Превосходное нанотопливо за счет ультразвукового диспергирования
- Ультразвуковая дисперсия используется для производства нанотоплива или диесхола, топливной смеси этанола и дизельного топлива, которая улучшается за счет добавления УНТ или наночастиц.
- Силовой ультразвук позволяет получать сверхтонкие нанотопливные эмульсии и дисперсии.
- Ультразвуковые наночастицы в топливе улучшают топливные характеристики и характеристики выбросов.
- Ультразвуковые поточные диспергаторы доступны в промышленных масштабах для производства нанотоплива.
Нанотопливо
Нанотопливо состоит из смеси базового топлива (например, дизельного топлива, биодизеля, топливных смесей) и наночастиц. Эти наночастицы действуют как гибридные нанокатализаторы, которые обеспечивают большую площадь реакционноспособной поверхности. Ультразвуковое рассеивание наноприсадки приводит к значительному улучшению характеристик топлива, таким как уменьшение задержки зажигания, более длительное поддержание пламени и воспламенение агломератов, а также значительное общее снижение выбросов.
Наноразмерные смеси топливных частиц превосходят чистое жидкое топливо по топливным характеристикам благодаря более высокой плотности энергии, более быстрому и легкому воспламенению, улучшенному каталитическому эффекту, снижению выбросов, более быстрому испарению и скорости сгорания, а также повышению эффективности сгорания.
Ультразвуковое диспергирование наночастиц в топливе
Чтобы избежать оседания наночастиц в топливном баке, частицы должны быть диспергированы софистически. Ультразвуковые процессоры представляют собой мощные и надежные диспергаторы, которые хорошо известны своей способностью смешивать, деагломерировать и даже измельчать наночастицы для получения стабильной дисперсии с нужным размером частиц.
Ультразвуковые диспергаторы Hielscher являются проверенными инструментами для диспергирования нанотрубок и частиц в топливо.
В приведенном ниже списке представлен обзор уже протестированных наноматериалов, диспергированных в топливе:
- УНТ – Углеродные нанотрубки
- Аг – Серебро
- Аль – алюминий
- Аль2O3 – оксид алюминия
- AlCuOx – оксиды алюминия и меди
- b – бор
- Центр сертификации – кальций
- КаКо3 – карбонат кальция
- Фе – железо
- Cu – Медь
- CuO – оксид меди
- Се – церий
- Директор2 – оксид церия
- (Генеральный директор2)· (ZrO2) – Оксид церия и циркония
- СО – кобальт
- Мг – магний
- Мн – марганец
- TiO2 – диоксид титана
- ZnO – оксид цинка
Ультразвуковая проточная система мощностью 7 кВт
Наноразмерный, ультразвуково монодисперсный оксид церия обладает высокой каталитической активностью благодаря высокому соотношению поверхности к объему, что приводит к повышению топливной эффективности и снижению выбросов.
Ультразвуковые наноэмульсии
Технология ультразвуковой эмульгирования используется для получения стабильных смесей этанола в декане, этанола в дизельном топливе или смесей дизель-биодизель-этанол/биоэтанол. Такие смеси являются идеальным базовым топливом, которое может быть улучшено на втором этапе за счет диспергирования наночастиц в топливе.
Ультразвуковая наноэмульгация также успешно применяется для производства акватоплива.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковом приготовлении акватоплива!
Ультразвуковое производство эмульсионных топлив
Промышленные ультразвуковые системы
Для получения стабильных эмульсий и дисперсий требуется мощный ультразвук и высокая амплитуда. Ультразвуковые технологии Hielscher’ Промышленные ультразвуковые процессоры могут обеспечивать очень высокую амплитуду, что важно для производства наноразмерных эмульсий и дисперсий. Таким образом, наши промышленные ультразвуковые аппараты могут быть легко запущены при амплитуды до 200 мкм в режиме 24/7 в тяжелых условиях. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды.
