از مزایای غشای اکسیژن چقدر می دانید؟

غشاهای اکسیژن یک راه عالی برای تولید نیتروژن از گاز متان است. این به این دلیل است که غشاء به شما امکان می دهد با مخلوط کردن دو گاز نیتروژن تولید کنید. با انجام این کار، نیتروژن بیشتر و سریعتر تولید می کنید. بنابراین، استفاده از غشای اکسیژن فواید زیادی دارد. در اینجا برخی از:

غشاهای تراوا به اکسیژن یک استراتژی امیدوارکننده برای بهبود راندمان تولید نیتروژن در چرخه های قدرت هستند. با این حال، غشاهای پلیمری معمولاً قادر به نفوذپذیری بالا نیستند. این مطالعه با هدف بررسی تأثیر زبری سطح این لایه‌ها بر عملکرد آنها انجام شد.

در این مطالعه از یک راکتور غشایی فیبر توخالی BCFZ استفاده شد. با استفاده از دوغاب BCFZ که در دمای 1050 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت گرم شده است، یک لایه متخلخل ایجاد کنید. سپس آن را روی سطح بیرونی غشا بمالید. پس از 120 ساعت کار، تصاویر SEM را تجزیه و تحلیل کنید. این نتایج نشان می دهد که لایه متخلخل BCFZ مکان های تداعی یون اکسیژن را افزایش می دهد و در نتیجه نفوذ اکسیژن را افزایش می دهد.

Cloisite 15A با ستون آهن (P-C15A) در یک ماتریس پلی سولفون پراکنده شده است. خواص زیادی از جمله قطر جنبشی، pKa و گزینش پذیری دارد.

با استفاده از نرم افزار تجزیه و تحلیل تصویر، زاویه تماس چپ به راست غشا را تخمین بزنید. زبری عامل مهمی در تعیین مقاومت مکانیکی غشا و عملکرد سیستم است.

در دمای 890 درجه سانتی گراد، غشاء گزینش پذیری بالایی برای دی اکسید کربن و متان نشان داد. اما در حضور لیتیوم کلرید این مقدار 63 درصد کاهش یافت.

با افزایش غلظت متان در سمت تراوا، تبدیل متان از 45% به 33% کاهش یافت. این کاهش ممکن است به کاهش سرعت تشکیل مزانشیمی 1O2 در غشا نسبت داده شود.

علاوه بر این، لایه متخلخل BCFZ می تواند راندمان انتقال اکسیژن را افزایش دهد. حد پایین نفوذپذیری 1O2 تنها 2 سانتی متر بر ثانیه است. اگرچه سرعت انتقال اکسیژن در حضور لایه متخلخل کمی بیشتر بود، اما برای رسیدن به تبدیل کامل متان کافی نبود.

کارخانه اکسیژن غشایی یک سیستم صنعتی است که برای تولید اکسیژن طراحی شده است. نسبتاً ساده و قابل اعتماد است و می تواند در سیستم های هوایی موجود ادغام شود. کارخانه های اکسیژن غشایی 30-45 درصد خلوص اکسیژن تولید می کنند. این مزیت اصلی نسبت به سایر گیاهان است.

اکسیژن برای موجودات هوازی ضروری است و در انواع فرآیندهای تکنولوژیکی وجود دارد. به عنوان مثال، به طور گسترده در بخش نفت و گاز برای پردازش و افزایش ویسکوزیته نفت استفاده می شود. علاوه بر این، در فرآیندهای برش و فرآیندهای لحیم کاری استفاده می شود.

به طور سنتی، روش‌های اندازه‌گیری بر تجزیه و تحلیل رنگ‌سنجی تکیه می‌کنند، اما پیشرفت‌های اخیر امکان داده‌های بلادرنگ را فراهم می‌کند. روشی به نام O-OCR امکان تشخیص همزمان مصرف اکسیژن در دستگاه های چند لایه غشایی را فراهم می کند.

