Ultrasunete de putere pentru emulsii apă-în-motorină

Utilizarea emulsiilor apă-în-combustibil este în rapidă expansiune datorită reglementărilor de mediu mai stricte și concurenței tot mai dure de pe piața transporturilor. Tehnologia de emulsionare cu ultrasunete permite o utilizare mai eficientă a combustibililor, cum ar fi combustibilii grei sau motorina, prin amestecarea apei în combustibilul de bază. Combustibilii apoși emulsionați cu ultrasunete asigură o ardere mai completă și un consum de combustibil mai economic, arzând în același timp cu mai puține emisii!

Emulsie apă-în-combustibil

Arderea combustibililor generează gaze periculoase, precum oxizi nitroși (NOx), hidrocarburi (HC), monoxid de carbon (CO), dioxid de carbon (CO2), precum și particule în suspensie (PM), funingine și fum, care sunt dăunătoare pentru sănătatea umană și pentru mediu. Emisiile acestor poluanți pot fi reduse semnificativ prin adăugarea de apă în combustibil.
Adăugarea a 5 – 25% apă în combustibil, cum ar fi păcura sau motorina, poate reduce drastic emisiile de poluanți periculoși. Apa injectată reduce temperatura adiabatică locală de ardere. Studiile au demonstrat că, astfel, emisiile de NOx pot fi reduse cu până la 40%, cele de CO2 cu 5% – 15%, iar cele de PM cu până la 90%. Fumul negru rezultat din arderea motorinei poate fi eliminat complet, deoarece combustibilul arde complet.
În același timp, consumul de combustibil poate fi redus cu aprox. 5%. Protejați mediul și economisiți combustibil!
Combustibilii care pot fi emulsionați includ hidrocarburi lichide, țiței, combustibili grei (HFO), nafta, kerosen, motorină, combustibili lichizi pentru încălzire, biodiesel și uleiuri vegetale.

Beneficii ecologice și economice:

• emisii mai reduse de NOx
• emisii mai reduse de funingine
• consum redus de combustibil
• ardere mai completă
• temperaturi maxime de ardere mai scăzute
• mai puține depuneri în cazan

Atomizarea primară și secundară în flacăra de pulverizare a combustibilului emulsionat.

Emulsii apă-în-combustibil obținute cu ultrasunete

Ultrasunetele de putere reprezintă o tehnologie bine cunoscută și dovedită pentru obținerea de emulsii fine, cu picături în domeniul micronic și nanometric. Tehnologia de emulsionare cu ultrasunete se bazează pe forțele de forfecare generate de cavitație. Prin cavitația ultrasonică, picăturile de apă și de combustibil sunt reduse la dimensiuni nanometrice și amestecate între ele, astfel încât se obține o emulsie fină (nano-/mini-emulsie). Pentru emulsionarea inline cu ultrasunete, fluxurile separate de combustibil și de apă pot fi reglate precis, astfel încât să fie asigurat un raport constant între apă și combustibil.
Omogenizatoarele cu ultrasunete pot fi instalate direct înaintea pompei de injecție, astfel încât emulsia omogenă apă-combustibil să poată fi injectată imediat în motor și să se evite stocarea emulsiei de combustibil. Când emulsia apă-combustibil este injectată în camera de ardere, picăturile de apă se evaporă rapid din cauza temperaturilor ridicate, deoarece punctul de fierbere al apei este mult mai scăzut decât cel al combustibilului. În timpul procesului de vaporizare, picăturile de apă se sparg în mod micro-exploziv și fragmentează combustibilul în picături mai mici. Prin urmare, amestecul apă-combustibil este atomizat în camera de ardere, astfel încât combustibilul și aerul din camera de ardere se amestecă mai bine, iar combustibilul poate arde complet. Picăturile foarte mici oferă o suprafață a particulelor foarte mare, ceea ce duce la o interfață apă-ulei extinsă, cu tensiune scăzută, care îmbunătățește și mai mult atomizarea. Aceasta crește eficiența arderii, ducând în final la o reducere semnificativă a costurilor cu combustibilul, care depășește costurile emulsionării.
Tehnologia de amestecare cu ultrasunete este un proces inline, care poate fi montat ulterior cu ușurință pe motoarele existente. Motorul în sine nu necesită modificări.

Cluster Hielscher UIP6000hdT alcătuit din până la 12x sonicatoare. Această configurație permite realizarea unui sistem de sonicare inline puternic, de 72kW, pentru procesare inline de înaltă performanță.

Tehnologie de emulsionare bazată pe ultrasunete

Tehnologia de emulsionare cu ultrasunete se bazează pe cavitație și pe amestecare cu forfecare ridicată. Undele ultrasonice de mare intensitate sunt cuplate în mediul lichid (amestecul combustibil-apă), creează picături cu dimensiuni în domeniul nanometric și permit producerea de emulsii bifazice apă-în-ulei și de emulsii trifazice ulei-în-apă-în-ulei.

Instalări pe:

• CHP – unități de producere combinată a energiei termice și electrice
• generatoare diesel
• centrale electrice
• nave maritime
• locomotive diesel
• poate fi montat ulterior pe toate motoarele diesel
• tehnologie la bord: navigabilitate

Nano-emulsionarea cu ultrasunete produce emulsii stabile

Echipamente cu ultrasunete pentru regim greu

Hielscher furnizează echipamente industriale cu ultrasunete pentru regim greu, care pot procesa fluxuri mari de combustibil – chiar și la vâscozități ridicate. Omogenizatoarele cu ultrasunete Hielscher sunt construite pentru funcționare 24/7 în condiții dificile. Sistemele noastre sunt ușor de utilizat și compacte, nu au piese în mișcare, sunt ușor de instalat și de operat și necesită foarte puțină întreținere.
Producția de combustibil-emulsie cu ultrasunete poate fi controlată în siguranță prin intermediul controlului din browser, în timp ce cele două fluxuri separate de alimentare cu apă și combustibil permit o dozare precisă a raportului apă-combustibil și reglarea / adaptarea amestecului de combustibil în timpul funcționării, în funcție de sarcina / turația actuală a motorului.

Proiectare, fabricație și consultanță – calitate Made in Germany

Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.

Producția cu ultrasunete a combustibililor-emulsie la bordul navelor maritime

Literatură / Referințe

• 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.