Oksijen membranının yararları hakkında ne kadar bilginiz var?

Oksijen membranları metan gazından nitrojen üretmenin harika bir yoludur. Bunun nedeni, zarın iki gazı karıştırarak nitrojen üretmenize olanak sağlamasıdır. Bunu yaparak daha fazla nitrojeni daha hızlı üretirsiniz. Bu nedenle oksijen membranı kullanmanın birçok faydası vardır. İşte bazıları:

Oksijen geçirgen membranlar, güç çevrimlerinde nitrojen üretim verimliliğini artırmak için umut verici bir stratejidir. Ancak polimerik membranlar genellikle yüksek geçirgenliğe sahip değildir. Bu çalışma, bu filmlerin yüzey pürüzlülüğünün performanslarına etkisini incelemeyi amaçlamıştır.

Bu çalışmada BCFZ içi boş fiber membran reaktörü kullanıldı. Bir saat boyunca 1050 °C'de ısıtılan BCFZ bulamacını kullanarak gözenekli bir katman oluşturun. Daha sonra membranın dış yüzeyine fırçalayın. 120 saatlik çalışmadan sonra SEM görüntülerini analiz edin. Bu sonuçlar gözenekli BCFZ katmanının oksijen iyonu birleşme bölgelerini arttırdığını, dolayısıyla oksijen geçirgenliğini arttırdığını göstermektedir.

Bir polisülfon matrisi içinde dağılmış Fe sütunlu Cloisite 15A (P-C15A). Kinetik çap, pKa ve seçicilik gibi birçok özelliğe sahiptir.

Görüntü analiz yazılımını kullanarak membranın sol-sağ temas açısını tahmin edin. Pürüzlülük, membranın mekanik mukavemetini ve sistemin performansını belirlemede önemli bir faktördür.

890 °C'de membran, karbondioksit ve metan için yüksek seçicilik gösterdi. Ancak lityum klorür varlığında bu değer %63 oranında azaldı.

Süzüntü tarafındaki metan konsantrasyonu arttıkça metan dönüşümü %45'ten %33'e düştü. Bu azalma, membran içindeki 1O2 mezenkimal oluşum oranının azalmasına bağlanabilir.

Ayrıca gözenekli BCFZ katmanı oksijen iletim verimliliğini artırabilir. 1O2 geçirgenliğinin alt sınırı sadece 2 cm/s'dir. Gözenekli tabakanın varlığında oksijen iletim hızı biraz daha yüksek olmasına rağmen metanın tam dönüşümünü sağlamak için yeterli değildi.

Membran oksijen tesisi, oksijen üretmek için tasarlanmış endüstriyel bir sistemdir. Nispeten basit ve güvenilirdir ve mevcut hava sistemlerine entegre edilebilir. Membran oksijen tesisleri %30-45 oksijen saflığı üretir. Bu diğer bitkilere göre ana avantajıdır.

Oksijen aerobik organizmalar için gereklidir ve çeşitli teknolojik süreçlerde mevcuttur. Örneğin petrol ve gaz sektöründe petrolün viskozitesini işlemek ve arttırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca kesme işlemleri ve lehimleme işlemlerinde de kullanılır.

Geleneksel olarak ölçüm yöntemleri kolorimetrik analize dayanıyordu ancak son gelişmeler gerçek zamanlı verilere izin veriyor. O-OCR adı verilen bir yöntem, çoklu membranlı çift katmanlı cihazlardaki oksijen tüketiminin eşzamanlı olarak tespit edilmesine olanak tanır.

Diğer bir yöntem olan O-MCP, oksijen konsantrasyonu ve oksijen tüketimi verilerinin eşzamanlı olarak toplanmasına olanak tanır. Başlangıçta bu tek bir cihazla yapılıyordu. Sonlu eleman analizine dayalı modellemeyi kullanan araştırmacılar, ölçümleri simüle edebildi ve tek hücreli OCR verilerini tahmin edebildi.

Optik tabanlı sensör ünitesi, O-MCP'nin alt mikro kanalında bulunur. Sensör ünitesi 0,75 mm kalınlığındadır. Her bir mikrokanaldaki akış, cihazın kapağına yerleştirilmiş bir dizi mikro pompa tarafından kontrol edilir.

O-MCP ayrıca ilaca bağlı metabolik değişikliklerin ölçülmesine de olanak tanır. Bu değişiklikler insan böbreği proksimal tübüler epitel hücrelerini içeren mikroakışkan kültür plakalarında izlendi.

Membran oksijen konsantratörlerinin çalıştırılması daha kolay olduğundan işletme maliyetleri daha düşüktür. Bunun aksine, kriyojenik oksijen tesisleri daha gelişmiş teknik ekipman gerektirir ve işletmeleri daha karmaşıktır. Ancak bu bitkiler daha güvenilirdir ve daha yüksek saflıkta oksijen sağlayabilirler.

Bu çalışmada ilgili geometrik parametreler belirlenerek OTM modülünün optimal yapısal tasarımı belirlenmiştir. Bu, endüstriyel bir ortamda başarıyla monte edilebilecek, test edilebilecek ve çalıştırılabilecek bir oksijen membran modülünün gösterilmesine yönelik önemli bir adımdır.

Bu amaçla multidisipliner bir yaklaşımla prototip bir modül tasarlandı. Bu, üretim süreci, montaj, özellikler ve tasarımla ilgili faktörlerin dikkate alınmasını gerektirir. Bu yaklaşımın diğer modül türlerine genişletilebileceğini belirtmekte fayda var. Başarılı bir tasarımın anahtarı doğru sızdırmazlık sistemine sahip olmaktır.