روش دیگر، O-MCP، امکان جمع آوری همزمان داده های غلظت اکسیژن و مصرف اکسیژن را فراهم می کند. در ابتدا این کار با یک دستگاه انجام می شد. با استفاده از مدل‌سازی مبتنی بر تحلیل المان محدود، محققان توانستند اندازه‌گیری‌ها را شبیه‌سازی کنند و داده‌های OCR تک سلولی را تخمین بزنند.

واحد حسگر مبتنی بر نوری در میکروکانال پایینی O-MCP قرار دارد. ضخامت واحد سنسور 0.75 میلی متر است. جریان در هر میکروکانال توسط مجموعه ای از میکروپمپ های واقع در درب دستگاه کنترل می شود.

O-MCP همچنین امکان اندازه گیری تغییرات متابولیک ناشی از دارو را فراهم می کند. این تغییرات در صفحات کشت microfluidic حاوی سلول های اپیتلیال لوله پروگزیمال کلیه انسان بررسی شد.

از آنجایی که تغلیظ کننده های اکسیژن غشایی کارکرد راحت تری دارند، هزینه کارکرد آنها کمتر است. در مقابل، نیروگاه‌های اکسیژن برودتی به تجهیزات فنی پیشرفته‌تری نیاز دارند و برای کارکردن پیچیده‌تر هستند. با این حال، این گیاهان قابل اطمینان تر هستند و می توانند اکسیژن با خلوص بالاتر را ارائه دهند.

در این مطالعه، طراحی ساختاری بهینه ماژول OTM با شناسایی پارامترهای هندسی مربوطه تعیین شد. این یک گام مهم برای نشان دادن یک ماژول غشای اکسیژن است که می تواند با موفقیت مونتاژ، آزمایش و در یک محیط صنعتی کار کند.

برای این منظور، یک ماژول نمونه اولیه با استفاده از رویکرد چند رشته ای طراحی شد. این امر مستلزم در نظر گرفتن عوامل مرتبط با فرآیند تولید، مونتاژ، ویژگی ها و طراحی است. شایان ذکر است که این رویکرد را می توان به انواع دیگر ماژول ها نیز تعمیم داد. کلید یک طراحی موفق داشتن سیستم آب بندی صحیح است.

اجزای مورد استفاده در این مطالعه، ماژول‌های OTM از نوع صفحه‌ای هستند که از مواد کامپوزیت سرامیکی و لایه‌های متخلخل ساخته شده‌اند. هر لایه با هم لمینت می شود تا یک واحد را تشکیل دهد. گذرگاه های داخلی را برای سرعت جریان گاز معقول طراحی کنید.

یک عنصر شش وجهی 20 گره به مدل اضافه شد تا دقت ماژول OTM فیلم نازک را بهبود بخشد. این باعث افزایش دقت مقادیر تنش در لایه کانال گاز می شود.

چندین آزمایش نفوذ برای ارزیابی اثربخشی غشا انجام شد. یکی از موفق‌ترین این آزمایش‌ها نشان داد که مؤثرترین ناحیه نفوذپذیر در واقع در بالای لایه متخلخل است.

متان جزء مهم گاز طبیعی است. این توسط فرآیندهای بسیاری مانند تصفیه فاضلاب، دفن زباله، هضم بی هوازی، استفاده از زمین و حمل و نقل سوخت های فسیلی تولید می شود.

انتشار CH4 در واحد سطح به نوع خاک و غلظت CH4 در خاک بستگی دارد. تخمین زده می شود که بین 50 تا 90 درصد CH4 تولید شده در زیر زمین قبل از رسیدن به جو اکسید می شود. این به دلیل وجود فضای منافذ و توانایی میکروارگانیسم ها در اکسید کردن گازها است.

متان می تواند یک عامل گرم کننده موثر باشد. با این حال، تأثیر گرمایش آن با گذشت زمان کاهش می یابد. خوشبختانه بسیاری از آلاینده های مرتبط با این گاز کوتاه مدت را می توان با بهبود تجهیزات نفت و گاز و کاهش نشتی کاهش یا از بین برد.

