Ультразвуковое излучение для нефти, газа и возобновляемых видов топлива
Колебания цен на нефть, жесткие нормы по выбросам парниковых газов и глобальная тенденция к переходу на экологически чистую энергетику сделали топливную экономичность и соблюдение экологических норм главными приоритетами для нефтяной отрасли & газовая промышленность. Ультразвуковые устройства компании Hielscher широко используются в научно-исследовательских лабораториях и промышленных перерабатывающих предприятиях для удовлетворения этих потребностей в широком спектре областей применения
Ультразвуковые аппараты Hielscher отлично справляются с такими важнейшими этапами технологического процесса, как перемешивание, диспергирование, гомогенизация и растворение порошков в жидкостях, а также приготовление высокостабильных эмульсий. Такая универсальность напрямую способствует оптимизации технологических процессов производства топлива. Ниже вы узнаете, как ультразвуковая технология может оптимизировать производство как традиционного, так и возобновляемого топлива.
Снижение выбросов NOx путем эмульгирования масла/воды
Впрыск воды непосредственно в зону сгорания является проверенным способом значительного сокращения выбросов NOx. Добавленная вода за счет испарения снижает пиковые температуры сгорания, что препятствует образованию термических NOx. При испарении вода способствует расщеплению и испарению окружающего топлива, что резко увеличивает эффективную площадь поверхности топлива и обеспечивает более полное сгорание. Ультразвуковая эмульгирование компании Hielscher обеспечивает стабильное и равномерное образование микроскопических топливно-водных эмульсий, максимально усиливая этот охлаждающий и улучшающий сгорание эффект.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о снижении NOx с помощью ультразвука!
Ультразвуковой реактор UIP1000hdT для улучшенной этерификации FFAs.
Сонохимическая десульфуризация
Десульфуризация с использованием ультразвука представляет собой высокоэффективную и экономически выгодную альтернативу традиционной гидродесульфуризации. Интенсивный локальный нагрев и микроструи высокого давления, генерируемые ультразвуковой кавитацией, коренным образом изменяют кинетику реакции удаления серы. Такое усиление реакции за счет энергии позволяет использовать более доступные катализаторы и менее агрессивные химические условия, что снижает как капитальные затраты, так и сложность эксплуатации, одновременно обеспечивая соблюдение более строгих предельных значений содержания серы.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о сонохимической десульфуризации!
Биодизель из растительного масла и животного жира
Биодизельное топливо является экологически чистой и возобновляемой альтернативой дизельному топливу на основе нефти. Оно производится методом переэтерификации из таких видов сырья, как растительные масла, масло из водорослей, животные жиры и отработанные жиры. Процесс производства основан на каталитической реакции между этими липидами и спиртом (как правило, метанолом). Ультразвуковое перемешивание компании Hielscher значительно ускоряет процесс переэтерификации за счет интенсивного микроперемешивания и эмульгирования, что резко сокращает время реакции и повышает выход продукта. Результатом является более эффективная производственная линия с меньшими капиталовложениями и сниженными эксплуатационными расходами.
Откройте для себя преимущества ультразвуковых смесительно-реакционных установок для производства биодизеля!
Биоэтанол из крахмала и сахара
Биоэтанол используется в качестве экологичной альтернативы бензину. Его получают путем ферментации из кукурузы, пшеницы, картофеля, сахарного тростника, риса и других зерновых культур. Дрожжи используются для ферментации крахмала и сахаров, содержащихся в этих культурах, с образованием этанола. Ультразвуковое разрушение клеточных структур и извлечение внутриклеточного материала уменьшает размер частиц и обеспечивает гораздо большую площадь поверхности, доступную для ферментов во время сжижения. Это повышает биодоступность крахмала и сахара и приводит к более быстрому и полному брожению, что позволяет получить больше этанола.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Распад клеток и Извлечение!
