Ultrazvok za nafto, plin in obnovljiva goriva
Nihanje cen nafte, strogi predpisi o toplogrednih plinih in svetovno prizadevanje za trajnostno energijo so povzročili, da sta energetska učinkovitost in skladnost z okoljskimi predpisi postali glavni prednostni nalogi naftne industrije & plinski industriji. Ultrazvočne naprave podjetja Hielscher se široko uporabljajo v raziskovalnih laboratorijih in komercialnih predelovalnih obratih, da bi zadovoljile te potrebe v širokem spektru uporabe
Ultrazvočni aparati podjetja Hielscher se odlikujejo pri ključnih fazah obdelave, kot so mešanje, dispergiranje, homogenizacija in raztapljanje prahov v tekočinah, pa tudi pri pripravi izjemno stabilnih emulzij. Ta vsestranskost se neposredno odraža v izboljšani učinkovitosti proizvodnih procesov goriv. Spodaj si oglejte, kako lahko ultrazvočna tehnologija optimizira proizvodnjo tako konvencionalnih kot obnovljivih goriv.
Zmanjšanje NOx z emulgiranjem olja/vode
Neposredno vbrizgavanje vode v proces zgorevanja je preizkušena metoda za znatno zmanjšanje emisij NOx. Dodana voda z izhlapevanjem zniža najvišje temperature zgorevanja, kar zavira termično nastajanje NOx. Med izhlapevanjem voda pomaga razbiti in upariti okoliško gorivo, s čimer se dramatično poveča efektivna površina goriva za popolnejše zgorevanje. Ultrazvočna emulzifikacija podjetja Hielscher zagotavlja stabilno in enakomerno nastajanje mikroemulzij goriva in vode, s čimer se ta učinek hlajenja in izboljšanja zgorevanja poveča na največjo možno mero.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o zmanjšanju NOx z ultrazvočno razgradnjo!
Ultrazvočni reaktor UIP1000hdT za izboljšano esterifikacijo maščobnih kislin.
Sonokemično razžveplovanje
Razžvepljevanje z ultrazvokom ponuja visoko učinkovito in stroškovno ugodno alternativo tradicionalnemu hidrodesulfuriranju. Intenzivno lokalno segrevanje in visokotlačni mikrostrugi, ki jih ustvarja ultrazvočna kavitacija, bistveno spremenijo reakcijsko kinetiko odstranjevanja žvepla. Ta energijsko pogojena izboljšava omogoča uporabo cenovno dostopnejših katalizatorjev in blažjih kemijskih pogojev, s čimer se zmanjšajo tako naložbe v opremo kot tudi operativna zapletenost, hkrati pa se dosežejo strožje omejitve vsebnosti žvepla.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o sonokemičnem razžvepljevanju!
Biodizel iz rastlinskega olja in živalskih maščob
Biodizel predstavlja čisto, obnovljivo alternativo dizelskemu gorivu na osnovi nafte. Proizvaja se s postopkom transesterifikacije iz surovin, kot so rastlinska olja, olje iz alg, živalske maščobe in odpadna olja. Proizvodni proces temelji na katalitični reakciji med temi lipidi in alkoholom (običajno metanolom). Ultrazvočno mešanje Hielscher bistveno pospeši proces transesterifikacije z ustvarjanjem intenzivnega mikromešanja in emulgacije, kar drastično skrajša reakcijske čase in poveča donos. Rezultat je učinkovitejša proizvodna linija z nižjimi kapitalskimi vlaganji in zmanjšanimi obratovalnimi stroški.
Odkrijte prednosti ultrazvočnih mešalnih reaktorjev za biodizel!
Bioetanol iz škroba in sladkorja
Bioetanol se uporablja kot okolju prijazna alternativa bencinu. Pridobiva se s fermentacijo iz koruze, pšenice, krompirja, sladkornega trsa, riža in drugih žit. Kvas se uporablja za fermentacijo škroba in sladkorjev, ki jih vsebujejo te poljščine, v etanol. Ultrazvočna dezintegracija celičnih struktur in ekstrakcija intracelularnega materiala zmanjšata velikost delcev ter med utekočinjenjem encimom omogočita dostop do veliko večje površine. To izboljša biološko razpoložljivost škroba in sladkorja ter omogoča hitrejšo in popolnejšo fermentacijo, kar vodi do večje količine etanola.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o razpad celic in Ekstrakcija!
