आप ऑक्सीजन झिल्ली के लाभों के बारे में कितना जानते हैं?

ऑक्सीजन झिल्ली मीथेन गैस से नाइट्रोजन का उत्पादन करने का एक शानदार तरीका है। ऐसा इसलिए है क्योंकि झिल्ली आपको दो गैसों को मिलाकर नाइट्रोजन का उत्पादन करने की अनुमति देती है। ऐसा करने से, आप अधिक नाइट्रोजन का उत्पादन करते हैं, और अधिक तेज़ी से। इसलिए, ऑक्सीजन झिल्ली का उपयोग करने के कई फायदे हैं। यहाँ हैं कुछ:

बिजली चक्रों में नाइट्रोजन उत्पादन दक्षता में सुधार के लिए ऑक्सीजन-पारगम्य झिल्ली एक आशाजनक रणनीति है। हालाँकि, पॉलिमरिक झिल्ली आम तौर पर उच्च पारगम्यता में सक्षम नहीं होती हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य इन फिल्मों की सतह की खुरदरापन का उनके प्रदर्शन पर प्रभाव की जांच करना था।

इस अध्ययन में एक बीसीएफजेड खोखला फाइबर झिल्ली रिएक्टर का उपयोग किया गया था। एक घंटे के लिए 1050 डिग्री सेल्सियस पर गर्म किए गए बीसीएफजेड घोल का उपयोग करके एक छिद्रपूर्ण परत बनाएं। फिर इसे झिल्ली की बाहरी सतह पर ब्रश करें। 120 घंटे के ऑपरेशन के बाद, एसईएम छवियों का विश्लेषण करें। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि छिद्रपूर्ण बीसीएफजेड परत ऑक्सीजन आयन संघ स्थलों को बढ़ाती है, जिससे ऑक्सीजन का प्रवेश बढ़ता है।

Fe-स्तंभित क्लोइसाइट 15A (P-C15A) एक पॉलीसल्फोन मैट्रिक्स में फैला हुआ है। इसमें गतिज व्यास, पीकेए और चयनात्मकता सहित कई गुण हैं।

छवि विश्लेषण सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, झिल्ली के बाएँ-दाएँ संपर्क कोण का अनुमान लगाएं। झिल्ली की यांत्रिक शक्ति और सिस्टम के प्रदर्शन को निर्धारित करने में खुरदरापन एक महत्वपूर्ण कारक है।

890 डिग्री सेल्सियस पर, झिल्ली ने कार्बन डाइऑक्साइड और मीथेन के लिए उच्च चयनात्मकता दिखाई। हालाँकि, लिथियम क्लोराइड की उपस्थिति में, यह मान 63% कम हो गया था।

जैसे-जैसे पर्मिट पक्ष पर मीथेन की सांद्रता बढ़ी, मीथेन रूपांतरण 45% से घटकर 33% हो गया। इस कमी को झिल्ली के भीतर 1O2 मेसेनकाइमल गठन की कम दर के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

इसके अलावा, छिद्रपूर्ण बीसीएफजेड परत ऑक्सीजन संचरण दक्षता को बढ़ा सकती है। 1O2 पारगम्यता की निचली सीमा केवल 2 सेमी/सेकेंड है। यद्यपि छिद्रपूर्ण परत की उपस्थिति में ऑक्सीजन संचरण दर थोड़ी अधिक थी, लेकिन यह मीथेन के पूर्ण रूपांतरण को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं थी।

मेम्ब्रेन ऑक्सीजन प्लांट एक औद्योगिक प्रणाली है जिसे ऑक्सीजन उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह अपेक्षाकृत सरल और विश्वसनीय है, और इसे मौजूदा वायु प्रणालियों में एकीकृत किया जा सकता है। मेम्ब्रेन ऑक्सीजन संयंत्र 30-45% ऑक्सीजन शुद्धता उत्पन्न करते हैं। यह अन्य पौधों की तुलना में मुख्य लाभ है।

ऑक्सीजन एरोबिक जीवों के लिए आवश्यक है और विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं में मौजूद है। उदाहरण के लिए, तेल और गैस क्षेत्र में तेल की चिपचिपाहट को संसाधित करने और बढ़ाने के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग काटने की प्रक्रिया और टांकने की प्रक्रिया में किया जाता है।

परंपरागत रूप से, माप के तरीके वर्णमिति विश्लेषण पर निर्भर रहे हैं, लेकिन हाल के विकास वास्तविक समय डेटा की अनुमति देते हैं। ओ-ओसीआर नामक एक विधि कई झिल्ली बाइलेयर उपकरणों में ऑक्सीजन की खपत का एक साथ पता लगाने की अनुमति देती है।