Биогаз из отходов и осадка
Биоэтанол — это широко используемая низкоуглеродная альтернатива традиционному бензину. Его получают путем ферментации крахмала и сахаров, извлеченных из таких сельскохозяйственных культур, как кукуруза, пшеница, картофель, сахарный тростник и рис. Ультразвуковое разрушение клеток разрушает жесткие клеточные стенки растений и высвобождает внутриклеточное содержимое, эффективно уменьшая размер частиц и максимально увеличивая площадь поверхности, подверженную ферментативному воздействию во время сжижения. Такая повышенная биодоступность ферментируемых сахаров приводит к более быстрым и полным циклам ферментации, а также к значительно более высокому выходу этанола.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Ультразвуковая дезинтеграция осадка!
Эффект многоступенчатого процесса UAOD при оптимальных параметрах
Часто задаваемые вопросы: Применение ультразвука в нефтегазовой отрасли и в сфере возобновляемых видов топлива
Как работает ультразвуковая десульфуризация и соответствует ли она экологическим нормам?
При ультразвуковой десульфуризации используются высокоинтенсивные звуковые волны для ускорения реакции или извлечения соединений серы из топлива (например, дизельного топлива и бензина). Эффект акустической кавитации увеличивает скорость массопереноса, что позволяет нефтеперерабатывающим заводам более эффективно производить топливо со сверхнизким содержанием серы (соответствующее стандартам Euro 5/6 или EPA). Данный процесс зачастую требует меньших затрат энергии и меньшего количества химических веществ по сравнению с традиционными методами, что делает его экономически эффективным решением для обеспечения соответствия нормативным требованиям.
Как ультразвуковая обработка влияет на осаждение парафина и асфальтенов?
Ультразвуковая обработка может препятствовать зародышеобразованию и росту кристаллов парафина и асфальтенов, удерживая их во взвешенном состоянии в жидкости и предотвращая закупорку трубопроводов. Кроме того, она способствует диспергированию химических ингибиторов, повышая их эффективность даже при более низких концентрациях. Это ключевой инструмент для обеспечения бесперебойности потока при добыче нефти в глубоководных районах и добыче тяжелой нефти.
В чём заключаются преимущества использования ультразвука для подготовки бурового раствора?
Ультразвуковая обработка обеспечивает равномерное распределение твердых частиц (таких как бентонит) и добавок в буровом растворе. Это улучшает реологические свойства жидкости, способствует более эффективному транспортированию бурового шлама и снижает вязкость. В результате повышается производительность бурения, уменьшается трение и снижаются эксплуатационные расходы.
Как ультразвуковая обработка способствует усилению каталитических реакций на нефтеперерабатывающих заводах?
Благодаря интенсивному микроперемешиванию и турбулентности ультразвук разрушает пограничный слой вокруг частиц катализатора. Это значительно улучшает массообмен и обнажает больше активных центров на поверхности катализатора, что приводит к ускорению реакции, повышению выхода и продлению срока службы катализатора.
Можно ли масштабировать ультразвуковые системы для промышленной добычи нефти и газа?
Безусловно. Компания Hielscher специализируется на производстве ультразвуковых аппаратов промышленного масштаба (мощностью до 16 кВт на единицу, которые можно легко объединять в кластеры), которые можно интегрировать в существующие технологические линии с помощью ультразвуковых проточных камер. Это позволяет плавно переходить от лабораторных испытаний к непрерывному промышленному производству с получением стабильных и воспроизводимых результатов.
Могут ли ультразвуковые аппараты Hielscher обрабатывать жидкости с высокой вязкостью, такие как тяжелая нефть или битум?
Да. Высокомощные зондовые ультразвуковые аппараты компании Hielscher разработаны специально для обработки высоковязких сред. Они создают высокие сдвиговые силы, необходимые для эффективного перемешивания, диспергирования и обработки тяжелых нефтей даже в сложных условиях.
Литература / Литература
- 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 – высокопроизводительный ультразвуковой аппарат мощностью 16 000 Вт для сероочистки сырой нефти