Ултразвук за нафту, гас и обновљива горива
Променљиве цене нафте, строги прописи о гасовима са ефектом стаклене баште и глобално настојање да се пређе на одрживу енергију учинили су ефикасно коришћење горива и усклађеност са прописима о заштити животне средине главним приоритетима нафтне и гасне индустрије. Ултразвучни уређаји Hielscher широко се примењују у истраживачким лабораторијама и комерцијалним прерађивачким постројењима како би се ови захтеви испунили у широком спектру примена
Соникатори Hielscher одликују се изузетним учинком у кључним корацима обраде као што су мешање, дисперговање, хомогенизација и растварање прахова у течностима, као и формулисање веома стабилних емулзија. Ова свестраност непосредно доприноси унапређењу процеса производње горива. У наставку сазнајте како ултразвучна технологија може да оптимизује производњу и конвенционалних и обновљивих горива.
Смањење NOx емулговањем уља и воде
Убризгавање воде директно у процес сагоревања доказана је метода за значајно смањење емисија NOx. Додата вода испаравањем снижава вршне температуре сагоревања, чиме се сузбија стварање термичког NOx. Док испарава, вода помаже распршивању и испаравању околног горива, драстично повећавајући његову ефективну површину ради потпунијег сагоревања. Ултразвучно емулговање уређајима Hielscher обезбеђује стабилно, уједначено формирање емулзија горива и воде на микроскали, чиме се максимално појачава овај ефекат хлађења и побољшања сагоревања.
Кликните овде да бисте прочитали више о смањењу NOx применом ултразвука!
Ултразвучни реактор UIP1000hdT за побољшану естерификацију слободних масних киселина.
Сонохемијска десулфуризација
Десулфуризација потпомогнута ултразвуком представља високо ефикасну, економичну алтернативу традиционалној хидродесулфуризацији. Интензивно локално загревање и микромлазеви под високим притиском, које ствара ултразвучна кавитација, из темеља мењају кинетику реакција уклањања сумпора. Ово побољшање подстакнуто уносом енергије омогућава употребу приступачнијих катализатора и блажих хемијских услова, смањујући и капитална улагања и сложеност рада, уз истовремено постизање строжих граничних вредности садржаја сумпора.
Кликните овде да бисте прочитали више о сонохемијској десулфуризацији!
Биодизел из биљног уља и животињске масти
Биодизел служи као чиста, обновљива алтернатива дизелу на бази нафте. Производи се трансестерификацијом из сировина које обухватају биљна уља, уље алги, животињске масти и отпадне масти. Производни процес заснива се на каталитичкој реакцији између ових липида и алкохола (обично метанола). Ултразвучно мешање уређајима Hielscher драстично убрзава процес трансестерификације стварањем интензивног микромешања и емулговања, чиме се знатно скраћује време реакције и повећава принос. Резултат је ефикаснија производна линија са мањим капиталним улагањима и нижим оперативним трошковима.
Истражите предности ултразвучних реактора за мешање у производњи биодизела!
Биоетанол из скроба и шећера
Биоетанол се користи као еколошка алтернатива бензину. Производи се ферментацијом кукуруза, пшенице, кромпира, шећерне трске, пиринча и других житарица. Квасац се користи за ферментацију скроба и шећера из ових усева у етанол. Ултразвучна дезинтеграција ћелијских структура и екстракција унутарћелијског материјала смањују величину честица и излажу знатно већу површину деловању ензима током ликвефакције. Тиме се побољшава биорасположивост скроба и шећера, што доводи до брже и потпуније ферментације и веће количине етанола.
Кликните овде да бисте прочитали више о дезинтеграцији ћелија и екстракцији!
Биогас из отпада и муља
Биоетанол је широко прихваћена алтернатива конвенционалном бензину са ниским емисијама угљеника. Производи се ферментацијом скроба и шећера екстрахованих из усева као што су кукуруз, пшеница, кромпир, шећерна трска и пиринач. Ултразвучна дезинтеграција ћелија разграђује круте зидове биљних ћелија и ослобађа унутарћелијски садржај, чиме се ефикасно смањује величина честица и максимално повећава површина изложена деловању ензима током ликвефакције. Ова побољшана биорасположивост ферментабилних шећера доводи до бржих, потпунијих циклуса ферментације и значајно већих приноса етанола.
Кликните овде да бисте прочитали више о ултразвучној дезинтеграцији муља!
Ефекат вишестепеног процеса UAOD при оптималним параметрима
Често постављана питања: примена ултразвука у области нафте, гаса и обновљивих горива
Како функционише ултразвучна десулфуризација и да ли је усклађена са прописима о заштити животне средине?
Ултразвучна десулфуризација користи звучне таласе високог интензитета за побољшање реакције или екстракције сумпорних једињења из горива (као што су дизел и бензин). Ефекат акустичке кавитације повећава брзину преноса масе, омогућавајући рафинеријама да ефикасније производе горива са ултраниским садржајем сумпора (која испуњавају стандарде Euro 5/6 или EPA). Овај процес често захтева мање енергије и мање хемијских средстава од традиционалних метода, што га чини економичним решењем за постизање усклађености са прописима.
Како ултразвучна обрада утиче на издвајање воскова и асфалтена?
Ултразвучна обрада може да инхибира нуклеацију и раст кристала воскова и асфалтена, одржавајући их суспендованим у флуиду како би се спречило зачепљење цевовода. Поред тога, помаже дисперговању хемијских инхибитора, повећавајући њихову ефикасност при нижим концентрацијама. Ово је кључно средство за обезбеђивање несметаног протицања при експлоатацији нафте у дубоким водама и експлоатацији тешке нафте.
Које су предности примене ултразвука за кондиционирање исплаке за бушење?
Ултразвучна обрада ствара уједначену дисперзију чврстих материја (попут бентонита) и адитива у исплаци за бушење. Тиме се побољшавају реолошка својства флуида, унапређује транспорт избушеног материјала и смањује вискозност. Резултат су бољи учинак бушења, мање трење и нижи оперативни трошкови.
Како ултразвучна обрада побољшава каталитичке реакције у рафинеријама?
Интензивним микромешањем и турбуленцијом ултразвук нарушава гранични слој око честица катализатора. Тиме се значајно побољшава пренос масе и излаже више активних места на површини катализатора, што доводи до бржих реакција, већих приноса и дужег радног века катализатора.
Да ли се ултразвучни системи могу повећати до размера индустријске производње нафте и гаса?
Апсолутно. Hielscher је специјализован за соникаторе индустријских размера (до 16kW по јединици, који се лако могу повезати у групе), који се могу интегрисати у постојеће цевоводе помоћу конфигурација са ултразвучним проточним ћелијама. Ово омогућава несметан прелазак са лабораторијских испитивања на континуирану индустријску производњу са доследним, поновљивим резултатима.
Да ли соникатори Hielscher могу да обрађују флуиде високе вискозности као што су тешка нафта или битумен?
Да. Соникатори Hielscher велике снаге са сондом пројектовани су за обраду медијума високе вискозности. Они обезбеђују велике силе смицања неопходне за ефикасно мешање, дисперговање и обраду тешке нафте, чак и у захтевним условима.
Литература / Референце
- 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 – соникатор високих перформанси са ултразвучном снагом од 16.000 вати за десулфуризацију сирове нафте