DURCHBRUCHS-ANALYSATOR (BTA)

Eine kompakte, vielseitige und leistungsstarke Maschine
Selektives Adsorptionssystem.

  • Überlegenes Design minimiert Totvolumen & liefert genaue, experimentelle Ergebnisse
  • Konfigurierbar mit bis zu 6 Präzisions-Massendurchflussreglern und 2 Dampfquellen
  • Patentierte Hochleistungs-Mischventile
  • Beispielaktivierung bis zu 1050
  • Die thermostatisierte Klimakammer bietet eine gleichmäßige Temperaturregelung, selbst bei Verwendung von Dämpfen
  • Einfacher Anschluss an kommerzielle Massenspektrometer (MS) & Fourier-Transformations-Infrarotanalysator (FTIR)
  • Sicheres Türverriegelungssystem für verbesserte Bedienersicherheit
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Auf Leistung ausgelegt

Der neue BreakThrough Analyzer (BTA) ist ein flexibles Gasversorgungs- und Managementsystem zur präzisen Charakterisierung der Adsorptionsleistung unter prozessrelevanten Bedingungen. Es liefert zuverlässige Adsorptionsdaten für Gas-Dampf-Gemische im Durchflusssystem.

Ein sicheres und hochoptimiertes Gerät zum Sammeln von transienten und Gleichgewichtsadsorptionsdaten für Mehrkomponentensysteme. Der BTA kann mit bis zu sechs Präzisions-Massendurchflussreglern und patentierten Hochleistungs-Mischventilen konfiguriert werden, was eine beispiellose Flexibilität im experimentellen Design bietet. Das überlegene Design der Gaszufuhr gewährleistet die präzise Steuerung sowohl der Zusammensetzung als auch der Durchflussrate bei gleichzeitiger Minimierung des Totvolumens.

Die hochwertige Edelstahlsäule kann 0,05 bis 2,5 Gramm Adsorbens aufnehmen. Mit dem präzisen, robusten und zuverlässigen Widerstandsofen ist eine automatische Probenaktivierung bis 1050 °C möglich.

Der Betriebsdruck wird über ein servogesteuertes Ventil von atmosphärisch bis 30 bar geregelt. Die thermostatisierte Klimakammer sorgt für eine gleichmäßige Temperaturregelung des gesamten Systems bis zu 200 °C und eliminiert Kältebrücken. Das sichere Türverriegelungssystem BTA gewährleistet die Sicherheit des Bedieners während der gesamten Analyse.

Dampfgeneratoren können dem BTA hinzugefügt werden, um die Verwendung wichtiger Sondenmoleküle wie Wasser für experimentelle Studien zu ermöglichen. Das BTA lässt sich leicht an handelsübliche Fourier-Transformations-Infrarot- und Massenspektrometersysteme zur Gasidentifizierung und -quantifizierung anschließen.

Ein sicheres und hochoptimiertes Gerät zum Sammeln von Transienten
und Gleichgewichtsadsorptionsdaten für Mehrkomponentensysteme.

  • Von der Software abschalten
  • Tür während der Analyse geschlossen
  • Ofentemperaturregelungsalarm
  • Thermostatischer Klimakammer-Temperaturkontrollalarm
  • Optionaler Anschluss zum Abschalten des Systems
  • Optionales Ventil zum Absperren aller MFCs
  • Optionaler Gasdetektor in der temperierten Klimakammer
  • Optionales Ventilabsperrventil

Spezifikationen

Ofentemperatur max. 1050°C
Thermostatierte Klimakammer Temp Max 200 °C
Probenmasse Bis zu 2,5 g
Probenvolumen Bis zu 2,5 ml

