Как использовать цветы одуванчика в лечебных целях

Устройство для ректификации

Системой подачи сырой нефти 1 из нефтепровода или от скважины нефть поступает в вертикальную ректификационную колонну 2, из которой пары сверху или сбоку подаются на конденсаторы 3, которые охлаждаются проточной водой (могут быть другие охладители, например, холодная сырая нефть). Охладитель продукта 4 подает непосредственно товарный продукт (моторное топливо и т. п.).

Описываемая схема устройства для ректификации относится к нефтеперерабатывающей и химической промышленности и может быть использована для переработки нефти в регионах, обеспеченных нефтяными ресурсами и повышенной солнечной инсоляцией (Венесуэла, Иран, аравийский пояс и т. п.). Цель настоящего предложения – уменьшение расхода топлива на проведение процесса ректификации нефти, что реализуется применением солнечной энергии. Технический результат – уменьшение загрязнения окружающей среды продуктами горения, расхода топлива, увеличение количества продукта при том же исходном количестве нефти.

1 – подающий нефтепровод; 2 — ректификационная колонна; 3 – конденсатор; 4 – охладитель продукта; 5 — огневой нагреватель; 6 — топливопровод; 7 – дымовая труба; 8 – гелиоколлектор; 9 – гелиоконцентратор; Ж – жидкость; П – пар

Устройство для ректификации состоит из подающего трубопровода 1 с обычными насосами и трубопроводами, ректификационной колонны 2 с ректификационными тарелками, конденсатор 3 обычного трубчатого типа. В трубки подается охладитель (вода и др.) в охладитель продукта 4 – рекуперативный теплообменник. В состав устройства для ректификации также входит огневой нагреватель 5 – это печь с горелками с подачей топлива 6 и выбросом продуктов сгорания 7 в атмосферу, и теплообменником, в трубках которого протекает нефть, гелиоколлектора 8 – это солнечный нагреватель типа «черный ящик» с парниковым эффектом (плоская или выгнутая зачерненная поверхность, по которой выложены трубы, закрытые сверху стеклом), гелиоконцентратора 9 – это постоянно ориентированная на солнце оптическая отражательно-фокусирующая система с теплоприемником в виде зачерненной снаружи полости) в ее фокусе. Нефть в жидком виде «Ж» или в паровой фазе «П» перемещается в трубопроводах с насосами, задвижками, приборами, блокировками, автоматическими регуляторами.

Системой подачи сырой нефти 1 из нефтепровода или от скважины нефть поступает в вертикальную ректификационную колонну 2, из которой пары сверху или сбоку подаются на конденсаторы 3, которые охлаждаются проточной водой (могут быть другие охладители, например, холодная сырая нефть). Охладитель продукта 4 подает непосредственно товарный продукт (моторное топливо и т. п.).

Огневой подогреватель 5 включается в ночное время или пасмурную погоду подачей топлива 6 (в частности вырабатываемое самой установкой), теплота продуктов сгорания передается нефти, выброс продуктов сгорания 7 – через трубу в атмосферу.

Основная работа установки – действие солнечных нагревателей: гелиоколлектора 8 и гелиоконцентратора 9. В гелиоколлектор 8 нефть в жидком виде «Ж» поступает из нижней части в ректификационную колонну 2, подогревается до температуры 100-300’С и насосами нагнетается в теплоприемник гелиоконцентратора 9, где нагревается до температур 300-700, из них двухфазная среда «П» входит в ректификационную колонну 2. Жидкая фаза охлаждается сырой нефтью и вновь подается в гелиоколлектор 8. Паровая фаза «П» в ректификационной колонне 2 подвергается обычному процессу разделения на фракции, а затем конденсируется и охлаждается, переходя в виде дистиллата в продукт.

Благодаря использованию солнечной энергии резко снижается (вплоть до 0) расход топлива на ведение технологического процесса. При этом предупреждается загрязнение атмосферы продуктами сгорания, повышается выход продукта.

Рассмотрены свойства, методы синтеза, традиционные и новые применения антимонида индия; методом электрохимического синтеза из раствора солей сурьмы и индия получен и идентифицирована фаза кристаллического InSb.

Изготовление наноразмерных структур в настоящее время привлекает огромное внимание благодаря их потенциальному использованию для высокоплотной магнитной памяти, одноэлектронных приборов, наноэлектродов для прямого осаждения наночастиц из газовой фазы и оптических сред [1].

Заполнение диэлектрическими, металлическими и полупроводниковыми материалами диэлектрических матриц достаточно широко применяется для формирования различных наноструктур и является одной из разновидностей методов темплатного синтеза. Среди множества пористых материалов весьма перспективной матрицей является пористый анодный оксид алюминия (ПАОА), содержащий массив квазирегулярно расположенных вертикальных пор (рис. 1). Изготовление наноструктур на основе гексагонально-упорядоченного ПАОА в качестве маски или матричной структуры дешевле, чем изготовление подобных структур электронно-лучевой литографией [2]. Кроме того, возможность целенаправленного и воспроизводимого варьирования параметрами такой квазирегулярной ячеисто-пористой структуры в процессе формирования обусловливает пристальный интерес к этому материалу в связи с исключительными перспективами его использования в качестве диэлектрической матрицы (шаблона) для дальнейшего осаждения в неё материалов.

