початок розділу
Виробничі, аматорські
радіоаматорські
Авіамодельний, ракетомодельного
Корисні, цікаві 		хитрощі майстру
електроніка
фізика
технології
винаходи 		таємниці космосу
таємниці Землі
таємниці Океану
хитрощі
Карта розділу
початок
Форум
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2190571

СПОСІБ ЗБЕРІГАННЯ ВОДНЮ В ЖОРСТКИХ УМОВАХ

СПОСІБ ЗБЕРІГАННЯ ВОДНЮ В ЖОРСТКИХ УМОВАХ

Ім'я винахідника: Борисевич Ю.П .; Щербаков Д.А.
Ім'я патентовласника: Самарський державний технічний університет
Адреса для листування: 443010, Самара, вул. Галактіоновская, 141, СамГТУ, патентний відділ, Ю.Н.Клімочкіну
Дата початку дії патенту: 1999.10.20

Спосіб призначений для зберігання газів і може бути використаний в хімічній, нафтохімічній і нафтопереробній промисловості. Спосіб здійснюють шляхом часткового відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію, що містить до 1,28 х 10 18 / м 2 адсорбованих аніонів галогенводородних кислот і минулого попередню окислительную обробку при 500 o С в потоці кисню, молекулярним, активованим воднем або водородсодержащим газом при 100-750 o С, тиску 1,0-10 атм і вологості газу 10 -5 -10 -1 об.%. Потім проводять зберігання частково відновленого гамма-оксиду алюмінію в повітряному середовищі довільній вологості при температурі до 125 o С, в вакуумі або середовищі інертного газу при температурі 750 o С і вологості до 10 -5 об.% І подальше окислення частково відновленої поверхні гамма-оксиду алюмінію парами води при 125-750 o С в середовищі інертного газу при атмосферному тиску або у вакуумі з вологістю 10 -5 -10 -2 про .%. Даний спосіб дозволяє розширити діапазон умов зберігання водню при збереженні безпеки і низьких витратах.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до способів зберігання газів і може бути використано в хімічній, нафтохімічній і нафтопереробній промисловості.

Відомі способи зберігання газів в стислому, зрідженому, абсорбувати і адсорбованому стані, а й в кристаллогидратной формі і у вигляді хімічно перетворених поверхонь твердих тіл [Фастівський В.Г., Петровський Ю. В., Ровинський А.Є. Кріогенна техніка. М., 1974; Сидоренко М.В. Підземне зберігання газу. М.: Недра, 1965; Б.С.Е., М .: Сов. енциклопедія, 1970, т. 2, с.467; Weller SW and Montagna AA Studies of Alumina 1. Reaction With Hudrogenat Elevated Temp. - J.Catal., 1971, v.21, 3, p.303-311; Amenomiya Y. Adsorption of Hydrogen and Н 2 -D 2 Exchange Reaction on Alumina. - J.Catal., 1971, v.22, 1, p.109-122; Борисевич Ю.П., Фомічов Ю.В., Левінтер М. Є. Вивчення взаємодії водню з поверхнею -Аl 2 О 3 в умовах змінної вологості системи. АН СРСР. Журнал фізичної хімії, 1985, вип.3; Борисевич Ю.П., Фомічов Ю.В., Левінтер М.Є. Вивчення взаємодії водню з поверхнею -Аl 2 О 3. Журнал фізичної хімії, 1981, т.55, вип.8, с. 2149-2151; Патент (Російська Федерація) 2048435. Спосіб тривалого зберігання водню. Борисевич Ю.П.].

