Category: 流量控制应用

  • 直接空气捕获中的流量控制

    直接空气捕获中的流量控制 对全球变暖的环境担忧导致了新兴技术的发展,以减少新的温室气体排放。尽管减少这些新的排放有助于降低全球变暖的程度,但它并不能减少地球大气层中先前排放的影响。  降低二氧化碳和其他温室气体排放的一个实用解决方案是直接空气捕获(DAC) ,这是一种封存、储存或再利用从环境空气中浓缩的CO 2或其他温室气体的过程。    改进 DAC 系统  世界各地的许多公司正在致力于通过研究、开发和扩展从环境空气中捕获 CO 2并减少能源使用同时提高 CO 2转化率的改进方法来构建更高效的 DAC 系统。 Verdox和Carbon Collect等公司正在测试利用电动摆动吸附和被动直接空气捕获 (PDAC) 等技术来优化 DAC 系统的新方法。随着时间的推移,这些创新以及行业的其他发展将导致直接空气捕获成本降低,从而增加这些系统的经济价值。Verdox 是一家在其 DAC 系统中使用电摇摆吸附的公司,开发了一种依靠电力而不是热量来减少从环境或工艺气体中捕获和释放 CO 2所需的能量的工艺。  另外,Carbon Collect 开发了一种无需使用风扇即可被动捕获环境空气的方法,从而减少了 DAC 系统的总能耗。  Alicat 设备可以通过提供流量和压力调节来优化 DAC 系统设计的研发,包括有用的功能,例如: 累加和批量控制选项可记录流动或捕获的 CO 2、空气或工艺气体的 量 与 98 多种气体兼容,包括环境空气和 CO 2,​​可在研究环境中创建多达 20 种自定义的气体混合物 准确、可重复、精确、快速的测量和控制   具有模拟、串行和工业协议通信选项的各种控制和自动化设置  在 DAC 系统中使用 Alicat 器件  流量调节  在大多数 DAC 系统中,使用风扇或泵收集环境空气(或有时是烟道气等工艺气体)并将其存储在吸附剂或吸附表面中,直到达到饱和容量。然后,停止进入的环境空气流并被抽真空。最后,捕获的CO […]

  • 新型重水生成过程中的流量控制

    新型重水生成过程中的流量控制 什么是重水? 同位素体是具有相同化学式且原子以相似排列方式键合的分子,但具有一个或多个中子数与母体分子不同的原子。氧化氘,化学式D 2 O,通常称为重水,是核反应堆、医学和光谱学中有价值的水同位素体。 在核反应堆中,重水用于缓和中子,将其减慢至可以发生裂变的速度。核反应堆级氧化氘的同位素纯度通常超过 99.98%。在医学上,重水被用作放射性示踪剂,以可视化和测量生理活动的变化,包括血流、化学吸附、新陈代谢等。在光谱学中,如果感兴趣的核素是氢,则使用氧化氘代替普通水作为溶剂,因为普通水会干扰来自感兴趣的氢溶质分子的信号。 与普通水相比,重水的密度是普通水的10.6倍,粘度也更高。此外,作为水的同位素形式,它始终稳定且无放射性,氧化氘无毒,人类少量食用是安全的。 由于这些独特的性质和用途,重水的需求量很高。由于普通水每6000重量份普通水仅含有1份重水且难以分离,因此传统的重水生产能源密集且成本高昂。因此,根据所需的纯度,重水的价格可能高达每公斤 0.5-1 美元。 一种新型重水生产方法 传统上,重水是通过普通水的电解、化学交换或分馏来生产的。生产重水最具成本效益的传统工艺是双温交换硫化物工艺,称为 Girdler 硫化物工艺,需要供应硫化氢和 130°C 的操作温度(在一根塔中)。 然而,最近京都大学细胞材料科学研究所 (iCeMS) 的一组研究人员发现了一种能源密集程度低得多的方法,可以在室温操作条件下生产氧化氘。 在他们的过程中,两种多孔配位聚合物(PCP)或由金属节点和有机链接制成的多孔晶体材料提供了扩散调节功能。在适度的温度变化下,H 2 O蒸气以比D 2 O更快的速度吸附到PCP中,使得D 2 O很容易从中分离。 重水生产的步骤 在研究配置中,氦气在环境压力下以 10 SCCM 的速率在 298K 下鼓入 D 2 O 和 H 2 O 的起始混合物中,允许使用质量检测器分析水蒸气以确定水蒸气的起始比例。重至普通水。 此步骤之后,PCP 在 393 K 的真空室中激活 10 小时,去除 PCP 中的任何残留水。 在下一步中,温度降至 298 K,He 流将水喷射成蒸汽。 […]

