Emulsificación ultrasónica de biodiesel y diesel-agua

¿Qué es la emulsión de agua diésel?

Para comprender mejor qué es una emulsión de agua diésel, primero debemos analizar el proceso de emulsión de líquidos.Químicamente hablando, un líquido emulsionado, también conocido como dispersión, es un líquido en el que partículas distribuidas de un material se dispersan en otro material.

Una emulsión de agua diésel es una mezcla de agua, combustible diésel y varios aditivos.Es importante tener en cuenta que el combustible diésel, que es un aceite, no se puede disolver en agua.Esto significa que cuando el agua se dispersa en el combustible diesel, se puede emulsionar pero nunca formarán un líquido homogéneo.

¿Dónde se utilizan los combustibles emulsionados?

La mezcla de agua, combustible diesel y varios aditivos, conocida como emulsión de agua diesel, se puede utilizar en cualquier motor diesel.

Sin embargo, es importante comprender que debido a que se agregó agua a la mezcla de combustible, se reduce la energía que puede producir el generador.Los combustibles emulsionados tienen una compensación en la que una mayor reducción de las emisiones corresponderá a una mayor reducción de la capacidad del generador.La reducción de capacidad variará dependiendo de los niveles de emisiones que se intenten alcanzar, pero las reducciones de capacidad típicas rondan el 10-35%.

A menudo, la combinación del uso de una emulsión de agua diésel con un generador diésel eficiente proporciona un mejor consumo de combustible de la emulsión.En muchos casos, los beneficios de un mejor consumo de combustible y la reducción de las emisiones nocivas del motor superan con creces la nada deseable reducción de potencia del motor.Más allá de la capacidad de utilizar emulsiones diésel como fuente de combustible, existen beneficios secundarios, incluida la mitigación de las altas temperaturas resultantes de la combustión, así como la reducción de emisiones.

Temperaturas de combustión reducidas

En muchos casos, es deseable reducir y controlar la cantidad de calor que un motor o generador produce bajo carga.El aumento de calor puede provocar un desgaste prematuro de los componentes del motor, la descomposición de los fluidos y la reducción de la vida útil del equipo.Muchos estudios han demostrado que el uso de una emulsión diésel como fuente de combustible puede disminuir efectivamente la temperatura de combustión, lo que produce todos los beneficios de una temperatura de funcionamiento más baja, incluido el aumento de la eficiencia del motor, la reducción del desgaste de los componentes y el aumento de la vida útil del equipo.

El otro beneficio principal de la emulsión de agua y combustible que reduce la temperatura de funcionamiento es que puede aumentar la eficiencia térmica del motor.Por definición, la eficiencia térmica es la relación entre el trabajo realizado por un motor y la cantidad de calor producido por el combustible y el motor durante el mismo tiempo de trabajo.Una mayor eficiencia térmica significa equipos en funcionamiento más fríos y un mejor consumo de combustible.

Emulsiones ultrasónicas de agua en combustible

El ultrasonido potente es una tecnología bien conocida y probada para crear emulsiones de tamaño fino con gotas en el rango de micrones y nanopartículas.La tecnología de emulsificación ultrasónica se basa en fuerzas de corte cavitacionales.Mediante cavitación ultrasónica, las gotas de agua y combustible se reducen al tamaño nano y se mezclan para producir una emulsión (nano/mini) de tamaño fino.

Para la emulsificación ultrasónica en línea, las corrientes separadas de combustible y agua se pueden ajustar con precisión para garantizar una proporción constante de agua y combustible.

Los homogeneizadores ultrasónicos se pueden instalar directamente antes de la bomba de inyección para que la emulsión homogénea de agua y combustible pueda inyectarse inmediatamente en el motor y se evite el almacenamiento de la emulsión de combustible.Cuando la emulsión de agua y combustible se inyecta en la cámara de combustión, las gotas de agua se evaporan rápidamente debido a las altas temperaturas, ya que el punto de ebullición del agua es mucho más bajo que el del combustible.Durante el proceso de vaporización, las gotas de agua estallan de forma microexplosiva y rompen el combustible en gotas más pequeñas.

De este modo, el agua-combustible se atomiza en la cámara de combustión de modo que el combustible y el aire en la cámara de combustión se mezclan mejor y el combustible se puede quemar por completo.Las gotas muy pequeñas ofrecen una superficie de partículas muy alta, lo que da como resultado una gran interfaz agua-aceite de baja tensión, lo que mejora aún más la atomización. Esto aumenta la eficiencia de la combustión, resultando finalmente en una importante reducción del coste del combustible, que supera los costes de la emulsificación. La tecnología de mezcla ultrasónica es un proceso en línea que se puede adaptar fácilmente a los motores existentes.El motor en sí no requiere modificaciones.

Beneficios ambientales y económicos:

menores emisiones de NOx

menores emisiones de hollín

consumo reducido de combustible

combustión más completa

temperaturas máximas de combustión más bajas

menos incrustaciones en la caldera