Недоліками даних способів стосовно водню є: великі технічні складності і високі витрати при зріджуванні водню внаслідок його вкрай низьку температуру кипіння, великі втрати при зберіганні внаслідок тієї ж причини, підвищена пожежо і вибухонебезпечність рідкого водню, а й необхідність використання при зріджуванні або чистого водню , або спеціальних пристроїв для відділення від нього газів, що конденсуються при більш високих температурах; стиснення водню і досить складний і дорогий процес, який хоча і зводить до мінімуму втрати при зберіганні, але не знижує пожежо- та вибухонебезпечності, до яких додаються чималі складнощі при експлуатації посудин, що працюють під значним тиском і характеризуються високою металлоемкостью, крім того, отримання та зберігання стисненого водню вимагає його вихідної чистоти; зберігання водню в адсорбованому і абсорбувати стані в техніці практично не застосовується (можливо, крім випадку його розчинення в паладії), так як воно характеризується малої утримує здатністю всіх відомих адсорбентів і абсорбентів, багато з яких є рідкісними і дорогоцінними речовинами (наприклад, благородними металами) , часто неповною оборотністю при десорбції і неможливістю тривалого зберігання водню в подібному стані як внаслідок технічних незручностей, так і внаслідок окислення киснем повітря; зберігання водню в кристаллогидратной формі промислового значення (на відміну від вуглеводневих газів) і не має, так як для отримання і зберігання подібного речовини потрібні яких важко умови, пов'язані з високими витратами; зберігання водню в формі частково відновленого гамма-оксиду алюмінію промислового застосування і не отримало, тому що або закладка водню на зберігання здійснюється тільки в проточному водні і тільки при атмосферному тиску, внаслідок чого сумарна кількість водню, "закладеного на зберігання", набагато менше кількості водню , витраченого на відновлення поверхні, і, відповідно, кількість водню, "отриманого зі сховища", набагато менше кількості водню, витраченого на відновлення поверхні, або заради збільшення "ємності сховища" жертвують діапазоном умов зберігання.

Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається ефекту до пропонованого є спосіб зберігання водню [Патент (Російська Федерація) 2125537 Спосіб зберігання водню. Борисевич Ю.П.], заснований на часткове відновлення гамма-оксиду алюмінію, що містить до 3,7 × 10 17/1 м 2 адсорбованих аніонів органічних кислот і минулого попередню окислительную обробку при 500 o С в потоці кисню, молекулярним або активованим воднем, або водородсодержащим вуглеводневим газом з подальшим окисленням поверхні парами води, що супроводжується виділенням водню. Недоліками відомого способу є принципові обмеження по діапазону умов зберігання частково відновленого гамма-оксиду алюмінію, в результаті чого максимальна температура зберігання в повітряному середовищі довільній вологості не перевищує 50 o С, що явно залишає бажати кращого.

Метою винаходу є розширення діапазону умов зберігання частково відновленого гамма-оксиду алюмінію в повітряному середовищі довільній вологості в бік посилювання термічних умов при збереженні безпеки і низьких витрат, пов'язаних зі зберіганням.

Поставлена мета досягається описуваних способом часткового відновлення гамма-оксиду алюмінію, що містить до 1,28 х 10 18/1 м 2 адсорбованих аніонів галогенводородних кислот і минулого попередню окислительную обробку при 500 o С в потоці кисню, в замкнутому просторі молекулярним, активованим воднем або водородсодержащим вуглеводневим газом з виморожуванням води, що утворюється при температурі від 100 до 750 o с, тиску від 1 до 10 атм і вологості газу від 10 -5 до 10 -1 об.% ( "закладка водню на зберігання") з наступним окисленням частково відновленого гамма оксиду алюмінію водяними парами ( "отримання водню з сховища") при температурах від 100 до 750 o с в середовищі інертного газу при атмосферному тиску або вакууму з вологістю від 10 -5 до 10 -2 об.%, здійснюваним після короткочасного або тривалого зберігання частково відновленого оксиду (з питомою поверхнею від 200 до 400 м 2 / г) в повітряному середовищі довільній вологості при температурах до 125 o с, вакуумі або середовищі інертного газу при довільній температурі 750 o С і вологості до 10 -5 об.%.

