Неперевершене нанопаливо завдяки ультразвуковому дисперсуванню
- Ультразвукова дисперсія використовується для виробництва нанопалива або діезохолу, паливної суміші етанолу та дизельного палива, яка покращується додаванням ВНТ або наночастинок.
- Силовий ультразвук виробляє надтонкі, нанопаливні емульсії та дисперсії.
- Ультразвуково дисперсні наночастинки в паливах покращують експлуатаційні характеристики палива та характеристики викидів.
- Ультразвукові вбудовані диспергатори доступні в промислових масштабах для виробництва нанопалива.
Нано-палива
Нанопаливо складається з суміші основного палива (наприклад, дизельного палива, біодизеля, паливних сумішей) і наночастинок. Ці наночастинки діють як гібридні нанокаталізатори, які мають велику площу реактивної поверхні. Ультразвукова дисперсія наноприсадки призводить до значного поліпшення характеристик палива, таких як зменшення затримки запалювання, більш тривале перебування полум'я та займання агломерату, а також значне загальне зниження викидів.
Нанорозмірні суміші паливних частинок перевершують чисте рідке паливо за рахунок вищої щільності енергії, швидшого та легшого займання, посиленого каталітичного ефекту, зменшення викидів, швидшої швидкості випаровування та горіння та покращеної ефективності згоряння.
Ультразвукова диспергація наночастинок у паливі
Щоб уникнути осідання наночастинок в паливному баку, частинки повинні бути розсіяні софістично. Ультразвукові процесори – це потужні та надійні диспергатори, які добре відомі своєю здатністю змішувати, деагломерувати та навіть подрібнювати наночастинки таким чином, щоб отримати стабільну дисперсію з потрібним розміром частинок.
Ультразвукові диспергатори Hielscher є перевіреними інструментами для диспергування нанотрубок і частинок у паливі.
Наведений нижче список дає вам огляд вже протестованих наноматеріалів, диспергованих у паливі:
- ВНТ – Вуглецеві нанотрубки
- Сільське господарство – Срібло
- Аль – алюміній
- Аль2O3 – оксид алюмінію
- AlCuOx – оксиди алюмінію, міді
- b – бор
- Ца – кальцій
- Компанія CaCO3 – карбонат кальцію
- Фе – залізо
- Cu – Мідь
- CuO – оксид міді
- Се – церій
- Директор2 – оксид церію
- (Генеральний директор2)· (ЗрО2) – оксид цирконію церію
- БО – кобальт
- Мг – магній
- Мн – марганець
- TiO2 – діоксид титану
- ZnO – оксид цинку
Ультразвукова проточна система 7 кВт
Нанорозмірний, ультразвуково монодисперсний оксид церію забезпечує високу каталітичну активність завдяки високому співвідношенню поверхні до об'єму, що призводить до підвищення паливної ефективності та зниження викидів.
Ультразвукові наноемульсії
Технологія ультразвукової емульгування використовується для виробництва стабільних сумішей етанол-в-декані, етанол-в-дизельному паливі або дизель-біодизель-етанол/біоетанол. Такі суміші є ідеальним базовим паливом, яке можна на другому етапі поліпшити за рахунок розсіювання наночастинок в паливі.
Ультразвукова наноемульгування також успішно використовується для виробництва аквапалива.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвуково приготовлені аквапалива!
Ультразвукове виробництво емульсійних палив
Промислові ультразвукові системи
Отримання стабільних емульсій і дисперсій вимагає потужності, ультразвуку і великих амплітуд. Ультразвук Hielscher’ Промислові ультразвукові процесори можуть видавати дуже високі амплітуди, що важливо для отримання нанорозмірних емульсій і дисперсій. Тому наші промислові ультразвукові апарати можна легко запускати при амплітуди до 200 мкм в роботі 24/7 в умовах важких навантажень. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди.
Hielscher пропонує економічно ефективні, високонадійні ультразвукові процесори з невеликою площею для установки на заводах з обмеженим простором і вимогливими умовами.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000 |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
ВставкаMPC48 – Розчин Хілшера для чудових наноемульсій
Література / Список літератури
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.
