Zeolit Aplikasi Penyimpanan Dan Pemisahan Gas: Pemisahan Gas

7:34:00 PM

Pada bagian ini dibahas studi permeasi dan pemisahan gas dari membran DDR dan SAPO 34 yang disintesis. Untuk meningkatkan kualitas membran zeolit ​​SAPO 34, pendekatan yang berbeda telah diambil seperti yang dijelaskan sebelumnya. Berhasil "mengurangi cacat" atau hampir "bebas cacat" membran berorientasi disintesis pada dukungan tanah liat-Al2O3 murah.

Kinerja pemisahan membran yang disintesis menentukan apakah membran berkualitas tinggi terbentuk atau tidak. Oleh karena itu membran yang disintesis digunakan untuk studi pemisahan gas pada tekanan umpan yang berbeda serta komposisi umpan yang berbeda. Studi pemisahan dilakukan pada suhu kamar.

Pemisahan Gas

Dalam kasus membran DDR, efisiensi pemisahan hidrogen dievaluasi. Sebelum studi permeasi gas, membran dikalsinasi untuk menghilangkan semua agen pengarah struktur dan senyawa organik yang ada di pori zeolitik. Permeansi dinyatakan sebagai laju fluks melalui semua pori-pori yang ada di membran. Laju difusi menjadi lebih kecil secara signifikan dimana diameter kinetik gas menjadi lebih besar dari ukuran pori zeolit.

Diameter kinetik molekul H2 dan CO2 masing-masing adalah 0,29 dan 0,33 nm, yang mendekati ukuran pori zeolit ​​DDR. Difusi konfigurasi dan variasi ukuran molekul antara H2 dan CO2 mengakibatkan perbedaan laju difusi melalui saluran zeolit ​​DDR.

Laju difusi H2 lebih cepat dibandingkan dengan CO2, sehingga H2 dan CO2 dapat dipisahkan oleh membran zeolit ​​DDR. Gambar 13 menggambarkan perubahan fluks permeasi baik H2 maupun CO2 melalui membran zeolit ​​DDR dengan perbedaan tekanan transmembran yang bervariasi.

Ini menunjukkan bahwa laju perubahan fluks permeasi dengan tekanan lebih kecil untuk CO2 dan H2. Dalam kasus penyaringan molekul melalui pori-pori zeolitik, laju perubahan fluks tidak bergantung pada tekanan. Namun pada hasil ini, sedikit peningkatan fluks dengan tekanan menunjukkan bahwa membran berasosiasi dengan rendahnya konsentrasi pori-pori non-zeolitik.

Pada tekanan tinggi, CO2 mengadsorbsi lebih kuat daripada H2 pada permukaan membran zeolit ​​DDR karena sifat momen empat kali lipat CO2. Jadi laju desorpsi CO2 dari permukaan membran juga menurun; akibatnya, fluks permeasi juga menurun dibandingkan dengan hidrogen.

Kinerja nyata dari membran dapat dicerahkan oleh kemampuan pemisahan gas campurannya. Data menetapkan faktor pemisahan H2/CO2 dari gas campuran pada suhu kamar sebagai fungsi dari konsentrasi umpan CO2 pada tekanan umpan 200 kPa untuk membran DDR.

Dari campuran gas dijelaskan bahwa selektivitas menurun dengan meningkatnya konsentrasi CO2. Secara umum, CO2 lebih disukai teradsorpsi pada permukaan pori DDR, dan oleh karena itu dengan meningkatnya konsentrasi CO2, cakupan pori juga meningkat.

Akibatnya, permeabilitas H2 menurun dan selektivitas berkurang secara spontan. Mekanisme adsorpsi-difusi kompetitif bersama dengan pengayakan molekuler keduanya memainkan peran penting untuk proses pemisahan. Selektivitas pemisahan H2/CO2 membran meningkat hingga 3,7 pada suhu kamar yang lebih dari nilai yang dilaporkan dan mekanisme pemisahan yang dijelaskan dengan benar dalam pekerjaan kami yang dilaporkan.

Tetapi beberapa hasil pemisahan gas yang cukup besar ditemukan dalam kasus membran SAPO 34 yang disintesis pada penyangga termodifikasi SiO2. Membran SAPO 34 yang disintesis pada penyangga yang dimodifikasi SiO2 menunjukkan pemisahan hidrogen yang cukup besar dari CO2 dan N2.

