ไนโตรเจนออกไซด์ (NO_X) เป็นที่รู้จักกันจะเป็นอันตรายทันทีต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม โทรศัพท์มือถือและเครื่องเขียนดีเซลและเบนซินมีส่วนร่วมส่วนใหญ่จะไม่ทั่วโลก_X ปล่อย Emulsification ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีน้ำเป็นวิธีที่จะลดไม่มี_X การปล่อยมลพิษของเครื่องยนต์ emulsification ล้ำเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างปรับขนาดเชื้อเพลิง / น้ำอิมัลชัน

รถยนต์และรถบรรทุกเครื่องบินกำเนิดไฟฟ้า, รถยก, เครื่องปรับอากาศและหม้อไอน้ำสร้าง อนุภาคปริมาณมาก (PM) และไม่มี_X จากการเผาไหม้ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม NO_X หมายถึงการผสมไนตริกออกไซด์ (NO) และไนตริกออกไซด์ (NO₂) เช่นเดียวกับ N₂O, ไม่มี₃N₂O₄ และไม่มีข้อความ₂O₅. ไนตริกออกไซด์และก๊าซไนตริก มีส่วนร่วมในระดับต่ำโอโซนหมอกควัน และเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่อยู่ในการปล่อยสารมลพิษอากาศโดย กระชับข้อ จำกัด. การปล่อยก๊าซเครื่องยนต์ไม่ ได้แก่ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) เป็นผลมาจากสารกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิง ปัญหานี้จะลดลงหรือ hydrodesulfurization desulfurization ช่วย ultrasonically.

ทำงานบนเชื้อเพลิง / น้ำ Emulsion

ภายในปีที่ผ่านมาการทำงานมากได้รับการทำใน อิทธิพลของน้ำบน NO_X ระดับการปล่อยก๊าซ เชื้อเพลิงต่างๆ: น้ำอัตราส่วนปริมาตรตั้งแต่ 1: 1 ถึง 19: 1 ได้รับการทดสอบคุณสมบัติการเผาไหม้ ในกรณีส่วนใหญ่ 1-2 ปริมาณร้อยละลดแรงตึงผิวถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อรักษาเสถียรภาพอิมัลชัน

ความเป็นมาในการเผาไหม้

การเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่สร้างพลังงานความร้อนและเครื่องจักรกล ส่วนเครื่องจักรกลสามารถนำมาใช้ในการผลักดันลูกสูบหรือกังหันแรงขับหรือการผลิตกระแสไฟฟ้า ในเครื่องมือส่วนใหญ่พลังงานความร้อนที่ไม่ได้ใช้ ซึ่งจะส่งผลในทางอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพต่ำ

ประมาณ 90% ของไม่มี_X ที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงคือไม่ ไม่เป็นรูปเป็นหลักโดยการเกิดออกซิเดชันของไนโตรเจนในบรรยากาศ (ยังไม่มีข้อความ₂) น้ำเพิ่มให้กับน้ำมันเชื้อเพลิงลดอุณหภูมิการเผาไหม้เนื่องจากการระเหยของน้ำ เมื่อน้ำในอิมัลชันน้ำมันเชื้อเพลิงน้ำระเหยน้ำมันเชื้อเพลิงโดยรอบที่มีการระเหยมากเกินไป นี้จะเพิ่มพื้นที่ผิวของน้ำมันเชื้อเพลิง อุณหภูมิที่ลดลงและการกระจายเชื้อเพลิงที่ดีขึ้นจะนำไปสู่การ การก่อตัวลดลงของ NO_X.

อัลตราโซนิก Emulsification

น้ำแนะนำเข้าสู่การเผาไหม้เชื้อเพลิงได้รับการแสดงในงานจำนวนมากเพื่อ ลดไม่มี_X ปล่อยก๊าซเรือนกระจก. น้ำสามารถเพิ่มได้โดยการขึ้นรูปอิมัลชันน้ำมันเชื้อเพลิง / น้ำในสองวิธี

• ไม่มีเสถียรภาพ: emulsification อินไลน์น้ำเป็นเชื้อเพลิงก่อนที่จะฉีด
• มีความเสถียร: การผลิตของอิมัลชันน้ำมันเชื้อเพลิง / น้ำที่มีเสถียรภาพที่จะนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกหล่นใน

แคนฟีลด์ (1999) สรุป NO_X ลดลงจากการใช้น้ำและสารเติมแต่งอื่น ๆ :

• อิมัลชัน unstabilized
  • น้ำเพิ่มปริมาตร%: 10 ถึง 80%
  • ไม่_X ลดโดย: 4-60%
• อิมัลชันที่มีความเสถียร
  • น้ำเพิ่มปริมาตร% 25-50%
  • ไม่_X ลดโดย: 22-83%

อิมัลชัน

อิมัลชันเป็นส่วนผสมของทั่วไป ของเหลวแปร (ขั้นตอน) เช่นน้ำมันและน้ำ ระหว่างขั้นตอนของ emulsification ที่เฟสแยกย้ายกัน (เช่นน้ำ) จะถูกนำเข้าสู่ของเหลว (น้ำมันเช่น) โดยการประยุกต์ใช้ เฉือนสูงขนาดอนุภาค (= ขนาดหยด) ของเฟสแยกย้ายกันจะลดลง ที่มีขนาดเล็กขนาดอนุภาคที่มีเสถียรภาพมากขึ้นเป็นอิมัลชันสร้าง ความมั่นคงเพิ่มเติมสามารถทำได้โดยการแนะนำของแรงตึงผิวหรือความคงตัว คลิกที่กราฟิกดังกล่าวข้างต้น เพื่อดูผลตัวอย่างสำหรับ emulsification ล้ำของน้ำ 10% ในน้ำมันมอเตอร์ (Velocite 3 โมบิลน้ำมัน, ฮัมบูร์กเยอรมนี) การศึกษาครั้งนี้ได้ดำเนินการโดย Behrend และชูเบิร์ต (2000).

