Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukové emulzie pre spaľovanie vody v nafte

Výkonové generátory, lodné motory a železničné motory, ktoré sú poháňané naftou, môžu byť prevádzkované efektívnejšie, keď sa používajú emulzie vody v nafte. Voda-Diesel emulzia palivá znižujú spotrebu paliva, znižujú teplotu horenia, spaľujú čistejšie a znižujú emisie, ako je NOx a sadzí. Ultrazvukový emulgfication je spoľahlivá, jednoduchá a účinná metóda na výrobu vysoko kvalitných vodných palív vo nafte.

Ultrazvuková Emulgačná voda-in-Diesel

Voda-in-Diesel emulzie (široká; W/D emulzia palivo) sú modifikované Diesel palivo alternatívu, ktorá obsahuje až 15% vody. Tiež známy ako Aqua-palivo, vo vode-Diesel emulzie, kvapôčky vody sú rozpúšťadle emulgované do kontinuálnej dieselovej fázy. Intenzívna sonikácia kvapalín generuje akustickú kavitáciu. Kavitačné šmykové sily narušiť kvapôčky a produkovať homogénnu emulziu inak nemiešateľné vody a dieselových fáz.

Emulzia vody v nafte

Široká (W/D emulzia) je definovaná ako zmes prirodzene nemiešateľných kvapalín kvapôčok vody (rozptýlená/vnútorná fáza) v nafte (kontinuálna/vonkajšia fáza). Emulgačný činidlo sa pridáva v nízkych koncentráciách s cieľom zlepšiť stabilitu emulzií a znížiť požiadavku na miešanie energie.

Dvojfázová emulzia

Dvojfázová emulzia opisuje zmes vody v nafte bez použitia surfaktantu. Pre dvojfázový široký, voda a Diesel kŕmenie prúdy sú rozpúšťadle emulgované vpravo vopred motora. Ultrazvukový dvojfázový voda-in-Diesel emulzia ide priamo z ultrazvukového toku-buniek reaktora do spaľovacieho motora. Bez povrchovo aktívnej látky sa emulzia neuskutočňuje na uskladnenie, ale na priame spaľovanie.

Prípadová štúdia vody-Diesel emulzie palivo

Nastavenie

Ithnin et al. (2018) studied the effect of water-in-diesel emulsion fuel (WiDE) on a single cylinder, direct injection diesel engine. Water and diesel were stored in different units, from which they have been quantitatively transferred into a mixing system. The mixing system consisted in a combination of high shear mixer and ultrasonic homogenizer. The shear mixer provided a crude pre-mix of water and diesel, whilst the sonication was used for a fine-sized, uniform emulsion. The water-diesel emulsion was prepared with 5% water. The homogeneous WiDE fuel was directly transferred from the mixing system into the into the engine. The prepared WiDE fuel did not contain any surfactants, therefore being termed as a long-term unstable emulsion fuel (UW/D). The diesel engine was tested under four different load conditions (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) and with a constant speed of 3000 rpm. In order to compare the effects such as fuel performance and emissions, a surfactant-stabilized emulsion fuel (stable emulsion (SW/D)) and neat diesel fuel (D2) were also tested on the same engine. 5% of water is used for both unstable emulsion and stable emulsion.

Na výsledky

Skúška motora ukazuje, že voda-naftová emulzia palivo bez povrchovo aktívnej látky (UW/D) má za následok výrazné zlepšenie motora s 3,59% nárastom brzdnej tepelnej účinnosti (BTE) a 3,89% zníženie spotreby paliva špecifická pre brzdy (BSFC) v porovnaní s čistým naftovým palivom. Emulzné palivá, stabilizované (SW/D) a nestabilizované (UW/D), zvýšili tepelnú účinnosť motora v dôsledku fenoménu mikro-výbuchu. Mikro-explózia jav spôsobuje rýchle odparovanie emulsifikovaných kvapôčok vody. Vzhľadom k tomu, minútu kvapôčky vody sú obklopené olejom, intenzívny proces odparovania narúša kvapôčky násilne do veľmi jemných častíc, ktoré podporuje miešanie vzduchu a paliva. Narušenie kvapôčky a miešanie vzduchom zvyšuje účinnosť spaľovania výrazne.
Výsledky ukazujú, že koncepcia výroby a prenosu vody-Diesel emulzie palivo v reálnom čase do motora bez použitia povrchovo aktívnej látky funguje veľmi dobre. Okamžitý prenos rozpúšťadle pripravenej zmesi vody a nafty eliminuje problém stabilizácie pre skladované emulzné palivo, ako aj závislosť od povrchovo aktívnej látky. Nestabilná voda-naftový emulzia palivo (UW/D) spoľahlivo udržiava svoju emulziu formulár bez dosiahnutia sedimentačné fázy do 25sec (pozri obrázok nižšie).