При использовании шаблонов из ПАОА для новых применений в наноструктурах, поры должны быть заполнены проводящим, полупроводящим, оптически активным или иным, необходимым нам, материалом, например, путём электрохимического осаждения. В противоположность другим методам осаждения, таким как химическое осаждение из паровой фазы (CVD), во время электрохимического осаждения рост наностолбиков начинается на дне поры и продолжается по направлению от дна поры к её устью, а морфологическая структура ПАОА и электрические режимы задают геометрические параметры осаждаемых объектов. Свойства полученных наноструктур в значительной мере определяются их геометрией и зависят от природы осаждаемого в матрицу материала. Так, большой интерес представляет получение регулярных одно‑ двух‑ и трёхмерных наноструктурированных массивов и нанопроводов различных материалов, в том числе полупроводников группы А III В V и, в частности, антимонида индия – InSb.

Антимонид индия – неорганическое бинарное химическое соединение индия и сурьмы, имеет вид тёмно-серого серебристого металла или порошка со стекловидным блеском [4, 5]. InSb имеет кубическую кристаллическую структуру сфалерита с постоянной решётки 0,647877 нм [6], трёхмерная структурная модель показана на рис. 2. Это соединение выделяется из всей группы полупроводников типа А III В V своими уникальными свойствами. Антимонид индия является узкозонным прямозонным полупроводником [4] и имеет малую ширину запрещённой зоны Eg (0,2355 эВ при 0 К, 0,180 эВ при 298 К) [6], благодаря чему его электропроводность уже при температурах много ниже комнатной становится собственной. Энергия ионизации донорных примесей (S, Se,Te) очень мала. Вследствие малого значения Eg InSb относится к вырожденным полупроводникам, особенностью которых является слабая зависимость основных характеристик от температуры [7]. Обладая электронным типом проводимости, характеризуется самой высокой подвижностью носителей заряда (около 78000 см²/(В·с)), а также имеет самую большую длину свободного пробега электронов (до 0,7 мкм при 300 K) среди всех известных полупроводниковых материалов, за исключением, возможно, углеродных материалов (графен, углеродные нанотрубки) [4].

0,1 Па) при 800-850 °С. Очищают зонной плавкой в атмосфере водорода. Монокристаллы выращивают по методу Чохральского в атмосфере инертного газа (Ar, He, N2) или Н2 либо в вакууме (

50 кПа). Эпитаксиальные плёнки получают: осаждением из раствора InSb в расплаве In при 350-450 °С; методом молекулярно-лучевой эпитаксии (реакцией молекулярных пучков In и Sb в вакууме 10 ‑9 Па с последующим осаждением на нагретую до 400-500 °С подложку); методом вакуумного напыления (пары InSb в вакууме

10 ‑4 Па конденсируются на нагретой до 350-400 °С подложке из InSb) [6]; одним из способов получения является также химическое осаждение из газовой фазы с использованием металлорганических соединений (анг. Metalorganic chemical vapour deposition, MOCVD) [4, 8]. Однако все эти способы малопригодны для возможных нанотехнологических применений. В ряде работ сообщается об успешном электрохимическом синтезе антимонида индия из различных электролитов и на катодах различной природы [9, 10]. Особенно привлекают внимание работы, посвящённые осаждению InSb в матрицу ПАОА, например [11, 12]. Следует отметить, что в случае катодного осаждения с использованием ПАОА в качестве шаблона процесс синтеза материала сопряжён с одновременным формированием объектов с заданными с помощью матрицы формой и размерами, а электрохимический синтез полупроводникового соединения протекает в мягких условиях, не требует вакуумирования и достаточно безопасен для окружающей среды.

Антимонид индия применяется для изготовления туннельных диодов: по сравнению с германиевыми диоды из InSb обладают лучшими частотными свойствам при низких температурах. Биполярные транзисторы, работающие на частотах до 85 ГГц, были созданы из антимонида индия в конце 1990‑х. Полевые транзисторы, работающие на частотах более чем в 200 ГГц, появились недавно (Intel/QinetiQ). Полупроводники из антимонида индия также способны работать при напряжении в 0,5 В, что снижает их энергопотребление [4]. Кроме того, антимонид индия используют для изготовления фотоэлементов высокой чувствительности – фотодиодов, фоторезисторов, датчиков Холла, оптических фильтров, термоэлектрических генераторов и холодильников [5, 6]. Электрохимический синтез антимонида индия позволяет формировать полевые нанотразисторы [10], фотонные кристаллы [13] и перспективен для создания других приборов, основанных на квантовых эффектах [11].