Zusätzliche Spezifikationen

  • Bestimmung von Durchbruchskurven
  • Untersuchung der kinetischen Leistung von Adsorbentien
  • Untersuchung von Koadsorption und Verdrängung
  • Bestimmung der Sorptionsselektivität
  • Hochauflösende Trennungen mit kleinen Probenmengen
  • Dynamische Adsorptions- und Desorptionsexperimente
  • Bestimmung von Ein- und Mehrkomponenten-Adsorptionsdaten
  • In-situ-Probenvorbereitung bis 450 °C mit einer Edelstahlsäule und 1050 °C mit einer Quarzsäule
  • Vollautomatische Steuerung über PC
  • Bis zu 6 hochpräzise Massendurchflussregler
  • Programmierbarer Gesamtdruck, Durchfluss, Zusammensetzung und Temperatur
  • Optimiert für Probengrößen im Forschungsmaßstab mit austauschbaren Reaktorbetten
  • Ultra-geringes Totvolumen für schnelle Signalantwort
  • Automatisches Umschalten zwischen Spül- und Prozessgasen
  • Konfigurationen für die Gas-Dampf- und Dampf-Dampf-Trennung
  • Tür bleibt während der Analyse verschlossen, um den Benutzer und die Analyse vor veränderten Temperaturbedingungen zu schützen
  • Touchscreen
  • Patentiertes „No Dead Volume“-Mischventil mit schneller Umschaltung

Massenspektrometer (MS)

Adsorptionsstudien mit mehreren Komponenten erfordern häufig ein Massenspektrometer (MS) zur Überwachung der Restgaszusammensetzung. Das MS ist das am häufigsten verwendete Detektorsystem für Durchbruchsanalysen.

FTIR-ANALYSATOR (FTIR)

FTIR-Spektrometer werden häufig für experimentelle bahnbrechende Studien wie die Trennung von Xylolen oder anderen aromatischen Kohlenwasserstoffen ausgewählt.

FEUCHTESENSOR

Ermöglicht die direkte Verfolgung des Wassergehalts zu geringen Kosten. Kann insbesondere in Produktionssteuerungsanwendungen nützlich sein.

PROBENVORBEREITUNGSSYSTEM

Kleine Mengen an aktivem Material können mit einem inerten Träger gemischt werden, um eine homogene Probe zu erzeugen und die Reproduzierbarkeit der Analyse zu verbessern.

CO2-SENSOR

Ermöglicht die direkte Verfolgung des CO2-Gehalts zu geringen Kosten. Kann insbesondere in Produktionssteuerungsanwendungen nützlich sein.

PROBENSÄULE (UNTERSCHIEDLICHES VOLUMEN)

Die BTA kann mit einer Vielzahl von Säulendurchmessern verwendet werden, um unterschiedliche Probenmorphologien, einschließlich Pulver, Pellets und Extrudate, aufzunehmen.

MFC UND MISCHVENTILE (MAXIMAL 6 GASEINLÄSSE)

Zusätzliche Massendurchflussregler und Mischventile können dem BTA hinzugefügt werden, um die analytischen Fähigkeiten zu erhöhen und den Bereich der Experimente zu erweitern, die durchgeführt werden können.

DAMPFQUELLE (MAX. 2)

Feuchtigkeit oder andere Dämpfe wie Xylole oder andere Aromaten sind mit den optionalen Dampfquellen kompatibel, die für das BTA erhältlich sind.

Bewerbung & Materialien


BELIEBTE ANWENDUNGEN

DIREKTE LUFTAUFNAHME

DAC ist aufgrund der niedrigen Kohlendioxidkonzentrationen in der Luft zusammen mit anderen Verunreinigungen, einschließlich Feuchtigkeit, schwierig, und das abgeschiedene CO2 kann unterirdisch abgeschieden, verkauft oder in wertsteigernde Chemikalien umgewandelt werden, um die CO2-Emissionen auszugleichen.< /td>

CO2 ADSORPTION

Stromerzeugung, Chemieanlagen und Raffinerien sind bedeutende Punktquellen für Kohlendioxidemissionen, und die höheren Konzentrationen erfordern oft andere Betriebsbedingungen im Vergleich zur direkten Luftabscheidung

OLEFIN/PARAFFIN-SEPARATONEN

Sind ein Kernbestandteil der petrochemischen Industrie und werden bei der Herstellung von Polymeren wie Polyethylen und Polypropylen eingesetzt; diese Trennungen sind energieintensiv und erhöhen die CO2-Emissionen.

ERDGASABSCHEIDUNG

Erdgas ist ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und anderen Gasen, das vor der Verwendung in industriellen Anwendungen und Haushalten zum Heizen und zur Lebensmittelzubereitung gereinigt werden muss.

ADSORPTION VON GIFTIGEN GASEN

Poröse Feststoffe werden für den Personenschutz verwendet und befinden sich auch in der Entwicklung für die Abscheidung toxischer Gase, einschließlich Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff und Stickstoffdioxid aus Erdgas oder anderen Prozessbeschickungen.

