potrzebują dużo energii ultradźwiękowej. Rzeczywiste zapotrzebowanie na energię może być określona za pomocą ultradźwięków 1kW procesor w bench-top skalę. Wszystkie wyniki z tych bench-top prób może być łatwo zwiększają skale.

Koszty ultradźwięki

Ogólna efektywność energetyczna jest ważna dla ultrasonizacji płynów. Wydajność opisuje, jaka część mocy jest przekazywana z wtyczki do cieczy. Nasze urządzenia sonacyjne mają ogólną sprawność ponad 80%.Ultradźwięki to skuteczna technologia przetwarzania. Koszty ultradźwiękowe przetwarzania wynikają głównie z inwestycji
dla urządzeń ultradźwiękowych, koszty użytkowania i konserwacji. Wyjatkowy efektywności energetycznej (widzieć wykres) Urządzeń ultradźwiękowych Hielscher pomaga zmniejszyć koszty eksploatacji.

Poproś o więcej informacji!

Proszę skorzystać z formularza poniżej, jeśli chcesz wystąpić o dodatkowe informacje dotyczące używania ultradźwięków w emulgowania wody do paliwa.









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Literatura

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Wpływ Diesel-wodzie spalaniem Diesel Engine NOx Emisji, w: Praca magisterska przedstawiona szkoły absolwent University of Florida, 1999.