Істотна відмінність запропонованого способу від відомих полягає в тому, що вперше часткове відновлення твердого тіла молекулярним або активованим воднем, або водородсодержащим вуглеводневим газом здійснюють тільки після попередньої окиснювальної обробки при 500 o С в потоці кисню, попередньо завдавши на нього за рахунок іонного обміну до 1, 28 х 10 18/1 м 2 аніонів галогенводородних кислот.

Новизна заявляється технічного рішення полягає в тому, що в якості сховища водню використовується частково відновлений після попередньої окиснювальної обробки при 500 o С в потоці кисню гамма-оксид алюмінію, що містить на своїй поверхні до 1,28 · 10 18/1 м 2 аніонів галогенводородних кислот , нанесених за допомогою іонного обміну, з виморожуванням виділяється при відновленні води, який потім може зберігатися на повітрі, в середовищі інертного газу або вакуумі, не втрачаючи можливості виділення водню в суворій відповідності із закладеним об'ємом при окисленні раніше частково відновленої поверхні гамма-оксиду алюмінію парами води .

Відомо, що відповідно до закону електростатичного валентності [Pauling L. The Nature of Chemical Bond, 3 rd. ed., Cornell Univ. Press. Jthaca, New York, 1960, p.548] робочий заряд в стабільній іонної структурі повинен бути рівним або приблизно рівним нулю. Оскільки ця вимога краще виконується ОН-групами, а не киснем, то аніонний шар, який, згідно з енергетичним принципам, повинен обмежувати поверхню кристаліта гамма-оксиду алюмінію, є переважно гідроксильних шаром.

Відомо, що молекулярний і активоване водень при температурі від 100 до 750 o С і вологості газу від 10 -5 до 10 -1 об.% В проточних умовах здатний частково відновлювати поверхню гамма-оксиду алюмінію [Борисевич Ю. П. Взаємодія водню з поверхнею -Аl 2 О 3 і його роль в процесах дегідрування і дегидроциклизации. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня канд. хім. н. Мінськ, АН БРСР, ін-т Фізико-органічної хімії]. Оскільки взаємодія водню з гамма-оксидом алюмінію супроводжується додатковим дегідроксілірованіем поверхні в порівнянні з прогартовує в вакуумі або середовищі інертного газу в тому ж діапазоні температур, що утворюються поверхневі дефекти принципово відрізняються від дефектів поверхні, отриманих при дегідроксілірованіі гамма-оксиду алюмінію у вакуумі або середовищі інертного газу , що і зумовлює здатність розглянутого оксиду виступати в якості "сховища" водню. Дегідроксілірованіе гамма-оксиду алюмінію в інертному середовищі або вакуумі, що протікає за механізмом, запропонованим Peri JB [Peri JB A Model for the Surface of - Alumina.- J. Phys. Chem. , 1965, v.69, 1, p.220-231], супроводжується утворенням поверхневого шару аніонів кисню, в той час як при дегідроксілірованіі в водневому середовищі поверхневі гідроксильні групи видаляються значно повніше (у вигляді Н 2 О), в результаті чого оголюється шар позитивно заряджених іонів алюмінію, що і дозволяє розглядати взаємодію оксиду алюмінію з воднем як процес поверхневого відновлення.

Нанесення на поверхню гамма-оксиду алюмінію за допомогою іонного обміну аніонів галогенводородних кислот, що зберігаються на поверхні після окисної обробки, призведе до зміни природи утворюються дефектів, а це неминуче змінить умови подальшого окислення частково відновленої поверхні, що в свою чергу перемістить температурний діапазон умов зберігання водню , "закладеного на зберігання". При цьому оскільки поверхневі гідроксильні групи оксиду алюмінію мають певний розподіл по силі основності, то при іонному обміні їх з галогенводородной кислотами різної сили кислота, що має велику константу дисоціації, буде адсорбуватися менш вибірково. При цьому, велика частина гідроксильних груп поверхні гамма-оксиду алюмінію, зазвичай стійких при окислювальному обробці і взаємодії з воднем, виявиться замещенной на кислотні аніони, а це неминуче призведе до виникнення більшої кількості поверхневих дефектів. Підвищення числа дефектів поверхні в даному випадку рівносильно збільшенню ємності "сховища", що при нанесенні галогенводородних кислот пояснюється частковим видаленням за рахунок іонного обміну гідроксильних груп, найбільш стійких при відновленні, але не здатних витримати вплив водного розчину галогенводородних кислот. Верхня межа концентрації наносяться аніонів галогенводородних кислот (1,28 х 10 18/1 м 2) обумовлений концентрацією на поверхні гамма-оксиду алюмінію гідроксильних груп, зазвичай стійких до відновлення поверхні. Нижня межа концентрації наносяться аніонів галогенводородних кислот (0/1 м 2) обумовлений відмінними ознаками заявляється способу.

