Neft/suv emulsifikatsiyasi orqali NOx-qaytarilishi

Azot oksidi (NO_x) inson va atrof-muhit salomatligi uchun darhol xavfli ekanligi ma'lum. Mobil va statsionar dizel va benzinli dvigatellar butun dunyo bo'ylab NO ga katta hissa qo'shmoqda_x emissiyalar. Yoqilg'ini suv bilan emulsifikatsiya qilish NO ni kamaytirishning bir usuli hisoblanadi_x dvigatellarning emissiyasi. Ultrasonik emulsifikatsiya nozik o'lchamdagi yoqilg'i / suv emulsiyalarini ishlab chiqarish uchun samarali vositadir.

Avtomobillar va yuk mashinalari, samolyotlar, elektr generatorlari, forkliftlar, konditsionerlar va qozonlar ishlab chiqaradi. katta miqdorda zarrachalar (PM) va NO_x neft mahsulotlarini yoqish orqali. YO'Q_x azot oksidi (NO) va azot dioksidi (NO₂) shuningdek, N₂O, YO'Q₃, N₂O₄ va N₂O₅. Azot oksidi va azot dioksidi past darajadagi ozon, smogga hissa qo'shadi va atrof-muhit va odamlar uchun xavflidir. Atrof-muhitni tartibga solish havoga ifloslantiruvchi moddalarning emissiyasini hal qiladi chegaralarni kuchaytirish. Dvigatel chiqindilariga oltingugurt dioksidi ham kiradi (SO₂) yoqilg'i tarkibidagi oltingugurt birikmalari natijasida. Bu muammo gidrodesulfurization tomonidan kamayadi yoki Ultratovush yordamida oltingugurtdan tozalash.

Yoqilg'i/suv emulsiyasida ishlash

So‘nggi yillarda bu borada katta ishlar qilindi suvning NO ga ta'siri_x emissiya darajalari. Har xil yoqilg'i: suvning 1: 1 dan 19: 1 gacha bo'lgan hajmli nisbatlari yonish xususiyatlari uchun sinovdan o'tkazildi. Ko'pgina hollarda emulsiyani barqarorlashtirish uchun 1 dan 2 foizgacha sirt faol moddasi qo'shilgan.

Yonish haqida ma'lumot

Yoqilg'i yonishi issiqlik va mexanik energiya hosil qiladi. Mexanik fraktsiya pistonlar yoki turbinlarni harakatga keltirish yoki elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatish uchun ishlatilishi mumkin. Ko'pgina dvigatellarda issiqlik energiyasi ishlatilmaydi. Bu termodinamik samaradorlikni pasaytiradi.

Taxminan YO'Q ning 90%_x yonilg'i yonish jarayoni natijasida NO. NO asosan atmosfera azotining oksidlanishi natijasida hosil bo'ladi (N₂). Yonilg'iga qo'shilgan suv suvning bug'lanishi tufayli yonish haroratini pasaytiradi. Yoqilg'i-suv emulsiyasidagi suv bug'langanda, atrofdagi yoqilg'i ham bug'lanadi. Bu yoqilg'ining sirt maydonini oshiradi. Pastroq harorat va yoqilg'ining yaxshi taqsimlanishi a ga olib keladi NO ning kam shakllanishi_x.

Ultrasonik emulsifikatsiya

Yoqilg'i yonishiga suvni kiritish ko'plab ishlarda ko'rsatilgan NO ni tushiring_x emissiyalar. Yoqilg'i/suv emulsiyasini hosil qilish orqali suv ikki usulda qo'shilishi mumkin:

• beqaror: in'ektsiyadan oldin yoqilg'iga suvning inline emulsifikatsiyasi
• barqarorlashdi: yonilg'i quyish uchun muqobil sifatida foydalanish uchun barqaror yoqilg'i/suv emulsiyasini ishlab chiqarish

Kanfild (1999) NO ni umumlashtiradi_x suv va boshqa qo'shimchalardan foydalanish bilan kamaytirish:

• barqaror bo'lmagan emulsiya
  • qo'shilgan suv miqdori: 10 dan 80% gacha
  • YO'Q_x tomonidan qisqartirish: 4 dan 60% gacha
• stabillashgan emulsiya
  • suv qo'shilgan hajm%: 25 dan 50% gacha
  • YO'Q_x tomonidan qisqartirish: 22 dan 83% gacha

emulsiya

Emulsiya - bu umumiy aralashma aralashmaydigan suyuqliklar (fazalar), masalan, moy va suv. Emulsifikatsiya jarayonida dispers faza (masalan, suv) suyuq fazaga (masalan, moy) kiritiladi. ning arizasiga ko'ra yuqori kesish, dispers fazaning zarracha kattaligi (= tomchi hajmi) kamayadi. Zarrachalar hajmi qanchalik kichik bo'lsa, hosil bo'lgan emulsiya shunchalik barqaror bo'ladi. Qo'shimcha barqarorlikka sirt faol moddalar yoki stabilizatorlarni kiritish orqali erishish mumkin. Yuqoridagi grafikni bosing motor moyidagi 10% suvning ultratovushli emulsifikatsiyasi uchun namuna natijalarini ko'rish (Velocite 3, Mobil Oil, Gamburg Germaniya). Ushbu tadqiqot tomonidan o'tkazildi Behrend va Shubert (2000).

