Nano-karburantet superiore nga dispersioni tejzanor
Zhvillimi i nanokarburantit fillon me shpërndarje efektive. Nanogrimcat e shtuara në naftë, bionaftë ose lëndë djegëse të përziera mund të ndikojnë në djegien, por performanca e tyre varet nga sa mirë shpërndahen në të gjithë lëngun. Aglomerimi dhe sedimentimi e bëjnë më të vështirë ruajtjen e një përqendrimi të qëndrueshëm të aditivëve dhe marrjen e rezultateve të riprodhueshme. Dispersioni tejzanor trajton këtë sfidë duke thyer grupimet e grimcave dhe duke shpërndarë nano-aditivë në të gjithë karburantin.
Nano-karburantet
Nanokarburantet përbëhen nga një përzierje e një karburanti bazë (p.sh. naftë, bionaftë, përzierje karburanti) dhe nano-grimca. Këto nanogrimca veprojnë si nanokatalizatorë hibridë, të cilët ofrojnë një sipërfaqe të madhe reaktive. Dispersioni tejzanor i nano-aditivit rezulton në përmirësim të ndjeshëm të performancës së karburantit, si zvogëlimi i vonesës së ndezjes, qëndrueshmëria më e gjatë e flakës dhe ndezja e aglomeratit, si dhe reduktime të konsiderueshme të përgjithshme në emetim.
Përzierjet e grimcave të karburantit me madhësi nano, shkëlqejnë karburantin e pastër të lëngshëm në lidhje me performancën e karburantit me densitet më të lartë energjie, ndezje më të shpejtë dhe më të lehtë, efekt katalitik të përmirësuar, emetim të reduktuar, shpejtësi më të shpejtë të avullimit dhe djegie dhe efikasitet të përmirësuar të djegies.
Përdorni sonikacionin për shpërndarjen nano të grimcave në karburante!
Kontaktoni ekipin tonë për të eksploruar shpërndarjen ultrasonike për kombinimin tuaj të karburantit dhe grimcave nano.
Sistemi i rrjedhës tejzanor 7 kW
Nanokarburantet: Shpërndarja ultrasonike e grimcave nano në karburant
Për të shmangur depozitimin e grimcave nano në rezervuarin e karburantit, grimcat duhet të shpërndahen me mënyrë të sofistikuar. Shpërndarja ultrasonike ndihmon në integrimin e grimcave nano si oksidi i cerit, oksidi i aluminit dhe nanotubat e karbonit në naftë, biodizel dhe përzierje karburanti.
Nëpërmjet kavitationit akustik – formimi dhe kolapsi i flluskave mikroskopike – sonikimi gjeneron forca të forta lokale prerëse që shpërbëjnë aglomeratet e grimcave dhe shpërndajnë shtesat nëpër lëng. Kjo ekspozon më shumë sipërfaqe grimcash ndaj karburantit përreth, duke mbështetur vlerësimin e përfitimeve katalitike dhe të lidhura me djegien.
Ultratingulli jep veprimin e shpërndarjes direkt në lëng pa rruaza të tjera bluarjeje, duke eliminuar nevojën për të ndarë mediat bluarëse më pas. Sonikatorët Hielscher mbështesin si përgatitjen në seri ashtu edhe përpunimin e vazhdueshëm në linjë, duke e bërë teknikën të dobishme nga kërkimi laboratorik deri te prodhimi industrial.
Lista e mëposhtme ju jep një përmbledhje të nano-materialeve tashmë të testuara të shpërndara në lëndë djegëse:
- CNT-të – Nanotuba karboni
- Ag – Argjendi
- Al – alumini
- Al2O3 – oksid alumini
- AlCuOx – oksidet e bakrit të aluminit
- b – bor
- Ca – kalciumit
- CaCO3 – karbonat kalciumi
- fe – hekuri
- Cu – Bakri
- CuO – oksid bakri
- Ce – cerium
- CEO2 – oksid ceriumi
- (CEO2)·(ZrO2) – oksid zirkoniumi i ceriumit
- CO – kobalt
- Mg – magnezi
- Mn – mangani
- TiO2 – dioksid titaniumi
- ZnO – oksid zinku
Oksidi i ceriumit me shkallë nano, i shpërndarë në mënyrë ultrasonike ofron aktivitet të lartë katalitik për shkak të raportit të tij të lartë sipërfaqe-vëllim që çon në përmirësimin e efikasitetit të karburantit dhe reduktimin e emetimeve.