  • 提取植物油

    提取植物油 美国植物油市场每年销售额超过 140 亿美元。各种植物含有许多对药用、芳香疗法、皮肤护理和食品应用很重要的有用油。这些用途的一些示例包括:  用于皮肤护理的芦荟提取物  薄荷油作为杀螨剂  柠檬草油作为抗菌剂  香橙花油  印楝油作为杀虫剂  用于药用和娱乐用途的大麻油提取物  根据提取的植物油和化学品的不同,优选不同的技术。提取植物油的一些主要方法包括:    溶剂萃取  水蒸气蒸馏  CO 2 萃取  恩弗勒热  水蒸馏  冷压萃取  水和水蒸气蒸馏  浸渍  艾里卡特质量流量和压力控制器为各种类型的植物提取系统提供精确、准确、可重复的控制,提供广泛的自动化选项、配料和累加器设置以及连续计量。    溶剂萃取  在这种方法中,使用乙醇或己烷等食品级溶剂将植物精油与剩余的生物质分离。相对于其他技术,这种方法最适合由于树脂含量高或天然浓度低而通常难以提取的植物油。  程序 液体质量流量控制器将溶剂(例如乙醇)添加到含有植物材料的储液器中。 一旦用溶剂溶解,植物油和溶剂混合物就通过真空蒸馏和冷凝器除去溶剂,留下植物油提取物。  质量流量和压力控制解决方案 Alicat 的LC 系列 或 CODA KC 系列 液体质量流量控制器可以通过使用 PLC 在温度控制回路上自动执行溶剂流动来优化溶剂萃取系统中的真空蒸馏。其他功能和规格包括:   LC 系列 NIST 可追溯精度高达满量程的 ±2%   CODA KC 系列科里奥利控制器 NIST 可追踪液体精度高达读数的 ±0.2% 或满量程的 ±0.05%   使用液体体积流量或压力进行多变量流量控制,并使用 LC 系列同时测量温度  累加器和批处理设置 模拟、串行和工业协议通信选项  此外,Alicat […]

  • 使用精确的质量流量控制开发新型污染传感技术

    使用精确的质量流量控制开发新型污染传感技术 IoT(物联网)的发展推动了对更小、更普遍的传感器的需求。通常,在这种情况下,人们会想到光学或电气传感器。这种类型的测量通常用于汽车和过程控制行业,并且在消费者层面上基本上无法实现。 目前,物联网正在创造对可用于消费级应用的低功耗、低成本气体传感器的需求。在以下领域有潜在的应用: 家庭空气质量监测 个性化医疗保健 呼吸分析 许多其他应用程序 然而,可用于这些应用的现有传感器由于尺寸大、功率要求高且成本高,通常不适合。 有许多竞争技术专注于为这个市场提供传感器;最有前途的传感器类型之一是场效应晶体管 (FET)。在最近发表的一篇论文中,Fahad 等人。等人。描述了一种新颖的 FET,它有望满足现有传感器无法满足的许多要求。论文中描述的许多实验都需要测量气体的高精度质量流量。1 挑战:检测硫/二氧化氮空气污染物 法赫德等。等人。展示了一种新型化学敏感 FET,能够检测低至 10 ppb 的二氧化硫 (H 2 S)。这种看不见的气体很容易形成有毒化合物,例如硫酸和硫酸盐颗粒,使其非常危险,尤其对哮喘患者来说。美国在减少发电厂硫排放方面取得了长足进步。然而,2011 年发电厂和其他来源的产量仍超过 5 亿吨。2 同一系列的实验表明,二氧化氮 (NO 2 ) 的检测结果低至 1 ppm 水平。这种气体是另一种常见的空气污染物,会影响个人健康。NO 2与其他空气传播物质发生反应,形成颗粒物和臭氧,这两者对呼吸系统健康都有显着的负面影响。 美国环保署最近收紧了二氧化氮的标准。这些新标准将需要加强对环境空气水平的监测,以确保合规性。反过来,实施这些新标准将需要加强培训和对所用设备进行适当校准,以确保所需的准确性。Alicat 生产一系列专门设计的产品,帮助州和地方环境分析师和技术人员确保所需的准确性水平。3 解决方案:精确的质量流量控制 这些实验证明了新型低功耗 FET 传感器的功效。这些实验是使用商业供应商提供的已知气体进行的。气体输入的控制对于准确评估 FET 功能至关重要。艾里卡特质量流量控制器用于通过在 1-100 SCCM 范围内精确调节气体混合物的输入流量来确保这些测量的准确性。 随着科学家和工程师不断开发新型传感器来实现物联网技术,将继续需要精确、可靠的质量流量。在艾里卡特,加快科学创新的步伐是我们最大的热情。我们所有的仪器都是根据您的科学需求定制的。 与应用工程师讨论您的流程

