Широкое применение биогазовых технологий связано с решением проблемы увеличения степени разложения органики в реакторах биогазовых установок свыше 40-60 % и/или сокращения цикла полного разложения биомассы, а также повышения содержания метана в биогазе до уровня его содержания в природном газе.
В институте проведены исследования по влиянию предварительной электроразрядной обработки биосырья (водного субстрата на основе навоза) на метаногенез в процессе анаэробного мезофильного брожения.
Показано, что динамика метаногенеза существенно меняется после предварителной электроразрядной обработки биосырья, в зависимости от набора характеристик, присущих тому или иному режиму импульсного коронного разряда в биосырье. Обоснованы варианты достижения положительного по результатам газообразования баланса между негативным эффектом от угнетения микрофлоры и положительным эффектом от увеличения биодоступности питательных веществ, в частности в системах с полным или частичным опустошением ферментаторов и в системах с поледовательной подачей субстратов.
В институте восстановлена и запущена система визуализации подводного искрового разряда, содержащая сверхвысокоскоростной фоторегистратор СФР-2М. СФР предназначен для регистрации быстропротекающих процессов, может использоваться как высокоскоростная камера, дающая ряд последовательных фотографий с частотой до 2,5 миллионов кадров в секунду. Фотографирование производится на неподвижной пленке при помощи вращающегося зеркала через магазин линзовых вставок. Описание: Дубовик А.С. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов. Москва: «Наука», 1975. 456 с.
Разряд, визуализированный обычной видеокамерой Разряд, замедленный в
10000 раз (сборка кадров СФР)
В институте проведена электрогидравлическая переработка битого стекла (бутылка, оконное), которая позволяет начальные фрагменты размером от 2 до 5 см измельчать в порошок, содержащий фракцию часть которой имеет размерность до 10 мкм. Достичь такого результата традиционными механическими способами переработки сложно и энергозатратно. Порошок может применяться в строительной отрасли
Бой стекла до обработки Порошок после обработки и слива воды
(пастообразная консистенция)
Краткая информация о разработке и сфере ее применения
Электроразрядное воздействие на призабойную зону скважин предназначено для интенсификации добычи углеводородных полезных ископаемых за счет увеличения системы трещин или каналов, очистки перфорационных отверстий и фильтров от кольматирующих осадков.
Элементы устройства "Скиф-100М" и работа с устройством на скважине
Электроразрядный способ реализуется в скважине, заполненной жидкостью, путем интенсивного импульсного воздействия на зону раскрытия продуктивного пласта циклических волн сжатия, генерируемых высоковольтным электрическим разрядом.
Способ реализуется электроразрядным погружным устройством "Скиф-100 М" в скважинах, остановленных для подземного или капитального ремонта в породах любого типа с начальной проницаемостью более 0,1·10-15 м2.
Углеродные наноматериалы полученные из газообразных углеводородов имеют в своём составе как наноуглерод луковичной структуры, так и графеновые структуры.
Возможное применение – присадки к топливу, к смазочным материалам, покрытия для поглощения электромагнитного излучения.
Инновационной составляющая образца – возможность регулировать фазовый состав продукта в условиях высокой производительности и низких удельных энергозатрат
1 - силовой преобразователь; 2 - высоковольтный трансформатор; 3 - реактор; 4 - пылевой фильтр;
5 - устройство утилизации; 6 - баллон с исходным сырьём
Результаты опытных обработок газовой смеси с применением электроразрядного воздействия показали возможность обеспечить производство 1 кг углеродного нанопорошка с энергозатратами до 85 кВт·ч с расходом сырья не более 500 дм3.
Ожидаемые характеристики пилотного образца:
По доступным литературным источникам аналоги с указанными характеристиками не обнаружены.
Искро-плазменное спекание (ИПС) – это перспективный метод консолидации порошковых материалов, который обеспечивает сохранение ультрадисперсной структуры зерна и позволяет добиться высокого качества соединения зерен по границам, приводит к возможности получения высокоплотных порошковых композиций с повышенными физико-механическими свойствами. ИПС делает возможным целенаправленный контроль скорости роста зерен и таким образом – образует наноструктурные, микрогетерогенные, многофункциональные композиции материалов с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами
Комплекс ИПС "Гефест"
Микроструктура спеченных образцов (исходные компоненты Fe-Ti-C-(B))
Использование метода консолидации ИПС обеспечивает скорость нагревания в пределах от 10 ºС/c до 30 ºС/c и позволяет получить композитные материалы высокой плотности (почти до 100 %) при высокой равномерности с крепкими связями между частицами.
Пилотный образец оборудования для производства заготовок с подготовленной недендритной структурой из сплавов А356,357 для технологий тиксолитья.
Пилотный образец оборудования будет адаптирован для промышленного использования в литейном производстве. При изготовлении методами тиксолитья деталей с недендритной структурой используют два этапа. На первом этапе получают заготовки с уже подготовленной недендритной структурой. Традиционные способы, используемые для этого в Мировой практике, предусматривают расплавление сплава, активное длительное электромагнитное перемешивание и быструю закалку.
В пилотном образце оборудования будет реализовано воздействие на цилиндрические заготовки с неподготовленной структурой суперпозицией постоянного и импульсного тока с заданными параметрами, что позволит нагревать заготовку до температуры плавления эвтектики и осуществить изотермическую выдержку с последующей закалкой в воде.