Data penelitian menunjukkan permeasi gas tunggal H2 dan CO2 pada suhu kamar pada tekanan umpan yang berbeda. Membran yang disintesis menunjukkan nilai permeasi gas hidrogen yang relatif tinggi dibandingkan dengan nilai literatur. Beberapa faktor mungkin berkontribusi terhadap permeansi gas hidrogen yang lebih tinggi melalui membran zeolit ​​SAPO 34 dalam penelitian ini.

Secara umum, orientasi yang disukai dari lapisan membran memainkan peran penting dalam perembesan gas. Umumnya, jalur berpori berorientasi menunjukkan kinerja yang unggul dibandingkan dengan jalur berliku-liku pori-pori berorientasi acak dari lapisan membran dengan meminimalkan densitas cacat dan ketahanan membran.

Sebenarnya, dalam kasus struktur membran yang sangat berorientasi, pori-pori lebih selaras, dan hambatan transportasi gas melalui saluran yang selaras lebih kecil daripada jalur zig-zag dari pori-pori yang berorientasi acak yang tidak selaras. Akibatnya, resistensi membran menurun dan kecukupan permeasi meningkat, dibandingkan dengan membran berorientasi acak.

Sesuai pembahasan kita sebelumnya, penggunaan lapisan silika antara yang menghambat penetrasi partikel biji zeolit ​​​​di dalam pori-pori penyangga meningkatkan permeabilitas akhir membran. Jadi, menggabungkan semua aspek ini, dapat disimpulkan bahwa membran SAPO 34 yang hampir bebas cacat dan sangat ditingkatkan dikembangkan pada dukungan termodifikasi SiO2 yang menunjukkan permeansi gas hidrogen yang lebih tinggi dengan hasil yang dapat dipercaya.

Difusi konfigurasi dan perbedaan ukuran molekul antara H2 dan CO2 mengakibatkan perbedaan laju difusi melalui saluran zeolit ​​SAPO 34. Laju difusi H2 lebih cepat daripada CO2. Selektivitas H2/CO2 secara bertahap meningkat sehubungan dengan tekanan umpan yang berbeda. Lebih menarik lagi, pada suhu kamar, nilai selektivitas tertinggi yang cukup besar untuk H2/CO2 ditemukan sebesar 9,12.

Seperti ditunjukkan pada sisipan Gambar 15, ini menjelaskan studi perbandingan selektivitas untuk H2/CO2, dan nilai lebih rendah melalui membran SAPO 34 yang dibuat pada penyangga yang tidak dimodifikasi sehubungan dengan penyangga yang dimodifikasi di bawah tekanan umpan yang berbeda. Hasil ini menunjukkan bahwa pori-pori non-zeolitik lebih sedikit pada kasus membran SAPO 34 pada support yang dimodifikasi. Namun, nilai selektivitas terendah sangat menunjukkan adanya pori-pori non-zeolitik, yaitu cacat pada lapisan membran.

Kinerja sebenarnya dari membran dapat diselidiki oleh kemampuan pemisahan campuran gasnya. Dalam kasus sistem H2/CO2, diperoleh nilai selektivitas yang cukup besar sebesar 16,66, dan selektivitas secara bertahap menurun dengan meningkatnya tekanan umpan. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan cara yang sama, yaitu model adsorpsi-difusi.

Pada tekanan yang lebih tinggi, CO2 mengadsorpsi lebih disukai daripada H2 karena memiliki momen kuadrupol elektrostatik terkuat, dan lebih banyak situs adsorpsi yang dihasilkan yang menghalangi beberapa adsorpsi dari spesies yang menyerap lebih lemah. Karena CO2 lebih disukai teradsorpsi di dinding pori SAPO 34, CO2 juga terdesorbsi dan berdifusi lebih awal dari H2, dan nilai selektivitas keseluruhan yang wajar dalam campuran berkurang.

Dalam pemisahan campuran gas H2-N2, nilai selektivitas 20,91 dicapai dan sedikit menurun sehubungan dengan tekanan umpan. Di sini, N2 memiliki efek yang dapat diabaikan sehubungan dengan CO2 pada H2 selama proses pemisahan, dan karena ukuran N2 yang lebih besar (0,36 nm) daripada CO2 (0,36 nm), efek penyaringan molekul memainkan peran utama dalam selektivitas.

