Ile wiesz o zaletach membrany tlenowej?

Membrany tlenowe są doskonałym sposobem na produkcję azotu z metanu. Dzieje się tak dlatego, że membrana umożliwia wytwarzanie azotu poprzez zmieszanie dwóch gazów. Robiąc to, produkujesz więcej azotu i szybciej. Dlatego stosowanie membrany tlenowej ma wiele zalet. Oto niektóre:

Membrany przepuszczające tlen stanowią obiecującą strategię poprawy wydajności produkcji azotu w cyklach energetycznych. Jednakże membrany polimerowe na ogół nie są zdolne do wysokiej selektywności przepuszczalności. Celem tego badania było zbadanie wpływu chropowatości powierzchni tych folii na ich właściwości użytkowe.

W badaniu wykorzystano reaktor membranowy z pustymi włóknami BCFZ. Wytworzyć porowatą warstwę stosując zawiesinę BCFZ ogrzewaną w temperaturze 1050°C przez jedną godzinę. Następnie posmaruj nim zewnętrzną powierzchnię membrany. Po 120 godzinach pracy przeprowadzić analizę obrazów SEM. Wyniki te wskazują, że porowata warstwa BCFZ zwiększa liczbę miejsc asocjacji jonów tlenu, zwiększając w ten sposób przenikanie tlenu.

Cloisite 15A (P-C15A) z filarami Fe zdyspergowany w matrycy polisulfonowej. Ma wiele właściwości, w tym średnicę kinetyczną, pKa i selektywność.

Korzystając z oprogramowania do analizy obrazu, oszacuj kąt zwilżania membrany pomiędzy lewą i prawą stroną. Chropowatość jest ważnym czynnikiem określającym wytrzymałość mechaniczną membrany i wydajność systemu.

W temperaturze 890°C membrana wykazała wysoką selektywność względem dwutlenku węgla i metanu. Natomiast w obecności chlorku litu wartość ta uległa zmniejszeniu o 63%.

Wraz ze wzrostem stężenia metanu po stronie permeatu konwersja metanu spadła z 45% do 33%. Spadek ten można przypisać zmniejszonemu tempu tworzenia się mezenchymalnego 1O2 w błonie.

Ponadto porowata warstwa BCFZ może zwiększyć skuteczność przenoszenia tlenu. Dolna granica przepuszczalności 1O2 wynosi tylko 2 cm/s. Chociaż w obecności warstwy porowatej stopień przepuszczalności tlenu był nieco wyższy, nie był on wystarczający do osiągnięcia całkowitej konwersji metanu.

Membranowa instalacja tlenowa to system przemysłowy przeznaczony do wytwarzania tlenu. Jest stosunkowo prosty i niezawodny i można go zintegrować z istniejącymi systemami wentylacyjnymi. Membranowe instalacje tlenowe wytwarzają tlen o czystości 30–45%. To główna przewaga nad innymi roślinami.

Tlen jest niezbędny dla organizmów tlenowych i bierze udział w różnorodnych procesach technologicznych. Na przykład jest szeroko stosowany w sektorze naftowym i gazowym do przetwarzania i zwiększania lepkości ropy. Ponadto wykorzystuje się go w procesach cięcia i lutowania twardego.

Tradycyjnie metody pomiarowe opierały się na analizie kolorymetrycznej, ale najnowsze osiągnięcia umożliwiają gromadzenie danych w czasie rzeczywistym. Metoda zwana O-OCR umożliwia jednoczesne wykrywanie zużycia tlenu w wielu urządzeniach dwuwarstwowych membran.

Inna metoda, O-MCP, umożliwia jednoczesne gromadzenie danych o stężeniu i zużyciu tlenu. Początkowo robiono to za pomocą jednego urządzenia. Wykorzystując modelowanie oparte na analizie elementów skończonych, badacze byli w stanie symulować pomiary i oszacować dane OCR pojedynczych komórek.

Moduł czujnika optycznego znajduje się w dolnym mikrokanale O-MCP. Jednostka czujnika ma grubość 0,75 mm. Przepływ w każdym mikrokanale kontrolowany jest przez szereg mikropomp umieszczonych w pokrywie urządzenia.

O-MCP umożliwia także pomiar zmian metabolicznych wywołanych lekami. Zmiany te monitorowano na płytkach do hodowli mikroprzepływowej zawierających komórki nabłonka kanalików bliższych ludzkiej nerki.

Ponieważ membranowe koncentratory tlenu są łatwiejsze w obsłudze, są tańsze w obsłudze. Natomiast kriogeniczne instalacje tlenowe wymagają bardziej zaawansowanego sprzętu technicznego i są bardziej złożone w obsłudze. Jednakże rośliny te są bardziej niezawodne i mogą dostarczać tlen o wyższej czystości.

W niniejszym badaniu określono optymalny projekt konstrukcyjny modułu OTM poprzez identyfikację odpowiednich parametrów geometrycznych. Jest to ważny krok w kierunku zademonstrowania modułu membrany tlenowej, który można z powodzeniem zmontować, przetestować i eksploatować w warunkach przemysłowych.

W tym celu zaprojektowano moduł prototypowy, stosując podejście multidyscyplinarne. Wymaga to uwzględnienia czynników związanych z procesem produkcyjnym, montażem, charakterystyką i projektem. Warto zaznaczyć, że podejście to można rozszerzyć na inne typy modułów. Kluczem do udanego projektu jest posiadanie prawidłowego systemu uszczelnień.

