Ultraljud för olja, gas och förnybara bränslen
Fluktuerande oljepriser, stränga regler för växthusgasutsläpp och den globala strävan efter hållbar energi har gjort bränsleeffektivitet och efterlevnad av miljökrav till högsta prioritet för olje- och gasindustrin. Hielschers ultraljudsutrustning används i stor omfattning i forskningslaboratorier och kommersiella processanläggningar för att uppfylla dessa krav inom ett brett spektrum av tillämpningar
Hielschers ultraljudsapparater utmärker sig i kritiska processteg som blandning, dispergering, homogenisering och upplösning av pulver i vätskor samt framställning av mycket stabila emulsioner. Denna mångsidighet ger direkt förbättrade arbetsflöden vid bränsleproduktion. Utforska nedan hur ultraljudsteknik kan optimera tillverkningen av både konventionella och förnybara bränslen.
NOx-reduktion genom olje-/vattenemulgering
Att injicera vatten direkt i förbränningsprocessen är en beprövad metod för att avsevärt minska NOx-utsläppen. Det tillsatta vattnet sänker de högsta förbränningstemperaturerna genom avdunstning, vilket hämmar termisk NOx-bildning. När vattnet förångas hjälper det till att finfördela och förånga det omgivande bränslet, vilket kraftigt ökar bränslets effektiva yta och ger en mer fullständig förbränning. Hielschers ultraljudsemulgering säkerställer en stabil och enhetlig bildning av bränsle-/vattenemulsioner i mikroskala, vilket maximerar denna kylande och förbränningsförbättrande effekt.
Klicka här för att läsa mer om NOx-reduktion med ultraljudsbehandling!
Sonokemisk avsvavling
Ultraljudsassisterad avsvavling erbjuder ett mycket effektivt och kostnadseffektivt alternativ till traditionell hydroavsvavling. Den intensiva lokala uppvärmningen och de mikrostrålar med högt tryck som genereras av ultraljudskavitation förändrar i grunden reaktionskinetiken vid svavelavlägsnande. Denna energidrivna förbättring möjliggör användning av billigare katalysatorer och mildare kemiska betingelser, vilket minskar både investeringskostnaderna och driftens komplexitet samtidigt som strängare gränsvärden för svavel uppnås.
Klicka här för att läsa mer om sonokemisk avsvavling!
Biodiesel från vegetabilisk olja och animaliskt fett
Biodiesel är ett rent, förnybart alternativ till petroleumbaserad diesel. Den framställs genom transesterifiering av råvaror som vegetabiliska oljor, algolja, animaliska fetter och avfallsfetter. Tillverkningsprocessen bygger på en katalytisk reaktion mellan dessa lipider och en alkohol (vanligtvis metanol). Hielschers ultraljudsblandning accelererar transesterifieringsprocessen kraftigt genom att skapa intensiv mikroblandning och emulgering, vilket drastiskt förkortar reaktionstiderna och ökar utbytet. Resultatet är en effektivare produktionslinje med lägre kapitalinvesteringar och minskade driftskostnader.
Utforska fördelarna med ultraljudsblandningsreaktorer för biodiesel!
Bioetanol från stärkelse och socker
Bioetanol används som ett miljövänligt alternativ till bensin. Den framställs av majs, vete, potatis, sockerrör, ris och andra spannmål genom jäsning. Jäst används för att jäsa stärkelsen och sockerarterna i dessa grödor till etanol. Ultraljudsdisintegrering av cellstrukturer och extraktion av intracellulärt material minskar partikelstorleken och exponerar en mycket större yta för enzymer under förvätskningen. Detta förbättrar biotillgängligheten för stärkelse och socker och ger en snabbare och mer fullständig jäsning som leder till mer etanol.
Klicka här för att läsa mer om celldisintegrering och extraktion!
Biogas från avfall och slam
Bioetanol är ett allmänt använt alternativ till konventionell bensin med låga koldioxidutsläpp. Den framställs genom jäsning av stärkelse och sockerarter som extraheras ur grödor som majs, vete, potatis, sockerrör och ris. Ultraljudsdisintegrering av celler bryter ned styva växtcellväggar och frigör intracellulärt innehåll, vilket effektivt minskar partikelstorleken och maximerar den exponerade ytan för enzymatisk verkan under förvätskningen. Denna förbättrade biotillgänglighet för jäsbara sockerarter leder till snabbare och mer fullständiga jäsningscykler och avsevärt högre etanolutbyten.
Klicka här för att läsa mer om ultraljudsdisintegrering av slam!
Vanliga frågor: ultraljudstillämpningar inom olja, gas och förnybara bränslen
Hur fungerar ultraljudsavsvavling, och uppfyller den miljökraven?
Ultraljudsavsvavling använder högintensiva ljudvågor för att förbättra reaktionen eller extraktionen av svavelföreningar från bränslen (som diesel och bensin). Den akustiska kavitationseffekten ökar massöverföringshastigheterna, vilket gör att raffinaderier effektivare kan producera bränslen med ultralåg svavelhalt (som uppfyller Euro 5/6- eller EPA-standarder). Denna process kräver ofta mindre energi och färre kemiska medel än traditionella metoder, vilket gör den till en kostnadseffektiv lösning för regelefterlevnad.
Hur påverkar ultraljudsbehandling utfällningen av vax och asfaltener?
Ultraljudsbehandling kan hämma kärnbildning och tillväxt av vax- och asfaltenkristaller och hålla dem suspenderade i vätskan för att förhindra igensättning av rörledningar. Dessutom underlättar den dispergeringen av kemiska inhibitorer, vilket gör dem effektivare vid lägre koncentrationer. Detta är ett viktigt verktyg för att säkerställa flödet vid djupvattenutvinning och tungoljeproduktion.
Vilka är fördelarna med att använda ultraljud för konditionering av borrvätska?
Ultraljudsbehandling skapar en enhetlig dispersion av fasta ämnen (som bentonit) och tillsatser i borrslam. Detta förbättrar vätskans reologiska egenskaper, förbättrar transporten av borrkax och minskar viskositeten. Resultatet är bättre borrprestanda, lägre friktion och minskade driftskostnader.
Hur förbättrar ultraljudsbehandling katalytiska reaktioner i raffinaderier?
Genom intensiv mikroblandning och turbulens bryter ultraljud upp gränsskiktet runt katalysatorpartiklar. Detta förbättrar massöverföringen avsevärt och exponerar fler aktiva säten på katalysatorytan, vilket leder till högre reaktionshastigheter, högre utbyten och längre livslängd för katalysatorn.
Kan ultraljudssystem skalas upp för industriell olje- och gasproduktion?
Absolut. Hielscher är specialiserat på ultraljudsapparater i industriell skala (upp till 16kW per enhet, som enkelt kan kombineras i kluster) som kan integreras i befintliga rörledningar genom konfigurationer med ultraljudsflödesceller. Detta möjliggör smidig uppskalning från laboratorieförsök till kontinuerlig industriell produktion med konsekventa, reproducerbara resultat.
Kan Hielschers ultraljudsapparater hantera högviskösa vätskor som tungolja eller bitumen?
Ja. Hielschers ultraljudsapparater av probtyp med hög effekt är konstruerade för att bearbeta högviskösa medier. De ger de höga skjuvkrafter som krävs för att effektivt blanda, dispergera och behandla tungoljor, 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.
UIP16000hdT – en högpresterande ultraljudsapparat med 16 000 watt ultraljudseffekt för avsvavling av råolja

