Quanto você sabe sobre os benefícios de uma membrana de oxigênio?

Membranas de oxigênio são uma ótima maneira de produzir nitrogênio a partir do gás metano. Isso ocorre porque a membrana permite produzir nitrogênio misturando dois gases. Ao fazer isso, você produz mais nitrogênio e mais rapidamente. Portanto, há muitos benefícios em usar uma membrana de oxigênio. Aqui estão alguns:

As membranas permeáveis ​​ao oxigênio são uma estratégia promissora para melhorar a eficiência da produção de nitrogênio em ciclos de energia. No entanto, as membranas poliméricas geralmente não são capazes de alta seletividade de permeabilidade. Este estudo teve como objetivo examinar o efeito da rugosidade superficial desses filmes no seu desempenho.

Um reator de membrana de fibra oca BCFZ foi utilizado neste estudo. Gere uma camada porosa usando a pasta BCFZ aquecida a 1050 °C por uma hora. Em seguida, escove na superfície externa da membrana. Após 120 h de operação, analise as imagens SEM. Estes resultados indicam que a camada porosa de BCFZ aumenta os locais de associação de iões de oxigénio, aumentando assim a permeação de oxigénio.

Cloisite 15A com pilares de Fe (P-C15A) disperso em uma matriz de polissulfona. Possui muitas propriedades, incluindo diâmetro cinético, pKa e seletividade.

Usando software de análise de imagem, estime o ângulo de contato esquerdo-direito da membrana. A rugosidade é um fator importante na determinação da resistência mecânica da membrana e do desempenho do sistema.

A 890 °C, a membrana apresentou alta seletividade para dióxido de carbono e metano. Porém, na presença de cloreto de lítio, esse valor foi reduzido em 63%.

À medida que a concentração de metano no lado do permeado aumentou, a conversão de metano diminuiu de 45% para 33%. Esta diminuição pode ser atribuída à taxa reduzida de formação mesenquimal de 1O2 dentro da membrana.

Além disso, a camada porosa de BCFZ pode aumentar a eficiência da transmissão de oxigênio. O limite inferior da permeabilidade ao 1O2 é de apenas 2 cm/s. Embora a taxa de transmissão de oxigênio tenha sido ligeiramente maior na presença da camada porosa, não foi suficiente para alcançar a conversão completa do metano.

Uma planta de oxigênio por membrana é um sistema industrial projetado para gerar oxigênio. É relativamente simples e confiável e pode ser integrado em sistemas de ar existentes. As plantas de oxigênio por membrana produzem 30-45% de pureza de oxigênio. Esta é a principal vantagem sobre outras plantas.

O oxigênio é essencial para organismos aeróbicos e está presente em diversos processos tecnológicos. Por exemplo, é amplamente utilizado no setor de petróleo e gás para processar e aumentar a viscosidade do petróleo. Além disso, é utilizado em processos de corte e brasagem.

Tradicionalmente, os métodos de medição baseiam-se na análise colorimétrica, mas os desenvolvimentos recentes permitem dados em tempo real. Um método chamado O-OCR permite a detecção simultânea do consumo de oxigênio em vários dispositivos de bicamada de membrana.

Outro método, O-MCP, permite a coleta simultânea de dados de concentração e consumo de oxigênio. Inicialmente, isso foi feito com um único dispositivo. Usando modelagem baseada em análise de elementos finitos, os pesquisadores conseguiram simular medições e estimar dados de OCR de célula única.

A unidade do sensor óptico está localizada no microcanal inferior do O-MCP. A unidade do sensor tem 0,75 mm de espessura. O fluxo em cada microcanal é controlado por um conjunto de microbombas localizadas na tampa do dispositivo.

O-MCP também permite a medição de alterações metabólicas induzidas por medicamentos. Estas alterações foram monitorizadas em placas de cultura microfluídicas contendo células epiteliais tubulares proximais de rim humano.

Como os concentradores de oxigênio de membrana são mais fáceis de operar, eles custam menos para operar. Em contrapartida, as instalações de oxigénio criogénico requerem equipamentos técnicos mais avançados e são mais complexas de operar. No entanto, essas plantas são mais confiáveis ​​e podem fornecer oxigênio de maior pureza.

Neste estudo, o projeto estrutural ideal do módulo OTM foi determinado através da identificação de parâmetros geométricos relevantes. Este é um passo importante para demonstrar um módulo de membrana de oxigênio que pode ser montado, testado e operado com sucesso em um ambiente industrial.