Ultrazvukový emulgfication je spoľahlivá metóda na výrobu emulgátorov-bez vody-in-Diesel emulzie palivá.

Droplet behaviour of ultrasonically emulsified ater-in-diesel emulsion fuel over time a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s and d) 132 s. (magnification 1000×) – Ithnin et al. 2018

V porovnaní s čistým naftovým palivom má voda-in-Diesel emulzie palivo výrazne znížené výfukové emisie oxidov dusíka (NOx) a tuhých častíc (PM) s priemerným znížením o 31,66% a 16,33% príslušne.

Celkovo, rozpúšťadle pripravené emulzie – Počasie je možné alebo stabilizované povrchovo aktívne látky – pomáhajú šetriť naftové palivo a znižovať emisie výfukových plynov.
Ekologickejšie výfukové emisie a úspora paliva s ultrazvukom!

Rozpúšťadle emulgované nano-veľké vody-palivo emulzie. (Kliknite pre zväčšenie!)

Primárna a sekundárna atomizácia v plameňovom ohňu emulsifikovaného paliva.

Ultrazvukové emulgátory 3x UIP1000hdT pre vodu-in-Diesel emulzie

3x UIP1000hdT Ultrazvukový emulzie systém pre vodu-in-Diesel emulzie

Žiadosť o informácie





Ultrazvukový voda-in-Diesel
Pre:

  • železničné lokomotívy
  • námorných plavidiel
  • stacionárne generátory

Ternárna fáza emulzie

Ternárna fáza emulzie, tiež známy ako trojfázová emulzia, spočíva vo vode, oleji a povrchovo aktívnej látky. Počas ultrazvukovej emulzifikácii vody do dieselovej fázy sa pridáva povrchovo aktívna látka. Emulgačný prostriedok predlžuje stabilitu emulzie a umožňuje skladovanie paliva vo vode v nafte. Stabilita emulzie W/D závisí od emulgátora, parametrov ultrazvukového procesu a teploty. S tou správnu kombináciu povrchovo aktívnej látky a sonikácie parametrov je možné dosiahnuť významnú dlhodobú stabilitu širokého spektra.

Inštalácia a retro-montáž Ultrazvukový emulsifikačný systém je jednoduchý, bezpečný a lacný. W/D emulzné palivá môžu byť použité v kombinácii s akýmikoľvek bežnými dieselovými motormi (napr. generátory elektriny, železničné motory, lodné motory) bez modifikácie.

Výhody ultrazvukových palív z dieselových emulzií

  • Jemná emulzia
  • variabilný obsah vody
  • s povrchovo aktívna látka alebo bez nej
  • krátky čas spracovania
  • Jednoduchá inštalácia
  • bezpečná prevádzka
  • nízke investície, Fast RoI
  • nízka údržba
  • ľahká dodatočná montáž
  • žiadne úpravy motora

Čo robí široké palivá efektívnejšie? – Fenomén mikro-výbuchu

Voda-in-Diesel emulzia palivá pozostávajú z suspendovaných častíc vody v kontinuálnej dieselovej fáze. Pri spaľovaní, jemné kvapôčky vody v emulzie palivo dosiahnuť ich prehriatej fáze rýchlejšie ako Diesel a vytvoriť par expanziu break-up (spontánna explózia) pri spaľovaní, vytvára veľmi jemné častice. Vzhľadom na zvýšenú povrchovú plochu minútových častíc v kombinácii s nasávacím vzduchom sa výrazne zlepší miešanie vzduchu a paliva a zvyšuje sa tým účinnosť spaľovania. (Ivanov, Nevedov 1965)

