Biodiesel og diesel-vand ultralydsemulgering

Hvad er dieselvandemulsion?

For bedst at forstå, hvad en dieselvandemulsion er, skal vi først diskutere processen med at emulgere væsker. Kemisk set er en emulgeret væske, også kendt som en dispersion, en væske, hvori fordelte partikler af et materiale er spredt i et andet materiale.

En dieselvandemulsion er en blanding af vand, dieselbrændstof og flere tilsætningsstoffer. Det er vigtigt at bemærke, at dieselbrændstof, som er en olie, ikke kan opløses i vand. Det betyder, at når vand spredes i dieselbrændstof, kan det emulgeres, men de vil aldrig danne en homogen væske.

Hvor bruges emulgerede brændstoffer?

Blandingen af ​​vand, dieselbrændstof og adskillige additiver, kendt som dieselvandemulsionen, kan bruges i enhver dieselmotor.

Det er dog vigtigt at forstå, at fordi der er blevet tilsat vand til brændstofblandingen, reduceres den energi, som generatoren kan producere. Emulgerede brændstoffer har en afvejning, hvor en større reduktion i emissioner vil svare til en større reduktion af generatorkapaciteten. Kapacitetsreduktionen vil variere afhængigt af de emissionsniveauer, der forsøges at opnå, men typiske kapacitetsreduktioner er omkring 10-35%.

Ofte giver kombinationen af ​​at bruge en dieselvandemulsion med en effektiv dieselgenerator et bedre brændstofforbrug af emulsionen. I mange tilfælde opvejer fordelene ved det bedre brændstofforbrug og reduktionen i skadelige motoremissioner langt den mindre end ønskelige effektreduktion af motoren. Ud over evnen til at bruge dieselemulsioner som brændstofkilde, er der sekundære fordele, herunder afbødning af de høje temperaturer som følge af forbrænding samt reduktion af emissioner.

Nedsat forbrændingstemperatur

I mange tilfælde er det ønskeligt at reducere og kontrollere mængden af ​​varme, som en motor eller generator producerer under belastning. Øget varme kan forårsage for tidligt slid på motorkomponenter, nedbrydning af væsker og reduktion af udstyrets brugbare levetid. Mange undersøgelser har vist, at brugen af ​​en dieselemulsion som brændstofkilde effektivt kan sænke forbrændingstemperaturen, hvilket giver alle fordelene ved en lavere driftstemperatur, herunder den øgede motoreffektivitet, reduceret komponentslid og forlængelse af udstyrets levetid.

Den anden hovedfordel ved brændstofvandemulsion, der sænker driftstemperaturen, er, at dette kan øge motorens termiske effektivitet. Per definition er termisk effektivitet forholdet mellem arbejde udført af en motor og mængden af ​​varme produceret af brændstoffet og motoren over samme arbejdstid. Øget termisk effektivitet betyder køligere driftsudstyr og forbedret brændstofforbrug.

Ultralyds vand-i-brændstof-emulsioner

Power ultralyd er en velkendt og gennemprøvet teknologi til at skabe emulsioner i finstørrelse med dråber i mikron- og nanoområdet. Ultralydsemulgeringsteknologien er baseret på kavitationsforskydningskræfter. Ved ultralydskavitation minimeres vanddråberne og brændstofdråberne til nanostørrelse og blandes sammen, så der produceres en finstørrelse (nano-/mini-)emulsion.

Til inline-emulgering med ultralyd kan de separate brændstof- og vandstrømme justeres præcist, så der sikres et konstant forhold mellem vand og brændstof.

Ultralydshomogenisatorerne kan installeres direkte før injektionspumpen, så den homogene vand-brændstof-emulsion kan sprøjtes ind i motoren med det samme, og opbevaring af brændstofemulsionen undgås. Når vand-brændstof-emulsionen sprøjtes ind i forbrændingskammeret, fordamper vanddråberne hurtigt på grund af de høje temperaturer, da kogepunktet for vand er meget lavere end for brændstoffet. Under fordampningsprocessen brister vanddråberne på en mikroeksplosiv måde og forstyrrer brændstoffet til mindre dråber.

Derved forstøves vand-brændstoffet i forbrændingskammeret, så brændstof og luft i forbrændingskammeret blandes bedre, og brændstoffet kan forbrændes fuldstændigt. De meget små dråber giver en meget høj partikeloverflade, hvilket resulterer i en stor lavspændingsgrænseflade mellem vand og olie, hvilket forbedrer forstøvningen yderligere. Dette øger forbrændingseffektiviteten, hvilket endelig resulterer i en betydelig brændstofomkostningsreduktion, som overstiger omkostningerne til emulgeringen. Ultralydsblandingsteknologien er en inline-proces, som nemt kan eftermonteres på eksisterende motorer. Selve motoren kræver ingen ændringer.

Miljømæssige og økonomiske fordele:

lavere NOx-emissioner

lavere sodemission

reduceret brændstofforbrug

mere fuldstændig forbrænding

lavere maksimale forbrændingstemperaturer

mindre tilsmudsning i kedlen