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2.4 乳化方法
乳状液的制备除表面活性剂的合理选择外,其乳化方法也是极其重要的。含水乳化燃料常用的乳化方法主要有以下几种。
(1)机械搅拌法
机械搅拌法是指将油、水及适量表面活性剂的混合物放入特定的搅拌机中,在特定的工艺条件下进行搅拌,促使混合液快速形成乳状液的方法。这种乳化方式对设备要求不高,操作相对简单。搅拌过后,可以进一步通过高速剪切机进行剪切,形成液滴更细小、混合更均匀的乳化液。
(2)气动搅拌法
气动搅拌法是将高压空气或蒸汽通入油、水和表面活性剂的混合物中,在特定的工艺条件下,利用气动力对混合物进行搅拌均质处理从而获得乳状液的方法,但是这种方法具有耗能、乳状液分布不均匀的缺点。
(3)自发乳化法
自发乳化法是指不需其他任何辅助措施,将油、水和表面活性剂混合在一起,使之自发形成乳状液的一种方法。这种乳化方法不需要额外消耗能量,花费低,但是需要消耗较长的时间,其适用范围也因此受到很大的限制。
(4)超声乳化法
超声作用可以使液体中发生“空化”现象,气穴的骤然闭合可以促进油、水两相之间的混合。超声波作用于混合液时,剧烈振动产生的力学冲击效应使流体质点动能增加,可减弱混合液分子量之间的相互作用力,超声波振动产生的机械搅拌作用和分散作用使各类分子均匀分布,减少它们相互结合的概率。但在超声乳化过程中,最主要的形成原因是超声空化作用,即超声波在液体媒质中传播时,在介质的微区和极短的时间内将会产生局部高温高压的高能环境,并伴有强大的冲击波和微射流及放电发光等,高温高压产生的极端物理环境有助于乳化反应的发生,强大的冲击波和剪切力能破坏溶液原有分子间的相互作用,促进生物燃油和柴油的相互溶解,有助于乳化反应的进行。超声乳化反应器主要通过换能器将电能转换成声能的装置。