Komponentami zastosowanymi w tym badaniu są moduły OTM typu płytowego zbudowane z kompozytowych materiałów ceramicznych i warstw porowatych. Każda warstwa jest laminowana ze sobą, tworząc całość. Zaprojektuj kanały wewnętrzne dla rozsądnych szybkości przepływu gazu.

Do modelu dodano 20-węzłowy element sześciokątny, aby poprawić dokładność modułu Thin Film OTM. Zwiększa to dokładność wartości naprężeń w warstwie kanału gazowego.

Aby ocenić skuteczność membrany, przeprowadzono kilka testów penetracyjnych. Jeden z najbardziej udanych testów wykazał, że najbardziej efektywny obszar przepuszczalny znajdował się w rzeczywistości na górze warstwy porowatej.

Metan jest ważnym składnikiem gazu ziemnego. Jest wytwarzany w wielu procesach, takich jak oczyszczanie ścieków, składowanie na wysypiskach, fermentacja beztlenowa, użytkowanie gruntów i transport paliw kopalnych.

Emisje CH4 na jednostkę powierzchni zależą od rodzaju gleby i stężenia CH4 w glebie. Szacuje się, że od 50% do 90% CH4 wytwarzanego pod ziemią ulega utlenieniu przed dotarciem do atmosfery. Wynika to z obecności przestrzeni porów i zdolności mikroorganizmów do utleniania gazów.

Metan może być skutecznym środkiem rozgrzewającym. Jednak z biegiem czasu jego działanie ocieplające maleje. Na szczęście wiele substancji zanieczyszczających związanych z tym krótkotrwałym gazem można zredukować lub wyeliminować poprzez ulepszenie sprzętu naftowego i gazowego oraz zmniejszenie wycieków.

Ponadto źródłem metanu są naturalne tereny podmokłe i pożary. Ponieważ gaz ten jest wysoce łatwopalny, w słabo wentylowanych pomieszczeniach może tworzyć mieszaniny wybuchowe z powietrzem. Te mieszaniny wybuchowe mogą powodować poważne choroby układu oddechowego.

Innym głównym źródłem emisji metanu jest spalanie paliw kopalnych. Aby pomóc rozwiązać ten problem, EPA opracowała program promocji metanu z pokładów węgla. Agencja ma nadzieję zmniejszyć wpływ tej substancji zanieczyszczającej na klimat poprzez modernizację sprzętu naftowego i gazowego, zapobieganie wyciekom i edukowanie społeczeństwa.

W południowo-wschodnich Chinach przeprowadzono dwuletnie badanie terenowe. W badaniu zbadano interakcję różnych warstw gleby i emisji metanu. Stężenie CH4 w poszczególnych warstwach mierzono za pomocą wielostopniowej sondy do pobierania próbek.

Badano wpływ nawożenia azotem na stężenie CH4 w glebie. W wyniku nawożenia azotem stężenie CH4 w glebie czterowarstwowej wzrastało. Korekta biowęgla nie miała istotnego wpływu na stężenie CH4.

Celem pracy było zbadanie przenikania tlenu przez asymetryczną membranę. Podjęto także próbę zidentyfikowania wyzwań związanych z produkcją obiecujących materiałów membranowych.

Przepuszczalność tlenu jest ważna przy określaniu opłacalności ekonomicznej procesu membranowego. Aby opracować wydajne, przyjazne dla środowiska i zrównoważone rozwiązania w zakresie produkcji tlenu, materiały membranowe muszą charakteryzować się wysoką przepuszczalnością tlenu. Ma to kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności procesu i obniżenia kosztów produkcji. W różnych badaniach badano przepuszczalność tlenu w różnych membranach.

Przepuszczalność jest funkcją gradientu ciśnienia parcjalnego tlenu, szybkości wymiany powierzchniowej i masowej dyfuzyjności jonów tlenu. Jednakże wpływ tych zmiennych może się różnić w zależności od ustawień eksperymentalnych. Na przykład przenikanie tlenu przez membrany polimerowe jest często ograniczone przez stabilność chemiczną i termiczną materiału.

Zbadaliśmy wpływ temperatury i prędkości powietrza wlotowego na przenikanie tlenu przez dwie asymetryczne membrany. Aby określić szybkość wytwarzania tlenu, dostarczyliśmy również czysty hel jako gaz płuczący po wspieranej stronie membrany.

Nasze wyniki sugerują, że strumień tlenu wzrasta o ważny czynnik ze względu na zwiększone przenikanie tlenu. Ponadto poprawia się także czystość azotu po stronie rdzenia. Pomimo wyższej przepuszczalności tlenu, selektywność dwutlenku węgla pozostaje niezmieniona.

Na dużej liczbie próbek przeprowadzono serię testów w temperaturze pokojowej. Badania te potwierdzają powtarzalność procesu produkcyjnego. W temperaturze 950°C zmierzono wytrzymałość na zginanie sf przy użyciu wykonanego na zamówienie czteropunktowego uchwytu SiC. Dodatkowo obok próbki umieszczono termoparę Pt/Pt-Rh w celu monitorowania temperatury.