Kuinka paljon tiedät happikalvon eduista?

Happikalvot ovat loistava tapa tuottaa typpeä metaanikaasusta. Tämä johtuu siitä, että kalvo antaa sinun tuottaa typpeä sekoittamalla kahta kaasua. Näin valmistat enemmän typpeä ja nopeammin. Siksi happikalvon käytöllä on monia etuja. Tässä muutamia:

Happea läpäisevät kalvot ovat lupaava strategia typentuotannon tehokkuuden parantamiseksi tehosykleissä. Polymeerikalvot eivät kuitenkaan yleensä pysty saavuttamaan suurta läpäisevyyttä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia näiden kalvojen pinnan karheuden vaikutusta niiden suorituskykyyn.

Tässä tutkimuksessa käytettiin BCFZ-onttokuitukalvoreaktoria. Muodosta huokoinen kerros käyttämällä BCFZ-lietettä, jota on kuumennettu 1050 °C:ssa tunnin ajan. Harjaa se sitten kalvon ulkopinnalle. Analysoi SEM-kuvat 120 tunnin käytön jälkeen. Nämä tulokset osoittavat, että huokoinen BCFZ-kerros lisää happi-ionien assosiaatiokohtia, mikä lisää hapen läpäisyä.

Fe-pilari Cloisite 15A (P-C15A) dispergoituna polysulfonimatriisiin. Sillä on monia ominaisuuksia, mukaan lukien kineettinen halkaisija, pKa ja selektiivisyys.

Arvioi kalvon vasen-oikea kosketuskulma käyttämällä kuva-analyysiohjelmistoa. Karheus on tärkeä tekijä määritettäessä kalvon mekaanista lujuutta ja järjestelmän suorituskykyä.

890 °C:ssa kalvo osoitti suurta selektiivisyyttä hiilidioksidin ja metaanin suhteen. Litiumkloridin läsnä ollessa tämä arvo kuitenkin pieneni 63 %.

Kun metaanipitoisuus permeaattipuolella nousi, metaanin konversio laski 45 %:sta 33 %:iin. Tämä lasku saattaa johtua 102-mesenkymaalisen muodostumisen vähentyneestä nopeudesta kalvossa.

Lisäksi huokoinen BCFZ-kerros voi parantaa hapensiirtotehokkuutta. 1O2:n läpäisevyyden alaraja on vain 2 cm/s. Vaikka hapen läpäisynopeus oli hieman suurempi huokoisen kerroksen läsnä ollessa, se ei riittänyt saavuttamaan metaanin täydellistä konversiota.

Kalvohappilaitos on teollinen järjestelmä, joka on suunniteltu tuottamaan happea. Se on suhteellisen yksinkertainen ja luotettava, ja se voidaan integroida olemassa oleviin ilmajärjestelmiin. Kalvohappilaitokset tuottavat 30-45 % happipuhtautta. Tämä on tärkein etu muihin kasveihin verrattuna.

Happi on välttämätöntä aerobisille organismeille, ja sitä on läsnä useissa teknisissä prosesseissa. Sitä käytetään esimerkiksi laajalti öljy- ja kaasualalla öljyn jalostukseen ja viskositeetin lisäämiseen. Lisäksi sitä käytetään leikkaus- ja juotosprosesseissa.

Mittausmenetelmät ovat perinteisesti perustuneet kolorimetriseen analyysiin, mutta viimeaikainen kehitys mahdollistaa reaaliaikaisen datan. O-OCR-niminen menetelmä mahdollistaa hapenkulutuksen samanaikaisen havaitsemisen useissa kaksikerroksisissa kalvolaitteissa.

Toinen menetelmä, O-MCP, mahdollistaa happipitoisuuden ja hapenkulutustietojen samanaikaisen keräämisen. Aluksi tämä tehtiin yhdellä laitteella. Elementtianalyysiin perustuvan mallinnuksen avulla tutkijat pystyivät simuloimaan mittauksia ja arvioimaan yksisoluista OCR-dataa.

Optinen anturiyksikkö sijaitsee O-MCP:n alimmassa mikrokanavassa. Anturiyksikön paksuus on 0,75 mm. Jokaisessa mikrokanavassa olevaa virtausta ohjataan laitteen kannen sisällä olevilla mikropumppuilla.

O-MCP mahdollistaa myös lääkkeiden aiheuttamien metabolisten muutosten mittaamisen. Näitä muutoksia seurattiin mikrofluidiviljelylevyillä, jotka sisälsivät ihmisen munuaisen proksimaalisia tubulaarisia epiteelisoluja.

Koska kalvohappikonsentraattorit ovat helpompia käyttää, niiden käyttö maksaa vähemmän. Sitä vastoin kryogeeniset happilaitokset vaativat kehittyneempiä teknisiä laitteita ja ovat monimutkaisempia toimia. Nämä kasvit ovat kuitenkin luotettavampia ja voivat tarjota korkeamman puhtausasteen happea.

Tässä tutkimuksessa OTM-moduulin optimaalinen rakenne määritettiin tunnistamalla asiaankuuluvat geometriset parametrit. Tämä on tärkeä askel kohti happikalvomoduulin esittelyä, joka voidaan koota, testata ja käyttää onnistuneesti teollisessa ympäristössä.

Tätä tarkoitusta varten suunniteltiin prototyyppimoduuli käyttämällä monialaista lähestymistapaa. Tämä edellyttää valmistusprosessiin, kokoonpanoon, ominaisuuksiin ja suunnitteluun liittyvien tekijöiden huomioon ottamista. On syytä huomata, että tämä lähestymistapa voidaan laajentaa muun tyyppisiin moduuleihin. Avain onnistuneeseen suunnitteluun on oikea tiivistysjärjestelmä.

