Патенты автора Фомкин Анатолий Алексеевич (RU)
Пьезорезонансный сенсор концентрации веществ // 2792594
Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к области измерения концентрации веществ в газах или жидкостях и может применяться в промышленности, в быту, например, для предупреждения пожароопасных и взрывоопасных при утечках метана, или при повышении концентрации угарного газа, а также в медицине для определения заболеваний на ранней стадии путем выявления маркеров в выдыхаемом человеком воздухе, например, ацетона при сахарном диабете. Задачей изобретения является создание высокочувствительного сенсора, в котором бы сочеталось достоинство использования, адсорбентов с высокой крутизной изотермы в области малых концентраций веществ, с использованием высокочастотных пьезорезонаторов, а также пьезорезонаторов, на которые бы не влиял адсорбент, как дестабилизирующий частоту фактор. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении порога чувствительности сенсоров концентрации веществ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу хранения природного газа, метана, водорода и их смесей, в типовых конструкциях газовых резервуаров и баллонов, к повышению количества газового топлива, аккумулируемого в газовом резервуаре или баллоне за счет адсорбции в микропористом материале высокой насыпной плотности. Предлагаемый способ включает хранение газов в слое адсорбента, сформированного в блоки кубической формы определенного размера, оптимального для каждого типоразмера газового резервуара или баллона, загружаемые через загрузочный штуцер поэтапно, по окончании каждого этапа заполнения осуществляют вибрацию газового резервуара или баллона, а после заполнения производится сушка и регенерация адсорбента. Способ позволяет осуществить безопасное аккумулирование объемов газа, достаточных для эксплуатации автомобиля, при этом способ укладки блочного адсорбента высокой насыпной плотности в газовые резервуары или баллоны через загрузочный штуцер может быть автоматизирован, а блоки адсорбента заполняют объем газового резервуара или баллона не менее чем на 80%. Способ способствует созданию энергоэффективных, пожаро-взрывобезопасных систем хранения и транспортировки газов, обладающих повышенным запасом, т.е. высокой плотностью аккумулированного газа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способу получения блочного композитного материала для аккумулирования газов. Способ включает смешение компонентов со связующим, формование получаемой смеси в блоки и их последующую сушку. Способ характеризуется тем, что в качестве компонентов используют металлоорганический координационный полимер и нанопористый углеродный адсорбент или адсорбент на основе углеродных нанотрубок, которые смешивают в пропорции от 30/70 до 95/5% масс., эффективные внутренние диаметры микропор смешиваемых компонентов отличаются между собой не менее чем на 0,4 и не более чем на 0,8 нм, в качестве связующего используют 2-15% водный раствор соединений из ряда: поливиниловый спирт, раствор хитозана в уксусной кислоте, оксиэтилцеллюлоза. Полученную смесь формуют под прессом в блоки в течение 1-2 мин при силе нагружения от 25 до 75 кН, блоки помещают в сушильную камеру при нормальных условиях, после чего поднимают температуру со скоростью не более 60 град/ч до 110-120°С и сушат не менее 12 и не более 36 ч, затем блоки активируют в термовакуумной камере при температуре 120°С не менее 6 ч при остаточном давлении до 0,26 кПа. Также изобретение относится к блочному композитному материалу. Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить насыпную плотность блочного композитного материала формованием при сохранении развитой внутренней поверхности, увеличить твердость полученного блочного композитного материала, а также снизить потери газа при колебаниях температуры и давления в системе газового хранилища. 2 н.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к способу получения металлоорганического координационного полимера для аккумулирования природного газа, метана. Способ включает в себя стадию синтеза, состоящую из взаимодействия эквимолярных количеств кристаллогидрата нитрата алюминия и тримезиновой кислоты, растворенных в апротонном полярном органическом растворителе с температурой кипения выше 80°С, взятом в эквимолярном или избыточном к реагентам количестве, при этом раствор кристаллогидрата нитрата алюминия нагревают до температуры 110°С, раствор тримезиновой кислоты нагревают до температуры 80-110°С, нагретый раствор тримезиновой кислоты по каплям при интенсивном перемешивании добавляют к нагретому раствору нитрата алюминия со скоростью 5-15% об. в минуту, смесь растворов подогревают до температуры 140°С, выдерживают до образования золя, который полимеризуют при температуре 100-150°С в течение 2-3 суток до образования металлоорганического координационного полимера со структурой геля, и стадию активации, состоящую из многократной промывки синтезированного металлоорганического координационного полимера со структурой геля в условиях вакуума при перепаде давления не менее 90 кПа нагретым до температуры 40-60°С апротонным полярным органическим растворителем, используемым на стадии синтеза, сушки до 24 часов сначала в стандартных условиях, затем при температуре 100-150°С, термовакуумирования до 6 часов при температуре 120-300°С и остаточном давлении до 0,26 кПа. При этом стадию активации завершают при стабилизации массы металлоорганического координационного полимера со структурой геля. Также предложен металлоорганический координационный полимер для аккумулирования природного газа, метана. Предложенный способ позволяет снизить материалоемкость процесса за счет использования одного растворителя на стадии синтеза и активации, сократить время получения полимерного геля, который характеризуется наличием активных мезо- и микропор, что позволит применять его в качестве основы в различных адсорбционных процессах, в том числе в системах хранения природного газа. