Koliko znate o dobrobitima membrane za kisik?

Kisikove membrane su odličan način za proizvodnju dušika iz plina metana. To je zato što vam membrana omogućuje proizvodnju dušika miješanjem dvaju plinova. Čineći to, proizvodite više dušika i to brže. Stoga postoje mnoge prednosti korištenja membrane za kisik. Evo nekih:

Membrane propusne za kisik obećavajuća su strategija za poboljšanje učinkovitosti proizvodnje dušika u energetskim ciklusima. Međutim, polimerne membrane općenito nisu sposobne za visoku permeselektivnost. Ova studija imala je za cilj ispitati učinak hrapavosti površine ovih filmova na njihovu izvedbu.

U ovoj studiji korišten je BCFZ membranski reaktor sa šupljim vlaknima. Stvorite porozni sloj koristeći BCFZ suspenziju zagrijavanu na 1050 °C jedan sat. Zatim četkom premažite vanjsku površinu membrane. Nakon 120 h rada, analizirajte SEM slike. Ovi rezultati pokazuju da porozni BCFZ sloj povećava mjesta povezivanja iona kisika, čime se povećava propusnost kisika.

Cloisite 15A s željeznim stupovima (P-C15A) raspršen u polisulfonskoj matrici. Ima mnoga svojstva uključujući kinetički promjer, pKa i selektivnost.

Koristeći softver za analizu slike, procijenite kontaktni kut membrane lijevo-desno. Hrapavost je važan faktor u određivanju mehaničke čvrstoće membrane i performansi sustava.

Na 890 °C, membrana je pokazala visoku selektivnost za ugljikov dioksid i metan. Međutim, u prisutnosti litijeva klorida ta se vrijednost smanjila za 63%.

Kako se koncentracija metana na strani permeata povećavala, pretvorba metana se smanjila s 45% na 33%. Ovo smanjenje može se pripisati smanjenoj stopi stvaranja mezenhima 1O2 unutar membrane.

Osim toga, porozni BCFZ sloj može poboljšati učinkovitost prijenosa kisika. Donja granica propusnosti 1O2 je samo 2 cm/s. Iako je brzina prijenosa kisika bila nešto veća u prisutnosti poroznog sloja, to nije bilo dovoljno za postizanje potpune konverzije metana.

Membransko postrojenje za proizvodnju kisika je industrijski sustav dizajniran za proizvodnju kisika. Relativno je jednostavan i pouzdan, te se može integrirati u postojeće zračne sustave. Membranska postrojenja za kisik proizvode 30-45% čistoće kisika. To je glavna prednost u odnosu na druge biljke.

Kisik je neophodan za aerobne organizme i prisutan je u raznim tehnološkim procesima. Na primjer, široko se koristi u sektoru nafte i plina za obradu i povećanje viskoznosti nafte. Osim toga, koristi se u postupcima rezanja i lemljenja.

Tradicionalno, metode mjerenja oslanjale su se na kolorimetrijsku analizu, ali nedavni razvoj omogućuje podatke u stvarnom vremenu. Metoda nazvana O-OCR omogućuje istovremeno otkrivanje potrošnje kisika na više membranskih dvoslojnih uređaja.

Druga metoda, O-MCP, omogućuje istovremeno prikupljanje podataka o koncentraciji kisika i potrošnji kisika. U početku se to radilo s jednim uređajem. Koristeći modeliranje temeljeno na analizi konačnih elemenata, istraživači su uspjeli simulirati mjerenja i procijeniti OCR podatke jedne ćelije.

Jedinica optičkog senzora nalazi se u donjem mikrokanalu O-MCP. Debljina senzorske jedinice je 0,75 mm. Protok u svakom mikrokanalu kontrolira niz mikropumpi smještenih unutar poklopca uređaja.

O-MCP također omogućuje mjerenje metaboličkih promjena izazvanih lijekovima. Ove promjene su praćene u mikrofluidnim pločama kulture koje sadrže proksimalne tubularne epitelne stanice ljudskog bubrega.

Budući da je jednostavnije rukovati membranskim koncentratorima kisika, njihov rad košta manje. Nasuprot tome, kriogena postrojenja za kisik zahtijevaju napredniju tehničku opremu i složenija su za rad. Međutim, te su biljke pouzdanije i mogu osigurati veću čistoću kisika.

U ovom je istraživanju optimalni konstrukcijski dizajn OTM modula određen identificiranjem relevantnih geometrijskih parametara. Ovo je važan korak prema demonstraciji modula kisikove membrane koji se može uspješno sastaviti, testirati i koristiti u industrijskom okruženju.

U tu svrhu, multidisciplinarnim pristupom dizajniran je prototip modula. To zahtijeva razmatranje čimbenika koji se odnose na proces proizvodnje, sastavljanje, karakteristike i dizajn. Vrijedno je napomenuti da se ovaj pristup može proširiti na druge vrste modula. Ključ uspješnog dizajna je ispravan sustav brtvljenja.

