Mennyit tudsz az oxigén membrán előnyeiről?

Oxigén membránok nagyszerű módja a nitrogén előállításának metángázból. Ennek az az oka, hogy a membrán lehetővé teszi, hogy két gáz összekeverésével nitrogént állítson elő. Ezzel több nitrogént termel, és gyorsabban. Ezért az oxigénmembrán használatának számos előnye van. Itt van néhány:

Az oxigénáteresztő membránok ígéretes stratégiát jelentenek a nitrogéntermelés hatékonyságának javítására az energiaciklusokban. A polimer membránok azonban általában nem képesek nagy permszelektivitásra. Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy megvizsgálja e filmek felületi érdességének hatását a teljesítményükre.

Ebben a vizsgálatban BCFZ üreges szálas membránreaktort használtunk. Hozzon létre egy porózus réteget a BCFZ szuszpenzió használatával, amelyet 1050 °C-on 1 órán át melegítünk. Ezután ecsettel kenje meg a membrán külső felületét. 120 óra működés után elemezze a SEM képeket. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a porózus BCFZ réteg növeli az oxigénion-asszociációs helyeket, ezáltal növeli az oxigén permeációt.

Fe-pilléres Cloisite 15A (P-C15A) poliszulfon mátrixban diszpergálva. Számos tulajdonsággal rendelkezik, beleértve a kinetikus átmérőt, a pKa-t és a szelektivitást.

Képelemző szoftver segítségével becsülje meg a membrán bal-jobb érintkezési szögét. Az érdesség fontos tényező a membrán mechanikai szilárdságának és a rendszer teljesítményének meghatározásában.

890 °C-on a membrán nagy szelektivitást mutatott a szén-dioxid és a metán tekintetében. Lítium-klorid jelenlétében azonban ez az érték 63%-kal csökkent.

A permeátum oldali metánkoncentráció növekedésével a metán konverziója 45%-ról 33%-ra csökkent. Ez a csökkenés a membránon belüli 1O2 mezenchimális képződés csökkenésének tulajdonítható.

Ezenkívül a porózus BCFZ-réteg növelheti az oxigénátviteli hatékonyságot. Az 1O2 permeabilitás alsó határa mindössze 2 cm/s. Bár a porózus réteg jelenlétében az oxigénátbocsátási sebesség valamivel magasabb volt, ez nem volt elegendő a metán teljes átalakulásához.

A membrán oxigéngyár egy ipari rendszer, amelyet oxigén előállítására terveztek. Viszonylag egyszerű és megbízható, és integrálható a meglévő levegőrendszerekbe. A membrán oxigénüzemek 30-45%-os oxigéntisztaságot termelnek. Ez a fő előnye más növényekkel szemben.

Az oxigén nélkülözhetetlen az aerob szervezetek számára, és számos technológiai folyamatban jelen van. Például széles körben használják az olaj- és gázszektorban az olaj feldolgozására és viszkozitásának növelésére. Ezenkívül vágási és keményforrasztási folyamatokban használják.

Hagyományosan a mérési módszerek kolorimetriás elemzésen alapultak, de a legújabb fejlesztések lehetővé teszik a valós idejű adatokat. Az O-OCR nevű módszer lehetővé teszi az oxigénfogyasztás egyidejű kimutatását több membrán kétrétegű eszközön.

Egy másik módszer, az O-MCP, lehetővé teszi az oxigénkoncentráció és az oxigénfogyasztás adatok egyidejű gyűjtését. Kezdetben ez egyetlen eszközzel történt. A végeselemes elemzésen alapuló modellezés segítségével a kutatók méréseket szimulálhattak és egycellás OCR-adatokat becsülhettek.

Az optikai alapú érzékelőegység az O-MCP alsó mikrocsatornájában található. Az érzékelő egység vastagsága 0,75 mm. Az egyes mikrocsatornákban az áramlást a készülék fedelében elhelyezett mikroszivattyúk vezérlik.

Az O-MCP lehetővé teszi a gyógyszer okozta metabolikus változások mérését is. Ezeket a változásokat emberi vese proximális tubuláris epiteliális sejtjeit tartalmazó mikrofluidikus tenyésztőlemezeken követték nyomon.

Mivel a membrán oxigénkoncentrátorok könnyebben üzemeltethetők, működésük olcsóbb. Ezzel szemben a kriogén oxigénüzemek fejlettebb műszaki berendezéseket igényelnek, és működésük bonyolultabb. Ezek a növények azonban megbízhatóbbak és nagyobb tisztaságú oxigént tudnak biztosítani.

Ebben a tanulmányban az OTM modul optimális szerkezeti kialakítását a releváns geometriai paraméterek azonosításával határoztuk meg. Ez egy fontos lépés egy olyan oxigén membrán modul bemutatása felé, amely sikeresen összeszerelhető, tesztelhető és üzemeltethető ipari környezetben.

Ebből a célból egy prototípus modult terveztek multidiszciplináris megközelítéssel. Ehhez figyelembe kell venni a gyártási folyamattal, összeszereléssel, jellemzőkkel és tervezéssel kapcsolatos tényezőket. Érdemes megjegyezni, hogy ez a megközelítés más típusú modulokra is kiterjeszthető. A sikeres tervezés kulcsa a megfelelő tömítési rendszer.

