पायसीकारी ईंधन

पायसीकारी ईंधन पानी और दहनशील तरल, या तो तेल या ईंधन से बने इमल्शन होते हैं। इमल्शन प्रकीर्णन का विशेष उदाहरण है जिसमें सतत और प्रसारित चरण सम्मिलित है। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला इमल्शन ईंधन वाटर-इन-डीजल इमल्शन है। इमल्शन की स्थिति में, दोनों चरण अमिश्रणीय तरल पदार्थ, तेल और पानी हैं। इमल्शन ईंधन या तो माइक्रोएल्शन या  सामान्य इमल्शन हो सकता है (इसे माइक्रोइमल्शन से अलग करने के लिए कभी-कभी इसे माइक्रोएल्शन भी कहा जाता है)। दोनों के मध्य आवश्यक अंतर स्थिरता हैं (माइक्रोइमल्शन थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर प्रणाली हैं, जबकि मैक्रोइमल्शन गतिज रूप से स्थिर होते हैं) और कण आकार वितरण (माइक्रोइमल्शन स्वचालित रूप से बनते हैं और 10 से 200 एनएम के आयाम होते हैं, जबकि मैक्रोइमल्शन शेरिंग प्रक्रिया द्वारा बनते हैं और आयाम 100 एनएम से 1 माइक्रोमीटर से अधिक होते हैं)। माइक्रोइमल्शन आइसोट्रोपिक होते हैं जबकि मैक्रोइमल्शन में समय के साथ जमने (या  क्रीम बनने) औरऔर कण आकार में परिवर्तन के लिए प्रवण होते हैं। दोनों सर्फेकेंट्स (जिन्हें 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 (ऑयल-इन-वॉटर) इमल्सीफाइड ईंधन का उदाहरण ऑरिमुल्शन प्रणाली और बिटुमेन इमल्शन द्वारा दिया जाता है। इन्हें प्रायः उच्च आंतरिक चरण इमल्शन (एचआईपीई) के रूप में वर्णित किया जाता है क्योंकि निरंतर चरण ईंधन की संरचना का लगभग 30% होता है, जबकि प्रसारित अवस्था के लिए यह साधारण घटक होना अधिक सामान्य है। अधिक भारी कच्चे तेल, बिटुमेन के पानी के निरंतर इमल्शन को मूल ईंधन की तुलना में पंप करना सरल होता है, जिसे संभालने में सरल बनाने के लिए आसुत उत्पाद (मिट्टी के तेल या हल्के कच्चे) के साथ अधिक हीटिंग 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 अल्प हो जाती है और निम्न ईंधन से जुड़े दहन उत्सर्जन में सुधार होता है।

तेल निरंतर (वाटर-इन-ऑयल) इमल्सीफाइड ईंधन को डीजल (या बायोडीजल मिश्रित ईंधन) और पानी के इमल्सन द्वारा उदाहरण दिया जाता है। इन इमल्सीफाइड ईंधनों को यूरोप (फ्रांस और इटली) में मान्यता दी गई और सीईएन कार्यशाला मानक स्थापित किया गया था (सीडब्ल्यूए 15145:2004)। अन्य प्रकार के ईंधनों को समग्र ईंधन इमल्शन में 5 से 30% पानी (द्रव्यमान द्वारा) होता है। वाटर-इन-डीजल ईंधन इमल्शन का उपयोग अल्प उत्सर्जन और उच्च ब्रेक थर्मल दक्षता के लिए वैकल्पिक ईंधन के रूप में किया जा सकता है।

शिपिंग और स्थिर बॉयलरों के लिए एचएफओ और डीजल के लिए ईंधन इमल्शन में दहन के लिए इमल्शन (ई2सी) या मांग पर पानी नॉनॉक्स लिमिटेड में 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 किया जा सकता है और भंडारण में पृथक्करण होने की कोई संभावना नहीं होती है। यह सिद्ध प्रणाली 90% NOx 40% तक अल्प करती है और ईंधन की बचत प्रदान करती है जो लोड की आधारभूत दक्षता के आधार पर भिन्न होती है।

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

सिद्धांत
ईंधन के अतिरिक्त इमल्सीफाइड ईंधन का उपयोग करने के मुख्य लाभ पर्यावरण और आर्थिक लाभ हैं। डीजल प्रक्रिया में पानी मिलाने से दहन तापमान अल्प हो जाता है और NOx उत्सर्जन अल्प हो जाता है। पेपर डीजल इंजन (समुद्री और स्थिर इंजन) में पानी के इंजेक्शन और इमल्सीफाइड ईंधन की तुलना करता है और इसमें सम्मिलित उत्सर्जन और तंत्र पर विचार करता है। यह निष्कर्ष निकालता है कि इमल्सीफाइड ईंधन NOx और PM उत्सर्जन को अल्प करने में एकमात्र प्रभावी होते हैं और पीएम । अन्य पेपर ने ईजीआर और इमल्शन ईंधन के प्रभावों का परीक्षण किया है।

यह भी देखें

 * इमल्शन
 * इमल्शन प्रकीर्णन
 * माइक्रोएल्शन
 * मिनिएल्शन
 * पिकरिंग इमल्शन
 * वाटर-इन-वाटर इमल्शन

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