Power Ultrasound för vatten-i-diesel-emulsioner

Användningen av vatten-i-bränsle-emulsioner är en snabbt växande på grund av skärpta miljöregler och den hårdare konkurrensen på transportmarknaden. Ultraljudsemulgeringstekniken möjliggör en mer effektiv användning av bränslen, såsom tunga bränslen eller diesel, genom att blanda vatten i basbränslet. Ultraljudsemulgerade vattenbränslen ger en mer fullständig förbränning och en mer ekonomisk bränsleförbrukning, samtidigt som bränslena förbränns med mindre utsläpp!

Vatten-i-bränsle-emulsion

Förbränning av bränslen genererar farliga gaser, såsom kväveoxider (NOx), kolväten (HC), kolmonoxid (CO), koldioxid (CO2) samt partiklar (PM), sot och rök, som är skadliga för människors hälsa och miljön. Utsläppen av dessa föroreningar kan minskas avsevärt genom att tillsätta vatten till bränslet.
Tillsats av 5 – 25 % vatten till bränslet, t.ex. tung eldningsolja eller diesel, kan minska utsläppen av farliga föroreningar drastiskt. Det injicerade vattnet minskar den lokala adiabatiska förbränningstemperaturen. Studier har visat att utsläppen av NOx därigenom kan sänkas med upp till 40 %, CO2 med 5 % – 15 % och PM med upp till 90 %. Svart rök från dieselförbränning kan elimineras helt eftersom bränslet förbränns helt.
Samtidigt är det viktigt att bränsleförbrukning kan vara nedsatt med cirka 5 %. Rädda miljön och spara bränsle!
Emulgerbara bränslen inkluderar flytande kolväten, råolja, tunga bränslen (HFO), nafta, fotogen, diesel, eldningsoljor, biodiesel och vegetabiliska oljor.

Miljömässig & Ekonomiska fördelar:

• lägre NOx-utsläpp
• Lägre sotutsläpp
• Minskad bränsleförbrukning
• Mer fullständig förbränning
• lägre toppförbränningstemperaturer
• mindre nedsmutsning i pannan

Primär och sekundär finfördelning i spraylåga av emulgerat bränsle.

Ultraljudsemulsioner av vatten i bränsle

Kraftultraljud är en välkänd och beprövad teknik för att skapa finstora emulsioner med droppar i mikron- och nanoområdet. Ultraljudsemulgeringstekniken är baserad på kavitationella skjuvkrafter. Genom ultraljudskavitation minimeras vatten- och bränsledropparna till nanostorlek och blandas ihop så att en finstor (nano-/mini)emulsion produceras. För den ultraljudsbaserade inline-emulgeringen kan de separata bränsle- och vattenflödena justeras exakt så att ett konstant förhållande mellan vatten och bränsle säkerställs.
Ultraljudshomogenisatorerna kan installeras direkt före insprutningspumpen så att den homogena vatten-bränsleemulsionen kan sprutas in omedelbart i motorn och lagring av bränsleemulsionen undviks. När vatten-bränsleemulsionen sprutas in i förbränningskammaren förångas vattendropparna snabbt på grund av de höga temperaturerna, eftersom vattnets kokpunkt är mycket lägre än bränslets. Under förångningsprocessen spricker vattendropparna på ett mikroexplosivt sätt och sönderdelar bränslet i mindre droppar. Därmed finfördelas vattenbränslet i förbränningskammaren så att bränsle och luft i förbränningskammaren blandas bättre och bränslet kan förbrännas fullständigt. De mycket små dropparna har en mycket hög partikelyta som resulterar i ett stort vatten-olje-gränssnitt med låg spänning, vilket förbättrar finfördelningen ytterligare. Detta ökar förbränningseffektiviteten, vilket slutligen resulterar i en betydande minskning av bränslekostnaden, som överstiger kostnaderna för emulgeringen.
Ultraljudsblandningstekniken är en inline-process som enkelt kan eftermonteras på befintliga motorer. Själva motorn kräver inga modifieringar.

Hielscher UIP6000hdT kluster bestående av upp till 12x sonicators. Denna inställning gör det möjligt att komponera en 72kW kraftfull inline sonication system för högpresterande inline bearbetning.

Ultraljudsdriven emulsionsteknik

Den Ultraljud emulgering Tekniken är baserad på kavitation och blandning med hög skjuvning. Högintensiva ultraljudsvågor kopplas in i det flytande mediet (bränsle-vattenblandning) och skapar droppstorlekar i nanoområdet och gör det möjligt att producera tvåfasiga vatten-i-olja-emulsioner och trefasiga olja-i-vatten-i-olja-emulsioner.

Installationer på:

• CHP – Kombinerade värme- och kraftaggregat
• Dieselgeneratorer
• Kraftverk
• Fartyg
• diesellok
• Kan eftermonteras på alla dieselmotorer
• Teknik ombord: Sjövärdighet

Nanoemulgering med ultraljud ger stabila emulsioner

Kraftig ultraljudsutrustning

Hielscher levererar tung industriell ultraljudsutrustning som kan hantera höga bränsleflöden – även vid höga viskositeter. Hielschers ultraljudshomogenisatorer är byggda för 24/7 drift under tuffa förhållanden. Våra system är användarvänliga och kompakta, har inga rörliga delar, är enkla att installera och använda och kräver knappt något underhåll.
Produktionen av ultraljudsemulsion och bränsle kan styras säkert via webbläsarkontroll, medan de två separata matningsströmmarna för vatten och bränsle möjliggör en exakt dosering av vatten-bränsleförhållandet och reglering/anpassning av bränsleblandningen under drift i enlighet med aktuell motorbelastning/varvtal.

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Ultraljudsproduktion av emulsionsbränslen ombord på marina fartyg

Litteratur / Referenser