Способ подъема морской воды,содержащей сероводород,и устройство для его осуществленния

 

«»857356

Союз Советскил

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.01.78 (21) 2592625/29-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

Е 02 D 17/16

Гесударстеелный кемлтет

СССР по делам лэебретений н открытий (53) УДК(622.232..5 (088.8) Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 03.09.81 (72 ) Автор ы изобретения

1О. В. Бубис, В. И. Качалкин, Г. А. Нурок и В.

6 ии ! !

Московский ордена Трудового Красного 3 институт

I (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДЪЕМА МОРСКОЙ ВОДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ

СЕРОВОДОРОД, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к подводной добыче полезных ископаемых с больших глубин моря и предусматривает попутное частичное выделение для последующего использования в качестве энергоагрегата растворенных в морской воде газов (сероводорода), находящихся в ней как в свободном, так и в связанном состоянии.

Известно, например, что с глубины 150 м и до дна (2212 м) воды Черного моря заражены сероводородом, который находится как в свободном, так и в связанном состоянии.

Черное море, с его практически неисчерпаемыми запасами сероводорода (3,63х109 т) и ежегодном поступлении (3,68xl06 т), могло бы служить источником попутного получения элементарной серы, причем высокой чистоты.

Причем извлечение глубинных сероводородсодержащих вод, с последующим извлечением из них сероводорода, могло бы явиться одним из способов борьбы с заражением черноморских вод сероводородом.

Известен способ дегазации воды, применяемый для получения чистой воды (1).

Однако этот способ не предусматривает подъем воды с одновременным попутным частичным извлечением газа (сероводорода) из нее, а также сброс отработанных вод в глубины моря.

Известен также способ эрлифтного подъема морской воды и устройство для его осуществления, включающий водозабор, подъем рабочего газа и лифтирование рабочей смеси (газа) в трубу для создания газоводя1ой смеси (2) .

10 Однако известный способ связан с необходимостью нагнетания газа, как правило воздуха, и создания соответствующих приспособлений для компенсации объема, занимаемого газом по мере его расширения.

Цель изобретения — извлечение серово1 дорода в процессе подъема морской воды.

Указанная цель достигается тем, что в качестве рабочего агента используют углекислый газ.

При этом углекислый газ подают в виде сухой углекислоты.

Устройство для осуществления предлагаемого способа снабжено двумя концентрично расположенными трубами, конфузором, вы857356

55 полненным в виде направленных вверх насадок криволинейной формы для ввода углекислого газа, которые выведены из кольцевого зазора между трубами в центральную трубу, причем ниже конфузора наружная труба заглушена, а в центральной трубе установлен обратный клапан.

Кроме того, оно снабжено дополнительной трубой, охватывающей с зазором указанные трубы, причем срез этой трубы расположен выше конфузора.

На фиг. 1 показана схема крепления устройства на добычном судне; на фиг. 2 принципиальная схема устройства; на фиг. 3 — схема подключения обратного клапана.

Способ добычи состоит в следуюшем.

Опущенное в море устройство заполняется морской водой. При достижении расчетной глубины в конфузор подается углекислый газ. При достаточном насыщении морской воды в конфузоре углекислым газом из-за изменения концентрации водородных ионов начинается выделение сероводорода.

Выделение сероводорода по мере подъема газа по устройству создает разность давления на жидкость, находящуюся внутри устройства и в море, что вызывает подъем воды по трубам. По ме ре подъема воды (ли фтирования) за счет снижения давления повышается выделение газа из воды. При достижении поверхности газ собирается для сжигания, а дегазированная вода возвращается в море. Таким образом, способ состоит из подачи углекислого газа в морскую воду, выделения первичного объема сероводорода за счет подкисления морской воды, подъема морской воды за счет образования водогазовой смеси, выделения в процессе подъема сероводорода за счет изменения давления в потоке, сбора газа и возвращения дегазированной воды в море.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства, закрепленного в шаровом соединении 1 в прорези 2 добычного судна 3 и представляющего собой конструкцию, собранную из концентрично расположенных труб. Оно имеет центральную трубу 4, наружную трубу 5 и снабжено конфузором, выполненным в виде направленных вверх насадок 6 криволинейной формы для ввода углекислого газа, которые выведены из кольцевого зазора А между трубами 4 и 5 в центральную трубу 4. Ниже конфузора 6 наружная труба заглушена, например, с помощью конического участка 7.

