Ultraljud för olja, gas och förnybara bränslen
Fluktuerande oljepriser, stränga utsläppskrav för växthusgaser och den globala satsningen på hållbar energi har gjort bränsleeffektivitet och efterlevnad av miljökrav till högsta prioriteringar för oljeindustrin & gasindustrin. Hielschers ultraljudsenheter används i stor utsträckning i forskningslaboratorier och kommersiella produktionsanläggningar för att tillgodose dessa behov inom ett brett spektrum av tillämpningar
Hielschers ultraljudsenheter är särskilt väl lämpade för kritiska processsteg såsom blandning, dispersering, homogenisering och upplösning av pulver i vätskor, samt för framställning av mycket stabila emulsioner. Denna mångsidighet bidrar direkt till förbättrade arbetsflöden inom bränsleproduktionen. Läs mer nedan om hur ultraljudsteknik kan optimera tillverkningen av både konventionella och förnybara bränslen.
NOx-reduktion genom olje-/vattenemulgering
Att spruta in vatten direkt i förbränningsprocessen är en beprövad metod för att avsevärt minska NOx-utsläppen. Det tillförda vattnet sänker de högsta förbränningstemperaturerna genom avdunstning, vilket hämmar bildningen av termiskt NOx. När vattnet avdunstar bidrar det till att bryta upp och förånga det omgivande bränslet, vilket dramatiskt ökar bränslets effektiva ytarea och därmed möjliggör en mer fullständig förbränning. Hielschers ultraljudsemulgering säkerställer en stabil och enhetlig bildning av bränsle/vatten-emulsioner i mikroskala, vilket maximerar denna kylande och förbränningsfrämjande effekt.
Klicka här för att läsa mer om NOx-reduktion med ultraljud!
UIP1000hdT ultraljudsreaktor för förbättrad förestring av FFA.
Sonokemisk avsvavling
Ultraljudsassisterad avsvavling utgör ett mycket effektivt och kostnadseffektivt alternativ till traditionell hydrosvavling. Den intensiva lokala uppvärmningen och högtrycksmikrostrålarna som genereras av ultraljudskavitation förändrar reaktionskinetiken för svavelavskiljningen i grunden. Denna energidrivna förbättring möjliggör användning av mer prisvärda katalysatorer och mildare kemiska förhållanden, vilket minskar både investeringskostnaderna och driftskomplexiteten samtidigt som strängare svavelgränser uppnås.
Klicka här för att läsa mer om sonokemisk avsvavling!
Biodiesel från vegetabilisk olja och animaliskt fett
Biodiesel utgör ett rent och förnybart alternativ till petroleumbaserad diesel. Den framställs genom transesterifiering och utvinns ur råvaror som vegetabiliska oljor, algolja, animaliska fetter och spillfett. Tillverkningsprocessen bygger på en katalytisk reaktion mellan dessa lipider och en alkohol (vanligtvis metanol). Hielschers ultraljudsblandning påskyndar transesterifieringsprocessen avsevärt genom att skapa intensiv mikroblandning och emulgering, vilket drastiskt minskar reaktionstiderna och ökar utbytet. Resultatet blir en mer effektiv produktionslinje med lägre kapitalinvesteringar och minskade driftskostnader.
Upptäck fördelarna med ultraljudsblandningsreaktorer för biodiesel!
Bioetanol från stärkelse och socker
Bioetanol används som ett miljövänligt alternativ till bensin. Det framställs genom jäsning av majs, vete, potatis, sockerrör, ris och andra spannmål. Jäst används för att jäsa stärkelse och sockerarter som finns i dessa grödor till etanol. Ultraljudsnedbrytning av cellstrukturer och extraktion av intracellulärt material minskar partikelstorleken och exponerar en mycket större yta för enzymer under förvätskningen. Detta förbättrar biotillgängligheten av stärkelse och socker och resulterar i en snabbare och mer fullständig jäsning, vilket leder till mer etanol.