  • 将 CO2 转化为乙醇

    将 CO2 转化为乙醇 CO 2涉及许多的制造和化学应用,它被认为是全球变暖的主要原因,导致地球大气圈CO 2温室气体增加的主要原因是人类对化石燃料的燃烧。因此,近年来有很多研究致力于开发更高效的方法,通过碳捕获、封存和转化来减少 CO 2排放。 相反,乙醇是众所周知的麻醉剂、消毒剂和能源。事实上,现代汽油燃料中约有大约 10%的混合乙醇,主要来自玉米生物质。基于这些原因,乙醇本身就具有很高的价值,每吨交易价格约为1000美元,全球市场规模每年约为750亿美元。 在2020年,研究人员开发了一种高效节能、变动成本低、碳中和或碳负担的电化学过程,可直接将二氧化碳转化为乙醇。由于现代乙醇供应的大部分来自生物质,大规模采用CO 2转化作为替代乙醇生产技术,有助于降低酒精和食品成本,同时减少CO 2对全球变暖的影响。 下面我们将深入描述这种这种转化过程,以及Alicat的质量流量控制器如何用于优化该过程。   电催化CO 2还原制乙醇   CO 2还原反应途径 使用适合带隙对齐或兼容的金属和半导体纳米颗粒制成的不同电催化剂,可以在可见光照射下产生一系列有价值的燃料和化学品。通过改变所使用的半导体和金属的配置,可以产生不同的化学物质。值得注意的是,铜催化剂会产生各种类型的终端产品,包括各种有价值的碳氢化合物和氧化物。 在一些配置中,这些反应发生在电解池中,而在其他配置中,它们发生在阳极和阴极之间的电解介质中。在一些系统设计中,在电解之前向CO 2喷射去离子水以对其进行加湿,确保更均匀的发电以保持系统更健康。 当使用铜催化剂时,通过控制电解质pH、电极电位、分子添加剂和电解质阳离子设计等变量,可以定制CO 2 RR途径的活性和选择性,从而生产不同的最终产物,例如乙烯(C 2 H 4 )、乙醇(C 2 H 5 OH)、丙醇(C 3 H 7 OH)。   91% FE CO 2转化为乙醇的过程   阿贡国家实验室纳米材料中心和 APS 开发了一种高效的CO 2制乙醇工艺。他们的过程使用碳负载铜催化剂,在仅-0.7 V电位(相对于可逆氢电极)下实现了低功耗、低成本的CO2转化为乙醇途径,其FE高达91%,起始电位低至-0.4 V(可逆氢电极)。 在这种配置中,纯净的CO 2被加入到一个6.8 pH的电化学池中,该池包含涂有特殊单原子碳负载铜电催化剂的石墨烯片,作为工作电极,还有一个Ag/AgCl参比电极和一个铂丝对电极。0.1 M KHCO3溶液用作电解质。整个测试过程中,保持持续的CO 2流量,为每分钟30标准立方厘米(sccm),持续4,000秒。 […]