Также ниже конфузора в центральной трубе

4 установлен обратный клапан 8, а на конце трубы 4 имеется металлическая сетка 9, служащая для предохранения от попадания инородных предметов в устройство. Для сброса отработанной воды устройство может быть снабжено дополнительной трубой

10, охватывающей с зазором Б трубы 4 и 5, 5

Зо

45 причем срез этой трубы расположен выше конфузора.

Устройство может собираться на берегу, крепиться в горизонтальном положении, что обеспечивается закачкой воздуха внутрь труб, к добычному судну и транспортироваться к месту добычи или собираться непосредственно на месте добычи на плаву или на борту добычного судна посредством последовательного нарашивания секций труб, устанавливаемых сразу в вертикальное (рабочее) положение в прорези добычного судна.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

После достижения определенной (заданной) глубины подается газ (углекислота) по трубе 5. Взаимодействуя с морской водой он вызывает выделение как свободного, так и связанного сероводорода. Газы проходят через конфузор 6, поступают в трубу 4 и вызывают лифтирование газоводяной смеси, движение которой открывает обратный клапан 8 и начинается непосредственно работа предлагаемого устройства. В присутствии углекислоты сероводород из связанного состояния переходит в свободное состояние, что приводит к образованию газоводяной смеси с удельным весом меньшим, чем у морской воды. При этом насыщение морской воды углекислотой сдвигает концентрацию водородных ионов (рН) в сторону меньших значений, что приводит к выделению из морской воды как свободного, так и связанного сероводорода. рН морской воды на глубинах порядка 1500 †20 м равен 7,8.

Испытания были проведены на модели устройства, опущенном в специальный сосуд., где создавалость определенное давление. На выходе из модели устройства было создано высокое противодавление (клапан)> обеспечивающее равновесие в системе. Испытания показали, что при подкислении наблюдается выделение сероводорода и истечение жидкости при ее дегазации. При подкислении до рН 5,0 выделяется 99% сероводорода в свободное состояние от общего его содержания в морской воде.

Образовавшийся свободный сероводородный газ создает дополнительную силу, вызываемую разностью удельных весов газоводяной смеси в подъемной трубе и морской воды. Газоводяная смесь поступает на борт добычного судна s специальные емкости (не показаны), где сероводород довыделяется и,собирается для дальнейшей переработки для получения эламентарной серы по одному из известных методов, например путем его сжигания. Сероводород может перерабатываться непосредственно на борту добычного судна или же после предварительной концентрации и сжигания транспор857356

Формула изобретения

Фиг.1

Фиг.2 тироваться для переработки на берег. Отработанная вода возвращается назад в море в сероводородную зону на глубины порядка

150 †2 м.

1. Способ подъема морской воды, содержащей сероводород, включающий водозабор, подачу рабочего газа и лифтирование рабочей смеси, отличающийся тем, что, с целью извлечения сероводорода в процессе подъема, в качестве рабочего газа используют углекислый газ., 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углекислый газ подают в виде сухой углекислоты. 15

3. Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, включающее две концентрично расположенные трубы, конфузор, выполненный в виде направленных вверх насадок криволинейной формы для ввода рабочего газа, выведенных в центральную трубу, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в центральной трубе ниже конфузора обратным клапаном.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной трубой, охватывающей с зазором обе концентричные трубы, причем срез этой трубы расположен выше конфузора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 429026, кл. С 02 В 1/10, 1973.

2. Шкундин Б. М. Землесосные снаряды.

М., «Энергия>, 1973, с. 79.

857356

Составитель Г. Mapees

Редактор Н. Альшина Техред А. Бойкас Корректор С. Корниенко

Заказ 7! 69/48 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4