Vysoko výkonné ultrazvukové emulgačné systémy

Hielscher Ultrasonics dodáva vysoko výkonné ultrazvukové procesory pre nepretržitú výrobu vysoko kvalitných (nano-) emulzií. Vynikajúci Ultrazvukový výkon, robustnosť, a malé rozmery, aby Hielscher ultrasonicators ideálny miešací systém pre vodu-in-Diesel emulzie palív. Počasie chcete vyrábať emulzné palivá pre priamu injekciu do spaľovacieho motora alebo stabilné emulzie palivá pre skladovanie a neskoršie spaľovanie, Hielscher Ultrasonics má najvhodnejšie nastavenie pre vašu aplikáciu. Z menších ultrazvukových emulačných systémov pre integráciu do železničných lokomotív a vnútrozemských námorných plavidiel až po výrobu veľkých objemov Aqua-paliva pre elektrárne a obrovské námorné plavidlá – naše klastre ultrazvukových procesorov umožňujú spracovanie emulzie paliva akéhokoľvek objemu.
Okrem vysokej Ultrazvukový výstup, spoľahlivosť a robustnosť, Hielscher Ultrasonics’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu byť presne kontrolované a monitorované. Snímače teploty a tlaku prenášajú údaje do generátora, kde sú všetky dôležité parametre procesu, ako je amplitúda, čistá a celková energia, teplota a tlak, zaznamenané na vstavanej SD karte. Inteligentná softvérová kontrola umožňuje vytvoriť a nastaviť presné parametre procesu pre štandardizované emulzné palivo nepretržite vysokej kvality. Ultrazvukový Prietokový reaktor sa dá účinne ochladiť a umožňuje spracovať emulziu pri špecifikovaných teplotách. Robustnosť našich ultrazvukových zariadení umožňuje prevádzku 24/7 v ťažkých a náročných prostrediach.
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

prietok Odporúčané Devices
0.5 až 4L/min UP200Ht, UP400St
1 až 8L/min UIP2000hdT
2 až 20L/min UIP4000hdT
30 až 300L/min UIP16000
väčšia strapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Prosím, použite formulár nižšie a požiadajte o doplňujúce informácie o ultrazvukových spracovávateľov, emulzifikácii vodného paliva a cenách. Budeme radi diskutovať o vašom procese s vami a ponúknuť vám Ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky na emulziu!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Hielscher Ultrasonics vyrába vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers pre disperziu, emulgáciu a extrakciu buniek.

Vysoko výkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na Pilot a priemyselný rozsah,

Literatúra / Referencie

  • Ahmad Muhsin Ithnin; Wira Jazair Yahya; Mohamad Azrin Ahmad; Nur Atiqah Ramlan; Hassanuddin Abdul Kadir; Ani Azwadi Che Sidik; Tsuyoshi Koga (2018): Emulgátor-Voľný voda-in-Diesel emulzia palivo: jeho stabilita správanie, výkon motora a výfukové emisie. Palivo 215, 2018. 454-462.
  • Mohammed Yahaya Khan; Z. A. Abdul Karim; FTWI Yohaness Hagos; A. Rashid A. Aziz; ISA M. tan (2014): súčasné trendy vo vode-in-Diesel emulzie ako palivo. Vedecký svetový vestník 2014 (17): 527472.
  • Piotr Pacholski; Mariola Błaszczyk; Jerzy Sęk (2016): Emulgovaná nafta ako alternatívne palivo. Technické otázky 4/2016 PP. 62-67.
  • V.M. Ivanov; P.I. Nefedov (1965): experimentálne vyšetrenie spaľovacieho procesu prírodných a emulsifikovaných kvapalných palív, NASA tech. transl. TIF-258, 1965.


Fakty stojí za to vedieť

Aquafuels/voda-in-Diesel palivá

Emulzia je tekutý systém pozostávajúci z dvoch alebo viacerých nemiešateľných tekutín, kde jedna alebo viac fáz (disperzná fáza) sú jemne rozptýlené v druhej (kontinuálna fáza). Pre vodné – dieselové palivo emulzie, voda je rozptýlený ako jemné kvapôčky v kontinuálnej dieselové palivo fázy. Tento typ emulzie je známy ako "voda-in-palivo" emulzia alebo ako aquafuel.