WASSERADSORPTION

Die Gewinnung von Wasser aus der Luft kann eine entscheidende Technologie für viele saubere Teile der Welt sein, in denen die Frischwasserversorgung aufgrund eines trockenen Klimas oder der zunehmenden Nutzung von Wasser für die Landwirtschaft begrenzt ist.


MATERIALIEN

ZEOLITE

Druckwechseladsorption unter Verwendung von Zeolith 5A, 13X oder LiX, die eine hohe Selektivität für die Adsorption von Stickstoff aufweisen, werden kommerziell zur Luftzerlegung und Sauerstofferzeugung verwendet.

SILICAS

Aminfunktionalisierte Kieselsäuren sind effektive und hochselektive Adsorptionsmittel und werden für die direkte Luftabscheidung (DAC) von CO2 verwendet.

PORÖSE MEMBRAN/MONOLITE

Poröse Membranen und mit Monolithen beschichtete Zeolithe oder MOFs werden üblicherweise verwendet, um die Betriebseffizienz von Trennprozessen zu verbessern.

AKTIVKOHLE

Flüchtige organische Komponenten (VOC) aus Kraftstoffsystemen von Kraftfahrzeugen werden durch mit Aktivkohle gefüllte Kanister aufgefangen und diese VOC-Emissionen werden minimiert.

PORÖSE TONERDE

Aluminiumoxid – unterstützte ionische Flüssigkeiten sind effektive Adsorptionsmittel mit potenziellen Anwendungen für die Abtrennung von CO2 aus Erdgas.

METALL-ORGANISCHE RAHMENWERKE

MOFs sind hochselektive Adsorptionsmittel, die für anspruchsvolle kommerzielle Anwendungen, einschließlich Alkane & Olefine, Olefine & Alkine, DAC und CO2 & CH4.


DURCHBRUCH DER ADSORPTIONSTHEORIE


DURCHBRUCH DER ADSORPTIONSTHEORIE

Die Durchbruchanalyse ist eine leistungsstarke Technik zur Bestimmung der Sorptionskapazität eines Adsorptionsmittels unter Strömungsbedingungen. Die dynamische Durchbruchadsorption bietet viele Vorteile gegenüber statischen Adsorptionsmessungen.

    • Sammeln Sie einfach Mehrkomponenten-Adsorptionsdaten
    • Adsorbatselektivität bestimmen
    • Prozessbedingungen replizieren

Bei der Durchführung von Durchbruchsanalysen ist die Probenvorbereitung ein entscheidender Schritt im Analyseprozess, um Druckabfall und Beschränkungen des Massentransfers zu vermeiden. Ein Druckabfall tritt auf, wenn der Zwischenraum zwischen Partikeln zu klein ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des Gases aufzunehmen. Beschränkungen des Massentransfers treten auf, wenn die Porengröße des Materials ähnlich dem kinetischen Durchmesser des Adsorbats ist. Die richtige Größe der Partikel ist daher entscheidend, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

MEHRKOMPONENTEN-DAMPFANALYSE


MEHRKOMPONENTEN-DAMPFANALYSE

Das Micromeritics BTA kann bis zu zwei Dampfströme gleichzeitig durch seine gepackte Säule fließen lassen. Die thermostatisierte Umgebungskammer verhindert die Kondensation dieser Dampfströme während der Analyse und stellt sicher, dass alle Gase und Dämpfe im Gerät eine konstante Temperatur beibehalten. Dampfströme werden mit einem Bubbler erzeugt, der es einem Trägergas ermöglicht, mit dem Dampf der Wahl die Sättigung zu erreichen. Die folgende Abbildung zeigt Mehrkomponenten-Ethanol/Wasser-Durchbruchsmessungen, die an Zeolith 13X durchgeführt wurden.