Для кожної температури відновлення ступінь видалення ОН-груп визначається вологістю системи. Зменшення вологості системи (виморожування Н 2 О) зрушує рівновагу в бік сталого існування відновленої поверхні. Кількість водню, яке при цьому потенційно "закладається на зберігання", зростає. Збільшення вологості системи зрушує рівновагу в бік гідратації поверхні. Кількість водню, яке при цьому потенційно "закладається на зберігання", зменшується. Таким чином, для кожної температури відновлення існує межа вологості, перевищення якого робить відновлення неможливим. Зі збільшенням температури відновлення кількість водню, яке потенційно "закладається на зберігання", збільшується аж до максимально можливого для даної вологості системи і питомої поверхні зразка гамма-оксиду алюмінію. Зі збільшенням питомої поверхні оксиду алюмінію "ємність сховища", природно, збільшується (в тому числі і при дробленні зразка) аж до потемніння поверхні при відновленні. Зі збільшенням тиску водню при відновленні "ємність сховища" і збільшується, причому максимальна ємність при тих же значеннях вологості системи і питомої поверхні може бути досягнута при більш низьких температурах, що пояснюється більшою легкістю видалення ОН-груп зі зростанням тиску водню.

Застосування для відновлення активованого водню (активація може здійснюватися або за допомогою високочастотного розряду, або за допомогою явища Shillover або Jampover в разі застосування платинової черні або платинового каталізатора на носії, або, нарешті, за допомогою -опромінення) ще більш полегшує процес відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію внаслідок набагато більш високу реакційну здатність активованого водню в порівнянні з молекулярним, що дозволяє досягти одиничної "ємності сховища" при тих же значеннях вологості системи, питомої поверхні оксиду і тиску при значно нижчих температурах.

Нарешті, відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію цілком можливо і водородсодержащим вуглеводневим газом (при відсутності в ньому кисню, здатного в даних умовах викликати зворотне окислення поверхні). Ступінь відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію при інших рівних умовах визначається парціальним тиском вільного водню, причому важкі вуглеводні здатні викликати часткове зауглерожіваніе поверхні гамма-оксиду алюмінію, що трохи знижує "ємність сховища".

Зрозуміло, для зсуву рівноваги окислення <-> відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію, здійснюваного в замкнутому просторі (з метою економії водню) в сторону відновлення поверхні при "закладці водню на зберігання", потрібно виморожування вологи, що утворюється, що найпростіше здійснити на цеолітах (наприклад, NaX), охолоджуваних до температури рідкого азоту. У цьому випадку, якщо витрата водню при відновленні поверхні гамма-оксиду алюмінію не є лімітуючим фактором, процес можна проводити на проток без виморожування вологи, що утворюється. Верхній температурний межа відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію (750 o С) обмежений спеканием гамма-оксиду алюмінію. внаслідок чого питома поверхня оксиду (а значить, і "ємність сховища") починають різко скорочуватися. Нижній температурний межа відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію (100 o С) обмежений реакційною здатністю водню по відношенню до оксиду алюмінію. Нижня межа вологості газу при відновленні гамма-оксиду алюмінію (10 -5 об.%) Обмежений лише технічними складнощами більш глибокого осушення газу. Верхня межа вологості газу при відновленні гамма-оксиду алюмінію обмежений зрушенням рівноваги окислення <-> відновлення поверхні в праве кінцеве значення, при якому ніяке відновлення поверхні стає неможливим навіть при найвищих температурах патентується діапазону. Нижня межа тиску водню (або парціального тиску водню в разі вуглеводневої водородсодержащего газу) - 1 атм - обмежений мінімальної "ємністю сховища", при якій даний спосіб ще є доцільним, при подальшому зниженні тиску потенційні можливості гамма-оксиду алюмінію залишаються майже повністю нереалізованими. Верхня межа тиску водню (10 атм) обмежений технічними складнощами зі стиснення водню, а головне, дуже глибоким відновленням поверхні гамма-оксиду алюмінію, при якому майбутнє окислення парами води стає утрудненим в Патентоспроможні діапазоні температур.