Ultratovush

Suyuqliklarni yuqori intensivlikda soniklashda, suyuqlik muhitiga tarqaladigan tovush to'lqinlari chastotaga bog'liq bo'lgan yuqori bosimli (siqilish) va past bosimli (kamdan-kam uchraydigan) tsikllarning o'zgarishiga olib keladi. Past bosimli aylanish jarayonida yuqori intensiv ultratovush to'lqinlari suyuqlikda kichik vakuum pufakchalari yoki bo'shliqlarni hosil qiladi. Pufakchalar energiyani o'zlashtira olmaydigan hajmga erishganda, ular yuqori bosimli aylanish jarayonida kuchli qulab tushadi. Ushbu hodisa kavitatsiya deb ataladi. Portlash paytida mahalliy darajada juda yuqori haroratlar (taxminan 5000K) va bosimlarga (taxminan 2000atm) erishiladi. Kavitatsiya qabariqining portlashi natijasida 280 m/s gacha tezlikda suyuqlik oqimi ham paydo bo'ladi.

Ultratovush ishlab chiqarish isbotlangan juda bir hil emulsiyalar tomonidan yog'da suv (s/s) va suvda yog' (o/w). yuqori kavitatsion kesish. Ultrasonikatsiya parametrlari yaxshi boshqariladigan bo'lgani uchun, zarracha hajmi va taqsimoti yaxshi sozlanishi va takrorlanishi mumkin. Odatda, ultratovush oqimli hujayra reaktorida qo'llaniladi. Shuning uchun emulsiya bo'lishi mumkin uzluksiz ravishda in-line qilingan. Shu sababli, ultrasonikatsiya stabillashtirilgan va barqaror bo'lmagan emulsiyalarni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin.

Quyidagi jadvalda turli ultratovush quvvat darajalari uchun umumiy ishlov berish imkoniyatlari ko'rsatilgan.

Ultrasonik degassatsiya va defoaming

Ultratovush tekshiruvi ham yordam beradi havo pufakchalari miqdorini kamaytiring emulsiya aralashmasida. O'ngdagi rasm ultratovushning pufakcha tarkibiga ta'sirini (5 soniya davomida chapdan o'ngga) ko'rsatadi. Pufak tarkibidagi o'zgarishlar in'ektsiya vaqtini o'zgartirishga olib keladi, a degassing, deaeratsiya va defoaming ultratovush yordamida vosita ish faoliyatini yaxshilaydi.

Ultrasonik texnologik uskunalar

Hielscher - bu yuqori quvvatli ultratovush qurilmalarining etakchi yetkazib beruvchisi, butun dunyo bo'ylab. Hielscher qadar ultratovush protsessorlar qiladi kabi 16 kVt bitta qurilma uchun quvvat, mavjud o'simlik hajmida cheklov yo'q yoki qayta ishlash quvvati. 16 kVt quvvatga ega bir nechta tizimlarning klasterlari katta hajmdagi yoqilg'ilarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Sanoat yoqilg'isini qayta ishlash ko'p ultratovush energiyasiga muhtoj emas. Haqiqiy energiya talabini dastgoh miqyosida 1 kVt ultratovushli protsessor yordamida aniqlash mumkin. Bunday dastgoh sinovlarining barcha natijalari bo'lishi mumkin osonlik bilan kengaytirildi.

Ultrasonikatsiya xarajatlari

Ultrasonikatsiya samarali qayta ishlash texnologiyasidir. Ultrasonik ishlov berish xarajatlari asosan investitsiyalardan kelib chiqadi
ultratovush qurilmalari, kommunal xarajatlar va texnik xizmat ko'rsatish uchun. Ajoyib energiya samaradorligi (qarang diagramma) Hielscher ultratovush qurilmalari kommunal xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi.

Adabiyot

Behrend, O., Shubert, H. (2000): Uzluksiz fazali viskozitenin ultratovush orqali emulsifikatsiyaga ta'siri, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Kanfild, A., C. (1999): Dizel-suv emulsiyasi yonishining dizel dvigateliga ta'siri NO_x Emissiya, in: Florida universiteti aspiranturasiga taqdim etilgan magistrlik dissertatsiyasi, 1999 yil.