I combustibili compositi marini sono miscele di combustibili utilizzate nel funzionamento delle centrali elettriche navali. Fungono da base su cui operano i sistemi di supporto al movimento della nave, i dispositivi di bordo, le unità meccaniche, la strumentazione e le attrezzature. A seconda del tipo di prodotto combustibile, il carburante marino costituisce una miscela di ingredienti come olio combustibile con gasolio o frazioni diesel con additivi.

Combustibili marini compositi

Il carburante marino viene utilizzato in unità di vari tipi e metodi operativi. Questi includono il motore principale, il motore del generatore di energia elettrica, l’acqua calda, la caldaia a vapore e altri sistemi. Inoltre, per ciascun tipo di unità vengono utilizzati combustibili compositi individuali.

Tuttavia, per il motore principale vengono utilizzati anche diversi tipi di carburante. Ciò è dovuto ai requisiti relativi alle emissioni di zolfo in alcune regioni, alle normative ambientali e all’effetto economico dell’utilizzo di un determinato prodotto.

Ci sono zone di controllo speciali. Qui viene utilizzato gasolio marino a basso contenuto di zolfo. Questi sono prodotti distillati a bassa viscosità. Rappresentano un’alternativa al gasolio per autotrazione, ma hanno un contenuto di zolfo più elevato e un numero di cetano inferiore.

Inoltre, le navi operano con carburante leggero nei porti, durante le manovre, quando il motore cambia spesso modalità operative. E in caso di navigazione in mare aperto, in zone senza restrizioni speciali, il carburante distillato viene sostituito con prodotti pesanti e ad alta viscosità, olio combustibile per bunker. Viene utilizzato per garantire il funzionamento di potenti unità di propulsione che non sono particolarmente esigenti riguardo alla qualità del carburante.

Pertanto, i combustibili compositi per l’industria navale sono classificati nei seguenti tipi:

• Carburante diesel

È un prodotto limpido e leggero contenente fino allo 0,5% di zolfo. E i carburanti con un contenuto di zolfo fino allo 0,1% vengono utilizzati in zone con regole e restrizioni speciali. Il carburante diesel può essere utilizzato anche per il trasporto fluviale. È un carburante pulito, ma costoso; pertanto non è più vantaggioso applicarlo per il rifornimento di carburante di grandi navi. Inoltre, i loro motori sono poco impegnativi e non richiedono l’uso di questo prodotto di alta qualità.

• Carburante marino a bassa viscosità

È anche un prodotto petrolifero leggero a base di frazioni diesel del petrolio. La quota di zolfo nella composizione varia dallo 0,5 all’1,5%. La produzione di combustibile marittimo prevede la miscelazione delle frazioni diesel con gasoli leggeri di processi secondari. È più economico del gasolio e non richiede l’uso di additivi per mantenere le proprietà lubrificanti. Viene utilizzato nelle unità navali a media e alta velocità e negli impianti di turbine a gas.

• Carburante marino ad alta viscosità

La produzione di carburante marino ad alta viscosità prevede la miscelazione dei prodotti petroliferi residui con frazioni diesel. Il risultato è l’ottenimento di combustibili compositi economici, pesanti e super pesanti, ad alta viscosità, per apparecchiature di turbine a gas e motori a bassa e media velocità. Questi sono gradi scuri di prodotti petroliferi. Questi includono combustibili marini e olio combustibile per bunker. Sono utilizzati negli impianti di propulsione navale. In questa categoria rientra anche l’olio combustibile industriale per le navi.

Nello specifico, la produzione di combustibile pesante per uso marittimo può essere ottimizzata mediante l’implementazione GlobeCore dispositivo a strato di vortice (AVS) nel processo tecnologico.

Figura 1 – Dispositivo con uno strato a vortice di particelle ferromagnetiche

Combustibili marini compositi: svantaggi dei metodi di preparazione convenzionali

Secondo la tecnologia classica, il gasolio marino viene preparato utilizzando speciali miscelatori meccanici. In questo caso, miscelando gasolio con olio combustibile si ottengono emulsioni poco stabili che contengono particelle di olio combustibile con dimensioni comprese tra 20 e 100 micron.

Inoltre, i combustibili misti possono richiedere un’ulteriore purificazione mediante filtri, separatori a causa del contenuto di grandi impurità meccaniche, contaminanti e acqua.