Klicka här för att läsa mer om Cellernas sönderfall och Extraktion!
Biogas från avfall och slam
Bioetanol är ett allmänt använt, koldioxidsnålt alternativ till konventionell bensin. Det framställs genom jäsning av stärkelse och socker som utvinns ur grödor såsom majs, vete, potatis, sockerrör och ris. Ultraljudsbaserad cellnedbrytning bryter ner de styva växtcellväggarna och frigör det intracellulära innehållet, vilket effektivt minskar partikelstorleken och maximerar den exponerade ytan för enzymatisk verkan under förvätskningen. Denna förbättrade tillgänglighet av fermenterbara sockerarter leder till snabbare och mer fullständiga jäsningscykler samt betydligt högre etanolutbyten.
Klicka här för att läsa mer om Ultraljud slam sönderfall!
Effekt av UAOD-process i flera steg vid optimala parametrar
Vanliga frågor: Ultraljudstillämpningar inom olja, gas och förnybara bränslen
Hur fungerar avsvavling med ultraljud, och uppfyller den miljöbestämmelserna?
Vid ultraljudsavsvavling används högintensiva ljudvågor för att påskynda reaktionen eller utvinningen av svavelföreningar ur bränslen (såsom diesel och bensin). Den akustiska kavitationseffekten ökar massöverföringshastigheten, vilket gör det möjligt för raffinaderier att producera bränslen med extremt lågt svavelinnehåll (som uppfyller Euro 5/6- eller EPA-standarderna) på ett mer effektivt sätt. Denna process kräver ofta mindre energi och färre kemiska ämnen än traditionella metoder, vilket gör den till en kostnadseffektiv lösning för att uppfylla kraven.
Hur påverkar ultraljudsbehandling utfällningen av vax och asfalten?
Ultraljudsbehandling kan hämma bildandet och tillväxten av vax- och asfaltenkristaller, vilket gör att de förblir suspenderade i vätskan och därmed förhindrar igensättning av rörledningar. Dessutom underlättar den spridningen av kemiska hämmare, vilket gör dem mer effektiva vid lägre koncentrationer. Detta är ett viktigt verktyg för att säkerställa flödet vid produktion av djuphavsolja och tungolja.
Vilka är fördelarna med att använda ultraljud för behandling av borrvätska?
Ultraljudsbehandling skapar en jämn fördelning av fasta ämnen (som bentonit) och tillsatser i borrslammet. Detta förbättrar vätskans reologiska egenskaper, underlättar transporten av borrkax och minskar viskositeten. Resultatet blir bättre borrprestanda, lägre friktion och lägre driftskostnader.
Hur bidrar ultraljud till att förbättra katalytiska reaktioner i raffinaderier?
Genom intensiv mikroblandning och turbulens bryter ultraljudet upp gränsskiktet runt katalysatorpartiklarna. Detta förbättrar massöverföringen avsevärt och blottlägger fler aktiva ställen på katalysatorytan, vilket leder till snabbare reaktionshastigheter, högre utbyten och förlängd livslängd för katalysatorn.
Kan ultraljudssystem anpassas för industriell olje- och gasproduktion?
Absolut. Hielscher är specialiserat på ultraljudsenheter i industriell skala (upp till 16 kW per enhet, som enkelt kan kopplas ihop i kluster) som kan integreras i befintliga rörledningar via ultraljudsflödesceller. Detta möjliggör en smidig uppskalning från laboratorieförsök till kontinuerlig industriell produktion med konsekventa och reproducerbara resultat.
Kan Hielschers ultraljudsenheter hantera vätskor med hög viskositet, såsom tungolja eller bitumen?
Ja. Hielschers högpresterande ultraljudsapparater av sondtyp är konstruerade för att bearbeta mycket viskösa medier. De genererar de höga skjuvkrafter som krävs för att effektivt blanda, dispergera och behandla tunga oljor, även under krävande förhållanden.
Litteratur / Referenser
- 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.
