嘉鵬電子主營超聲波污水處理,超聲波中藥提取設(shè)備,超聲波脫硫設(shè)備,超聲波提取器,超聲波萃取器,超聲波乳化器,超聲波脫硫機
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信息來源:http://21488.com.cn/ 作者:武漢嘉鵬電子有限公司 發(fā)布時間:2022-11-08 14:26
1超聲波在重油熱反應(yīng)中作用機理
超聲波在液體媒質(zhì)中傳播時,不僅具有空化作用,而且還有機械攪拌作用和熱效應(yīng)。它們對油品的熱反應(yīng)提供了特殊物理化學(xué)環(huán)境,起著特殊的作用。
1.1 空化作用
一定頻率的超聲波通過液體時,使液體中的微小泡核被激活,表現(xiàn)出氣泡核的振蕩、生長、收縮、崩潰等一系列動力學(xué)過程。氣泡核崩潰時,在局部、瞬時產(chǎn)生高溫達10 000℃和可達幾千甚至幾萬個大氣壓壓力,并伴隨著強烈的沖擊波和時速達400 km左右的射流。這就是空化現(xiàn)象。在液體中進行的超聲處理技術(shù)幾乎都與空化作用有關(guān)。超聲空化產(chǎn)生的強大沖擊力及高速微射流能使重油中長鏈石蠟烴分子、瀝青質(zhì)分子斷裂,分子量減小,原油粘度降低,蠟的熔點降低_5 J。從而促進使油品的熱反應(yīng)進程。
1.2 機械攪拌作用
超聲波是機械能量的傳播形式,與波動過程有關(guān),會產(chǎn)生線!變的振動作用。超聲波在液體中傳播時,其間質(zhì)點位移振幅雖然很小,但超聲引起的質(zhì)點加速度卻非常大。若20 kHz、1 W/cm2的超聲波在水中傳播,則其產(chǎn)生的聲壓幅值為173 kPa 這意味著聲壓幅值每秒種內(nèi)要在173~173 kPa之間變化2萬次,質(zhì)點加速度可達1.44×10 m/s ,大約為重力加速度的1 500倍[ 。這樣激烈而快速變化的機械作用可加速油品中較小分子與惰性大的大分子鏈之間的相對運動,從而加大了它們之間的摩擦力。這種摩擦力可以打斷C—C鍵,破碎大分子團,促進油品的熱反應(yīng)進程。超聲波所產(chǎn)生的強烈的機械攪拌作用替代了傳統(tǒng)的機械攪拌器,避免了反應(yīng)器底部的結(jié)焦。
2 實驗部分
2.1 原料及儀器
原料油采用內(nèi)蒙古油砂油和渤海油田坨子里首站原油減壓渣油(>450 oC),分別定義為油樣1和油樣2。其中油樣1經(jīng)過室內(nèi)脫水處理。原料性質(zhì)見表1。
實驗儀器主要有JP600G型超聲波乳化罐(武漢嘉鵬電子有限公司生產(chǎn)),功率可達1000 W。本實驗采用Max.intensity為60%,Intensi.tv為10,Pulse為2.0 S和2.0 S。
2.2 實驗過程
將80 mL油樣倒人容積為100 mL的燒杯中,利用恒溫加熱套進行加熱,恒溫在180℃。當油樣溫度達到試驗溫度穩(wěn)定后,超聲波發(fā)生器通過變幅桿作用于油樣。聲波作用結(jié)束后,待油樣體系穩(wěn)定后測定粘度、殘?zhí)恐岛蜑r青質(zhì)含量。
3 結(jié)果與討論
3.1 超聲波作用對重油粘度的影響
超聲波分別對油樣1、油樣2作用,作用結(jié)束后,待油樣體系穩(wěn)定后測定粘度,并計算降粘率。實驗結(jié)果如圖1。
由圖1可以看出,隨著時間的增長,油品的降粘率逐漸升高。反應(yīng)時間小于1 h時,降粘效果較為顯著;隨著時間的增長,降粘率的變化并不顯著,這是因為隨著反應(yīng)時間的增長,體系內(nèi)部生成小分子組分增多,油品表面的汽化現(xiàn)象越來越嚴重,油品粘度降低的幅度會有所減小。反應(yīng)時間為2 h時,油樣2中飽和烴含量由23.76%增加為24.58% ,瀝青質(zhì)含量降為1.44%。這與文獻中重油的粘度隨膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的增加而呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系升高,隨飽和烴和芳烴質(zhì)量分數(shù)的升高呈指數(shù)關(guān)系下降(相關(guān)系數(shù)大于0.98)的報道是相一致的。這說明超聲空化產(chǎn)生的強大沖擊力及高速微射流使其部分大分子發(fā)生了裂化反應(yīng)。由圖1還可以看出,超聲波作用對油樣1的影響更為顯著。
超聲波作用對重油殘?zhí)恐档挠绊?/span>
油樣1、油樣2在相同操作條件反應(yīng),聲波作用結(jié)束后,測定殘?zhí)恐?,實驗結(jié)果如圖2??梢钥闯?,隨著反應(yīng)時間的增長,兩種油樣的殘?zhí)恐抵饾u升高。這表明超聲波作用后油品內(nèi)部發(fā)生了的縮合反應(yīng)??s合反應(yīng)的發(fā)生與前面的隨著反應(yīng)時間的增長降粘率變化緩慢是相一致的。反應(yīng)時間小于1 h時,油樣1的殘?zhí)恐底兓浅C黠@,隨著時間的增長殘?zhí)恐瞪咻^為緩慢;油樣2的殘?zhí)恐瞪咭恢陛^為緩慢。這是因為油樣1中<450 oC輕組分含量為10.95% ,油樣2中飽和分的含量較油樣l中低,飽和分是不利于重油體系穩(wěn)定的因素,飽和分的存在或增多總是降低重油體系的穩(wěn)定性 。當超聲波對油樣1作用1 h后,粘度和殘?zhí)恐底兓容^緩慢。
