पायसीकारी ईंधन

इमल्सीफाइड ईंधन पानी और एक ज्वलनशील तरल, या तो तेल या ईंधन से बने पायस होते हैं। पायस फैलाव (रसायन विज्ञान)  का एक विशेष उदाहरण है जिसमें एक सतत और एक बिखरा हुआ चरण शामिल है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला  इमल्शन  ईंधन वाटर-इन-डीजल इमल्शन है। पायस के मामले में, दोनों चरण अमिश्रणीय तरल पदार्थ, तेल और पानी हैं। इमल्शन ईंधन या तो एक माइक्रोएल्शन या एक सामान्य इमल्शन हो सकता है (कभी-कभी इसे  macroemulsion  के रूप में संदर्भित किया जाता है, इसे माइक्रोएल्शन से अलग करने के लिए)। दोनों के बीच आवश्यक अंतर स्थिरता हैं (सूक्ष्म पायस थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर प्रणाली हैं, जबकि मैक्रोइमल्शन काइनेटिक रूप से स्थिर होते हैं) और कण आकार वितरण (सूक्ष्म पायस अनायास बनते हैं और 10 से 200 एनएम के आयाम होते हैं, जबकि मैक्रोइमल्शन कतरनी प्रक्रिया द्वारा बनते हैं और आयाम होते हैं 100 एनएम से 1 माइक्रोमीटर से अधिक)।  microemulsion  आइसोट्रोपिक होते हैं जबकि मैक्रोइमल्शन  बसने  (या  क्रीमिंग (रसायन विज्ञान) ) और समय के साथ कण आकार में परिवर्तन के लिए प्रवण होते हैं। दोनों  सर्फेकेंट्स  (जिसे इमल्सीफायर भी कहा जाता है) का उपयोग करते हैं और या तो वाटर-इन-ऑयल (इनवर्ट इमल्शन), या ऑयल-इन-वॉटर (नियमित इमल्शन) या बाइकॉन्टिन्यूअस (जिसे मल्टीपल या कॉम्प्लेक्स इमल्शन भी कहा जाता है) हो सकते हैं।

अनुप्रयोग
जल निरंतर (तेल में पानी) इमल्सीफाइड ईंधन ऑरिमुल्शन  सिस्टम और  अस्फ़ाल्ट  इमल्शन द्वारा उदाहरण हैं। इन्हें अक्सर एक उच्च आंतरिक चरण पायस (HIPE) के रूप में वर्णित किया जाता है क्योंकि निरंतर चरण ईंधन की संरचना का लगभग 30% होता है, जबकि छितरी हुई अवस्था के लिए यह मामूली घटक होना अधिक सामान्य है। बहुत भारी कच्चे तेल, बिटुमेन के पानी के निरंतर इमल्शन को मूल ईंधन की तुलना में पंप करना आसान होता है, जिसे संभालने में आसान बनाने के लिए आसुत उत्पाद (मिट्टी के तेल या हल्के कच्चे) के साथ काफी हीटिंग और/या कमजोर पड़ने की आवश्यकता होती है। अवशिष्ट ईंधन, भारी ईंधन तेल आदि का जल निरंतर इमल्शन, जिसका कैलोरी मान होता है और औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, को भी इमल्सीफाइड ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है, इस प्रकार कटिंग द्रव का उपयोग करने की आवश्यकता कम हो जाती है और घटिया ईंधन से जुड़े दहन उत्सर्जन में सुधार होता है।

तेल निरंतर (पानी में तेल) पायसीकृत ईंधन डीजल (या बायोडीजल मिश्रित ईंधन) और पानी के पायस द्वारा उदाहरण हैं। इन पायसीकृत ईंधनों को यूरोप  ( फ्रांस  और  इटली ) में मान्यता दी गई थी और CEN कार्यशाला मानक स्थापित किया गया था (CWA 15145:2004)। अन्य प्रकार के ईंधनों को समग्र ईंधन पायस में 5 से 30% पानी (द्रव्यमान द्वारा) के बीच पायसीकृत किया गया है। वाटर-इन-डीजल फ्यूल इमल्शन का इस्तेमाल कम उत्सर्जन और उच्च ब्रेक थर्मल दक्षता के लिए वैकल्पिक ईंधन के रूप में किया जा सकता है। दहन के लिए इमल्शन (E2C) या HFO के लिए ईंधन इमल्शन में पानी और जहाजरानी के लिए डीजल और स्टेशनरी बॉयलर नॉनॉक्स लिमिटेड से 2006 से उपलब्ध हैं। मांग पर मिश्रण का लाभ यह है कि किसी रासायनिक सर्फेक्टेंट की आवश्यकता नहीं होती है, पानी/ईंधन अनुपात हो सकता है अधिकतम दक्षता के लिए लोड करने के लिए समायोजित और भंडारण में पृथक्करण का कोई मौका नहीं। यह सिद्ध प्रणाली 90% तक कालिख उत्सर्जन को कम करती है, NOx 40% और ईंधन की बचत प्रदान करती है जो लोड की आधारभूत दक्षता के आधार पर भिन्न होती है।

ईंधन के माइक्रोइमल्शन भी तैयार किए गए हैं। इन इमल्शन ईंधनों को बनाने के लिए आवश्यक सर्फेक्टेंट और मात्रा के प्रकार उन्हें अन्य वाणिज्यिक इमल्शन ईंधनों से अलग करते हैं। इन पर विचार किया जाता है जहां सुरक्षा के मुद्दे (जैसे आग की रोकथाम; ) या वाणिज्यिक रिटर्न अतिरिक्त लागतों को उचित ठहराते हैं (उदाहरण के लिए तेल की वसूली में वृद्धि, सर्फैक्टेंट बाढ़; ).

सिद्धांत
ईंधन के बजाय पायसीकृत ईंधन का उपयोग करने के मुख्य लाभ पर्यावरण और आर्थिक लाभ हैं। डीजल प्रक्रिया में पानी जोड़ने से दहन तापमान कम हो जाता है और NO कम हो जाता हैx उत्सर्जन। एक पेपर डीजल इंजन (समुद्री और स्थिर इंजन) में पानी के इंजेक्शन और इमल्सीफाइड ईंधन की तुलना करता है और इसमें शामिल उत्सर्जन और तंत्र पर चर्चा करता है। यह निष्कर्ष निकालता है कि पायसीकृत ईंधन एक साथ NO को कम करने में अकेले प्रभावी होते हैंx और पीएम उत्सर्जन। एक अन्य पेपर ने ईजीआर और इमल्शन फ्यूल्स के प्रभावों की जांच की है।

यह भी देखें

 * इमल्शन
 * इमल्शन फैलाव
 * माइक्रोएल्शन
 * Minimulsion
 * पिकरिंग इमल्शन
 * पानी में पानी का पायस

संदर्भ

 * 'Experimental investigation of a Diesel engine power, torque and noise emission using Water-Diesel emulsions', Mohammad Reza Seifi et al. http://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.10.122