Факти, які варто знати
Нано-палива
Нанопалива – це суміш палива та наночастинок. Шляхом розсіювання наноенергетичних частинок у паливі фізико-хімічні властивості палива змінюються під впливом їх функції, дисперсійної структури та складної взаємодії теплопередачі, потоку рідини та взаємодії частинок. Завдяки неоднорідному складу, характеристики нанопалива визначаються типом основного палива, а також складом, розміром, формою, концентрацією, фізико-хімічними властивостями наночастинок. Характеристики нанопалива можуть істотно відрізнятися від характеристик базового палива.
Дизель
Дизельне паливо – це рідке паливо, яке спалюється в дизельних двигунах. У дизельних двигунах паливо запалюється без будь-якої іскри, а за рахунок стиснення вхідної повітряної суміші з подальшим впорскуванням дизельного палива.
Звичайне дизельне паливо являє собою специфічний фракційний дистилят нафтового мазуту. У більш широкому сенсі термін дизельне паливо відноситься до палива, не отриманого з нафти, наприклад, біодизельного палива, дизеля з біомаси в їжу (BTL), газ-рідина (GTL) або дизельне паливо з вугілля в рідину (CTL). BTL, GTL і CTL – це так звані синтетичні дизельні палива, які можна отримати з будь-якого вуглецевого матеріалу (наприклад, біомаси, біогазу, природного газу, вугілля тощо). Після газифікації сировини в синтез-газ з подальшим очищенням воно перетворюється за допомогою реакції Фішера-Тропша в синтетичне дизельне паливо. Дизельне паливо з наднизьким вмістом сірки (ULSD) – це стандарт дизельного палива, який містить значно знижений вміст сірки.
Біодизель
Біодизель – це поновлюване паливо, яке виробляється з рослинних олій, тваринних жирів або перероблених мастил. Біодизель може використовуватися для роботи в дизельних транспортних засобах і генераторах. Його фізичні властивості схожі з властивостями нафтового дизельного палива, хоча він горить чистіше. Біодизель зменшує викиди незгорілих вуглеводнів (UHC), вуглекислого газу (CO2), оксиду вуглецю (CO), оксидів сірки та частинок сажі – якщо порівнювати з викидами, що утворюються при спалюванні звичайного дизельного палива. Викиди оксидів азоту (NOx) можуть бути вищими для біодизеля (порівняно з дизельним паливом). Однак це можна зменшити, оптимізувавши фази газорозподілу впорскування палива.
Виробництво біодизеля значно покращується за рахунок ультразвукової переетерифікації. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про виробництво ультразвукового біодизеля!
Етанол
Етаноловим паливом є етиловий спирт (С2H5OH) використовується як паливо. Етанолове паливо в основному використовується як моторне паливо – в основному як присадка до біопалива в бензині. Сьогодні автомобілі можуть працювати на паливі зі 100% етанолом або з використанням так званих flex-палив, які є сумішшю етанолу та бензину. Зазвичай його виробляють шляхом ферментації біомаси, наприклад, кукурудзи або цукрової тростини. Оскільки етанольне паливо отримують з відновлюваної, стійкої біомаси, його часто називають біоетанолом. Потужний ультразвук може суттєво покращити виробництво біоетанолу. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове виробництво біоетанолу!
Етанол – це кисень в електронному дизельному паливі. Основним недоліком E-diesel є незмішуваність етанолу в дизельному паливі в широкому діапазоні температур. Однак біодизель може бути успішно використаний як амфіфільна поверхнево-активна речовина для стабілізації етанолу та дизельного палива. Етанол-біодизель-дизельне паливо (EB-дизель) можна змішувати ультразвуковим способом до мікро- або наноемульсії, щоб дизельне паливо було стабільним – навіть при мінусових температурах і пропонує кращі властивості палива в порівнянні зі звичайним дизельним паливом.