เสียงพ้น

เมื่อ sonicating ของเหลวที่ความเข้มสูงคลื่นเสียงที่เผยแพร่ในสื่อการเหลวส่งผลในการสลับแรงดันสูง (บีบอัด) และความดันต่ำ (เจือ) รอบที่มีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ, ความเข้มสูงคลื่นอัลตราโซนิคสร้างฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว เมื่อฟองบรรลุปริมาณที่พวกเขาไม่สามารถดูดซับพลังงานยุบพวกเขาอย่างรุนแรงระหว่างวงจรแรงดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโพรงอากาศ ในระหว่างการระเบิดอุณหภูมิที่สูงมาก. (ประมาณ 5,000 K) และแรงกดดัน (ประมาณ. 2,000atm) จะมาถึงในประเทศ ระเบิดของฟองโพรงอากาศยังส่งผลในการ jets เหลวถึง 280m ความเร็ว / s

อัลตราซาวนด์ได้รับการพิสูจน์ในการสร้าง อิมัลชันเนื้อเดียวกันมาก ของน้ำในน้ำมัน (w / o) และน้ำมันในน้ำ (o / w) โดย เฉือน cavitational สูง. ในฐานะที่เป็นพารามิเตอร์ของ ultrasonication จะควบคุมได้ดีขนาดอนุภาคและการจัดจำหน่ายเป็นอย่างดี ปรับและทำซ้ำได้. โดยปกติแล้วการอัลตราซาวนด์ถูกนำไปใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ไหลเซลล์ ดังนั้นอิมัลชันสามารถ ทำอย่างต่อเนื่องในสายการผลิต. ด้วยเหตุนี้ ultrasonication สามารถใช้สำหรับการทำอิมัลชันที่มีความเสถียรและ unstabilized

ตารางด้านล่างแสดงความประมวลผลทั่วไประดับพลังงานอัลตราโซนิกต่างๆ

อัลตราโซนิก Degassing และ defoaming

ลตร้าซาวด์ไม่นอกจากนี้ยังช่วยในการ ลดปริมาณของฟองอากาศ ในส่วนผสมอิมัลชัน ภาพขวาแสดงผล (5 วินาที. ความคืบหน้าภาพจากซ้ายไปขวา) ของ ultrasonication กับเนื้อหาฟอง ในฐานะที่เป็นรูปแบบในการทำให้เกิดความผันผวนของเนื้อหาฟองในจังหวะการฉีดเชื้อเพลิงที่เป็น degassing, deaeration และ defoaming โดย ultrasonication ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์

อุปกรณ์ในกระบวนการอัลตราโซนิก

Hielscher เป็น ผู้จัดจำหน่ายชั้นนำของอุปกรณ์ล้ำความจุสูงทั่วโลก ในฐานะที่เป็น Hielscher ทำให้โปรเซสเซอร์ล้ำเสียงถึง 16kW อำนาจต่อเครื่องเดียวมี ไม่มีข้อ จำกัด ในโรงงานขนาด หรือความสามารถในการประมวลผล กลุ่มของระบบ 16kW หลายที่มีการใช้การผลิตปริมาณมากของเชื้อเพลิงหล่นใน การประมวลผลเชื้อเพลิงอุตสาหกรรม ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมากล้ำ ความต้องการพลังงานที่เกิดขึ้นจริงสามารถตรวจสอบได้โดยใช้หน่วยประมวลผลล้ำ 1kW ในระดับบนม้านั่ง ผลการทดลองทั้งหมดจากม้านั่งบนดังกล่าวสามารถ ปรับขนาดได้อย่างง่ายดาย.

ค่าใช้จ่ายของ Ultrasonication

Ultrasonication เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพ อัลตราโซนิกค่าใช้จ่ายในการประมวลผลส่งผลให้ส่วนใหญ่มาจากการลงทุน
สำหรับอุปกรณ์อัลตราโซนิกค่าใช้จ่ายสาธารณูปโภคและการบำรุงรักษา โดดเด่น ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (ดู แผนภูมิ) ของ Hielscher อุปกรณ์ล้ำเสียงช่วยในการลดค่าใช้จ่ายสาธารณูปโภค

วรรณกรรม

Behrend ทุมชูเบิร์ตเอช (2000): อิทธิพลของความหนืดเฟสต่อเนื่องใน emulsification โดยอัลตราซาวนด์ใน: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85

แคนฟีลด์, เอซี (1999): ผลกระทบจากน้ำดีเซล Emulsion การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซล NO_X การปล่อยมลพิษใน: วิทยานิพนธ์นำเสนอให้กับโรงเรียนจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยฟลอริดา 1999