एक अन्य विधि, ओ-एमसीपी, ऑक्सीजन सांद्रता और ऑक्सीजन खपत डेटा को एक साथ एकत्र करने की अनुमति देती है। प्रारंभ में, यह एक ही उपकरण से किया गया था। परिमित तत्व विश्लेषण-आधारित मॉडलिंग का उपयोग करके, शोधकर्ता माप अनुकरण करने और एकल-सेल ओसीआर डेटा का अनुमान लगाने में सक्षम थे।

ऑप्टिकल-आधारित सेंसर इकाई O-MCP के निचले माइक्रोचैनल में स्थित है। सेंसर इकाई 0.75 मिमी मोटी है। प्रत्येक माइक्रोचैनल में प्रवाह को डिवाइस के ढक्कन के भीतर स्थित माइक्रोपंपों की एक श्रृंखला द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

ओ-एमसीपी दवा-प्रेरित चयापचय परिवर्तनों को मापने की भी अनुमति देता है। इन परिवर्तनों की निगरानी मानव किडनी समीपस्थ ट्यूबलर उपकला कोशिकाओं वाले माइक्रोफ्लुइडिक कल्चर प्लेटों में की गई।

क्योंकि मेम्ब्रेन ऑक्सीजन सांद्रक को संचालित करना आसान होता है, इसलिए उन्हें संचालित करने में कम लागत आती है। इसके विपरीत, क्रायोजेनिक ऑक्सीजन संयंत्रों को अधिक उन्नत तकनीकी उपकरणों की आवश्यकता होती है और इन्हें संचालित करना अधिक जटिल होता है। हालाँकि, ये पौधे अधिक विश्वसनीय हैं और उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन प्रदान कर सकते हैं।

इस अध्ययन में, प्रासंगिक ज्यामितीय मापदंडों की पहचान करके ओटीएम मॉड्यूल का इष्टतम संरचनात्मक डिजाइन निर्धारित किया गया था। यह ऑक्सीजन झिल्ली मॉड्यूल को प्रदर्शित करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है जिसे औद्योगिक सेटिंग में सफलतापूर्वक इकट्ठा, परीक्षण और संचालित किया जा सकता है।

इस प्रयोजन के लिए, बहुविषयक दृष्टिकोण का उपयोग करके एक प्रोटोटाइप मॉड्यूल डिजाइन किया गया था। इसके लिए विनिर्माण प्रक्रिया, संयोजन, विशेषताओं और डिज़ाइन से संबंधित कारकों पर विचार करना आवश्यक है। यह ध्यान देने योग्य है कि इस दृष्टिकोण को अन्य प्रकार के मॉड्यूल तक बढ़ाया जा सकता है। एक सफल डिज़ाइन की कुंजी सही सीलिंग प्रणाली का होना है।

इस अध्ययन में उपयोग किए गए घटक प्लेट-प्रकार के ओटीएम मॉड्यूल हैं जो मिश्रित सिरेमिक सामग्री और छिद्रपूर्ण परतों से निर्मित होते हैं। प्रत्येक परत को एक इकाई बनाने के लिए एक साथ लेमिनेट किया जाता है। उचित गैस प्रवाह दर के लिए आंतरिक मार्ग डिज़ाइन करें।

थिन फिल्म ओटीएम मॉड्यूल की सटीकता में सुधार के लिए मॉडल में 20-नोड हेक्साहेड्रल तत्व जोड़ा गया था। इससे गैस चैनल परत पर तनाव मूल्यों की सटीकता बढ़ जाती है।

झिल्ली की प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए कई प्रवेश परीक्षण किए गए। इनमें से सबसे सफल परीक्षणों में से एक से पता चला कि सबसे प्रभावी पारगम्य क्षेत्र वास्तव में छिद्रपूर्ण परत के शीर्ष पर था।

मीथेन प्राकृतिक गैस का एक महत्वपूर्ण घटक है। इसका उत्पादन कई प्रक्रियाओं जैसे अपशिष्ट जल उपचार, लैंडफिल, अवायवीय पाचन, भूमि उपयोग और जीवाश्म ईंधन के परिवहन द्वारा किया जाता है।

प्रति इकाई क्षेत्र CH4 उत्सर्जन मिट्टी के प्रकार और मिट्टी में CH4 की सांद्रता पर निर्भर करता है। यह अनुमान लगाया गया है कि भूमिगत उत्पादित CH4 का 50% से 90% वायुमंडल में पहुंचने से पहले ऑक्सीकृत हो जाता है। यह छिद्र स्थान की उपस्थिति और सूक्ष्मजीवों की गैसों को ऑक्सीकरण करने की क्षमता के कारण है।

