Hielscher ultrasunete tehnologie

NOx-Reducerea de ulei / apă-emulsificare

Oxizii de azot (NOX) Sunt cunoscute a fi imediat periculoase pentru sănătatea umană și mediu. motoare diesel și benzină mobile și staționare contribuie în mare măsură la nivel mondial NOX Emisiilor. Emulsificarea combustibilului cu apă este o modalitate de a reduceX emisiile de motoare. Emulsionarea cu ultrasunete este un mijloc eficient pentru a genera fin dimensiune de combustibil / apă-emulsii.

Mașini și camioane, avioane, generatoare electrice, motostivuitoare, unități de aer condiționat și boilere genera cantități mari de particule în suspensie (PM) șiX prin arderea produselor petroliere. NUX se referă la amestecuri de oxid nitric (NO) și dioxid de azot (NO2) Precum și N2O, NU3N2O4 si n2O5. Monoxidul de azot și dioxidul de azot contribuie la nivel scăzut de ozon, smog și sunt periculoase pentru mediu și oameni. Regulamentul de mediu abordează emisiile de poluanți atmosferici prin strângere limite. Emisiile ale motorului includ, de asemenea, dioxid de sulf (SO2) Ca urmare a compușilor cu sulf din combustibil. Această problemă este redusă prin hidrodesulfurare sau desulfurarea ultrasonically asistată.

Rularea pe combustibil / emulsie de apă

În ultimii ani, multă muncă a fost făcută pe influența apei asupra NOX nivelurile de emisie. Diverse combustibil: rapoarte volumetrice de apă de la 1: 1 la 19: 1 au fost testate pentru proprietățile de ardere. In majoritatea cazurilor, a fost adăugat 1 până la 2 procente în volum agent tensioactiv pentru stabilizarea emulsiei.

Context privind ardere

Arderea combustibilului generează energie termică și mecanică. Fracțiunea mecanică poate fi utilizată pentru a conduce pistoane sau turbine de propulsie sau electrică. În cele mai multe motoare, energia termică nu este folosită. Acest lucru duce la o eficiență mai mică termodinamic.

Aproximativ. 90% din NOX care rezultă din procesul de ardere a combustibilului este NO. NO este format în principal prin oxidarea azotului atmosferic (N2). Apa adăugată la combustibil scade temperatura de combustie din cauza evaporării apei. Când apa din emulsie apă-combustibil se evapora, combustibilul din jur este vaporizat, de asemenea. Aceasta mărește suprafața carburantului. Temperatura mai scăzută și distribuția de combustibil mai conduc la o Formarea inferioară a NOX.

cu ultrasunete emulsificare

Introducerea apei în arderea combustibililor a fost demonstrată în mai multe lucrări la inferior NOX emisiilor. Apa poate fi adăugată prin formarea unei emulsii de combustibil / apă în două moduri:

  • unstabilized emulsionarea inline de apă în combustibil înainte de injectare
  • stabilizat: fabricarea unei emulsii stabile combustibil / apă pentru a fi folosit ca o alternativă de combustibil drop-in

Canfield (1999) rezumă NOX reducerea prin utilizarea apei și a altor aditivi:

  • emulsie unstabilized
    • apă adăugată% vol: 10 la 80%
    • NUX Reducerea de: Cu 4 până la 60%
  • emulsie stabilizate
    • apă adăugată% vol: 25 până la 50%
    • NUX Reducerea de: De 22 la 83%

Emulsie

O emulsie este un amestec de general lichide nemiscibile (faze), cum ar fi petrolul și apa. In timpul procesului de emulsificare, faza dispersată (de exemplu apă), se introduce în faza lichidă (de exemplu, ulei). Prin aplicarea forfecare mare, Mărimea particulelor (= dimensiunea picăturii) din faza de dispersie este redus. Este mai mică dimensiunea particulelor, mai stabil este emulsia generat. stabilitate suplimentară poate fi realizată prin introducerea de agenți tensioactivi sau stabilizatori. Dați clic pe graficul de mai sus pentru a vedea rezultatele de eșantionare pentru emulsionarea cu ultrasunete de apă 10% în ulei de motor (Velocite 3, Mobil Oil, Hamburg Germania). Acest studiu a fost realizat de Behrend și Schubert (2000).

