Emulsionare ultrasonică cu biodiesel și apă diesel

Ce este emulsia de apă diesel?

Pentru a înțelege cel mai bine ce este o emulsie de apă diesel, mai întâi trebuie să discutăm despre procesul de emulsionare a lichidelor. Din punct de vedere chimic, un lichid emulsionat, cunoscut și sub numele de dispersie, este un lichid în care particulele distribuite dintr-un material sunt dispersate într-un alt material.

O emulsie de apă pentru motorină este un amestec de apă, motorină și mai mulți aditivi. Este important de reținut că motorina, care este un ulei, nu se poate dizolva în apă. Aceasta înseamnă că atunci când apa este dispersată în motorină, aceasta poate fi emulsionată, dar nu vor forma niciodată un lichid omogen.

Unde se folosesc combustibilii emulsionati?

Amestecul de apă, motorină și mai mulți aditivi, cunoscut sub numele de emulsie de apă diesel, poate fi utilizat în orice motor diesel.

Cu toate acestea, este important să înțelegeți că, deoarece a fost adăugată apă în amestecul de combustibil, energia pe care o poate produce generatorul este redusă. Combustibilii emulsionați au un compromis în care o reducere mai mare a emisiilor va corespunde unei reduceri mai mari a capacității generatorului. Reducerea capacității va varia în funcție de nivelurile de emisii care încearcă să fie atinse, dar reducerile tipice ale capacității sunt în jur de 10-35%.

Adesea, combinația dintre utilizarea unei emulsii de apă diesel cu un generator diesel eficient asigură un consum mai bun de combustibil al emulsiei. În multe cazuri, beneficiile unui consum mai bun de combustibil și ale reducerii emisiilor nocive ale motorului depășesc cu mult reducerea mai puțin de dorit a puterii motorului. Dincolo de capacitatea de a utiliza emulsii diesel ca sursă de combustibil, există beneficii secundare, inclusiv atenuarea temperaturilor ridicate rezultate din ardere, precum și reducerea emisiilor.

Scăderea temperaturii de ardere

În multe cazuri, este de dorit să se reducă și să se controleze cantitatea de căldură pe care un motor sau un generator o produce sub sarcină. Creșterea căldurii poate cauza uzura prematură a componentelor motorului, defalcarea fluidelor și reducerea duratei de viață a echipamentului. Multe studii au arătat că utilizarea unei emulsii diesel ca sursă de combustibil poate scădea în mod eficient temperatura de ardere, ceea ce aduce toate beneficiile unei temperaturi de funcționare mai scăzute, inclusiv eficiența crescută a motorului, uzura redusă a componentelor și creșterea duratei de viață a echipamentului.

Celălalt beneficiu principal al emulsiei de apă de combustibil care scade temperatura de funcționare este că aceasta poate crește eficiența termică a motorului. Prin definiție, eficiența termică este raportul dintre munca efectuată de un motor și cantitatea de căldură produsă de combustibil și motor în același timp de lucru. O eficiență termică crescută înseamnă un echipament de funcționare mai rece și un consum de combustibil îmbunătățit.

Emulsii cu ultrasunete apă-în-combustibil

Ultrasunetele puternice sunt o tehnologie bine cunoscută și dovedită pentru a crea emulsii de dimensiuni fine cu picături în intervalul microni și nano. Tehnologia de emulsionare cu ultrasunete se bazează pe forțele de forfecare cavitaționale. Prin cavitație cu ultrasunete, picăturile de apă și combustibil sunt reduse la dimensiunea nano și sunt amestecate împreună, astfel încât să se producă o (nano-/mini-)emulsie de dimensiuni fine.

Pentru emulsionarea cu ultrasunete în linie, fluxurile separate de combustibil și apă pot fi ajustate cu precizie, astfel încât să fie asigurat un raport constant de apă și combustibil.

Omogenizatoarele cu ultrasunete pot fi instalate direct înaintea pompei de injecție, astfel încât emulsia omogenă apă-combustibil să poată fi injectată imediat în motor și să se evite depozitarea emulsiei de combustibil. Când emulsia apă-combustibil este injectată în camera de ardere, picăturile de apă se evaporă din cauza temperaturilor ridicate rapid, deoarece punctul de fierbere al apei este mult mai scăzut decât al combustibilului. În timpul procesului de vaporizare, picăturile de apă izbucnesc într-un mod micro-exploziv și distrug combustibilul în picături mai mici.

Astfel, apa-combustibil este atomizată în camera de ardere, astfel încât combustibilul și aerul din camera de ardere sunt mai bine amestecate și combustibilul poate fi ars complet. Picăturile foarte mici oferă o suprafață de particule foarte mare, rezultând o interfață mare apă-ulei de joasă tensiune, care îmbunătățește și mai mult atomizarea. Aceasta mărește eficiența arderii, rezultând în final o reducere semnificativă a costului combustibilului, care depășește costurile pentru emulsionare. Tehnologia de amestecare cu ultrasunete este un proces inline, care poate fi ușor de adaptat la motoarele existente. Motorul în sine nu necesită modificări.

Beneficii de mediu și economice:

emisii mai mici de NOx

emisii mai mici de funingine

consum redus de combustibil

ardere mai completă

temperaturi de vârf de ardere mai scăzute

mai puțină murdărie în cazan