Bioplin iz odpadkov in blata
Bioetanol je široko sprejeta nizkoogljična alternativa konvencionalnemu bencinu. Pridobiva se s fermentacijo škrobov in sladkorjev, pridobljenih iz pridelkov, kot so koruza, pšenica, krompir, sladkorni trs in riž. Ultrazvočna razgradnja celic razgradi trdne celične stene rastlin in sprosti intracelularno vsebino, s čimer učinkovito zmanjša velikost delcev ter poveča izpostavljeno površino za encimsko delovanje med utekočinjenjem. Ta izboljšana biološka razpoložljivost fermentabilnih sladkorjev vodi do hitrejših in popolnejših fermentacijskih ciklov ter znatno višjih donosov etanola.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o Ultrazvočno razpadanje blata!
Učinek večstopenjskega procesa UAOD pri optimalnih parametrih
Pogosta vprašanja: Uporaba ultrazvoka v naftni, plinski industriji in pri obnovljivih gorivih
Kako deluje ultrazvočno razžvepljevanje in ali je v skladu z okoljskimi predpisi?
Ultrazvočno razžvepljevanje uporablja zvočne valove visoke intenzivnosti za pospešitev reakcije ali ekstrakcije žveplovih spojin iz goriv (kot sta dizel in bencin). Akustični kavitacijski učinek poveča hitrost prenosa mase, kar rafinerijam omogoča učinkovitejšo proizvodnjo goriv z izjemno nizko vsebnostjo žvepla (ki izpolnjujejo standarde Euro 5/6 ali EPA). Ta postopek pogosto zahteva manj energije in manj kemičnih sredstev kot tradicionalne metode, kar ga naredi za stroškovno učinkovito rešitev za izpolnjevanje predpisov.
Kako ultrazvočna obdelava vpliva na izločanje voska in asfaltenov?
Ultrazvok lahko zavira nastajanje jedra in rast kristalov voska in asfaltena, tako da jih ohranja v suspenziji v tekočini in s tem preprečuje zamašitev cevovodov. Poleg tega pomaga pri dispergiranju kemičnih inhibitorjev, zaradi česar so ti učinkovitejši že pri nižjih koncentracijah. To je ključno orodje za zagotavljanje pretoka pri pridobivanju nafte v globokih vodah in pri pridobivanju težke nafte.
Kakšne so prednosti uporabe ultrazvoka pri obdelavi vrtalne tekočine?
Ultrazvočna obdelava omogoča enakomerno disperzijo trdnih snovi (kot je bentonit) in dodatkov v vrtalni tekočini. To izboljša reološke lastnosti tekočine, pospeši odvoz izkopanega materiala in zmanjša viskoznost. Rezultat so boljša učinkovitost vrtanja, manjše trenje in nižji obratovalni stroški.
Kako ultrazvok izboljša katalitične reakcije v rafinerijah?
Z intenzivnim mikromešanjem in turbulenco ultrazvok razbije mejni sloj okoli katalizatorskih delcev. To znatno izboljša prenos mase in razkrije več aktivnih mest na površini katalizatorja, kar vodi do hitrejših reakcijskih hitrosti, višjih izkoristkov in podaljšane življenjske dobe katalizatorja.
Ali je mogoče ultrazvočne sisteme prilagoditi za industrijsko proizvodnjo nafte in plina?
Seveda. Podjetje Hielscher je specializirano za ultrazvočne naprave v industrijskem obsegu (do 16 kW na enoto, ki jih je mogoče enostavno združiti v skupine), ki jih je mogoče prek konfiguracij ultrazvočnih pretočnih celic vgraditi v obstoječe cevovode. To omogoča nemoteno povečanje obsega od laboratorijskih poskusov do neprekinjene industrijske proizvodnje z doslednimi in ponovljivimi rezultati.
Ali lahko ultrazvočni aparati podjetja Hielscher obdelujejo tekočine z visoko viskoznostjo, kot sta težko olje ali bitumen?
Da. Visokozmogljivi sondni ultrazvočni aparati podjetja Hielscher so zasnovani za obdelavo visoko viskoznih medijev. Zagotavljajo visoke strižne sile, potrebne za učinkovito mešanje, dispergiranje in obdelavo težkih olj, tudi v zahtevnih pogojih.
Literatura / Reference
- 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 – visoko zmogljiv zvočnik s 16.000 vati ultrazvočne moči za razžvepljevanje surove nafte