Biodízel és dízel-víz ultrahangos emulgeálás

Mi az a dízel víz emulzió?

Ahhoz, hogy a legjobban megértsük, mi az a dízelvíz-emulzió, először meg kell beszélnünk a folyadékok emulgeálásának folyamatát. Kémiai értelemben az emulgeált folyadék, más néven diszperzió, olyan folyadék, amelyben az egyik anyag elosztott részecskéi egy másik anyagban diszpergálódnak.

A dízel víz emulzió víz, dízel üzemanyag és számos adalék keveréke. Fontos megjegyezni, hogy a dízel üzemanyag, amely olaj, nem oldódik vízben. Ez azt jelenti, hogy ha vizet diszpergálnak a dízel üzemanyagba, akkor az emulgeálható, de soha nem képeznek homogén folyadékot.

Hol használják az emulgeált üzemanyagokat?

A víz, a dízel üzemanyag és számos adalék keveréke, az úgynevezett dízel víz emulzió, bármely dízelmotorban használható.

Fontos azonban megérteni, hogy mivel vizet adtak az üzemanyag-keverékhez, a generátor által termelt energia csökken. Az emulgeált tüzelőanyagoknak van egy kompromisszuma, ahol a kibocsátás nagyobb csökkenése a generátor kapacitásának nagyobb csökkenését jelenti. A kapacitáscsökkentés az elérni kívánt kibocsátási szintek függvényében változik, de a jellemző kapacitáscsökkentés 10-35% körüli.

Gyakran a dízel víz emulzió és a hatékony dízelgenerátor kombinációja jobb üzemanyag-fogyasztást biztosít az emulzió számára. Sok esetben a jobb üzemanyag-fogyasztás és a káros motor károsanyag-kibocsátásának csökkenése jóval nagyobb, mint a motor kevésbé kívánatos teljesítménycsökkenése. A dízel emulziók tüzelőanyag-forrásként való felhasználásán túl másodlagos előnyök is vannak, beleértve az égésből származó magas hőmérséklet mérséklését, valamint a károsanyag-kibocsátás csökkentését.

Csökkentett égési hőmérsékletek

Sok esetben kívánatos csökkenteni és szabályozni a motor vagy generátor terhelés alatt termelt hőmennyiségét. A megnövekedett hő a motor alkatrészeinek idő előtti kopását, a folyadékok lebomlását és a berendezés élettartamának csökkenését okozhatja. Számos tanulmány kimutatta, hogy a dízel-emulzió üzemanyag-forrásként való használata hatékonyan csökkentheti az égési hőmérsékletet, ami az alacsonyabb üzemi hőmérséklet minden előnyét biztosítja, beleértve a megnövekedett motor hatásfokát, a csökkentett alkatrészek kopását és a berendezés élettartamának növekedését.

Az üzemi hőmérsékletet csökkentő üzemanyag-víz emulzió másik fő előnye, hogy ezzel növelhető a motor termikus hatásfoka. Definíció szerint a termikus hatásfok a motor által végzett munka és az üzemanyag és a motor által ugyanazon munkaidő alatt termelt hőmennyiség aránya. A megnövekedett hőhatékonyság hűvösebb működést és jobb üzemanyag-fogyasztást jelent.

Ultrahangos víz az üzemanyagban emulziók

A teljesítmény-ultrahang egy jól ismert és bevált technológia finom méretű emulziók létrehozására mikron és nano tartományban lévő cseppecskékkel. Az ultrahangos emulgeálási technológia a kavitációs nyíróerőkön alapul. Ultrahangos kavitációval a víz- és üzemanyagcseppeket nanoméretűre minimalizálják, és összekeverik, így finom méretű (nano-/mini-)emulzió keletkezik.

Az ultrahangos inline emulgeáláshoz a különálló üzemanyag- és vízáramok pontosan beállíthatók, így biztosítva van a víz és az üzemanyag állandó aránya.

Az ultrahangos homogenizátorok közvetlenül a befecskendező szivattyú elé telepíthetők, így a homogén víz-üzemanyag emulzió azonnal befecskendezhető a motorba, és elkerülhető az üzemanyag-emulzió tárolása. Amikor a víz-üzemanyag emulziót befecskendezik az égéstérbe, a vízcseppek a magas hőmérséklet hatására gyorsan elpárolognak, mivel a víz forráspontja sokkal alacsonyabb, mint az üzemanyagé. A párologtatási folyamat során a vízcseppek mikrorobbanásszerűen felrobbannak, és az üzemanyagot kisebb cseppekre bontják.

Ezáltal a víz-tüzelőanyag porlasztásra kerül az égéstérben, így az égéstérben a tüzelőanyag és a levegő jobban keveredik, és a tüzelőanyag teljesen elégethető. A nagyon kicsi cseppek nagyon magas részecskefelületet kínálnak, ami nagy, alacsony feszültségű víz-olaj határfelületet eredményez, ami tovább javítja a porlasztást. Ez növeli az égés hatékonyságát, végül jelentős üzemanyagköltség-csökkenést eredményez, ami meghaladja az emulgeálás költségeit. Az ultrahangos keverési technológia egy soron belüli folyamat, amely könnyen utólag felszerelhető a meglévő motorokhoz. Maga a motor nem igényel módosítást.

Környezeti és gazdasági előnyök:

alacsonyabb NOx-kibocsátás

alacsonyabb koromkibocsátás

csökkentett üzemanyag-fogyasztás

teljesebb égés

alacsonyabb égési csúcshőmérséklet

kevesebb szennyeződés a kazánban