मीथेन एक प्रभावी वार्मिंग एजेंट हो सकता है। हालाँकि, समय के साथ इसका वार्मिंग प्रभाव कम हो जाता है। सौभाग्य से, इस अल्पकालिक गैस से जुड़े कई प्रदूषकों को तेल और गैस उपकरणों में सुधार और रिसाव को कम करके कम या समाप्त किया जा सकता है।

इसके अतिरिक्त, प्राकृतिक आर्द्रभूमि और जंगल की आग मीथेन के स्रोत हैं। चूंकि यह गैस अत्यधिक ज्वलनशील है, यह खराब हवादार स्थानों में हवा के साथ विस्फोटक मिश्रण बना सकती है। ये विस्फोटक मिश्रण गंभीर श्वसन संबंधी बीमारी का कारण बन सकते हैं।

मीथेन उत्सर्जन का एक अन्य प्रमुख स्रोत जीवाश्म ईंधन का जलना है। ईपीए ने इस समस्या के समाधान में सहायता के लिए एक कोयला आधारित मीथेन संवर्धन कार्यक्रम विकसित किया। तेल और गैस उपकरणों को उन्नत करके, रिसाव को रोककर और जनता को शिक्षित करके, एजेंसी हमारी जलवायु में इस प्रदूषक के योगदान को कम करने की उम्मीद करती है।

दक्षिणपूर्वी चीन में दो साल का क्षेत्रीय परीक्षण किया गया। अध्ययन में विभिन्न मिट्टी की परतों और मीथेन उत्सर्जन की परस्पर क्रिया की जांच की गई। विभिन्न परतों में CH4 सांद्रता को मल्टी-स्टेज सैंपलिंग जांच का उपयोग करके मापा गया था।

मिट्टी में CH4 सांद्रता पर नाइट्रोजन उर्वरक के प्रभाव का अध्ययन किया गया। नाइट्रोजन उर्वरक के साथ चार-परत वाली मिट्टी में CH4 सांद्रता बढ़ गई। बायोचार सुधार का CH4 सांद्रता पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ा।

इस अध्ययन का उद्देश्य एक असममित झिल्ली के माध्यम से ऑक्सीजन के प्रवेश की जांच करना था। यह आशाजनक झिल्ली सामग्री के उत्पादन से जुड़ी चुनौतियों की पहचान करने का भी प्रयास करता है।

झिल्ली प्रक्रिया की आर्थिक व्यवहार्यता निर्धारित करने में ऑक्सीजन पारगम्यता महत्वपूर्ण है। ऑक्सीजन उत्पादन के लिए कुशल, पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ समाधान विकसित करने के लिए, झिल्ली सामग्री में उच्च ऑक्सीजन पारगम्यता होनी चाहिए। प्रक्रिया दक्षता में सुधार और उत्पादन लागत कम करने के लिए यह महत्वपूर्ण है। विभिन्न अध्ययनों ने विभिन्न झिल्लियों में ऑक्सीजन की पारगम्यता की जांच की है।

पारगम्यता ऑक्सीजन आंशिक दबाव प्रवणता, सतह विनिमय दर और ऑक्सीजन आयनों की थोक प्रसारशीलता का एक कार्य है। हालाँकि, इन चरों का प्रभाव प्रयोगात्मक सेटिंग के आधार पर भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, बहुलक झिल्ली के माध्यम से ऑक्सीजन का प्रवेश अक्सर सामग्री की रासायनिक और थर्मल स्थिरता द्वारा सीमित होता है।

हमने दो असममित झिल्लियों के माध्यम से ऑक्सीजन के प्रवेश पर तापमान और प्रवेश वायु वेग के प्रभाव की जांच की। ऑक्सीजन उत्पादन दर निर्धारित करने के लिए, हमने झिल्ली के समर्थित पक्ष पर शुद्ध गैस के रूप में शुद्ध हीलियम की भी आपूर्ति की।

हमारे परिणाम बताते हैं कि ऑक्सीजन प्रवाह में वृद्धि के कारण ऑक्सीजन प्रवाह एक महत्वपूर्ण कारक से बढ़ता है। इसके अलावा, कोर पक्ष पर नाइट्रोजन की शुद्धता में भी सुधार होता है। उच्च ऑक्सीजन पारगम्यता के बावजूद, कार्बन डाइऑक्साइड चयनात्मकता अपरिवर्तित रहती है।

बड़ी संख्या में नमूनों पर कमरे के तापमान परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की गई। ये परीक्षण विनिर्माण प्रक्रिया की पुनरावृत्ति की पुष्टि करते हैं। 950 डिग्री सेल्सियस पर, फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ एसएफ को कस्टम-निर्मित चार-पॉइंट SiC फिक्स्चर का उपयोग करके मापा गया था। इसके अतिरिक्त, तापमान की निगरानी के लिए नमूने के बगल में एक पीटी/पीटी-आरएच थर्मोकपल रखा गया था।