Эмульгированные топлива - это эмульсии, состоящие из воды и горючей жидкости, будь то нефть или топливо. Эмульсии представляют собой частный пример дисперсии, содержащей непрерывную и дисперсную фазы. Наиболее часто используемым эмульсионным топливом является водно-дизельная эмульсия. [1] В случае эмульсий обе фазы представляют собой несмешивающиеся жидкости, масло и воду. Эмульсионное топливо может быть микроэмульсией или обычной эмульсией (иногда называемой макроэмульсией., чтобы отличить его от микроэмульсии). Существенными различиями между ними являются стабильность (микроэмульсии являются термодинамически стабильными системами, тогда как макроэмульсии кинетически стабилизированы) и распределение частиц по размерам (микроэмульсии образуются спонтанно и имеют размеры от 10 до 200 нм, тогда как макроэмульсии образуются в процессе сдвига и имеют размеры от 100 нм до более 1 мкм). Микроэмульсии изотропны, тогда как макроэмульсии склонны к осаждению (или расслоению ) и изменению размера частиц с течением времени. Оба используют поверхностно-активные вещества (также называемые эмульгаторами) и могут быть либо водой в масле (обратные эмульсии), либо маслом в воде (обычные эмульсии), либо бинепрерывными (также называемыми множественными или сложными эмульсиями).
Приложения
Примером эмульгированного топлива с непрерывной водной фазой (масло-в-воде) является система Оримульсии и битумные эмульсии. Их часто называют эмульсиями с высоким содержанием внутренней фазы (hipe), потому что непрерывная фаза составляет около 30% от состава топлива, чаще всего дисперсная фаза является второстепенным компонентом. Водные непрерывные эмульсии очень тяжелой нефти и битума легче перекачивать, чем исходное топливо, которое потребует значительного нагрева и / или разбавления дистиллированным продуктом (керосином или легкой нефтью), чтобы упростить обращение с ними. Эмульсии с непрерывной водной фазой остаточного топлива, тяжелого жидкого топлива и т. Д., Которые имеют теплотворную способность и используются в промышленных приложениях, также могут быть преобразованы в эмульгированные топлива, тем самым снижая необходимость использования режущих жидкостей и улучшая выбросы при сгорании, связанные с низкокачественными видами топлива.
Компания Orimulsion теперь заменена MSAR® с более чем 10-летним постоянным развитием.
MSAR® - это синтетическое HFO, эмульгированное масло-в-воде с низкой вязкостью. Он производится с использованием запатентованной технологии для смешивания тяжелых остаточных масел с небольшими количествами специальных химикатов и воды до индивидуальной рецептуры. Полученная эмульсия содержит примерно 30% воды и менее 1% химикатов. Эмульсия представляет собой жидкость с низкой вязкостью при комнатной температуре, что упрощает обращение с ней и снижает затраты на нагревание при хранении, транспортировке и использовании по сравнению с HFO.
Кроме того, капельки углеводородов предварительно распыляются внутри эмульсии, и они значительно меньше, чем капли, образующиеся при распылении HFO; это означает, что при использовании MSAR® сгорает почти полностью, практически не оставляя углеродных частиц в выхлопе и делая его более экологически чистым.
Примеры топлива с непрерывной масляной эмульсией (вода в масле) представляют собой дизельное топливо (или биодизельное топливо) и водные эмульсии. Это эмульгированное топливо было признано в Европе ( Франция и Италия ), и был установлен стандарт мастерской CEN (CWA 15145: 2004). Другие виды эмульгированного топлива содержат от 5 до 30% воды (по массе) в общей топливной эмульсии. Эмульсия «вода в дизельном топливе» может использоваться в качестве альтернативного топлива для обеспечения низкого уровня выбросов и высокого теплового КПД тормозов. [2]
Эмульсия для сжигания (E2C} или вода по запросу в топливных эмульсиях для HFO и дизельного топлива для судоходных и стационарных котлов доступны от Nonox Ltd. с 2006 года. Преимущество смешивания по запросу состоит в том, что не требуются химические поверхностно-активные вещества, соотношение вода / топливо может быть адаптированы к нагрузке для максимальной эффективности и отсутствия шансов на расслоение при хранении.Эта проверенная система снижает выбросы сажи до 90%, NOx 40% и обеспечивает экономию топлива, которая варьируется в зависимости от базовой эффективности нагрузки.