  • 控制酿造应用中的二氧化碳鼓泡

    控制酿造应用中的二氧化碳鼓泡 啤酒是全球数十亿人的首选饮料。无论是麦芽啤酒、啤酒还是烈性黑啤酒,二氧化碳喷射都是啤酒碳酸化的过程,这使得它成为清爽的品脱和平淡的失望之间不那么微妙的区别。 一般的啤酒饮用者对什么是“完美”的气泡大小和碳酸化量有强烈的感觉。虽然在柜台上要求一杯完美的啤酒很容易,但制作完美碳酸啤酒的过程却相当复杂。 碳酸化的物理原理 对于商业啤酒,碳酸化最常涉及将二氧化碳喷射到啤酒罐(装有冷冻、过滤啤酒的容器)的底部。啤酒罐中的啤酒越冷,它可以容纳的CO 2就越多,因此可以主动控制啤酒罐以保持在特定温度。 在给定的液体温度下,可以溶解在啤酒中的二氧化碳的量直接取决于罐中供给CO 2的分压。 压力差使啤酒酿造商能够喷射二氧化碳:CO 2可以被迫通过多孔石头,从而在罐底部产生气泡。大量的微小气泡意味着大量的气体表面积与啤酒接触,从而加速了 CO 2溶解到啤酒中。 使用质量流量控制喷射 质量流量控制器提供了一种控制喷射到盐罐中的CO 2的简单方法,因为它们可用于控制输送到碳化石的CO 2的压力或流量。传统上,压力是用于碳酸化的控制变量。当啤酒罐中的顶部空间压力等于输送到碳酸化石的压力时,酿酒师就知道啤酒已达到平衡。至此,碳化完成。 虽然控制质量流量而不是压力是非正统的,但它的优点是可以准确地知道有多少体积(对于我们当中的非酿酒商来说是质量)的CO 2进入了啤酒罐。这使得质量流量成为更精确的碳酸化测量,因为它不易因温度波动而变化。 艾里卡特质量流量控制器特别提供额外的优势来实现高精度冲泡。其一,它们是多变量的,可同时测量质量流量、体积流量、气体温度和气体压力。它们还可以与累加器选项一起订购,使啤酒制造商能够跟踪输送到啤酒罐的二氧化碳总质量。所需CO 2体积的总数可以被预先编程为以指定的流速分配。该方法能够控制CO 2的量和输送的时间段。这使得啤酒厂能够自动化两个过程变量,从而保持批次之间的最大一致性。 质量流量控制器使啤酒厂能够实现碳酸化过程的自动化。因此,精确的二氧化碳喷射可以节省酿酒商的时间和金钱,同时实现更一致、可预测的酿造过程。 与应用工程师讨论您的流程

  • 科里奥利测量技术的表征

    科里奥利测量技术的表征 科里奥利技术可以输送的流体范围从每小时仅百分之一克到每小时几百万公斤。在低端,科里奥利设备可能很小,可以放在手掌中。在较高流量下,它们可能和洗衣机一样大!Alicat 的CODA 仪表和控制器是紧凑型科里奥利仪器,可用于 0.08 g/h 至 300 kg/h 的流量。 在本文中,我们讨论受益于紧凑型科里奥利设备的应用以及需要更大仪器的几个案例。 准确性和重复性 科里奥利技术的高精度和可重复性使其成为计量和贸易交接应用的理想选择。小容量计量应用受益于紧凑型 CODA 科里奥利设备。贸易交接应用往往需要数千升液体流量,需要更大的设备。 香料和染料剂量 某些消费者清洁产品的制造需要在散装基础溶液中添加高浓度的染料和香料。必须加入特定数量的这些添加剂,以保持最终用户一致的外观和气味,并最大限度地减少批次浪费。紧凑型 CODA 科里奥利设备非常适合分配这些少量浓缩液体。 有关香精用量的更多信息 液体颜色配料中的科里奥利技术 托管转移 在化学和石油行业,一辆轨道车可用于向最终用户公司运输多达 114,000 升原油。科里奥利流量计可用于精确测量传输的流体量,以确保正确计费。CODA 仪器的紧凑尺寸和流量限制将其排除在这些大型贸易交接应用之外。 贸易交接应用中的质量流量与体积流量 运营压力 科里奥利技术适用于 1 bar 至 1000 bar 左右的过程压力。有多种部件材料可供选择,以适应最高压力范围,包括高镍合金和钨。CODA 仪器可在 ~1 bar 至 276 bar 的压力范围内运行,具体取决于流体。 燃料电池 一种氢燃料电池可能需要压力低至3-4巴的去离子水和压力超过100巴的H 2流动。CODA 科里奥利装置的宽压力范围意味着一个装置可用于这些流体中的任何一种的流动。科里奥利技术的另一个好处是在两种流体之间切换时无需重新校准仪器。这种灵活性使得保持系统正常运行变得更加容易。 超临界流体 sCO 2等超临界流体通常存在超过 100 bar 的压力。由于 CODA 设备的使用压力高达 276 […]

  • 构建具有流量和压力调节功能的 CVD 金刚石机器

    构建具有流量和压力调节功能的 CVD 金刚石机器 2020 年,实验室培育钻石市场规模达到 193 亿美元,预计到 2030 年将达到约499 亿美元。与开采的钻石相比,实验室培育的钻石更安全、更环保且生产成本更低。 实验室制造金刚石的主要方法是HPHT 和 CVD。尽管 HPHT 是在 CVD 之前开发的,但由于其极端的温度和压力要求,需要更多的能量来运行,因此不太常用。此外,HPHT 有时也被认为是提纯 CVD 钻石的辅助程序。 用于金刚石制造的不同类型的 CVD 包括灯丝辅助热 CVD、等离子体增强 CVD 和燃烧火焰辅助 CVD。其中,等离子体增强 CVD 的一个子类型——微波等离子体 CVD 是最受欢迎且最可靠的。 为了使用任何 CVD 方法生产高质量的实验室生长钻石,制造商依靠 Alicat 的设备来确保氢气、甲烷和载气的精确气体混合物。下面,我们将讨论 Alicat 的设备如何增强每个 CVD 工艺。 灯丝辅助热CVD 与其他 CVD 技术相比,长丝辅助热 CVD 可实现最大的实验室生长金刚石生长区域和更简单的设计。与其他 CVD 方法相比,其缺点包括金刚石生长速率较慢(0.5-8 µm/h)以及工艺稳定性较差。 在此配置中,甲烷(0.5% 至 2.0%)和氢气在真空室(压力为 10-100 Torr)中释放,并通过高熔点 (2,000-2,300°C) […]