Після відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію ( "закладка водню на зберігання") і охолодження до кімнатної температури в середовищі відновлення оксид повністю готовий до зберігання водню або в повітряному середовищі довільній вологості при температурі до 125 o С, або в вакуумі або середовищі інертного газу при довільній температурі (до 750 o С) і вологості до 10 -5 об.%.

Верхня межа (125 o С) при зберіганні відновленого оксиду в повітряному середовищі обумовлений неможливістю водяної пари будь-якої концентрації викликати істотного окислення відновленої поверхні гамма-оксиду алюмінію (з виділенням водню) до зазначеної температури внаслідок їх недостатньої реакційної здатності.

Верхня межа вологості (10 -5 об.%) При зберіганні відновленого оксиду в вакуумі або середовищі інертного газу при довільній температурі (до 750 o С) обумовлений неможливістю водяної пари (внаслідок їх незначної концентрації) викликати істотного окислення попередньо відновленої поверхні (з виділенням водню ) аж до початку спікання поверхні оксиду.

Отримання водню з сховища пов'язане з окисленням парами води попередньо відновленої поверхні гамма-оксиду алюмінію, при цьому повністю відновлюється первинний гідроксильний покрив твердого тіла. Кількість водню, "отриманого зі сховища", визначається глибиною окислення попередньо відновленої поверхні гамма-оксиду алюмінію, яка пропорційна температурі і вологості середовища при окисленні. При цьому для кожного ступеня відновлення гамма-оксиду алюмінію існує межа вологості, нижче якого окислення стає неможливим, і межа, рівний 10 -5 об.%, Вище якого для будь-якого ступеня відновлення в діапазоні температур окислення 125-750 o С може бути отриманий весь водень, "закладений раніше на зберігання". Нижня межа температури при окисленні поверхні попередньо відновленого оксиду гамма-оксиду алюмінію (125 o С) обумовлений тим, що при більш низьких температурах навіть при найвищих вогкості системи окислення частково відновленого оксиду не може бути повним, тобто кількість водню, "витягнутого зі сховища ", буде істотно менше кількості водню," закладеного на зберігання ". Верхня межа температури при окисленні поверхні попередньо відновленого гамма-оксиду алюмінію (750 o С) обумовлений термічної стійкістю поверхні гамма-оксиду алюмінію до спікання, тобто при більш високих температурах спостерігається зменшення питомої поверхні гамма-оксиду алюмінію, а значить, знижується "ємність сховища" для повторної "закладки водню на зберігання".

Нижня межа вологості системи при окисленні поверхні попередньо відновленого гамма-оксиду алюмінію (10 -5 об.%) Обумовлений реакційною здатністю водяної пари, які при більш низьких концентраціях не здатні повністю окислити поверхню гамма-оксиду алюмінію навіть при найвищих температурах (750 o С ), т. е. кількість водню, "витягнутого з зберігання", буде менше кількості водню, "закладеного на зберігання".