Ecografie


Când sonicarea lichide la intensități mari, undele de sunet care se propagă în mediul lichid rezultat alternativ de înaltă presiune (compresie) și cicluri (descarcării) de joasă presiune, cu rate în funcție de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, de înaltă intensitate unde ultrasonice a crea bule mici de vid sau golurile în lichid. Când bulele atinge un volum în care acestea nu mai pot absorbi energie, ele colaps violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen este numit cavitație. In timpul implozia temperaturi foarte ridicate (aproximativ 5,000K) și presiunile (aproximativ 2,000atm) sunt atinse la nivel local. Implozia bulei de cavitație, de asemenea, duce la jeturi de lichid de până la 280m / s viteză.

Cu ultrasunete a fost dovedit pentru a genera emulsii foarte omogene de apă în ulei (w / o) și ulei în apă (o / w) de către forfecare cavitaționale ridicată. Ca parametrii ultrasonare sunt bine controlabile, mărimea și distribuția particulelor este bine reglabil și repetabilă. De obicei, cu ultrasunete este aplicat într-un reactor cu curgere în celulă. De aceea, emulsia poate fi a făcut în mod continuu în linie. Din acest motiv, ultrasonication poate fi utilizat pentru fabricarea de emulsii stabilizate și nestabilizate.

Tabelul de mai jos prezintă capacități de prelucrare generale pentru diferite nivele de putere cu ultrasunete.

Debit
Puterea necesară
100 de la 400L / hr
1kW, de ex Uip1000hd
400 de la 1600L / hr
4kW, de ex UIP4000
1,5 de la 6.5 m ³/oră
16kW, de ex UIP16000
10 la 40m ³/oră
96kW, de ex 6xUIP16000
100 de la 400m ³/oră
960kW, de ex 60xUIP16000

Cu ultrasunete Degazare extinctoare(Click pentru vizualizare mai mare!) Degazare cu ultrasunete de ulei folosind un procesor cu ultrasunete UP200S (200 Watts)

Ultrasunete ajută, de asemenea, reduce cantitatea de bule de aer în amestecul de emulsie. Imaginea din dreapta arată efectul (5sec. Progres imagini de la stânga la dreapta) din ultrasonication privind conținutul cu bule. Ca variații în cauza fluctuațiilor de conținut cu bule în calendarul de injecție, o degazare, dezaerarea și antispumant prin ultrasonare îmbunătățește performanța motorului.

Ultrasunete Echipament de proces

Hielscher este furnizor de top de dispozitive cu ultrasunete de mare capacitate, la nivel mondial. Așa cum Hielscher face procesoare cu ultrasunete de până la 16kW putere pe un singur dispozitiv, există nici o limită în mărime de plante sau capacitatea de prelucrare. Clusterele de mai multe sisteme de 16kW sunt utilizate la fabricarea unor volume mari de combustibili în picătură. de prelucrare a combustibilului industrial nu are nevoie de multă energie cu ultrasunete. Cerința real de energie poate fi determinată folosind un procesor ultrasonic 1kW la scara banc-top. Toate rezultatele de la aceste studii banc-top poate fi scalate cu ușurință.

Costuri de Ultrasonication

(Click pentru vizualizare mai mare!) Eficiența energetică globală este importantă pentru ultrasonication de lichide. Eficiența descrie cât de mult din puterea este transmisă de la priza în lichid. Dispozitivele noastre sonicare au o eficiență totală mai mare de 80%.Ultrasonication este o tehnologie eficientă de procesare. Costurile de prelucrare cu ultrasunete rezulta in principal din investiții
pentru dispozitive cu ultrasunete, costurile de utilitate și de întreținere. restante eficienta energetica (vedea diagramă) De dispozitive cu ultrasunete Hielscher ajută la reducerea costurilor de utilitate.

Solicitați mai multe informații!

Va rugam sa folositi formularul de mai jos, în cazul în care doriți să solicite informații suplimentare privind utilizarea ultrasunetelor în emulsionarea apei în combustibil.









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Literatură

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influența vâscozității fazei continue asupra emulsionarea cu ultrasunete, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Efectele Diesel-apă ardere pe motor diesel NUX Emisiile, în: teza de master prezentat la școală absolvent de la Universitatea din Florida, 1999.