Tässä tutkimuksessa käytetyt komponentit ovat levytyyppisiä OTM-moduuleja, jotka on rakennettu keraamisista komposiittimateriaaleista ja huokoisista kerroksista. Jokainen kerros on laminoitu yhteen muodostamaan yksikkö. Suunnittele sisäiset kanavat kohtuullisia kaasuvirtauksia varten.

Malliin lisättiin 20-solmun kuusikulmainen elementti Thin Film OTM -moduulin tarkkuuden parantamiseksi. Tämä lisää kaasukanavakerroksen jännitysarvojen tarkkuutta.

Useita läpäisytestejä suoritettiin kalvon tehokkuuden arvioimiseksi. Yksi menestyneimmistä testeistä osoitti, että tehokkain läpäisevä alue oli itse asiassa huokoisen kerroksen yläosassa.

Metaani on tärkeä osa maakaasua. Sitä tuotetaan monissa prosesseissa, kuten jätevesien käsittelyssä, kaatopaikoissa, anaerobisessa mädättämisessä, maankäytössä ja fossiilisten polttoaineiden kuljetuksessa.

CH4-päästöt pinta-alayksikköä kohti riippuvat maaperän tyypistä ja maaperän CH4-pitoisuudesta. On arvioitu, että 50–90 % maan alla tuotetusta CH4:stä hapettuu ennen kuin se pääsee ilmakehään. Tämä johtuu huokostilan läsnäolosta ja mikro-organismien kyvystä hapettaa kaasuja.

Metaani voi olla tehokas lämmittävä aine. Sen lämmittävä vaikutus kuitenkin vähenee ajan myötä. Onneksi monia tähän lyhytikäiseen kaasuun liittyviä saasteita voidaan vähentää tai poistaa parantamalla öljy- ja kaasulaitteita ja vähentämällä vuotoja.

Lisäksi luonnolliset kosteikot ja metsäpalot ovat metaanin lähteitä. Koska tämä kaasu on erittäin syttyvää, se voi muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa huonosti tuuletetuissa tiloissa. Nämä räjähtävät seokset voivat aiheuttaa vakavia hengityselinsairauksia.

Toinen merkittävä metaanipäästöjen lähde on fossiilisten polttoaineiden polttaminen. EPA kehitti hiilipohjaisen metaanin edistämisohjelman tämän ongelman ratkaisemiseksi. Päivittämällä öljy- ja kaasulaitteita, ehkäisemällä vuotoja ja kouluttamalla yleisöä virasto toivoo vähentävänsä tämän saasteen vaikutusta ilmastoomme.

Kaksivuotinen kenttäkoe suoritettiin Kaakkois-Kiinassa. Tutkimuksessa tarkasteltiin eri maaperäkerrosten vuorovaikutusta ja metaanipäästöjä. CH4-pitoisuus eri kerroksissa mitattiin käyttämällä monivaiheista näytteenotinta.

Typpilannoituksen vaikutusta maaperän CH4-pitoisuuteen tutkittiin. Nelikerroksisen maan CH4-pitoisuus nousi typpilannoituksen myötä. Biohiilen korjauksella ei ollut merkittävää vaikutusta CH4-pitoisuuksiin.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia hapen läpäisyä epäsymmetrisen kalvon läpi. Se yrittää myös tunnistaa lupaavien kalvomateriaalien tuottamiseen liittyviä haasteita.

Hapen läpäisevyys on tärkeä määritettäessä kalvoprosessin taloudellista elinkelpoisuutta. Jotta hapentuotantoon voitaisiin kehittää tehokkaita, ympäristöystävällisiä ja kestäviä ratkaisuja, kalvomateriaalien hapenläpäisevyyden tulee olla korkea. Tämä on tärkeää prosessin tehokkuuden parantamiseksi ja tuotantokustannusten alentamiseksi. Eri tutkimuksissa on tutkittu hapen läpäisevyyttä eri kalvoissa.

Läpäisevyys on hapen osapainegradientin, pinnan vaihtonopeuden ja happi-ionien bulkkidiffuusiivisuuden funktio. Näiden muuttujien vaikutus voi kuitenkin vaihdella koeasetuksen mukaan. Esimerkiksi hapen läpäisyä polymeerikalvojen läpi rajoittaa usein materiaalin kemiallinen ja lämpöstabiilisuus.

Tutkimme lämpötilan ja tuloilman nopeuden vaikutusta hapen läpäisyyn kahden epäsymmetrisen kalvon läpi. Hapen muodostumisnopeuden määrittämiseksi toimitimme myös puhdasta heliumia huuhtelukaasuna kalvon tuetulle puolelle.

Tuloksemme viittaavat siihen, että happivirtaus lisääntyy tärkeällä tekijällä lisääntyneen hapen läpäisyn vuoksi. Lisäksi ydinpuolen typen puhtaus paranee. Suuremmasta hapenläpäisevyydestä huolimatta hiilidioksidiselektiivisyys pysyy ennallaan.

Useille näytteille tehtiin sarja huoneenlämpötilatestejä. Nämä testit vahvistavat valmistusprosessin toistettavuuden. 950 °C:ssa taivutuslujuus sf mitattiin käyttämällä mittatilaustyönä valmistettua neljän pisteen SiC-kiinnitystä. Lisäksi näytteen viereen asetettiin Pt/Pt-Rh-termopari lämpötilan tarkkailemiseksi.