Bu çalışmada kullanılan bileşenler, kompozit seramik malzemelerden ve gözenekli katmanlardan oluşan plaka tipi OTM modülleridir. Her katman bir ünite oluşturacak şekilde birbirine lamine edilir. Makul gaz akış hızları için iç geçitler tasarlayın.

İnce Film OTM modülünün doğruluğunu artırmak için modele 20 düğümlü altı yüzlü bir eleman eklendi. Bu, gaz kanalı katmanındaki gerilim değerlerinin hassasiyetini artırır.

Membranın etkinliğini değerlendirmek için çeşitli penetrasyon testleri yapıldı. Bu testlerin en başarılılarından biri, en etkili geçirgen alanın aslında gözenekli tabakanın üst kısmında olduğunu gösterdi.

Metan doğal gazın önemli bir bileşenidir. Atık su arıtımı, depolama alanları, anaerobik çürütme, arazi kullanımı ve fosil yakıtların taşınması gibi birçok işlemle üretilir.

Birim alan başına CH4 emisyonları toprak tipine ve topraktaki CH4 konsantrasyonuna bağlıdır. Yeraltında üretilen CH4'ün %50 ila %90'ının atmosfere ulaşmadan oksitlendiği tahmin edilmektedir. Bunun nedeni gözenek boşluğunun varlığı ve mikroorganizmaların gazları oksitleme yeteneğidir.

Metan etkili bir ısınma maddesi olabilir. Ancak zamanla ısınma etkisi azalır. Neyse ki, bu kısa ömürlü gazla ilişkili kirleticilerin çoğu, petrol ve gaz ekipmanlarının iyileştirilmesi ve sızıntıların azaltılmasıyla azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir.

Ayrıca doğal sulak alanlar ve orman yangınları da metan kaynaklarıdır. Bu gaz son derece yanıcı olduğundan havalandırmanın yetersiz olduğu ortamlarda hava ile patlayıcı karışımlar oluşturabilir. Bu patlayıcı karışımlar ciddi solunum yolu hastalıklarına neden olabilir.

Metan emisyonlarının bir diğer önemli kaynağı da fosil yakıtların yakılmasıdır. EPA, bu sorunun çözümüne yardımcı olmak için kömür yatağı metanı teşvik programı geliştirdi. Ajans, petrol ve gaz ekipmanlarını iyileştirerek, sızıntıları önleyerek ve halkı eğiterek bu kirletici maddenin iklimimize olan katkısını azaltmayı umuyor.

Güneydoğu Çin'de iki yıllık bir saha denemesi yapıldı. Çalışma, farklı toprak katmanları ile metan emisyonlarının etkileşimini inceledi. Farklı katmanlardaki CH4 konsantrasyonu, çok aşamalı bir numune alma probu kullanılarak ölçüldü.

Azotlu gübrelemenin topraktaki CH4 konsantrasyonu üzerindeki etkisi araştırıldı. Dört katmanlı topraktaki CH4 konsantrasyonu azotlu gübrelemeyle arttı. Biyokömür düzeltmesinin CH4 konsantrasyonları üzerinde anlamlı bir etkisi olmamıştır.

Bu çalışmanın amacı asimetrik bir zardan oksijenin geçişini araştırmaktı. Aynı zamanda gelecek vaat eden membran malzemelerinin üretilmesiyle ilgili zorlukları belirlemeye çalışmaktadır.

Oksijen geçirgenliği, bir membran prosesinin ekonomik uygulanabilirliğinin belirlenmesinde önemlidir. Oksijen üretimine yönelik verimli, çevre dostu ve sürdürülebilir çözümlerin geliştirilebilmesi için membran malzemelerinin yüksek oksijen geçirgenliğine sahip olması gerekmektedir. Bu, süreç verimliliğini artırmak ve üretim maliyetlerini azaltmak için kritik öneme sahiptir. Çeşitli çalışmalar, farklı membranlardaki oksijenin geçirgenliğini araştırmıştır.

Geçirgenlik, oksijen kısmi basınç gradyanının, yüzey değişim oranının ve oksijen iyonlarının toplu yayılımının bir fonksiyonudur. Ancak bu değişkenlerin etkisi deney ortamına bağlı olarak değişebilir. Örneğin, oksijenin polimer membranlardan nüfuzu genellikle malzemenin kimyasal ve termal stabilitesi ile sınırlıdır.

Sıcaklığın ve giriş hava hızının, oksijenin iki asimetrik membrandan nüfuz etmesi üzerindeki etkisini araştırdık. Oksijen üretim hızını belirlemek için membranın desteklenen tarafına temizleme gazı olarak saf helyum da sağladık.

Sonuçlarımız, artan oksijen geçirgenliğine bağlı olarak oksijen akışının önemli bir faktör kadar arttığını göstermektedir. Ayrıca çekirdek tarafındaki nitrojen saflığı da iyileştirilir. Daha yüksek oksijen geçirgenliğine rağmen karbondioksit seçiciliği değişmeden kalır.

Çok sayıda numune üzerinde bir dizi oda sıcaklığı testi gerçekleştirildi. Bu testler üretim sürecinin tekrarlanabilirliğini doğrular. 950 °C'de bükülme mukavemeti sf, özel yapım dört noktalı SiC fikstürü kullanılarak ölçüldü. Ek olarak sıcaklığı izlemek için numunenin yanına bir Pt/Pt-Rh termokupl yerleştirildi.