Верхня межа вологості системи при окисленні поверхні попередньо відновленого гамма-оксиду алюмінію (10 -2 об.%) Обумовлений реакційною здатністю водяної пари, які вже при даній концентрації здатні повністю витягти водень зі сховища навіть при нагріванні не до граничної температури, тому подальше збільшення вологості просто недоцільно.

Перераховані недоліки, пов'язані зі зберіганням водню традиційними способами, вдається подолати, якщо для зберігання використовувати процес окислення - відновлення гамма-оксиду алюмінію після попередньої окиснювальної обробки поверхні з нанесеними анионами галогенводородних кислот.

Таке технічне рішення забезпечується в пропонованому способі.

Приклад 1. Навішування (50 г) гамма-оксиду алюмінію (0,2-0,5 мм) з питомою поверхнею 200 м 2 / г в замкнутому просторі була частково відновлена молекулярним воднем (з поглинанням води, що утворюється кліноптілоліта, що охолоджується рідким азотом) при термопрограмованої нагріванні зі швидкістю 40 o с / хв до температури 750 o с з витримкою при 750 o с протягом години, тиску 1 атм і вологості газу 10 -5 об.%. При витримці зразка гамма-оксиду алюмінію при 750 o С протягом години тиск і вологість водню підтримувалися на вихідному рівні. Після охолодження в середовищі відновлення до кімнатної температури і двомісячного зберігання частково відновленого оксиду в повітряному середовищі довільній вологості (кімнатні умови) при температурі до 50 o С оксид був оброблений водяними парами в середовищі гелію (вологість 10 -2 об.%) При атмосферному тиску і термопрограмованої (40 o С / хв) нагріванні до 750 o С. Після годинної витримки при 750 o С зі сховища було отримано 4 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, приклад 1 служить еталоном (не містить всю сукупність істотних ознак, відображених у формулі винаходу) для порівняння винаходу з уже відомим способом зберігання водню в м'яких умовах (температура зберігання не перевищувала 50 o С), без модифікації поверхні анионами неорганічних кислот [ патент (Російська Федерація) 2125537 Спосіб зберігання водню. Борисевич Ю.П.]

Приклад 2. На відміну від прикладу 1 температура при зберіганні частково відновленого зразка гамма-оксиду алюмінію змінювалася до 125 o С. Зі сховища було отримано 3,52 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, приклад 2 служить еталоном (не містить всю сукупність істотних ознак, відображених у формулі винаходу) для порівняння винаходу з уже відомим способом зберігання водню за допомогою гамма-оксиду алюмінію без модифікації поверхні анионами неорганічних кислот, але вже при посиленні умов зберігання ( температура при зберіганні досягала 125 o С).

Приклад 3. На відміну від прикладу 1 на поверхню навішування гамма-оксиду алюмінію за допомогою іонного обміну було нанесено з водного розчину 1,28 · 10 18/1 м 2 аніонів соляної кислоти, а сам зразок після висушування був підданий попередньої окиснювальної обробки при 500 o С в потоці кисню. Зі сховища було отримано 2 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, "ємність сховища" в порівнянні з еталоном зменшилася на 50%. Значить, заявляється винахід поступається відомим способом при м'яких умовах зберігання і м'яких умовах відновлення (1 атм).

Приклад 4. На відміну від прикладу 3 температура при зберіганні частково відновленого зразка гамма-оксиду алюмінію змінювалася до 125 o С. Зі сховища було отримано 2 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, "ємність сховища" в порівнянні з еталоном зменшилася на 42%. Значить, заявляється винахід поступається відомим способом і при жорстким умовах зберігання, але все ще м'яких умовах відновлення (1 атм).

Приклад 5. На відміну від прикладу 3 на поверхню навішування гамма-оксиду алюмінію було нанесено 0,64 х 10 18/1 м 2 аніонів соляної кислоти. Зі сховища було отримано 3 л Н 2 (н. У.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, "ємність сховища" зменшилася вже тільки на 25%; але це як і раніше гірше відомого способу.