Komponente korištene u ovoj studiji su pločasti OTM moduli izrađeni od kompozitnih keramičkih materijala i poroznih slojeva. Svaki sloj je laminiran zajedno kako bi formirao jedinicu. Dizajnirajte unutarnje prolaze za razumne brzine protoka plina.

Heksaedarski element s 20 čvorova dodan je modelu kako bi se poboljšala točnost Thin Film OTM modula. Time se povećava preciznost vrijednosti naprezanja na sloju plinskog kanala.

Provedeno je nekoliko testova penetracije kako bi se procijenila učinkovitost membrane. Jedan od najuspješnijih ovih testova pokazao je da je najučinkovitije propusno područje zapravo na vrhu poroznog sloja.

Metan je važan sastojak prirodnog plina. Proizvodi se mnogim procesima poput obrade otpadnih voda, odlagališta otpada, anaerobne digestije, korištenja zemljišta i transporta fosilnih goriva.

Emisije CH4 po jedinici površine ovise o vrsti tla i koncentraciji CH4 u tlu. Procjenjuje se da se između 50% i 90% CH4 proizvedenog pod zemljom oksidira prije nego dospije u atmosferu. To je zbog prisutnosti pora i sposobnosti mikroorganizama da oksidiraju plinove.

Metan može biti učinkovito sredstvo za zagrijavanje. Međutim, njegov utjecaj na zagrijavanje s vremenom se smanjuje. Srećom, mnogi zagađivači povezani s ovim kratkotrajnim plinom mogu se smanjiti ili eliminirati poboljšanjem opreme za naftu i plin i smanjenjem curenja.

Osim toga, prirodne močvare i šumski požari izvori su metana. Budući da je ovaj plin vrlo zapaljiv, može stvarati eksplozivne smjese sa zrakom u slabo prozračenim prostorima. Ove eksplozivne smjese mogu uzrokovati teške respiratorne bolesti.

Još jedan veliki izvor emisije metana je izgaranje fosilnih goriva. EPA je razvila program promocije metana iz ležišta ugljena kako bi pomogla u rješavanju ovog problema. Nadogradnjom opreme za naftu i plin, sprječavanjem izlijevanja i educiranjem javnosti, agencija se nada da će smanjiti doprinos ovog onečišćivača našoj klimi.

Dvogodišnje terensko ispitivanje provedeno je u jugoistočnoj Kini. Studija je ispitivala interakciju različitih slojeva tla i emisije metana. Koncentracija CH4 u različitim slojevima mjerena je pomoću višestupanjske sonde za uzorkovanje.

Istraživan je učinak gnojidbe dušikom na koncentraciju CH4 u tlu. Koncentracija CH4 u četveroslojnom tlu povećavala se gnojidbom dušikom. Korekcija biougljena nije imala značajan učinak na koncentracije CH4.

Cilj ovog rada bio je istražiti propuštanje kisika kroz asimetričnu membranu. Također pokušava identificirati izazove povezane s proizvodnjom obećavajućih membranskih materijala.

Propusnost kisika važna je u određivanju ekonomske isplativosti membranskog procesa. Kako bi se razvila učinkovita, ekološki prihvatljiva i održiva rješenja za proizvodnju kisika, membranski materijali moraju imati visoku propusnost kisika. Ovo je ključno za poboljšanje učinkovitosti procesa i smanjenje troškova proizvodnje. Razne studije su istraživale propusnost kisika u različitim membranama.

Propusnost je funkcija gradijenta parcijalnog tlaka kisika, brzine površinske izmjene i ukupne difuzije iona kisika. Međutim, utjecaj ovih varijabli može varirati ovisno o eksperimentalnoj postavci. Na primjer, prodiranje kisika kroz polimerne membrane često je ograničeno kemijskom i toplinskom stabilnošću materijala.

Istraživali smo utjecaj temperature i brzine ulaznog zraka na prodiranje kisika kroz dvije asimetrične membrane. Kako bismo odredili brzinu stvaranja kisika, također smo doveli čisti helij kao plin za pročišćavanje na poduprtu stranu membrane.

Naši rezultati sugeriraju da se protok kisika povećava za važan čimbenik zbog povećane propusnosti kisika. Osim toga, poboljšana je i čistoća dušika na strani jezgre. Unatoč većoj propusnosti kisika, selektivnost ugljičnog dioksida ostaje nepromijenjena.

Na velikom broju uzoraka provedena je serija ispitivanja sobne temperature. Ovi testovi potvrđuju ponovljivost procesa proizvodnje. Na 950 °C, čvrstoća na savijanje sf izmjerena je pomoću posebno izrađenog SiC učvršćivača u četiri točke. Dodatno, Pt/Pt-Rh termoelement postavljen je pokraj uzorka za praćenje temperature.