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к технологии синтеза и активации металлорганических полимеров для создания функциональных блочных материалов - адсорбентов, а именно к способу получения термоактивированного металлорганического координационного полимера Cu-ВТС. Способ включает взаимодействие при перемешивании раствора нитрата меди Cu (II) с раствором 1,3,5 -бензолтрикарбоновой кислоты, с использованием в качестве растворителя - N,N'-диметилформамида, с образованием пористой структуры, и последующей активацией, при этом активацию проводят комбинированным способом, включающим промывку подогретым до температуры 40-60°С органическим растворителем, сушку при температуре 90-120°С, термовакуумную активацию при температурах 110-200°С. Также предложены термоактивированный металлорганический координационный полимер Cu-ВТС, способы получения композитного нанопористого адсорбента и композитный нанопористый адсорбент. Техническим результатом изобретения является улучшение адсорбционных свойств металлорганического координационного полимера CuBTC, в частности увеличение удельного объема микропор адсорбента и удельной поверхности пор, при сохранении сравнительно узких радиусов микропор, управление средними размерами микропор путем изменения параметров активации, а также создание новых композитных нанопористых адсорбентов на основе термоактивированного металлорганического координационного полимера Cu-ВТС, с повышенной плотностью и высокой степенью сохранения пористой структуры в процессе компактирования. 8 н.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл., 18 пр.
Изобретение относится к области хранения природного газа в комбинированном: сжиженном и адсорбированном состоянии. Система включает в себя резервуар сжиженного природного газа, криогенный насос отбора сжиженного природного газа, адсорбер-накопитель паров сжиженного природного газа, заполненный адсорбентом, блок регазификации сжиженного природного газа, магистрали утилизации паров сжиженного природного газа, выдачи газа потребителю, отбора природного газа из адсорбера-накопителя. Адсорбер-накопитель паров сжиженного природного газа, заполненный адсорбентом, соединен с резервуаром сжиженного природного газа через магистраль утилизации паров сжиженного природного газа и обратный клапан магистрали утилизации паров сжиженного природного газа. С потребителем, через магистраль отбора природного газа из адсорбера-накопителя. Адсорбер-накопитель содержит внутренний теплообменник, соединенный с магистралью выдачи газа потребителю через первый и второй отсечные клапаны теплообменника адсорбера-накопителя. Внутренний теплообменник адсорбера накопителя размещен в магистрали выдачи газа потребителю после криогенного насоса отбора сжиженного природного газа и перед блоком регазификации сжиженного природного газа. Магистраль отбора природного газа из адсорбера-накопителя содержит фильтр. Магистраль выдачи газа потребителю содержит байпасную магистраль с отсечным клапаном в обход адсорбера-накопителя и отсечные клапаны подачи сжиженного природного газа в теплообменник адсорбера-накопителя. Техническим результатом является повышение эффективности адсорбционного аккумулирования паров сжиженного природного газа. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Группа изобретений относится к газовой промышленности, а именно к наземному хранению природного газа, и может быть использована для хранения, распределения и выдачи природного газа, метана или попутного нефтяного газа вне зависимости от геолого-географических характеристик местности расположения комплекса. Комплекс наземного адсорбционного хранения природного газа, метана содержит последовательно расположенные блок подготовки газа, блок компримирования газа и блок хранения газа при постоянном давлении, состоящий из одного или нескольких модулей наземного адсорбционного хранения газа. Модуль наземного адсорбционного хранения представляет собой вертикальный цилиндрический газовый резервуар высокого давления, выполненный в виде набора концентрически расположенных цилиндрических обечаек, одна в другой, различного диаметра, между которыми имеется кольцевой зазор, заполненный на величину не более 97% микропористым адсорбентом, аккумулирующим не менее 155 нм3 природного газа на 1 м3 адсорбента. Толщины всех обечаек равны, а давление хранения газа в резервуаре увеличивается от периферии к центру. Способ наземного адсорбционного хранения природного газа, метана в комплексе наземного адсорбционного хранения природного газа включает в себя отбор природного газа из источника газа, его подготовку, включающую очистку от твердых включений и очистку от посторонних примесей. Также включает подготовку микропористого адсорбента в резервуаре высокого давления модуля наземного адсорбционного хранения газа, последующее заполнение очищенным газом блока хранения газа напрямую от источника газа через блок подготовки природного газа до давления источника газа, а далее - через блок компримирования природного газа до давления хранения газа, равного 3-10 МПа. Техническим результатом является простота реализации, безопасность и энергоэффективность наземного адсорбционного хранения природного газа. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
