Emulsione tejzanor për djegien e ujit në naftë

Gjeneratorët e energjisë, motorët e anijeve dhe motorët hekurudhorë, të cilat janë ndezur me naftë, mund të drejtohen më me efikasitet kur përdoren emulsione me naftë në ujë. Karburantet e emulsionit të ujit me naftë zvogëlojnë konsumin e karburantit, ulin temperaturën e djegies, djegien më të pastër dhe zvogëlojnë emetimet, siç janë NOx dhe bloza. Emulsifikimi tejzanor është një metodë e besueshme, e thjeshtë dhe efikase për të prodhuar lëndë djegëse me cilësi të lartë uji në naftë.

Emulsifikimi tejzanor i ujit në naftë

Emulsionet e ujit në naftë (karburant emulsioni WiDE; W / D) janë një alternative e modifikuar e karburantit dizel, i cili përmban deri në 15% të ujit. E njohur edhe si karburant aku, në emulsione me naftë uji, pikat e ujit emulsifikohen tejzanor në fazën e vazhdueshme të naftës. Sonication intensiv i lëngjeve gjeneron kavilje akustike. Forcat e qethjes kavitacionale prishin pikën dhe prodhojnë një emulsion homogjen të fazave të ujit dhe disqeve të pandryshueshëm.

Emulsioni i ujit në naftë

WiDE (emulsioni W / D) përcaktohet si përzierje e lëngjeve natyrisht të padukshme të pikave të ujit (të shpërndara / të brendshëm) në naftë (faza e vazhdueshme / e jashtme). Një agjent emulsifikues shtohet në përqendrime të ulëta në mënyrë që të përmirësojë qëndrueshmërinë e emulsioneve dhe të ulë kërkesën e energjisë për përzierje.

Emulsion dyfazor

Një emulsion dyfazor përshkruan përzierjen e ujit në naftë pa përdorimin e ndonjë surfaktanti. Për një WiDE me dy faza, rrjedhat e ushqimit me ujë dhe naftë janë të emulsizuara ultrasonikisht drejt në pjesën e përparme të motorit. Emulsioni tejzanor dyfazor me ujë në naftë shkon direkt nga reaktori ultrasonik i qelizave të rrjedhës në motorin e djegies. Pa surfaktant, emulsioni nuk bëhet për ruajtje, por për djegie të drejtpërdrejtë.

Studimi i Rastit të Karburantit Emulsioni Uji-Diesel

Konfigurimi

Ithnin et al. (2018) studioi efektin e karburantit emulsioni të ujit në naftë (WiDE) në një cilindër të vetëm, motor nafte me injeksion të drejtpërdrejtë. Uji dhe nafta u ruajtën në njësi të ndryshme, nga të cilat ato janë transferuar në mënyrë sasiore në një sistem përzierjeje. Sistemi i përzierjes konsistonte në një kombinim të mikserit të qethjes së lartë dhe homogjenizuesit tejzanor. Përzierësi i qethjes siguroi një përzierje të papërpunuar të ujit dhe naftë, ndërsa sonication u përdor për një emulsion të një madhësie të imët dhe të njëtrajtshme. Emulsioni me naftë uji u përgatit me 5% ujë. Karburanti homogjen WiDE u transferua drejtpërdrejt nga sistemi i përzierjes në motor. Karburanti i përgatitur WiDE nuk përmbante asnjë surfaktant, pra duke u cilësuar si një karburant emulsioni afatgjatë i paqëndrueshëm (UW / D). Motori me naftë u testua në katër kushte të ndryshme të ngarkesës (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) dhe me një shpejtësi konstante prej 3000 rpm. Për të krahasuar efektet siç janë performanca e karburantit dhe emetimet, një karburant emulsioni i stabilizuar nga surfaktanti (emulsioni i qëndrueshëm (SW / D)) dhe karburanti dizel i zoti (D2) u testuan gjithashtu në të njëjtin motor. 5% e ujit përdoret si për emulsionin e paqëndrueshëm ashtu edhe për emulsionin e qëndrueshëm.

Rezultatet

Testi i motorit tregon që karburanti emulsion uji-naftë pa surfaktant (UW / D) rezulton në përmirësim të konsiderueshëm të motorit me një rritje prej 3.59% të efikasitetit termik të frenave (BTE) dhe 3.89% ulje të konsumit specifik të karburantit të frenave (BSFC) krahasuar për të ndezur naftë. Karburantet e emulsionit, të stabilizuara (SW / D) dhe të paqëndrueshme (UW / D), rritën efikasitetin termik të motorit për shkak të fenomenit të mikro-shpërthimit. Fenomeni i mikro-shpërthimit shkakton një avullim të shpejtë të pikave të ujit të emulsifikuar. Meqenëse pikat e ujit në minutë janë të rrethuara në vaj, procesi intensiv i avullimit i prish pikat e pikave në grimca shumë të imëta, gjë që promovon përzierjen e ajrit dhe karburantit. Përçarja e pikës dhe përzierja me ajrin rrit ndjeshëm efikasitetin e djegies.
Rezultatet tregojnë se koncepti i prodhimit dhe transferimit të karburantit emulsion uji-naftë në kohë reale në motor pa përdorur surfactant funksionon shumë mirë. Transferimi i menjëhershëm i përzierjes së ujit me naftë të përgatitur ultrasonikisht eleminon problemin e stabilizimit për karburantin e emulsionit të ruajtur si dhe varësinë nga surfaktanti. Karburanti i paqëndrueshëm i emulsionit të naftës me ujë (UW / D) ruajti me siguri formën e tij të emulsionit pa arritur në fazën e sedimentimit brenda 25 sekondave (shiko foton më poshtë).