علاوه بر این، تالاب های طبیعی و آتش سوزی ها منابع متان هستند. از آنجایی که این گاز بسیار قابل اشتعال است، ممکن است در فضاهایی که تهویه مناسبی ندارند، مخلوط های انفجاری با هوا ایجاد کند. این مخلوط های انفجاری می توانند باعث بیماری شدید تنفسی شوند.

یکی دیگر از منابع اصلی انتشار متان، سوزاندن سوخت های فسیلی است. EPA برای کمک به رفع این مشکل یک برنامه ترویج متان با بستر زغال سنگ ایجاد کرد. این آژانس امیدوار است با ارتقای تجهیزات نفت و گاز، جلوگیری از نشت و آموزش مردم، سهم این آلاینده را در آب و هوا کاهش دهد.

یک آزمایش میدانی دو ساله در جنوب شرقی چین انجام شد. این مطالعه برهمکنش لایه‌های مختلف خاک و انتشار متان را بررسی کرد. غلظت CH4 در لایه های مختلف با استفاده از یک پروب نمونه برداری چند مرحله ای اندازه گیری شد.

اثر کوددهی نیتروژن بر غلظت CH4 خاک مورد مطالعه قرار گرفت. غلظت CH4 در خاک چهار لایه با کود نیتروژن افزایش یافت. تصحیح بیوچار اثر معنی داری بر غلظت CH4 نداشت.

هدف از این مطالعه بررسی نفوذ اکسیژن از طریق یک غشای نامتقارن بود. همچنین تلاش می‌کند تا چالش‌های مرتبط با تولید مواد غشایی امیدوارکننده را شناسایی کند.

نفوذپذیری اکسیژن در تعیین پایداری اقتصادی یک فرآیند غشایی مهم است. به منظور توسعه راه حل های کارآمد، سازگار با محیط زیست و پایدار برای تولید اکسیژن، مواد غشایی باید نفوذپذیری اکسیژن بالایی داشته باشند. این برای بهبود کارایی فرآیند و کاهش هزینه های تولید بسیار مهم است. مطالعات مختلف نفوذپذیری اکسیژن در غشاهای مختلف را بررسی کرده اند.

نفوذپذیری تابعی از گرادیان فشار جزئی اکسیژن، نرخ تبادل سطحی و انتشار عمده یون‌های اکسیژن است. با این حال، تأثیر این متغیرها ممکن است بسته به تنظیمات آزمایشی متفاوت باشد. به عنوان مثال، نفوذ اکسیژن از طریق غشاهای پلیمری اغلب به دلیل پایداری شیمیایی و حرارتی مواد محدود می شود.

ما تأثیر دما و سرعت هوای ورودی را بر نفوذ اکسیژن از طریق دو غشای نامتقارن بررسی کردیم. برای تعیین نرخ تولید اکسیژن، ما همچنین هلیوم خالص را به عنوان گاز پاکسازی در سمت پشتیبانی شده غشاء عرضه کردیم.

نتایج ما نشان می دهد که شار اکسیژن با یک عامل مهم به دلیل افزایش نفوذ اکسیژن افزایش می یابد. علاوه بر این، خلوص نیتروژن در سمت هسته نیز بهبود یافته است. با وجود نفوذپذیری اکسیژن بالاتر، گزینش پذیری دی اکسید کربن بدون تغییر باقی می ماند.

یک سری آزمایش دمای اتاق روی تعداد زیادی نمونه انجام شد. این آزمایش‌ها تکرارپذیری فرآیند تولید را تایید می‌کنند. در دمای 950 درجه سانتی گراد، مقاومت خمشی sf با استفاده از یک فیکسچر SiC چهار نقطه ای سفارشی اندازه گیری شد. علاوه بر این، یک ترموکوپل Pt/Pt-Rh در کنار نمونه برای نظارت بر دما قرار داده شد.