Заявленная группа изобретений относится к области измерительной техники и экспериментального изучения физико-химических свойств пористых материалов, а именно к технике и технологи измерения деформации пористых материалов, стимулированной адсорбцией или температурой, и может быть использована для разработки адсорбционных технологических процессов хранения, транспортировки, разделения и очистки веществ, особенно работающих в области высоких давлений. Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение возможности исследования деформации гранул (моноблоков) нанопористых материалов при адсорбции веществ различного типа и состояния, а именно газов и паров, в широком интервале давлений и температур при сохранении точности измерений, повышение надежности стенда, повышение точности измерений, в том числе и за счет снижения влияния на измерения косвенных факторов, вызывающих погрешности измерения. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Группа изобретений относится к получению блочных микропористых углеродных адсорбентов с повышенной адсорбционной способностью по природному газу, метану и может быть использована в системах хранения, распределения и транспортировки природного газа, метана. Способ получения блочного микропористого углеродного адсорбента на основе торфа включает в себя обработку торфяного сырья до получения однородной массы, смешение обработанного сырья с химическим активатором и связующим до однородной пасты, гранулирование смеси, сушку, карбонизацию, активацию, отмывку минеральных примесей, обработку щелочным раствором. Новым является то, что дополнительно проводят обработку адсорбента кислотным раствором, водную промывку до рН не ниже 4, дробление полученных гранул адсорбента до средней фракции частиц 600-900 мкм, смешение дробленого адсорбента со связующим до получения однородной массы, формование при давлениях от 200 до 500 кгс/см2, и сушку при температуре от 110 до 150°С в течение не менее 48 часов. Полученный указанным способом блочный микропористый углеродный адсорбент на основе торфа имеет объем микропор 0,55÷0,68 см3/г со средней эффективной шириной микропор от 1,5 до 1,7 нм и обладает насыпной плотностью не менее 600 кг/м3. Техническим результатом, на достижение которого направленная заявленная группа изобретений, является создание микропористого адсорбента на основе торфа с повышенной адсорбционной способностью к природному газу, метану, с механической прочностью, достаточной для использования в системах хранения, испытывающих многоцикловые сорбционные нагрузки: «адсорбция-десорбция». 2 н.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл.
Стенд для измерения адсорбции газов и паров гравиметрическим методом и способ его эксплуатации // 2732199
Настоящее изобретение относится к области измерительной техники и экспериментального изучения физико-химических свойств пористых материалов и может быть использовано для анализа структуры и адсорбции пористых материалов. Стенд для измерения адсорбции гравиметрическим методом включает в себя весы-компараторы, приборы измерения давления, приборы контроля разряжения (вакуума), сосуд под давлением с газом, систему редуцирования давления, систему калибровки приборов измерения давления, емкость с исследуемым жидким веществом, соединенные между собой узлами газовых магистралей, подключенными к вакуумному посту, содержащему основной вакуумный насос и азотную ловушку, при этом в узел из газовых магистралей, соединяющих весы-компараторы, приборы измерения давления, прибор контроля разряжения (вакуума), добавлено соединение с сосудом под давлением с газом через систему редуцирования давления и соединение с системой калибровки приборов измерения давления, в узел из газовых магистралей, соединяющих вакуумный пост, емкость с исследуемым жидким веществом, противодавление приборов измерения давления и весы-компараторы, добавлена калиброванная емкость известного объема, приборы измерения давления и калиброванная емкость известного объема помещены в термостат, поддерживающий температуру выше температуры окружающей среды не более чем на 20 K. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы стенда и точности измерений, а также повышение качества регенерации адсорбента. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к области измерения микроконцентрации тех или иных веществ в газах или жидкостях. Пьезорезонансный сенсор микроконцентрации веществ содержит пьезоэлемент, в котором возбуждены стоячие волны механических колебаний вдоль длины пьезоэлемента, и адсорбент, присоединенный к поверхности пьезоэлемента, при этом адсорбент в виде одного или нескольких фрагментов присоединен ограниченной частью своей поверхности в области пучности стоячих волн к тем граням пьезоэлемента, которые перпендикулярны направлению колебательных смещений в месте присоединения. Техническим результатом изобретения является снижение порога чувствительности и селективности сенсоров микроконцентраций веществ. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение может быть использовано в адсорбционной технике для аккумулирования газов, а также в материаловедении и электронике. Сначала производят насыщение материнского объема углеродных нанотрубок молекулами-координаторами: углеводородами нормального, ароматического, нафтенового, ацетиленового или олефинового ряда в жидком виде при температурах ниже температуры кипения соответствующего углеводорода, в количестве 40-230 мас. %, доводят до комнатной температуры в герметичной емкости при давлении равновесной фазы углеводородов 1-5 бар, выдерживают не менее 24 ч. Избыток молекул-координаторов извлекают вакуумной или термовакуумной десорбцией до остаточного давления не менее 10 Па. Полученный материал представляет собой упорядоченную супрамолекулярную структуру из углеродных нанотрубок, скоординированных в массив, расположенных друг относительно друга на расстоянии, определяемом структурными свойствами молекулы-координатора, или на заданном расстоянии друг относительно друга с образованием вторичной пористости, параметры которой определены структурными характеристиками молекул-координаторов после их удаления. Изобретение позволяет безопасно и надёжно аккумулировать метан и водород. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 6 ил., 5 пр.
Изобретение относится к хранению природного газа, или метана, или смеси метана с углеводородными соединениями С2, С3, С4, С5 или С6+, в том числе всеми насыщенными и ненасыщенными углеводородами под давлением в контейнере в адсорбированном виде, и дальнейшей транспортировке находящегося под давлением контейнера с адсорбентом. Внутренний объем контейнера заполняют нанопористым углеродным адсорбентом, отобранным исходя из предполагаемых условий эксплуатации контейнера, с максимально большим объемом нанопор, но не меньше 0.50 см3/г . Для эксплуатации контейнера при рабочем давлении до 3.5 МПа и средних температурах ниже минус 30°С используют нанопористый материал со средней эффективной шириной нанопор от 1.2 до 3 нм. При рабочем давлении свыше 7 МПа и температурах, ниже или равных температуре окружающей среды, используют нанопористый материал со средней эффективной шириной нанопор от 0.5 до 1.25 нм. Техническим результатом изобретения является повышение адсорбционной емкости систем хранения газа под давлением в контейнере в области пониженных температур от минус 50 до плюс 30°С и понижение давления хранения газов. 2 з.п. ф-лы.
Адсорбционный газовый терминал // 2648387
Изобретение относится к конструкции системы хранения и транспортировки природного газа в адсорбированном виде. Адсорбционный газовый терминал состоит из корпуса, выполненного в форме параллелепипеда, и расположенной внутри него конструкции из чередующихся ячеек, способных нести нагрузку, ориентированной относительно одной из главных осей симметрии корпуса в продольном направлении. Внутри ячеек расположены блоки адсорбционного материала, обеспечивающие заполнение адсорбционного газового терминала не менее чем на 80%. Технический результат заключается в повышении эффективности использования полезного объема транспортных систем при размещении в них газового терминала, снижении давления заправки природным газом по сравнению с компримированным природным газом, а также повышении пожаро-взрывобезопасности. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к активированному углеродному материалу для хранения, распределения и транспортировки природного газа или метана. Нанопористый материал получают из дробленого карбонизованного и активированного природного сырья органического происхождения путем его смешения с полимерным связующим и водой с последующим формованием в блоки. Технический результат заключается в увеличении количества аккумулированного материалом природного газа, повышении насыпной плотности материала, а также в возможности повышения плотности упаковки полученного материала в специализированных разборных адсорберах, что позволяет заполнить систему хранения на 95% и более от ее объема при сохранении диффузионных характеристик. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к способу хранения природного газа метана при помощи адсорбции в общепромышленных газовых баллонах, в микропористом материале с эффективной шириной пор меньше 3 нм, высокой насыпной плотности, формованного в блоки в виде специальных шестигранных призм, у которых диаметр описанной окружности основания не менее чем на 15% меньше, чем отверстие в горловине баллона, упакованных таким образом, что внутренний объем баллона заполняется адсорбционным материалом не менее чем на 95%, может быть использовано в системах хранения, распределения и транспортировки газового топлива. Технический результат заключается в повышении количества газового топлива, запасаемого в баллоне, и снижении пожаровзрывоопасности системы хранения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике измерений состава газовых и жидких смесей методом отбора проб