Приклад 6. На відміну від прикладу 3 на поверхню навішування гамма-оксиду алюмінію за допомогою іонного обміну було нанесено з водного розчину 1,28 х 10 18/1 м 2 аніонів плавикової кислоти. Зі сховища було отримано 2,4 л Н 2 (н. У.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, заміна неорганічних аніонів лише несуттєво підвищила "ємність сховища", яка як і раніше поступається еталону.

Приклад 7. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення гамма-оксиду алюмінію проводилося при 10 атм. Зі сховища було отримано 10 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, приклад 7 і служить еталоном (не містить всю сукупність істотних ознак, відображених у формулі винаходу) для порівняння винаходу з уже відомим способом зберігання водню в м'яких умовах, але при жорстких умовах відновлення (10 атм).

Приклад 8. На відміну від прикладу 3 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію проводилося при 10 атм. Зі сховища було отримано 14 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, при жорстких умовах воссстановленія (і все ще м'яких умовах зберігання) переваги заявляється способу починають проявлятися. Ємність сховища зростає на 40%.

Приклад 9. На відміну від прикладу 2 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію проводилося при 10 атм. Зі сховища було отримано 8 л Н 2 (н. У.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, приклад 9 і служить еталоном (не містить всю сукупність істотних ознак, відображених у формулі винаходу) для порівняння винаходу з уже відомим способом зберігання водню в жорстких умовах і при жорстких умовах відновлення (10 атм).

Приклад 10. На відміну від прикладу 4 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію проводилося при 10 атм. Зі сховища було отримано 12 л Н 2 (н. У.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію. Таким чином, при жорстких умовах відновлення (і жорстких умовах зберігання) переваги заявляється способу проявляються в повній мірі. Ємність сховища зростає на 50%.

Приклад 11. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення гамма-оксид алюмінію проводилося при 5 атм. Зі сховища було отримано 7 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 12. На відміну від прикладу 1 використовувався для часткового поверхневого відновлення гамма-оксид алюмінію з питомою поверхнею 400 м 2 / г. Зі сховища було отримано 8 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 13. На відміну від прикладу 1 для часткового відновлення поверхні використовувався гамма-оксиду алюмінію з питомою поверхнею 300 м 2 / г. Зі сховища було отримано 6 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 14. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію здійснювали при вологості системи 10 -1 об.%. Зі сховища було отримано 0,34 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 15. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення поверхні здійснювали при вологості системи 10 -3 об.%. Зі сховища було отримано 1,5 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 16. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію здійснювали при 600 o С. Зі сховища було отримано 0,2 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 17. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію здійснювали воднем, активованим на платиновому каталізаторі при 100 o С. Зі сховища було отримано 1 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 18. На відміну від прикладу 14 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію здійснювали при 750 o С. Зі сховища було отримано 12 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 19. На відміну від прикладу 18 на поверхню навішування гамма-оксиду алюмінію було нанесено 1,28 х 10 18/1 м 2 аніонів соляної кислоти. Зі сховища було отримано 6,2 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 20. На відміну від прикладу 1 часткове відновлення поверхні гамма-оксиду алюмінію здійснювали водородсодержащим вуглеводневим газом (85 об.% H 2 і 15 об.% СН 4). Зі сховища було отримано 3,75 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад. 21. На відміну від прикладу 1 відновлений оксид алюмінію зберігався 1,5 року. Зі сховища було отримано 3,95 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 22. На відміну від прикладу 1 відновлений оксид алюмінію зберігався в вакуумі (Р = 0,1 мм.рт.ст.). Зі сховища було отримано 4,1 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 23. На відміну від прикладу 1 відновлений оксид алюмінію зберігався в середовищі гелію при довільній (до 750 o С) температурі і вологості системи до 10 -5 об.%. Зі сховища було отримано 4,1 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 24. На відміну від прикладу 1 отримання водню з сховища здійснювалося при вологості системи 10 -5 об.%. Зі сховища було отримано 0,22 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 25. На відміну від прикладу 1 отримання водню з сховища здійснювалося при вологості системи 10 -3,5 об.%. Зі сховища було отримано 1,3 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 26. На відміну від прикладу 1 отримання водню з сховища здійснювалося при термопрограмованої нагріванні до 125 o С і витримці при 125 o С протягом 1 ч. З сховища було отримано 0,2 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 27. На відміну від прикладу 1 отримання водню з сховища здійснювалося при термопрограмованої нагріванні до 400 o С. Зі сховища було отримано 1,85 л H 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 28. На відміну від прикладу 1 отримання водню з сховища здійснювалося в вакуумі при тій же вологості системи. Зі сховища було отримано 4 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Приклад 29. Навішування (50 г) гамма-оксиду алюмінію (0,2-0,5 мм) з питомою поверхнею 200 м 2 / г, на поверхню якої за допомогою іонного обміну з водного розчину було нанесено 1,28 х 10 18/1 м 2 аніонів соляної кислоти, після висушування була піддана окислювальному обробці при 500 o с в потоці кисню з подальшим частковим, відновленням поверхні в замкнутому просторі молекулярним воднем (з попереднім охолодженням в струмі кисню і продувкою інертним газом при кімнатній температурі і поглинанням утворюється при відновленні води кліноптілоліта, охолоджуваних рідким азотом) при термопрограмованої нагріванні зі швидкістю 40 o с / хв до температури 750 o с з витримкою при 750 o с протягом години, тиску 1 атм і вологості газу 10 -5 об. %. При витримці зразка гамма-оксиду алюмінію при 750 o С протягом години тиск і вологість водню підтримувалися на вихідному рівні. Після охолодження в середовищі відновлення до кімнатної температури, продування інертним газом при кімнатній температурі і двомісячного зберігання частково відновленого оксиду в повітряному середовищі довільній вологості (кімнатні умови) при температурі до 125 o С, оксид був оброблений водяними парами в середовищі гелію (вологість 10 -2 про.%) при атмосферному тиску і термопрограмованої (40 o С / хв) нагріванні до 750 o С. Після годинної витримки при 750 o С і охолодженні в середовищі окислення до кімнатної температури було отримано 2 л Н 2 (н.у.) / 1 л гамма-оксиду алюмінію.