UNTERSUCHUNG EINER DURCHBRUCHSKURVE


UNTERSUCHUNG EINER DURCHBRUCHSKURVE

      1. VOLLSTÄNDIGE ADSORPTION

        Das Adsorbatgas wird vollständig adsorbiert, so dass am Ausgang der Durchbruchssäule nichts mehr nachweisbar ist

      2. DURCHBRUCH

        Das Adsorbatgas wird zuerst am Ausgang der Durchbruchsäule detektiert. Gas wird weiterhin adsorbiert; das Adsorptionsmittel ist jedoch nicht mehr in der Lage, das gesamte in die Durchbruchsäule eintretende Gas zu adsorbieren

      3. SÄTTIGUNG

        Das Adsorbens hat die Sättigung erreicht und kann das Adsorbatgas nicht mehr adsorbieren, wodurch es ungehindert durch die Säule strömen kann

 

 



KOHLENDIOXID-ADSORPTION


KOHLENDIOXID-ADSORPTION

Durchbruchadsorptionsexperimente mit einer einzelnen Komponente von Kohlendioxid wurden an den Zeolithen 13X und 5A und den metallorganischen Gerüsten MIL-53(Al) und Fe-BTC durchgeführt. Alle Materialien wurden bei 30°C analysiert, während ein äquimolarer Gasstrom strömte, der aus 10 sccm Stickstoff und 10 sccm Kohlendioxid bestand. Ein Heliumstrom von 1 sccm wurde auch als Tracergas in den Beschickungsgasstrom eingemischt, um bei der Identifizierung des Beginns des Durchbruchsexperiments zu helfen. Die Durchbruchskurven für die vier Materialien sind unten auf einer massennormierten Achse aufgetragen. Die Gesamtmenge an adsorbiertem CO2 folgt dem Trend: Molekularsieb 5A > Zeolith 13X > Fe-BTC > MIL-53(Al). Die folgende Tabelle zeigt die adsorbierte Gesamtmenge in mmol/g.

 

MATERIAL ADSORBIERTES KOHLENDIOXID (MMOL/G) ZEOLIT 13X 2,94 MOLEKULARSIEB 5A 3.52 MIL-53 (AI) 1.23 FE-BTC 2.30

HOCHDRUCK-ADSORPTION


HOCHDRUCK-ADSORPTION

Zeolith 13X wurde ausgiebig für Anwendungen in der Katalyse und Adsorption untersucht. In dieser Studie wurde Zeolith 13X als Adsorptionsmittel für die Kohlendioxidadsorption verwendet, um Durchbruchskurven von 1 – 10 bar Druck zu sammeln. Diese Messungen wurden unter Verwendung äquimolarer Flussraten von 10 sccm Stickstoff und 10 sccm Kohlendioxid gesammelt. Ein Heliumstrom von 1 sccm wurde als Tracergas verwendet, um den Beginn des Durchbruchsexperiments zu bestimmen. Alle Messungen wurden bei einer Analysetemperatur von 30°C gesammelt. Zwischen jeder Messung wurde die Zeolith-13X-Probe über Nacht reaktiviert, um eine vollständige Desorption von Kohlendioxid sicherzustellen. Die Figur zeigt eine konsistente Erhöhung der Durchbruchzeit über aufeinanderfolgende Experimente hinweg, wenn der Druck erhöht wird.

 

Nach Kohlendioxid-Durchbruchsmessungen wurde für jede Kurve eine Gleichgewichtsadsorptionsmenge durch Lösen der Durchbruchsgleichung berechnet. Als nächstes wurde eine Isotherme konstruiert, die die Menge an adsorbiertem Kohlendioxid bei 1, 2, 3, 5, 7 und 10 bar Gesamtdruck anzeigt. Bei 10 bar adsorbierte Zeolith 13X etwa 15 mmol/g Kohlendioxid. Während über den Durchbruch gesammelte isotherme Daten nicht direkt mit statischen Adsorptionsmessungen korreliert werden können, können sie eine Bewertung eines Adsorptionsmittels unter prozessrelevanten Bedingungen liefern.

BTA-SOFTWARE

MicroActive die intuitivste, flexibelste und umfassendste Analysesoftware für Adsorptionsstudien

Die flexible, intuitive und benutzerfreundliche Software ermöglicht die unterschiedlichsten experimentellen Bedingungen und automatisiert den Durchbruch von der Probenaktivierung bis zur Probenanalyse, einschließlich der Möglichkeit, zyklische Experimente durchzuführen. In Kombination mit der branchenführenden MicroActive-Analysesoftware charakterisiert das BTA-System Adsorptionsmittel genau und reproduzierbar, analysiert Daten mit umfassenden Analysemethoden und löst die bahnbrechende Gleichung für die anspruchsvollsten Proben.

MicroActive Software erlaubt uns:

  • Datenreduktion von MS
  • Menge adsorbierte Selektivität

BTA-Fotogalerie