Vermischen von Dieselkraftstoff mit Wasser im Wirbelschichtapparat AVS-150

https://globecore.com/contacts.html. In einem vorhergehenden Durchgang haben wir mit Hilfe von Reagenzien den Dieselkraftstoff vom Schwefel gereinigt, in diesem Durchgang vermischen wir den Kraftstoff mit Wasser mithilfe des Emulsionsmittels in dem Wirbelschichtapparat AVS-150. Unser Ziel ist es, eine stabile Emulsion zu erhalten, sowie die optimale Menge an Wasser zu bestimmen, ohne die Kraftstoffleistung zu verschlechtert.

Das technologische Schema dieser Vermischung besteht in unserem Fall aus einem Tank mit einem Volumen von 1m³, einer Pumpe zum Zuführen von Kraftstoff aus dem Tank zur AVS-150, einem Spender zum Zuführen von ferromagnetischen Partikeln in den Arbeitsbereich der Vorrichtung, einem 200 Liter Tank mit Dosierpumpen zur Wasserversorgung und einem 30-Liter-Behälter mit einer Dosierpumpe zur Einspeisung des Emulgators.

Vor Beginn des Mischprozesses erhitzen wir die Komponenten Kraftstoff, Wasser und Emulgator auf eine Temperatur von 40°C. Aus dem 1m³ Tank wird Dieselkraftstoff mit einer Pumpe in die Arbeitskammer der AVS-150 eingespeist, gleichzeitig gelangt dort das Wasser aus dem 200 Liter Tank hinein und ebenso auch der Emulgator aus dem 30 Liter Tank. Die Verarbeitung in der Maschine dauert einige Sekunden, das Volumen des gemischten Brennstoffs beträgt 1,5m³/h.

Die Vermischung von Dieselkraftstoff mit Wasser und Emulgator erfolgt mit Hilfe von ferromagnetischen Partikeln Stahl, der Verschleiß der Partikel beträgt 5 Gramm pro Betriebsstunde, das sind 0,005 Gramm pro Liter Dieselkraftstoff, die Ladung ferromagnetischer Partikel wird mittels eines Dispensers automatisch aufgeladen.

In unserem Fall wurden zwei Optionen in Betracht gezogen, um den Brennstoff zu verwenden. Im ersten Fall kann Kraftstoff direkt an einen Dieselmotor, beispielsweise einen Schiffsmotor, oder für Großkesselbrenner sowie für Dieselkraftwerke geliefert werden. Im zweiten Fall gelangt der Brennstoff in einen Tank mit Rührwerk zur Langzeitlagerung (bis zu 30 Tage).

Basierend auf den Ergebnissen der Experimente haben wir die optimale prozentuale Zusammensetzung der Komponenten bestimmt: Um 1kg Emulsion zu erhalten, brauchen wir 25 g Emulgator, dies entspricht 2,5% des Gesamtvolumens, 150 g Wasser - 15% des Volumens und 825 g Diesel. Um die Stabilität der Emulsion zu verbessern, sollte man destilliertes Wasser verwenden.

Durch das Mischen im Wirbelschichtapparat AVS erhielten wir ein homogenes Gemisch mit der optimalen Tropfengröße, was direkt die Emulsionsstabilität beeinflusst.

Diese Mikrotropfen sollten nach der Homogenisierung wie folgt aussehen: im Zentrum befindet sich Wasser, Kraftstoff auf der Oberfläche der Wasserpartikel und das Emulsionsmittel bildet dazwischen die Komponenten eine verbindende Membran. Der Prozess der Verbrennung dieses Kraftstoffs ist wie folgt: die Einspritzdüsen in dem Motor zünden den Kraftstoff und komprimieren diesen, so dass die resultierende Explosion die in der Mitte der Mikrotröpfchen eingeschlossenen Wassertröpfchen überhitzt. Infolgedessen entsteht Dampf. Der Dampf reißt wiederum die Brennstoffmoleküle auf, so dass der Brennstoff vollständig ausbrennt. Das kompensiert die Energieverluste aufgrund von zugesetztem Wasser. Während des Dampfprozesses wird auch die Abgasanlage gereinigt.

In dem Durchlauf haben wir einen Test für einen Dieselgenerator mit einer Leistung von 5,5 kW durchgeführt, der bei konstanten Umdrehungen arbeitet.

Wir haben dazu Elektrogeräte mit der maximalen Förderleistung angeschlossen. Anfangs schütteten wir 0,5 kg konventionellen Dieselkraftstoff in den Dieselgenerator ein und maßen die Betriebsdauer unter Berücksichtigung der Voltmeterwerte unter Last. Danach haben wir den Versuch mit der von uns vorbereiteten Emulsion wiederholten. Arbeitsdauer und Voltmeteranzeigen stimmten praktisch überein, was uns zu der Schlussfolgerung führt, dass der Motor mit einer Emulsion mit 15% Wassergehalt ohne Leistungsverlust arbeitet.

Das Fazit ist also, dass die Emulsion es ermöglicht, den Verbrauch von Dieselkraftstoff in der Menge von 150l/t zu reduzieren. Außerdem können so auch wesentlich die Verschmutzungen des Abgassystems und der Ausstoß von Rauch verringert werden.