Наведені та прикладах 1-29 дані отримані шляхом лабораторних вивчення процесів окислення <-> відновлення реальних зразків гамма-оксиду алюмінію.

З вищевикладених прикладів випливає висновок: при посиленні умов зберігання і відновлення гамма-оксиду алюмінію переваги патентується способу (що виражаються в збільшенні ємності сховища) при збереженні безпеки і низьких витрат стають очевидними.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб зберігання водню в жорстких умовах, що включає часткове відновлення гамма-оксиду алюмінію з питомою поверхнею 200-400 м 2 / г молекулярним, активованим воднем або водородсодержащим вуглеводневим газом при 100-750 o С, тиску 1-10 атм і вологості газу 10 -5 -10 -1 об. % З виморожуванням води, що утворюється, зберігання частково відновленого гамма-оксиду алюмінію в повітряному середовищі довільній вологості при температурі до 125 o С, в вакуумі або середовищі інертного газу при температурі 750 o С і вологості до 10 -5 об. % І подальше окислення частково відновленого гамма-оксиду алюмінію парами води при 125-750 o С в середовищі інертного газу при атмосферному тиску або у вакуумі з вологістю 10 -5 -10 -2 об. %, Що відрізняється тим, що часткового відновлення піддають після попередньої окиснювальної обробки при 500 o С в потоці кисню гамма-оксид алюмінію, що містить на своїй поверхні до 1,28 х 10 18/1 м 2 аніонів галогенводородних кислот, нанесених за допомогою іонного обміну, при це зберігання частково відновленого гамма-оксиду алюмінію в повітряному середовищі ведуть при температурі до 125 o С.

Версія для друку
Дата публікації 28.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ

Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
магнітний двигун
Джерело тепла на базі нососних агрегатів