Aqua-Fuels: Karburante me Emulsion me Madhësi Nano me Sonikim
Karburantet e ujit janë emulsionë ujë-në-karburant ku piklat e imëta të ujit shpërndahen në një fazë të vazhdueshme karburanti, siç është dizeli. Sonikatorët Hielscher gjenerojnë kavitet akustik intensiv që thyen pikat më të mëdha në pika më të vogla, duke mundësuar zhvillimin e emulsionëve me pika në shkallë nano nën kushte të përshtatshme formulimi dhe përpunimi. Amplituda ultrasonike e rregullueshme, hyrja e kontrolluar e energjisë dhe menaxhimi i temperaturës ndihmojnë në optimizimin e madhësisë së pikave dhe riprodhueshmërisë, ndërsa emulzifikuesit kompatibilë mbështesin stabilitetin gjatë magazinimit dhe trajtimit.
Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth akuakarburanteve të përgatitura në mënyrë ultrasonike!
Përzierja ultrasonike e karburantit
Teknologjia e emulsifikimit tejzanor përdoret për të prodhuar përzierje të qëndrueshme etanol-në-dekan, etanol-në-naftë ose naftë-bionaftë-etanol/bioetanol. Përzierje të tilla janë një lëndë djegëse bazë ideale, e cila mund të përmirësohet në një hap të dytë duke shpërndarë nano-grimca në karburant.
Prodhimi tejzanor i lëndëve djegëse emulsioni
Sonikatorë industrialë për shpërndarje dhe emulzionim të nano-karburanteve
Sonicers Hielscher kombinojnë deagglomerimin efektiv të nanogrimcave me kontrollin e saktë të procesit për zhvillimin dhe prodhimin e nanokarburanteve. Kavitacioni intensiv tejzanor ndihmon në ndarjen e grupimeve të grimcave dhe shpërndarjen e aditivëve si oksidet metalike dhe nanotubat e karbonit nëpër naftë, bionaftë dhe lëndë djegëse të përziera. Amplituda e rregullueshme dhe monitorimi i hyrjes së energjisë dhe temperatura mbështet përpunimin e riprodhueshëm dhe optimizimin e formulimit. Me instrumente laboratorike dhe sisteme industriale të konfiguruara për operim në grup ose të vazhdueshëm, Hielscher ofron një rrugë praktike nga provat fillestare drejt vëllimeve më të larta të prodhimit. Regjistrimi automatik i të dhënave të procesit në modelet industriale dixhitale i ndihmon ekipet të dokumentojnë kushte të suksesshme dhe të mbajnë përpunim të qëndrueshëm ndërsa xhiroja rritet.
Rritja e prodhimit dhe prodhimi i besueshëm
Pasi formulimi arrin objektivat e tij të cilësisë, sonikimi me rrjedhje ofron një rrugë drejt volumit më të madh të prodhimit. Karburanti kalon përmes një zone trajtimi ultrasonik në kushte operative të kontrolluara, me procesim me një kalim ose recirkulim të përzgjedhur sipas rezultatit të kërkuar. Për përzgjedhjen e pajisjeve, jepni karburantin bazë, llojin dhe përqendrimin e aditivëve, cilësinë e synuar të shpërndarjes, prodhimin e kërkuar dhe temperaturën e punës. Këto detaje u lejojnë Hielscher të rekomandojë një përpunues, sonotrod dhe konfigurim të qelizës me rrjedhje për testet e procesit dhe zgjerimin e mëvonshëm.
Hielscher ofron procesorë ultrasonikë me kosto efektive dhe shumë të fortë me një gjurmë të vogël për instalim në impiante me hapësirë të kufizuar dhe mjedise kërkuese.