Sjellja e pikës së karburantit emulsionit ater-in-diesel të emulsuar ultrasonikisht me kalimin e kohës a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s dhe d) 132 s. (zmadhimi 1000) – Ithnin et al. 2018

Kur krahasohet me karburantin e ngrohtë me naftë, karburanti i emulsionit të ujit në naftë ka një emetim të reduktuar ndjeshëm të shterjes së oksideve të azotit (NOx) dhe të grimcave (PM) me një ulje mesatare përkatësisht 31.66% dhe 16.33%.

Në përgjithësi, emulsione të përgatitura tejzanor – i lagësht i paqëndrueshëm ose i stabilizuar nga surfactant – ndihmojnë për të kursyer karburant dizel dhe për të zvogëluar emetimet e shkarkimit.
Emetimi i gjelbërimit të shkarkimeve dhe kursimet e karburantit me ultratinguj!

Atomizimi parësor dhe sekondar në flakën e llakut të karburantit të emulsifikuar.

Emulsioni i fazës së tretë

Një emulsion tre fazor, i njohur gjithashtu si emulsion trefazor, konsiston në ujë, vaj dhe një surfaktant. Gjatë emulsifikimit tejzanor të ujit në fazën e naftës shtohet një surfaktant. Agjenti emulsifikues zgjat qëndrueshmërinë e emulsionit dhe lejon ruajtjen e karburantit të ujit në naftë. Stabiliteti i emulsionit W / D varet nga emulsifikuesi, parametrat e procesit tejzanor dhe temperatura. Me kombinimin e duhur të parametrave surfactant dhe sonication, mund të arrihet një stabilitet domethënës afatgjatë i WiDE.

Instalimi dhe vendosja retro e një sistemi emulsifikimi tejzanor është e thjeshtë, e sigurt dhe e lirë. Karburantet emulsion W / D mund të përdoren në kombinim me çdo motor naftë konvencionale (p.sh. gjeneratorë të energjisë, motorë hekurudhorë, motorët e anijeve) pa modifikim.

Farë e bën më të efektshme karburantet WiDE? – Fenomeni i Mikro-Shpërthimit

Karburantet e emulsionit të ujit në Dizel përbëhen në grimca uji të pezulluara në një fazë të vazhdueshme nafte. Kur ndizen, pikat e ujit me madhësi të imët në karburantin e emulsionit arrijnë fazën e tyre të mbinxehur më shpejt se naftë dhe krijojnë një shpërthim të avullit (shpërthim spontan) gjatë djegies, duke krijuar grimca shumë të imta. Për shkak të sipërfaqes së rritur të grimcave minutë të kombinuar me ajrin e marrjes, përzierja e ajrit dhe karburantit përmirësohet dukshëm dhe rritet në këtë mënyrë efikasiteti i djegies. (Ivanov, Nevedov 1965)

Sisteme emulsifikimi tejzanor me performancë të lartë

Hielscher Ultrasonics furnizon procesorë tejzanor me performancë të lartë për prodhimin e vazhdueshëm të emulsioneve me cilësi të lartë (nano-). Performanca ultrasonike superiore, qëndrueshmëri dhe një gjurmë e vogël e bëjnë Hielscher Ultrasonicators sistemin ideal të përzierjes për karburantet emulsionë me ujë në naftë. Wether ju dëshironi të prodhoni karburante emulsioni për injeksion të drejtpërdrejtë në një motor me djegie ose karburante të qëndrueshme emulsioni për ruajtje dhe djegie të mëvonshme, Hielscher Ultrasonics ka përbërjen më të përshtatshme për aplikimin tuaj. Nga sistemet më të vogla të emulsionit tejzanor për integrimin në lokomotivat hekurudhore dhe anijet detare të brendshme deri në gjenerimin e vëllimeve të mëdha të karburanteve ujore për termocentralet dhe anijet e mëdha detare – grupimet tona të përpunuesve tejzanor lejojnë përpunimin e karburantit emulsion të çdo vëllimi.
Përveç prodhimit të lartë tejzanor, besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë, Hielscher Ultrasonics’ përpunuesit tejzanor industrialë mund të kontrollohen dhe monitorohen saktësisht. Sensorët e temperaturës dhe presionit transmetojnë të dhënat tek gjeneratori, ku të gjithë parametrat e rëndësishëm të procesit, siç janë amplituda, energjia neto dhe totale, temperatura dhe presioni regjistrohen në një kartë SD të integruar. Kontrolli inteligjent i softuerit lejon të vendosni dhe vendosni parametrat e saktë të procesit për një karburant të standardizuar emulsioni me cilësi të lartë vazhdimisht. Reaktori i rrjedhës tejzanor të xhaketës mund të ftohet në mënyrë efikase dhe të lejojë përpunimin e emulsionit në temperatura të përcaktuara. Fortësia e pajisjeve tona tejzanor lejon operimin 24/7 në detyra të rënda dhe në mjedise të kërkuara.
Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: