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El BreakThrough Analyzer de Micromeritics es un sistema de suministro y gestión flexibles de gas diseñado para la caracterización precisa de rendimiento adsorbente en condiciones pertinentes para el proceso. Proporciona datos de adsorción confiables para mezclas de gas/vapor mediante un sistema de flujo continuo.
Un dispositivo seguro y altamente optimizado para recopilar datos de adsorción transitorios y de equilibrio para sistemas de varios componentes. El BreakThrough Analyzer se puede configurar con hasta seis controladores de flujo de masa de precisión y válvulas de mezcla de alto rendimiento patentadas, lo que proporciona una flexibilidad incomparable en el diseño experimental. El diseño superior de suministro de gas garantiza el control preciso tanto de la composición como de la velocidad de flujo, a la vez que minimiza el volumen muerto.
La columna de acero inoxidable de alta calidad puede contener de 0,05 a 2,5 gramos de adsorbente. La activación automatizada de la muestra hasta 1050 °C es posible con el horno de resistencia precisa, resistente y confiable.
Las presiones de operación se controlan desde la presión atmosférica hasta 30 bar a través de una válvula controlada servoubicada. La cámara ambiental con termostato proporciona un control uniforme de la temperatura de todo el sistema hasta 200 °C, lo que elimina los puntos fríos. El sistema de cierre de la puerta seguro del BreakThrough Analyzer garantiza la seguridad del operador durante todo el análisis.
Pueden agregarse generadores de vapor al BreakThrough Analyzer para permitir el uso de importantes moléculas de prueba, como el agua, para estudios experimentales. El BreakThrough Analyzer se conecta fácilmente a sistemas de infrarrojo por transformada de Fourier y espectrómetro de masas comercialmente disponibles para la identificación y cuantificación de gases.
La cámara ambiental con termostato evita la condensación de los flujos de vapor
El diseño experimental totalmente automatizado permite una fácil configuración experimental
La pantalla táctil permite una fácil operación del instrumento y el monitoreo de las condiciones experimentales
Las válvulas de mezcla patentadas proporcionan ventajas notables para la mezcla de gas y la minimización del volumen muerto del sistema
Hasta 6 entradas de gas y 2 fuentes de vapor ofrecen una amplia gama de opciones de análisis con control de flujo excepcional y mezcla de varios gases
El bloqueo automático de la puerta garantiza la estabilidad de la temperatura durante el análisis y la seguridad del usuario
Adición de detectores y otros accesorios opcionales: La escalabilidad del sistema permite la expansión de las capacidades con el paso del tiempo mediante la adición de detectores y otros accesorios opcionales (p. ej., espectrómetro de masas, GC/MS, fuentes de vapor adicionales, activación al vacío, otros disponibles a pedido)
Horno de columna: Horno resistente con capacidades de alta temperatura de hasta 1050 °C
Columna de muestra SS 316 electropulida con una capacidad de hasta 2,5 g y adecuada para su uso con polvos; se encuentran disponibles otros diámetros para gránulos o extrudados
El análisis de punto de saturación es una técnica eficaz para determinar la capacidad de adsorción de un adsorbente en condiciones de flujo. La adsorción de punto de saturación dinámica proporciona muchos beneficios en comparación con las mediciones de adsorción estáticas.
Cuando se realiza un análisis de punto de saturación, la preparación de la muestra es un paso fundamental en el proceso de análisis para evitar la caída de presión y las limitaciones de transferencia de masa.
Por lo tanto, el dimensionamiento adecuado de las partículas es fundamental para obtener los mejores resultados.
Se realizaron experimentos de adsorción de punto de saturación de dióxido de carbono de un solo componente en zeolitas 13X y 5A, y estructuras metalorgánicas MIL-53(Al) y Fe-BTC.
Todos los materiales se analizaron a 30 °C mientras se hacía fluir un flujo de gas equimolar que consistía en 10 sccm de nitrógeno y 10 sccm de dióxido de carbono. Se mezcló un flujo de helio de 1 sccm en el flujo de gas de alimentación como gas trazador para ayudar a identificar el inicio del experimento de punto de saturación.
Las curvas de punto de saturación para los cuatro materiales se grafican a continuación en un eje normalizado por masa. La cantidad total de CO2 adsorbido sigue la tendencia: tamiz molecular 5A > zeolita 13X > Fe-BTC > MIL-53(Al).
La tabla a continuación muestra la cantidad total adsorbida en mmol/g.
| Material | Dióxido de carbono de material adsorbido |
|---|---|
| ZEOLITA 13X | 2,94 |
| TAMIZ MOLECULAR 5A | 3,52 |
| MIL-53 (AI) | 1,23 |
| FE-BTC | 2,30 |
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos y otros gases que se deben purificar antes de su uso en aplicaciones industriales y hogares para calefacción y preparación de alimentos.
La captura directa del aire (DAC, del inglés "Direct Air Capture") es difícil, debido a las bajas concentraciones de dióxido de carbono en el aire junto con otras impurezas, incluida la humedad, y el CO2 capturado se puede almacenar subterráneamente, vender o convertirse en productos químicos de valor agregado para compensar las emisiones de carbono.
La generación de energía, las plantas químicas y las refinerías son fuentes importantes de emisiones de dióxido de carbono, cuyas concentraciones más altas a menudo requieren condiciones de operación diferentes en comparación con la captura directa de aire.
Son una parte fundamental de la industria petroquímica y se utilizan para la producción de polímeros, como polietileno y polipropileno; estas separaciones consumen mucha energía y aumentan las emisiones de CO2.
Se utilizan sólidos porosos para la protección personal y también están en desarrollo para la captura de gases tóxicos, incluido el dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de nitrógeno del gas natural u otras fuentes de proceso.
La extracción de agua del aire puede ser una tecnología fundamental para muchas partes del mundo donde el suministro de agua dulce está limitado debido a su clima árido o al uso cada vez mayor de agua para la agricultura.
La adsorción de oscilación de presión con zeolita 5A, 13X o LiX, que tiene una alta selectividad para adsorber nitrógeno, se utiliza comercialmente para la separación del aire y la producción de oxígeno.
Los sílices funcionalizados con amina son adsorbentes efectivos y altamente selectivos utilizados para la captura directa de aire (DAC) de CO2.
Las membranas porosas y los monolitos recubiertos o MOF (del inglés "Metal Organic Framework", estructura metalorgánica) se utilizan comúnmente para mejorar la eficiencia operativa de los procesos de separación.
El componente orgánico volátil (VOC, del inglés "Volatile Organic Component") de los sistemas de combustible de automóviles se captura mediante latas llenas de carbón activado, lo que minimiza estas emisiones de VOC.
Alúmina: Los líquidos iónicos compatibles son adsorbentes efectivos con aplicaciones potenciales para la separación del CO2 del gas natural.
Las MOF son adsorbentes altamente selectivos, efectivos para aplicaciones comerciales exigentes, incluidos los alcanos y las olefinas, las olefinas y los alquinos, DAC, CO2 y CH4.
| Furnace | Temperatura máxima: 1050 °C |
|---|---|
| Thermostated environmental chamber | Temperatura máxima: 200 °C |
| Sample mass | Hasta 2,5 g |
| Volúmen de muestra | Hasta 2,5 ml |
| Análisis |
|
|---|
El BreakThrough Analyzer de Micromeritics permite la más amplia gama de condiciones experimentales con automatización incomparable desde la activación de la muestra hasta el análisis.
Ofrece varias ventajas por sobre cualquier sistema de medición de adsorción competitivo, que incluyen lo siguiente:
El BreakThrough Analyzer de Micromeritics es capaz de hacer fluir hasta dos flujos de vapor simultáneamente a través de su columna empaquetada. La cámara ambiental con termostato evita la condensación de estos flujos de vapor durante el análisis y garantiza que todos los gases y vapores mantengan una temperatura constante dentro del instrumento. Los flujos de vapor se generan utilizando un burbujeador que permite que un gas portador alcance la saturación con el vapor de elección. La siguiente figura muestra las mediciones de punto de saturación de etanol/agua de varios componentes realizadas en zeolita 13X.
Un dispositivo seguro y altamente optimizado para recopilar datos de adsorción transitorios y de equilibrio para sistemas de varios componentes.
MicroActive es el software de análisis más intuitivo, flexible y completo para los estudios de adsorción
El software MicroActive permite lo siguiente:
El software flexible, intuitivo y fácil de usar permite la más amplia gama de condiciones experimentales y automatiza el punto de saturación desde la activación de la muestra hasta el análisis de la muestra, incluida la capacidad de realizar experimentos cíclicos. Junto con el software de análisis líder de la industria MicroActive, el sistema de BreakThrough Analyzer caracteriza de manera exacta y reproducible adsorbentes, analiza datos con métodos de análisis integrales y resuelve la ecuación de punto de saturación para las muestras más exigentes.
La zeolita 13X se ha estudiado ampliamente para aplicaciones en catálisis y adsorción. En este estudio, se utilizó la zeolita 13X como un adsorbente para la adsorción de dióxido de carbono a fin de recolectar curvas de punto de saturación de presión de 1 a 10 bar.
Estas mediciones se recopilaron mediante velocidades de flujo equimolares de 10 sccm de nitrógeno y 10 sccm de dióxido de carbono. Se utilizó un flujo de helio de 1 sccm como gas trazador para determinar el inicio del experimento de punto de saturación.
Todas las mediciones se realizaron a una temperatura de análisis de 30 °C. Entre cada medición, la muestra de zeolita 13X se reactivó durante la noche para garantizar la desorción completa del dióxido de carbono. La figura muestra un aumento coherente en el tiempo de punto de saturación en experimentos sucesivos a medida que aumenta la presión.
Después de las mediciones de punto de saturación de dióxido de carbono, se calculó una cantidad de adsorción de equilibrio para cada curva mediante la resolución de la ecuación de punto de saturación. Luego, se construyó una isoterma que muestra la cantidad de dióxido de carbono adsorbido a 1, 2, 3, 5, 7 y 10 bar de presión total. A 10 bar, la zeolita 13X absorbió aproximadamente 15 mmol/g de dióxido de carbono. Si bien los datos isotérmicos recopilados mediante el punto de saturación no se pueden correlacionar directamente con mediciones de adsorción estática, pueden proporcionar una evaluación de un adsorbente en condiciones pertinentes para el proceso.
Los estudios de adsorción de varios componentes a menudo requieren un espectrómetro de masas para monitorear la composición del gas residual. El espectrómetro de masas es el sistema detector más común que se utiliza para el análisis de punto de saturación.
Los espectrómetros de FTIR a menudo se seleccionan para estudios experimentales de punto de saturación, tales como la separación de xilenos u otros hidrocarburos aromáticos.
Permite el seguimiento directo del contenido de agua a bajo costo. Esto puede ser especialmente útil en aplicaciones de control de producción.
Se pueden mezclar pequeñas cantidades de material activo con un portador inerte para producir una muestra homogénea y mejorar la reproducibilidad del análisis.
Permite el seguimiento directo del contenido de CO2 a bajo costo. Puede ser especialmente útil en aplicaciones de control de producción.
Se pueden agregar controladores de flujo de masa y válvulas de mezcla adicionales al BreakThrough Analyzer para aumentar las capacidades analíticas y ampliar el rango de experimentos que se pueden realizar.
El BreakThrough Analyzer se puede utilizar con una variedad de diámetros de columna para adaptarse a diferentes morfologías de muestra, incluidos polvos, gránulos y extrudados.
La humedad u otros vapores como xilenos u otros aromáticos son compatibles con las fuentes de vapor opcionales disponibles para el BreakThrough Analyzer.
Los materiales inertes especiales de construcción permiten la simulación de las condiciones del proceso, como la captura de CO2 posterior a la combustión, que incluyen gases altamente reactivos como NOx, H2S o SO2.
Comuníquese con el soporte para obtener los manuales de usuario más recientes.
Por favor, póngase en contacto con soporte para la última versión del software.
El BreakThrough Analyzer de Micromeritics es un sistema de suministro y gestión flexibles de gas diseñado para la caracterización precisa de rendimiento adsorbente en condiciones pertinentes para el proceso. Proporciona datos de adsorción confiables para mezclas de gas/vapor mediante un sistema de flujo continuo.
Un dispositivo seguro y altamente optimizado para recopilar datos de adsorción transitorios y de equilibrio para sistemas de varios componentes. El BreakThrough Analyzer se puede configurar con hasta seis controladores de flujo de masa de precisión y válvulas de mezcla de alto rendimiento patentadas, lo que proporciona una flexibilidad incomparable en el diseño experimental. El diseño superior de suministro de gas garantiza el control preciso tanto de la composición como de la velocidad de flujo, a la vez que minimiza el volumen muerto.
La columna de acero inoxidable de alta calidad puede contener de 0,05 a 2,5 gramos de adsorbente. La activación automatizada de la muestra hasta 1050 °C es posible con el horno de resistencia precisa, resistente y confiable.
Las presiones de operación se controlan desde la presión atmosférica hasta 30 bar a través de una válvula controlada servoubicada. La cámara ambiental con termostato proporciona un control uniforme de la temperatura de todo el sistema hasta 200 °C, lo que elimina los puntos fríos. El sistema de cierre de la puerta seguro del BreakThrough Analyzer garantiza la seguridad del operador durante todo el análisis.
Pueden agregarse generadores de vapor al BreakThrough Analyzer para permitir el uso de importantes moléculas de prueba, como el agua, para estudios experimentales. El BreakThrough Analyzer se conecta fácilmente a sistemas de infrarrojo por transformada de Fourier y espectrómetro de masas comercialmente disponibles para la identificación y cuantificación de gases.
La cámara ambiental con termostato evita la condensación de los flujos de vapor
El diseño experimental totalmente automatizado permite una fácil configuración experimental
La pantalla táctil permite una fácil operación del instrumento y el monitoreo de las condiciones experimentales
Las válvulas de mezcla patentadas proporcionan ventajas notables para la mezcla de gas y la minimización del volumen muerto del sistema
Hasta 6 entradas de gas y 2 fuentes de vapor ofrecen una amplia gama de opciones de análisis con control de flujo excepcional y mezcla de varios gases
El bloqueo automático de la puerta garantiza la estabilidad de la temperatura durante el análisis y la seguridad del usuario
Adición de detectores y otros accesorios opcionales: La escalabilidad del sistema permite la expansión de las capacidades con el paso del tiempo mediante la adición de detectores y otros accesorios opcionales (p. ej., espectrómetro de masas, GC/MS, fuentes de vapor adicionales, activación al vacío, otros disponibles a pedido)
Horno de columna: Horno resistente con capacidades de alta temperatura de hasta 1050 °C
Columna de muestra SS 316 electropulida con una capacidad de hasta 2,5 g y adecuada para su uso con polvos; se encuentran disponibles otros diámetros para gránulos o extrudados
El análisis de punto de saturación es una técnica eficaz para determinar la capacidad de adsorción de un adsorbente en condiciones de flujo. La adsorción de punto de saturación dinámica proporciona muchos beneficios en comparación con las mediciones de adsorción estáticas.
Cuando se realiza un análisis de punto de saturación, la preparación de la muestra es un paso fundamental en el proceso de análisis para evitar la caída de presión y las limitaciones de transferencia de masa.
Por lo tanto, el dimensionamiento adecuado de las partículas es fundamental para obtener los mejores resultados.
Se realizaron experimentos de adsorción de punto de saturación de dióxido de carbono de un solo componente en zeolitas 13X y 5A, y estructuras metalorgánicas MIL-53(Al) y Fe-BTC.
Todos los materiales se analizaron a 30 °C mientras se hacía fluir un flujo de gas equimolar que consistía en 10 sccm de nitrógeno y 10 sccm de dióxido de carbono. Se mezcló un flujo de helio de 1 sccm en el flujo de gas de alimentación como gas trazador para ayudar a identificar el inicio del experimento de punto de saturación.
Las curvas de punto de saturación para los cuatro materiales se grafican a continuación en un eje normalizado por masa. La cantidad total de CO2 adsorbido sigue la tendencia: tamiz molecular 5A > zeolita 13X > Fe-BTC > MIL-53(Al).
La tabla a continuación muestra la cantidad total adsorbida en mmol/g.
| Material | Dióxido de carbono de material adsorbido |
|---|---|
| ZEOLITA 13X | 2,94 |
| TAMIZ MOLECULAR 5A | 3,52 |
| MIL-53 (AI) | 1,23 |
| FE-BTC | 2,30 |
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos y otros gases que se deben purificar antes de su uso en aplicaciones industriales y hogares para calefacción y preparación de alimentos.
La captura directa del aire (DAC, del inglés "Direct Air Capture") es difícil, debido a las bajas concentraciones de dióxido de carbono en el aire junto con otras impurezas, incluida la humedad, y el CO2 capturado se puede almacenar subterráneamente, vender o convertirse en productos químicos de valor agregado para compensar las emisiones de carbono.
La generación de energía, las plantas químicas y las refinerías son fuentes importantes de emisiones de dióxido de carbono, cuyas concentraciones más altas a menudo requieren condiciones de operación diferentes en comparación con la captura directa de aire.
Son una parte fundamental de la industria petroquímica y se utilizan para la producción de polímeros, como polietileno y polipropileno; estas separaciones consumen mucha energía y aumentan las emisiones de CO2.
Se utilizan sólidos porosos para la protección personal y también están en desarrollo para la captura de gases tóxicos, incluido el dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de nitrógeno del gas natural u otras fuentes de proceso.
La extracción de agua del aire puede ser una tecnología fundamental para muchas partes del mundo donde el suministro de agua dulce está limitado debido a su clima árido o al uso cada vez mayor de agua para la agricultura.
La adsorción de oscilación de presión con zeolita 5A, 13X o LiX, que tiene una alta selectividad para adsorber nitrógeno, se utiliza comercialmente para la separación del aire y la producción de oxígeno.
Los sílices funcionalizados con amina son adsorbentes efectivos y altamente selectivos utilizados para la captura directa de aire (DAC) de CO2.
Las membranas porosas y los monolitos recubiertos o MOF (del inglés "Metal Organic Framework", estructura metalorgánica) se utilizan comúnmente para mejorar la eficiencia operativa de los procesos de separación.
El componente orgánico volátil (VOC, del inglés "Volatile Organic Component") de los sistemas de combustible de automóviles se captura mediante latas llenas de carbón activado, lo que minimiza estas emisiones de VOC.
Alúmina: Los líquidos iónicos compatibles son adsorbentes efectivos con aplicaciones potenciales para la separación del CO2 del gas natural.
Las MOF son adsorbentes altamente selectivos, efectivos para aplicaciones comerciales exigentes, incluidos los alcanos y las olefinas, las olefinas y los alquinos, DAC, CO2 y CH4.
| Furnace | Temperatura máxima: 1050 °C |
|---|---|
| Thermostated environmental chamber | Temperatura máxima: 200 °C |
| Sample mass | Hasta 2,5 g |
| Volúmen de muestra | Hasta 2,5 ml |
| Análisis |
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|---|
El BreakThrough Analyzer de Micromeritics permite la más amplia gama de condiciones experimentales con automatización incomparable desde la activación de la muestra hasta el análisis.
Ofrece varias ventajas por sobre cualquier sistema de medición de adsorción competitivo, que incluyen lo siguiente:
El BreakThrough Analyzer de Micromeritics es capaz de hacer fluir hasta dos flujos de vapor simultáneamente a través de su columna empaquetada. La cámara ambiental con termostato evita la condensación de estos flujos de vapor durante el análisis y garantiza que todos los gases y vapores mantengan una temperatura constante dentro del instrumento. Los flujos de vapor se generan utilizando un burbujeador que permite que un gas portador alcance la saturación con el vapor de elección. La siguiente figura muestra las mediciones de punto de saturación de etanol/agua de varios componentes realizadas en zeolita 13X.
Un dispositivo seguro y altamente optimizado para recopilar datos de adsorción transitorios y de equilibrio para sistemas de varios componentes.
MicroActive es el software de análisis más intuitivo, flexible y completo para los estudios de adsorción
El software MicroActive permite lo siguiente:
El software flexible, intuitivo y fácil de usar permite la más amplia gama de condiciones experimentales y automatiza el punto de saturación desde la activación de la muestra hasta el análisis de la muestra, incluida la capacidad de realizar experimentos cíclicos. Junto con el software de análisis líder de la industria MicroActive, el sistema de BreakThrough Analyzer caracteriza de manera exacta y reproducible adsorbentes, analiza datos con métodos de análisis integrales y resuelve la ecuación de punto de saturación para las muestras más exigentes.
La zeolita 13X se ha estudiado ampliamente para aplicaciones en catálisis y adsorción. En este estudio, se utilizó la zeolita 13X como un adsorbente para la adsorción de dióxido de carbono a fin de recolectar curvas de punto de saturación de presión de 1 a 10 bar.
Estas mediciones se recopilaron mediante velocidades de flujo equimolares de 10 sccm de nitrógeno y 10 sccm de dióxido de carbono. Se utilizó un flujo de helio de 1 sccm como gas trazador para determinar el inicio del experimento de punto de saturación.
Todas las mediciones se realizaron a una temperatura de análisis de 30 °C. Entre cada medición, la muestra de zeolita 13X se reactivó durante la noche para garantizar la desorción completa del dióxido de carbono. La figura muestra un aumento coherente en el tiempo de punto de saturación en experimentos sucesivos a medida que aumenta la presión.
Después de las mediciones de punto de saturación de dióxido de carbono, se calculó una cantidad de adsorción de equilibrio para cada curva mediante la resolución de la ecuación de punto de saturación. Luego, se construyó una isoterma que muestra la cantidad de dióxido de carbono adsorbido a 1, 2, 3, 5, 7 y 10 bar de presión total. A 10 bar, la zeolita 13X absorbió aproximadamente 15 mmol/g de dióxido de carbono. Si bien los datos isotérmicos recopilados mediante el punto de saturación no se pueden correlacionar directamente con mediciones de adsorción estática, pueden proporcionar una evaluación de un adsorbente en condiciones pertinentes para el proceso.
Los estudios de adsorción de varios componentes a menudo requieren un espectrómetro de masas para monitorear la composición del gas residual. El espectrómetro de masas es el sistema detector más común que se utiliza para el análisis de punto de saturación.
Los espectrómetros de FTIR a menudo se seleccionan para estudios experimentales de punto de saturación, tales como la separación de xilenos u otros hidrocarburos aromáticos.
Permite el seguimiento directo del contenido de agua a bajo costo. Esto puede ser especialmente útil en aplicaciones de control de producción.
Se pueden mezclar pequeñas cantidades de material activo con un portador inerte para producir una muestra homogénea y mejorar la reproducibilidad del análisis.
Permite el seguimiento directo del contenido de CO2 a bajo costo. Puede ser especialmente útil en aplicaciones de control de producción.
Se pueden agregar controladores de flujo de masa y válvulas de mezcla adicionales al BreakThrough Analyzer para aumentar las capacidades analíticas y ampliar el rango de experimentos que se pueden realizar.
El BreakThrough Analyzer se puede utilizar con una variedad de diámetros de columna para adaptarse a diferentes morfologías de muestra, incluidos polvos, gránulos y extrudados.
La humedad u otros vapores como xilenos u otros aromáticos son compatibles con las fuentes de vapor opcionales disponibles para el BreakThrough Analyzer.
Los materiales inertes especiales de construcción permiten la simulación de las condiciones del proceso, como la captura de CO2 posterior a la combustión, que incluyen gases altamente reactivos como NOx, H2S o SO2.
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Caracterización de adsorbente compacta, versátil y de alto rendimiento. Características mejoradas de seguridad del operador. Diseñado para el rendimiento.