Efek gabungan dari keduanya menentukan selektivitas utama membran. Nilai selektivitas yang diperoleh ditingkatkan dibandingkan dengan nilai literatur yang dilaporkan seperti yang dijelaskan dalam data sebelumnya. Menariknya, nilai selektivitas dilakukan pada nilai tinggi dan tetap hampir konstan hingga 80 jam. Reproduksibilitas yang tinggi disebabkan oleh pembentukan lapisan membran yang bebas cacat dan berorientasi tinggi.

Selanjutnya, hasil permeasi diberikan di sini untuk memahami kualitas membran Pd/SAPO 34. Laju aliran gas yang berbeda dikendalikan oleh pengontrol aliran massa (MFC). Data menjelaskan permeansi gas tunggal dari berbagai gas melalui membran SAPO 34 yang disiapkan pada penyangga yang dimodifikasi dengan dan tanpa pembebanan Pd pada 30°C dan tekanan umpan 200 kPa sebagai fungsi dari diameter kinetik gas (nm).

Sangat menarik untuk dicatat bahwa permeansi gas tunggal melalui membran Pd/SAPO 34 pada suhu kamar berubah secara dramatis dibandingkan dengan membran SAPO 34 tanpa pembebanan Pd. Ketika diameter kinetik meningkat, perbedaan permeabilitas gas melalui membran tersebut menurun karena perbedaan diameter kinetik molekul gas.

Sebagian besar, pengurangan permeansi hidrogen yang signifikan dalam kasus membran Pd/SAPO 34 dibandingkan dengan membran SAPO 34 menunjukkan pengurangan drastis pori-pori non-zeolitik. Namun, dalam kasus membran SAPO 34, nilai permeans H2 yang lebih tinggi diperoleh karena adanya cacat.

Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa pori-pori non-zeolitik berada pada membran SAPO 34 minimum setelah pembebanan Pd NPs. Data menggambarkan perubahan permeansi gas tunggal H2 dan CO2 melalui membran zeolit ​​SAPO 34 dan Pd/SAPO 34 pada tekanan umpan yang berbeda.

Dapat dijelaskan bahwa laju kenaikan nilai permeans CO2 dengan tekanan umpan lebih kecil dari H2, dan penjelasan untuk hasil ini telah dibahas. Karena CO2 lebih banyak teradsorpsi pada permukaan membran zeolit ​​SAPO 34 daripada H2, maka laju desorpsi CO2 dari permukaan membran juga menurun dibandingkan dengan H2.

Oleh karena itu, karena preferensi adsorpsi dan difusi CO2 pada permukaan zeolit ​​SAPO 34 dan perbedaan ukuran molekul antara H2 dan CO2, terdapat perbedaan nilai permeans melalui saluran zeolit ​​SAPO 34.

Menurut data penelitian, seperti yang diharapkan, permeabilitas H2 melalui membran Pd/SAPO 34 lebih rendah daripada melalui membran zeolit ​​​​SAPO 34, dan penurunan nilai permeansi H2 yang drastis dibandingkan dengan SAPO 34 menunjukkan bahwa pori-pori non-zeolit diperbaiki oleh Pd NP.

Sekali lagi, dalam kasus Pd/SAPO 34, nilai permeans CO2 hampir sama pada tekanan umpan yang berbeda yang mengkonfirmasi penghapusan pori-pori non-zeolit ​​dan permeabilitas melalui membran Pd/zeolit ​​terutama karena proses penyaringan molekul yang kurang bergantung pada tekanan umpan.

Kinerja nyata membran untuk pemisahan gas hidrogen dari campuran dievaluasi dari studi pemisahan gas campurannya. Faktor pemisahan gas campuran tertinggi untuk membran Pd/SAPO 34 dicapai pada 20,8. Namun, faktor pemisahan campuran dalam kasus membran SAPO 34 adalah 6,2.

Kedua nilai tersebut, yaitu faktor permeasi dan pemisahan hidrogen, lebih tinggi dari nilai literatur. Selektivitas pemisahan membran SAPO meningkat cukup besar setelah penyisipan NP Pd yang dapat mengurangi sebagian besar pori-pori non-zeolitik dan meningkatkan kualitas membran untuk pemisahan gas hidrogen.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)                

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.

 

 

 

Tags : Pasir Zeolit

Ady Water

ADY WATER

Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu

• Nama PerusahaanAdy Water
• Alamat BandungJalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
• Alamat Jakarta TimurJalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
• Alamat Jakarta BaratJalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
• Alamat SurabayaKupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
• Phone022 723 8019