Также были приготовлены микроэмульсии топлив. Тип поверхностно-активных веществ и количество, необходимое для изготовления этих эмульсионных топлив, отличает их от других коммерческих эмульсионных топлив. Они рассматриваются там, где вопросы безопасности (например, предотвращение пожаров; [3] ) или коммерческая отдача оправдывают дополнительные затраты (например, повышение нефтеотдачи, заводнение поверхностно-активными веществами; [4] ).
Недавно доктор Амит Джалани из Национального технологического института Малавия в Джайпуре сделал новое эмульсионное топливо известным как эмульсионное топливо GMD (гомутра в дизельном топливе) . [5] Это топливо было синтезировано путем смешивания коровьей мочи (гомутра) с дизельным топливом. Было обнаружено, что при использовании этого топлива выбросы дизельных выхлопных газов резко снижаются вместе с повышением эффективности двигателя. [6]
Теория
Основными преимуществами использования эмульгированного топлива вместо самого топлива являются экологические и экономические преимущества. Добавление воды в процесс дизельного топлива снижает температуру сгорания и снижает выбросы NO x . [7] В документе сравнивается впрыск воды и эмульгированное топливо в дизельные двигатели (судовые и стационарные двигатели) и обсуждаются соответствующие выбросы и механизмы. В нем делается вывод о том, что эмульгированное топливо исключительно эффективно одновременно сокращает выбросы NO x и PM. [8] В другой статье исследовалось влияние EGR и эмульсионного топлива. [9]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Джалани, Амит; Шарма, Дилип; Сони, Шьям Лал; Шарма, Пушпендра Кумар; Шарма, Сумит (6 января 2019 г.). «Комплексный обзор водоэмульгированного дизельного топлива: химический состав, характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов». Науки об окружающей среде и исследованиях загрязнения . 26 (5): 4570–4587. DOI : 10.1007 / s11356-018-3958-у .
- ^ Джалани, Амит; Шарма, Дилип; Сони, Шьям Лал; Шарма, Пушпендра Кумар (22 сентября 2019 г.). «Влияние параметров процесса на производительность и выбросы водоэмульгированного дизельного двигателя с воспламенением от сжатия». Источники энергии, Часть A: Восстановление, использование и воздействие на окружающую среду : 1–13. DOI : 10.1080 / 15567036.2019.1669739 .
- ^ https://www.youtube.com/watch?v=3F8edPltVc8
- ^ http://files.sc.akzonobel.com/bulletins/Enhanced%20Oil%20Recovery-Tech-bulletin.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Джалани, Амит; Шарма, Дилип; Сони, Шьямлал; Шарма, Пушпендра Кумар; Сингх, Дигамбар. «Технико-экономическое обоснование нового приготовленного дизельного топлива, эмульгированного из коровьей мочи, для применения в двигателях внутреннего сгорания» . Топливо . DOI : 10.1016 / j.fuel.2020.119713 .
- ^ «गोमूत्र का कमाल: प्रदूषण नियंत्रण के साथ होगी डीजल की बचत» (E Paper). Раджастхан Патрика. 27 ноября 2020 . Проверено 27 ноября 2020 года .
- ^ Кэнфилд, Калифорния (1999). Влияние горения дизельной водяной эмульсии на выбросы NO x дизельным двигателем (диссертация на получение степени магистра). Система государственного университета Флориды.
- ^ В. Адди Маевски (2002). «Вода в дизельном сгорании» .
- ^ Бертола, А .; Li, R .; Булучос, К. (2003). «Влияние эмульсий воды в дизельном топливе и рециркуляции отработавших газов на сгорание и выбросы выхлопных газов дизельных двигателей с дизельным двигателем, работающих в тяжелых условиях, оборудованных системой инжектора Common-Rail». Технический документ SAE . DOI : 10.4271 / 2003-01-3146 . JSTOR 44742443 . 2003-01-3146.
- «Экспериментальное исследование мощности дизельного двигателя, крутящего момента и уровня шума с использованием эмульсий вода-дизель», Мохаммад Реза Сейфи и др. http://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.10.122
Внешние ссылки
- Сердюк, Василий (2008). «В поисках топлива будущего: в ближайшее время обычные виды моторного топлива будут заменены на водотопливные эмульсии» . Нефть России . №3. Лукойл . OCLC 74330613 .