A tanulmányban felhasznált komponensek kompozit kerámia anyagokból és porózus rétegekből készült lemezes OTM modulok. Minden réteg egységet alkotva laminálva van. Tervezze meg a belső járatokat ésszerű gázáramlási sebességekhez.

A Thin Film OTM modul pontosságának javítása érdekében 20 csomópontos hexaéder elem került a modellbe. Ez növeli a feszültségértékek pontosságát a gázcsatorna rétegen.

Számos penetrációs tesztet végeztek a membrán hatékonyságának értékelésére. Az egyik legsikeresebb teszt azt mutatta, hogy a leghatékonyabb áteresztő terület valójában a porózus réteg tetején volt.

A metán a földgáz fontos összetevője. Számos folyamat során állítják elő, mint például a szennyvízkezelés, a hulladéklerakók, az anaerob lebontás, a földhasználat és a fosszilis tüzelőanyagok szállítása.

Az egységnyi területre jutó CH4 kibocsátás a talaj típusától és a talaj CH4 koncentrációjától függ. Becslések szerint a föld alatt termelődő CH4 50-90%-a oxidálódik, mielőtt elérné a légkört. Ennek oka a pórustér jelenléte és a mikroorganizmusok azon képessége, hogy oxidálják a gázokat.

A metán hatékony melegítő szer lehet. Melegítő hatása azonban idővel csökken. Szerencsére az ehhez a rövid élettartamú gázhoz kapcsolódó szennyező anyagok közül sok csökkenthető vagy megszüntethető az olaj- és gázberendezések javításával és a szivárgások csökkentésével.

Ezenkívül a természetes vizes élőhelyek és az erdőtüzek metánforrások. Mivel ez a gáz nagyon gyúlékony, rosszul szellőző helyeken levegővel robbanásveszélyes keveréket képezhet. Ezek a robbanásveszélyes keverékek súlyos légúti megbetegedést okozhatnak.

A metánkibocsátás másik fő forrása a fosszilis tüzelőanyagok elégetése. Az EPA szénágyas metán-támogató programot dolgozott ki a probléma megoldására. Az olaj- és gázberendezések korszerűsítésével, a kiömlések megelőzésével és a lakosság oktatásával az ügynökség azt reméli, hogy csökkenti ennek a szennyező anyagnak az éghajlatunkhoz való hozzájárulását.

Kétéves tereppróbát végeztek Délkelet-Kínában. A tanulmány a különböző talajrétegek és a metánkibocsátás kölcsönhatását vizsgálta. A CH4 koncentrációját a különböző rétegekben többlépcsős mintavevő szondával mértük.

Vizsgálták a nitrogénműtrágyázás hatását a talaj CH4 koncentrációjára. A négyrétegű talaj CH4-koncentrációja a nitrogéntrágyázással nőtt. A bioszén korrekciónak nem volt jelentős hatása a CH4 koncentrációra.

Ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy megvizsgálja az oxigén permeációját egy aszimmetrikus membránon. Megkísérli azonosítani az ígéretes membránanyagok előállításával kapcsolatos kihívásokat is.

Az oxigénáteresztő képesség fontos a membráneljárás gazdasági életképességének meghatározásában. Az oxigéntermelés hatékony, környezetbarát és fenntartható megoldásainak kidolgozása érdekében a membránanyagoknak magas oxigénáteresztő képességgel kell rendelkezniük. Ez kritikus a folyamat hatékonyságának javítása és a termelési költségek csökkentése szempontjából. Különféle tanulmányok vizsgálták az oxigén permeabilitását különböző membránokban.

A permeabilitás az oxigén parciális nyomásgradiensének, a felületi cserearánynak és az oxigénionok tömegdiffúzivitásának a függvénye. Ezeknek a változóknak a hatása azonban a kísérleti beállítástól függően változhat. Például az oxigén polimer membránokon való átjutását gyakran korlátozza az anyag kémiai és termikus stabilitása.

Vizsgáltuk a hőmérséklet és a beáramló levegő sebességének hatását az oxigén áthatolására két aszimmetrikus membránon keresztül. Az oxigéntermelés sebességének meghatározásához tiszta héliumot is szállítottunk öblítőgázként a membrán megtámasztott oldalán.

Eredményeink arra utalnak, hogy az oxigénáram egy fontos tényezővel növekszik a fokozott oxigénáteresztés miatt. Emellett a magoldali nitrogéntisztaság is javult. A nagyobb oxigénáteresztő képesség ellenére a szén-dioxid szelektivitás változatlan marad.

Szobahőmérsékletű vizsgálatsorozatot végeztek nagyszámú mintán. Ezek a tesztek megerősítik a gyártási folyamat megismételhetőségét. 950 °C-on az sf hajlítószilárdságot egyedileg készített négypontos SiC rögzítővel mértük. Ezenkívül egy Pt/Pt-Rh hőelemet helyeztünk a minta mellé a hőmérséklet ellenőrzésére.