  • 使用质量流自动化液体涂料应用

    使用质量流自动化液体涂料应用 自动喷漆机与汽车行业中使用的喷漆机一样,需要恒定的气流才能将油漆均匀地涂在表面上。在雾化油漆时,可以调节提供给电场的气体和油漆的量以形成油漆流。这创造了一致的、高品质的表面效果。 使用质量流量控制实现油漆喷涂系统的全自动化 一位客户使用半自动喷漆机,手动调节调节器以改变 N 2流量和油漆分布。在开始大规模生产 OEM 设备之前,他们需要将系统升级为完全自动化。 他们使用 Alicat质量流量控制器来实现批量生产 OEM 设备的机器人喷漆系统的完全自动化。这完全消除了潜在的操作员错误,并确保了 N 2的精确控制 ,以实现通过雾化器吸入油漆的最大效率。 验证系统流速以实现可重复、一致的涂层 机器人喷涂系统运行之间的一致性至关重要。由于不同的油漆颜色具有不同的特性(例如重量),因此需要不同的压力和流速来实现相同的形状。流速的重复性和一致性对于确保所有颜色的均匀涂层至关重要。 艾里卡特质量流量计为自动化液体涂料应用提供了众多优势,包括: 重复性 ±(读数的 0.1% + 满量程的 0.02%) NIST 可追踪精度高达读数的 ± 0.5% 由于具有多种通信协议,因此易于系统集成 质量流量、体积流量、气体压力、气体温度多参数输出 结论 Alicat 的产品既可用于自动化喷漆应用,也可作为现有系统安装或故障排除时的现场工具。 监测管线压力对于机器人的正常运行以及输送系统故障的早期指示至关重要。 质量流量计的压力信号消除了单独压力表的成本和维护。 这些单元还可以被配置为通过独立的数字或模拟输出信号提供辅助参数。 与应用工程师讨论您的流程

  • 将质量流应用于二氧化碳加氢新工艺

    将质量流应用于二氧化碳加氢新工艺 CO2加氢  随着氢作为燃料的日益普及,对甲醇和乙醇的需求预计也会增加。这些化学品通常采用称为 CO 2加氢的工艺制造,该工艺通过称为逆水煤气变换反应 (RWGSR) 的热力学密集型工艺 将 CO 2还原为 CO 和 H 2 O。  使用可再生氢(例如源自绿氢、金氢、橙氢或白氢)的CO 2加氢是一种清洁工艺,可将 CO 2制成一系列不同的最终产品,包括甲醇、甲酸和乙醇同时减少CO 2 排放。通过使用CO 2 加氢和绿色氢来制造甲醇等氢载体,氢工业可以将氢气转化为更易于运输的化学品,从而更轻松地储存氢气。  虽然该过程通常需要高温和高压,但位于孟买的塔塔基础研究所 (TIFR) 的研究人员开发了一种通过等离子体催化剂激发 H 2 和 CO 2在室温下进行 CO 2加氢的方法 。  在此过程中,TIFR 的研究人员通过应用局域表面等离子体共振 (LSPR) 现象,以大于 95% 的选择性将 CO 2转化为 CO,LSPR 解释了金属表面的电子在频率与入射电磁辐射相匹配时如何振荡。 。换句话说,这些研究人员使用特殊的金镍 (Au-Ni) 纳米粒子催化剂, 在光反应器内,在太阳光和 H 2存在的情况下将 CO 2还原为 CO。因此,克服活化势垒所需的能量要少得多,从而减少了通过CO 2加氢制造不同最终产品所需的总能量。  设计新流程  在实验设计中,将CO 2和H 2混合到连续流反应器中,使得Au-Ni催化剂床保持在约1mm,以允许足够的光穿透。调整光的强度和温度,以优化不同操作条件下的效率。然而,CO 2和H 2的流量 保持恒定在10mL/min和1mL/min,以便在反应器中创造稳定的气体条件。  使用质量流量实现 […]

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