Para tanto, foi projetado um módulo protótipo utilizando uma abordagem multidisciplinar. Isto requer a consideração de fatores relacionados ao processo de fabricação, montagem, características e design. Vale ressaltar que esta abordagem pode ser estendida a outros tipos de módulos. A chave para um projeto bem-sucedido é ter o sistema de vedação correto.

Os componentes utilizados neste estudo são módulos OTM tipo placa construídos com materiais cerâmicos compósitos e camadas porosas. Cada camada é laminada em conjunto para formar uma unidade. Projete passagens internas para taxas de fluxo de gás razoáveis.

Um elemento hexaédrico de 20 nós foi adicionado ao modelo para melhorar a precisão do módulo Thin Film OTM. Isto aumenta a precisão dos valores de tensão na camada do canal de gás.

Vários testes de penetração foram realizados para avaliar a eficácia da membrana. Um dos testes mais bem-sucedidos mostrou que a área permeável mais eficaz estava, na verdade, no topo da camada porosa.

O metano é um componente importante do gás natural. É produzido por muitos processos, como tratamento de águas residuais, aterros sanitários, digestão anaeróbica, uso da terra e transporte de combustíveis fósseis.

As emissões de CH4 por unidade de área dependem do tipo de solo e da concentração de CH4 no solo. Estima-se que entre 50% e 90% do CH4 produzido no subsolo seja oxidado antes de atingir a atmosfera. Isso se deve à presença de espaços porosos e à capacidade dos microrganismos de oxidar gases.

O metano pode ser um agente de aquecimento eficaz. No entanto, o seu impacto no aquecimento diminui com o tempo. Felizmente, muitos dos poluentes associados a este gás de curta duração podem ser reduzidos ou eliminados através da melhoria dos equipamentos de petróleo e gás e da redução de fugas.

Além disso, as zonas húmidas naturais e os incêndios florestais são fontes de metano. Como este gás é altamente inflamável, pode formar misturas explosivas com o ar em espaços mal ventilados. Estas misturas explosivas podem causar doenças respiratórias graves.

Outra importante fonte de emissões de metano é a queima de combustíveis fósseis. A EPA desenvolveu um programa de promoção do metano em jazidas de carvão para ajudar a resolver este problema. Ao actualizar os equipamentos de petróleo e gás, prevenir derrames e educar o público, a agência espera reduzir a contribuição deste poluente para o nosso clima.

Um teste de campo de dois anos foi conduzido no sudeste da China. O estudo examinou a interação de diferentes camadas do solo e as emissões de metano. A concentração de CH4 nas diferentes camadas foi medida utilizando uma sonda de amostragem multiestágio.

O efeito da fertilização nitrogenada na concentração de CH4 no solo foi estudado. A concentração de CH4 no solo de quatro camadas aumentou com a adubação nitrogenada. A correção do Biochar não teve efeito significativo nas concentrações de CH4.

O objetivo deste estudo foi investigar a permeação de oxigênio através de uma membrana assimétrica. Também tenta identificar desafios associados à produção de materiais de membrana promissores.

A permeabilidade ao oxigênio é importante na determinação da viabilidade econômica de um processo de membrana. A fim de desenvolver soluções eficientes, ecológicas e sustentáveis ​​para a produção de oxigênio, os materiais de membrana devem ter alta permeabilidade ao oxigênio. Isto é fundamental para melhorar a eficiência do processo e reduzir os custos de produção. Vários estudos investigaram a permeabilidade do oxigênio em diferentes membranas.

A permeabilidade é uma função do gradiente de pressão parcial do oxigênio, da taxa de troca superficial e da difusividade total dos íons de oxigênio. No entanto, o impacto destas variáveis ​​pode variar dependendo do cenário experimental. Por exemplo, a permeação de oxigênio através de membranas poliméricas é frequentemente limitada pela estabilidade química e térmica do material.

Nós investigamos o efeito da temperatura e da velocidade do ar de entrada na permeação de oxigênio através de duas membranas assimétricas. Para determinar a taxa de geração de oxigênio, também fornecemos hélio puro como gás de purga no lado suportado da membrana.

Nossos resultados sugerem que o fluxo de oxigênio aumenta em um fator importante devido ao aumento da permeação de oxigênio. Além disso, a pureza do nitrogênio no lado do núcleo também é melhorada. Apesar da maior permeabilidade ao oxigênio, a seletividade do dióxido de carbono permanece inalterada.

Uma série de testes à temperatura ambiente foram realizados em um grande número de amostras. Esses testes confirmam a repetibilidade do processo de fabricação. A 950 °C, a resistência à flexão sf foi medida usando um dispositivo de SiC de quatro pontos feito sob medida. Além disso, um termopar Pt/Pt-Rh foi colocado próximo à amostra para monitorar a temperatura.