3.2 超聲波作用對重油瀝青質(zhì)的影響
超聲波對油樣2作用,超聲波作用結(jié)束后,測定瀝青質(zhì)含量,實驗結(jié)果可以看出,恒溫條件下,隨著聲波作用時間的增長,油樣2中的瀝青質(zhì)含量在逐漸降低。這與文獻中的報道是相一致的L9J。當超聲波作用時間小于1 h時,油樣中的瀝青質(zhì)含量迅速降低,說明油樣中的部分大分子發(fā)生了裂化反應(yīng)。當超聲波作用時間超過1 h后,油樣的瀝青質(zhì)含量下降較為緩慢。油品的牯度隨膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的增加而呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系升高,是影響重油粘度的主要因素。這與前面粘度降低是相一致的。
4 結(jié)論
(1)在低溫條件下超聲波作用可促進重油的熱反應(yīng)進:程。
(2)隨著超聲波作用時間的增長,降粘率逐漸升高,當反應(yīng)時間為2 h時,降粘率可達24%左右;瀝青質(zhì)含量由2.66%降為1.44%;殘?zhí)恐狄仓饾u升高。
(3)超聲波作用對不同的油樣的熱反應(yīng)影響程度不同。
產(chǎn)品型號:JP600G型超聲波提取/乳化機組
機型結(jié)構(gòu):超聲波發(fā)生器與提取罐分體式
超聲頻率:28KHz
超聲峰值功率:1000W (由原600W升級至1000W,價格不變)
提取罐內(nèi)尺寸:直徑320 ×高250mm
提取罐容積:小于等于20L
攪拌電機功率:15W
攪拌電機轉(zhuǎn)速:10-30轉(zhuǎn)/min(可調(diào))
電加熱功率:2KW
供電電源:220VAC 50HZ
具有數(shù)顯時鐘可調(diào)功能
具有數(shù)顯功率可調(diào)功能
具有數(shù)顯掃頻可調(diào)功能
具有數(shù)顯溫度可調(diào)功能
武漢嘉鵬電子有限公司專業(yè)致力于超聲波提取/萃取、超聲波乳化、超聲波清洗、超聲波污水處理、超聲波酒類醇化產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。公司擁有多項技術(shù)。其中“數(shù)字式大功率多用途超聲波電源系統(tǒng)”獲武漢市重大科技成果獎。數(shù)字掃頻實現(xiàn)了用戶迫切需要的變頻要求的同時還彌補了早期雙頻或多頻技術(shù)帶來的超聲轉(zhuǎn)換效率很低的弊端。此項技術(shù)經(jīng)由全國各大院校的用戶使用后反應(yīng)很好。應(yīng)用于植物提取、乳化、污水處理等領(lǐng)域,院校包括:清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢大學(xué)、華中師大、中國地質(zhì)大學(xué)、武漢科技大學(xué)、上海交大、浙江工業(yè)大學(xué)、蘭州大學(xué)、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、武漢化工學(xué)院、吉林大學(xué)、四川大學(xué)、華南理工大學(xué)、華東理工大學(xué)、江漢大學(xué)、長江大學(xué)、中科院武漢植物所、昆明植物所、中科院過程所、中科院武漢物理所、武漢市藥檢所等。公司產(chǎn)品行銷全國除港、澳、臺外的所有省份及直轄市。售后方面:公司產(chǎn)品使用自主技術(shù)故性能穩(wěn)定、質(zhì)量很佳。公司承諾5年內(nèi)免費質(zhì)保。用戶采用超聲波需注意的事項:超聲波提取方面:一、被提取物需粉碎到20目或更細。粉碎越細得率越高。二、選用合適的提取溶劑。三、根據(jù)產(chǎn)品的特性和產(chǎn)量合理的安排提取工藝。
超聲波乳化方面:一、乳化液的配方包括乳化劑的用量。二、乳化時間的選定,并不是時間長就越好,乳化過程是分散和聚合不停的循環(huán)的過程。按現(xiàn)有試驗結(jié)果顯示10-15分鐘的乳化粒徑可達100納米。
重要的是數(shù)字掃頻的選擇,此項共有16檔選擇,數(shù)值越低則氣泡越粗、力量越大;數(shù)值越高則氣泡越細、力量越小。不同的提取或乳化物質(zhì)改變數(shù)字掃頻會帶來不同的效果及效率。
超聲波提取天然產(chǎn)物包括超聲波提取多肽、氨基酸、核酸、各種酶類、單糖、寡糖、多糖、糖蛋白、樹脂、膠體物、木質(zhì)素、維生素、脂肪、油脂、蠟、生物堿、揮發(fā)油、黃酮、糖苷類、苯丙素類、有機酸、酚類、醌類、甾體化合物、抗生素類等。