Hielscher предлагает экономичные, высокопрочные ультразвуковые процессоры с небольшой занимаемой площадью для установки на предприятиях с ограниченным пространством и сложными условиями эксплуатации.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | UIP4000 |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
ВставкаMPC48 – Решение Hielscher для превосходных наноэмульсий
Литература / Литература
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.
Факты, которые стоит знать
Нанотопливо
Нанотопливо относится к смеси топлива и наночастиц. При диспергировании наноэнергетических частиц в топливе физико-химические свойства топлива изменяются в зависимости от его функции, дисперсионной структуры и сложного взаимодействия теплообмена, потока жидкости и взаимодействия частиц. Из-за гетерогенного состава характеристики нанотоплива определяются типом базового топлива, а также составом, размером, формой, концентрацией и физико-химическими свойствами наночастиц. Характеристики нанотоплива могут существенно отличаться от характеристик базового топлива.
дизель
Дизельное топливо – это жидкое топливо, которое сжигается в дизельных двигателях. В дизельных двигателях топливо воспламеняется без искры, а за счет сжатия входной воздушной смеси и последующего впрыска дизельного топлива.
Обычное дизельное топливо представляет собой специфический фракционный дистиллят нефтяного мазута. В более широком смысле термин «дизельное топливо» относится к топливу, полученному не из нефти, например, биодизель, биомасса в жидкость (BTL), газ в жидкость (GTL) или дизельное топливо из угля в жидкость (CTL). BTL, GTL и CTL — это так называемое синтетическое дизельное топливо, которое может быть получено из любого углеродистого материала (например, биомассы, биогаза, природного газа, угля и т. д.). После газификации сырья в синтез-газ с последующей очисткой оно преобразуется с помощью реакции Фишера-Тропша в синтетическое дизельное топливо. Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD) — это стандарт дизельного топлива, который содержит значительно пониженное содержание серы.
Биодизель
Биодизель — это возобновляемое топливо, которое производится из растительных масел, животных жиров или переработанных смазок. Биодизель может использоваться для работы в дизельных транспортных средствах и генераторах. Его физические свойства схожи с свойствами нефтяного дизельного топлива, хотя он горит чище. Биодизельное топливо снижает выбросы несгоревших углеводородов (ВОУЗ), углекислого газа (CO2), окиси углерода (CO), оксидов серы и частиц сажи – по сравнению с выбросами, образующимися при сжигании обычного дизельного топлива. Выбросы оксидов азота (NOx) при использовании биодизеля могут быть выше (по сравнению с дизельным топливом). Однако это можно уменьшить за счет оптимизации сроков впрыска топлива.
Производство биодизеля значительно улучшается за счет ультразвуковой переэтерификации. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о производстве ультразвукового биодизеля!
этанол
Этаноловым топливом является этиловый спирт (С2H5OH) используется в качестве топлива. Этаноловое топливо в основном используется в качестве моторного топлива – В основном в качестве присадки к биотопливу в бензине. Сегодня автомобили могут работать на 100% этаноловом топливе или на так называемом flex-топливе, которое представляет собой смесь этанола и бензина. Обычно он производится в процессе ферментации биомассы, например, кукурузы или сахарного тростника. Поскольку топливо на основе этанола получают из возобновляемой, устойчивой биомассы, его часто называют биоэтанолом. Мощный ультразвук может значительно улучшить выработку биоэтанола. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о производстве ультразвукового биоэтанола!
Этанол является оксигенатом в Е-дизельном топливе. Основным недостатком E-diesel является несмешиваемость этанола в дизельном топливе в широком диапазоне температур. Тем не менее, биодизель может быть успешно использован в качестве амфифильного поверхностно-активного вещества для стабилизации этанола и дизельного топлива. Этанол-биодизель-дизельное топливо (EB-дизель) может быть смешано ультразвуком с микро- или наноэмульсией, чтобы EB-дизель был стабильным – даже при минусовых температурах и обладает превосходными топливными свойствами по сравнению с обычным дизельным топливом.