Questi problemi dei metodi convenzionali per la preparazione del carburante marino possono essere risolti utilizzando GlobeCore dispositivo a strati di vortice. I test e le analisi industriali effettuate da D.D. Logvinenko conferma la ragionevolezza di questo metodo di preparazione di miscele combustibili per le centrali elettriche navali. L’AVS è adatto per la preparazione del carburante, il miglioramento della qualità del carburante e l’intensificazione dei processi di combustione.

Preparazione di combustibili compositi marini mediante un dispositivo a strato di vortice

Quando si mescola il gasolio con l’olio combustibile in un dispositivo a strato a vortice, si ottiene un’emulsione di alta qualità ed elevata stabilità. Il carburante diesel marino viene preparato in pochi secondi. In questo caso la capacità di dispersione dell’olio combustibile in esso contenuto è inferiore a 1 micron. L’emulsione non si decompone e ha un’elevata stabilità alla sedimentazione. I combustibili compositi preparati con questo metodo sono adatti per l’uso nei motori diesel marini.

Il risultato deriva dalla lavorazione del carburante in uno strato di vortice generato da particelle ferromagnetiche e da un campo elettromagnetico. Nella camera operativa, gli aghi si trasformano in miscelatori e frantoi quando azionati da un campo elettromagnetico. Ruotano intensamente e si muovono attraverso la camera. Gli elementi ferromagnetici entrano in collisione con le pareti del cubo operativo, tra loro e con particelle di materiali lavorati. Allo stesso tempo si osservano focolai di aumento della temperatura, elevate pressioni locali, magnetostrizione e cavitazione. In tali condizioni, i combustibili compositi sono suscettibili di omogeneizzazione di alta qualità e le particelle di olio combustibile in essi contenute vengono macinate in modo efficiente.

In questo modo otteniamo un combustibile diesel marino stabile, la cui produzione consuma molte volte meno energia rispetto all’utilizzo di unità convenzionali. I processi associati alla dispersione delle particelle e alla miscelazione degli ingredienti vengono intensificati; i combustibili compositi vengono prodotti molte volte più velocemente.

Vantaggi della preparazione del carburante marino mediante un dispositivo a strato di vortice

È conveniente e vantaggioso preparare il carburante marino utilizzando un dispositivo a strato di vortice per i seguenti motivi:

•  Alta qualità del prodotto

Otteniamo carburanti compositi di alta qualità con particelle di olio combustibile finemente disperse e una buona resistenza alla degradazione.

• Efficacia dei costi

Con un fabbisogno energetico di 4,5 kW, il modello AVS-100 del dispositivo a strato di vortice prepara carburante diesel marino con una capacità fino a 5-6 metri cubi all’ora. In questo modo si consuma meno di 1 kW di energia per un metro cubo di carburante, il che è molte volte più vantaggioso rispetto all’utilizzo di unità convenzionali.

• Rispetto dell’ambiente

Non ci sono sprechi e le emissioni atmosferiche derivanti dalla combustione del carburante sono ridotte, perché il carburante ha una qualità migliore e una condizione più stabile.

• Versatilità

AVS sostituisce contemporaneamente diverse unità di trattamento e preparazione del carburante marino, inclusi separatori, omogeneizzatori e filtri. Inoltre il dispositivo le supera e previene la perdita di carburante.

La produzione di carburante marino mediante un dispositivo a strato a vortice consente di accelerare notevolmente il processo tecnologico, poiché bastano pochi secondi per mescolare gli ingredienti che è molto più veloce rispetto ai tradizionali miscelatori meccanici. Inoltre, l’attrezzatura si distingue per compattezza e leggerezza; pertanto può essere utilizzato senza problemi anche su una nave relativamente piccola. Ad esempio, rispetto a un omogeneizzatore con capacità di 1,83 m3/h, il dispositivo AVS-100 è 2,5 volte più leggero in termini di peso. E la sua capacità è parecchie volte superiore, sufficiente per creare una scorta di combustibili compositi per gli impianti navali più grandi e potenti.

Per richiedere consulenza e ordinare un dispositivo a strato di vortice per la produzione di carburante marino, contattare GlobeCore rappresentanti di vendita.