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:
| Vëllimi i grupit | Shkalla e rrjedhjes | Sonicator i rekomanduar |
|---|---|---|
| 10 deri në 2000 ml | 20 deri në 400 ml/min | UP400 St |
| 0.1 deri në 20L | 0.2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100 litra | 2 deri në 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 deri në 100 l/min | UIP16000hdT |
| na | më të mëdha | grumbull i UIP16000hdT |
Kavitator shumëfazor – Insert i qelizës së rrjedhës për nano-emulsione superiore
Pyetje të shpeshta rreth Prodhimit Ultrasonik të Nanokarburanteve
Çfarë janë nanokarburantet
Nano-karburantet i referohen një përzierje të karburantit dhe nano-grimcave. Me shpërndarjen e grimcave nano-energjitike në karburant, vetitë fiziko-kimike të karburantit ndryshojnë nga funksionaliteti i tyre, struktura e tyre shpërndarëse dhe ndërveprimi kompleks i transferimit të nxehtësisë, rrjedhës së lëngut dhe ndërveprimeve të grimcave. Për shkak të përbërjes heterogjene, karakteristikat e nanokarburantit përcaktohen nga lloji i karburantit bazë, si dhe nga përbërja, madhësia, forma, përqendrimi dhe vetitë fizike dhe kimike të nanogrimcave. Karakteristikat e nanokarburantit mund të ndryshojnë ndjeshëm nga karakteristikat e karburantit bazë.
Si përdoret nafta si karburant?
Dizel është lëndë djegëse e lëngshme që digjet në motorët me naftë. Në motorët me naftë, karburanti ndizet pa asnjë shkëndijë, por duke shtypur përzierjen e ajrit në hyrje dhe më pas duke injektuar karburantin dizel.
Karburanti konvencional dizel është një distilat fraksional specifik i naftës së naftës. Në një kuptim më të gjerë, termi dizel i referohet gjithashtu karburanteve që nuk rrjedhin nga nafta, p.sh. biodizel, biomasa-në-lëng (BTL), gaz-në-lëng (GTL), ose naftë qymyr në lëng (CTL). BTL, GTL dhe CTL, janë të ashtuquajturat karburante sintetike dizel, të cilat mund të nxirren nga çdo material karbonik (p.sh. biomasa, biogaz, gaz natyror, qymyr, etj.). Pas gazifikimit të lëndës së parë në gaz sinteze dhe pasuar nga pastrimi, ai konvertohet përmes reaksionit Fischer–Tropsch në naftë sintetike. Nafta me përmbajtje ultra të ulët squfuri (ULSD) është një standard për karburantin dizel që përmban përmbajtje të ulët të ndjeshëm të squfurit.
Çfarë është biodizeli?
Bionaftë është një lëndë djegëse e rinovueshme që prodhohet nga vajrat bimore, yndyrat shtazore ose yndyrat e ricikluara. Bionaftë mund të përdoret për të funksionuar në automjete me naftë dhe gjeneratorë. Vetitë e tij fizike janë të ngjashme me ato të naftës, megjithëse digjet më pastër. Bionaftë redukton emetimet e hidrokarbureve të padjegura (UHC), dioksidit të karbonit (CO2), monoksidit të karbonit (CO), oksideve të squfurit dhe grimcave të blozës – kur krahasohet me emetimet e prodhuara nga djegia e naftës konvencionale. Emetimi i oksideve të azotit (NOx) mund të jetë më i lartë për bionaftë (në krahasim me naftën). Megjithatë, kjo mund të reduktohet duke optimizuar kohën e injektimit të karburantit.
Prodhimi i bionaftës përmirësohet shumë nga transesterifikimi me ultratinguj. Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth prodhimit të bionaftës tejzanor!
A mund të përdoret etanoli si lëndë djegëse?
Po, etanol – alkool etilik (C2H5OH) – mund të përdoret si lëndë djegëse. Lëndët djegëse të etanolit përdoren kryesisht si lëndë djegëse motorike – kryesisht si një aditiv biokarburantesh në benzinë. Sot, automobilat mund të përdoren duke përdorur karburant 100% etanol ose duke përdorur të ashtuquajturat karburante fleksibël, të cilat janë një përzierje e etanolit dhe benzinës. Zakonisht prodhohet nga një proces fermentimi i biomasës p.sh. misër ose kallam sheqeri. Meqenëse karburanti i etanolit rrjedh nga biomasa e rinovueshme dhe e qëndrueshme, shpesh quhet bioetanol. Ultratingulli i fuqisë mund të përmirësojë ndjeshëm prodhimin e bioetanolit. Klikoni këtu për të mësuar më shumë rreth prodhimit të bioetanolit tejzanor!
Etanoli është oksigjeni në E-naftë. E meta kryesore e E-diesel është mospërzierja e etanolit në naftë në një gamë të gjerë temperaturash. Megjithatë, bionaftë mund të përdoret me sukses si një surfaktant amfifil për të stabilizuar etanolin dhe naftën. Karburanti etanol-bionaftë-naftë (EB-naftë) mund të përzihet me ultratinguj në një mikro- ose nano-emulsion në mënyrë që EB-naftë të jetë e qëndrueshme – edhe në temperatura nën zero dhe ofron veti superiore të karburantit ndaj karburantit të zakonshëm dizel.
Si funksionon shpërndarja ultrasonike në prodhimin e nanokarburanteve?
Shpërndarja ultrasonike përdor kavitacionin akustik për të shpërndarë aglomeratet e grimcave në karburant. Flluska mikroskopike formohen dhe shemben, duke gjeneruar forca prerëse lokale dhe rrjedha të lëngshme që ndajnë grimcat e grumbulluara. Ky proces ndihmon në shpërndarjen e nano-shtesave nëpër të gjithë lëngun dhe mbështet zhvillimin reproducues të formulimeve.
Cilat nanopartikula mund të shpërndahen në karburante duke përdorur ultratinguj?
Materialet e hetuara në formulimet e karburantit përfshijnë oksid cerium (CeO2), oksid alumini (Al2O3), dioksid titani (TiO2), oksid zinku (ZnO) dhe nanotuba karboni (CNTs). Shtesa e duhur varet nga karburanti bazë dhe objektivi i synuar i performancës. Çdo kombinim kërkon testim për të vendosur përqendrime të përshtatshme, kushte përpunimi dhe stabilitet.
Cili është ndryshimi midis një dispersioni nanokarburant dhe një nanoemulsioni të karburantit?
Një shpërndarje nanopartikulash përmban grimca të ngurta të shpërndara brenda një karburanti të lëngshëm. Një nanoemulsion karburanti përmban pika shumë të vogla të një lëngu të shpërndarë në një tjetër, si pikat e ujit në naftë. Ultrazëri mund të mbështesë të dy proceset. Formulimet që përmbajnë nanopartikuj dhe pika të shpërndara të lëngut kërkojnë vlerësim të stabilitetit të grimcave dhe stabilitetit të emulsionit.
A pengon shpërndarja ultrasonike vendosjen e nanopartikujve?
Trajtimi ultrasonik mund të reduktojë aglomerimin dhe të përmirësojë shpërndarjen fillestare të grimcave, por qëndrueshmëria e qëndrueshme varet gjithashtu nga formulimi. Vetitë e grimcave, përqendrimi shtesë, përbërja e karburantit dhe dispersantët e përshtatshëm ndikojnë nëse grimcat mbeten të pezulluara. Testet e ruajtjes duhet të përcaktojnë sa kohë nanokarburanti i përfunduar ruan një shpërndarje të pranueshme nën kushtet e synuara.
Cilat parametra të përpunimit ultrasonik janë më të rëndësishëm?
Parametrat kyç përfshijnë amplitudën, hyrjen e energjisë, kohëzgjatjen e trajtimit dhe temperaturën. Për përpunimin me rrjedhje, norma e rrjedhjes dhe presioni i reaktorit gjithashtu kanë rëndësi. Këto parametra duhet të vlerësohen së bashku me formulimin. Dokumentimi i kushteve që prodhojnë shpërndarjen e dëshiruar ndihmon në vendosjen e përpunimit të përsëritshëm dhe mbështet rritjen e mëvonshme të shkallës.
A mund të shkallëzohet prodhimi ultrasonik i nanokarburanteve nga laboratori në përpunim të vazhdueshëm?
Po. Provimet laboratorike mund të përcaktojnë formulimin dhe kushtet e përpunimit para vlerësimit në një qelizë rrjedhjeje ultrasonike. Në funksionim të vazhdueshëm, karburanti kalon nëpër një zonë trajtimi të kontrolluar. Rritja në shkallë duhet të konfirmojë që sistemi më i madh arrin cilësinë dhe stabilitetin e kërkuar të shpërndarjes në kapacitetin e synuar.
Si mund të zgjedh një shpërndarës tejzanor Hielscher për nanokarburantet?
Filloni me karburantin bazë, llojin dhe përqendrimin e nanogrimcave, vëllimin e kërkuar të grupit ose shpejtësinë e rrjedhës dhe cilësinë e shpërndarjes së synuar. Përfshini temperaturën e funksionimit dhe periudhën e synuar të ruajtjes. Këto detaje na ndihmojnë të rekomandojmë sonikatorin ideal, sonotrode dhe konfigurimin e qelizave rrjedhëse për provat e aplikimit dhe planifikimin e prodhimit.
Literatura / Referencat
- 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.