Устройство для десорбционного подъема морской воды, содержащей сероводород

 

Сущность изобретения: устройство включает трубопровод с размещенным в нижней части цилиндрическим конфузором, подключенным к положительному полюсу источника тока. Внутри конфузора установлена цилиндрическая втулка, подключенная к отрицательному полюсу источника тока. Конфузор отделен от втулки диафрагмой, в верхней части которой размещен клапан для вывода газа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистических

РЕСПУБЛИК (st)s С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕй <ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕ1ЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4771177/26 (22) 19.12.89 (46) 23.08.92, Бюл, N 31 ° (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема (72) Е, Г. Баранов, Г. A. Головин, В, И. Кривощеков, В, И. Крымский и Е, 10, Светкина (56) Авторское свидетельство СССР

М 857356, кл. Е 02 О 17/16, 1981.

Изобретение относится к подводной добыче полезных ископаемых с глубин моря и предусматривает выделение для последующего использования растворенных в воде, газов, например сероводорода.

Недостатком известного устройства является дополнительный расход (подача) углекислого газа для насыщения им морской воды, большой расход материала на изготовление дву>. концентричных труб, что усложняет процесс подъема морской воды с глубины.

Цель изобретения — повышение степени десорбции растворенных газов.

Способ добычи состоит в следующем, Опущенное в море устройство заполняется морской водой. При достижении требуемой глубины на электроды подается постоянное электрическое напряжение. Так как морская водз представляет собой электролит, то между катодом и анодом через . брезентовую перегородку начинается дви Ж 1756281 А1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕСОРБЦИОННОГО ПОДЬЕМА МОРСКОЙ ВОДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ СЕРОВОДОРОД (57) Сущность изобретения: устройство включает трубопровод с размещенным в нижней части цилиндрическим конфузором, подкл|оченным к положительному полюсу источника тока. Внутри конфузора установлена цилиндрическая втулка, подключенная к отрицательному полюсу источника тока.

Конфузор отделен от втулки диафрагмой, в верхней части которой размещен клапан для вывода газа. 1 ил, жение ионов (катионов к катоду, анионов к аноду). В области анода через некоторое время образуется кислая среда, вследствие чего начинается интенсивное выделение сероводорода. Выделившийся сероводород по мере подъема его по устройству воздает разность давления на жидкость, находящуюся внутри устройства и в море, что вызывает подъем воды по трубе, По мере подъема воды (лифтирования) за счет снижения дав-. ления повышается выделение газа из воды.

При достижении поверхности гаэ собирается для переработки, а дегазированная вода возвращается в море.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Устройство имеет трубу 1, снабженную в нижней части водозабором в виде конфузора, 2, составной частью которого является цилиндрический электрод 3, присоединенный к положительному полюсу источника постоянного тока (анод). Внутри объема, об1756281 раэованного конфузором с анодом, размещена кислотощелачнсстойкая полупроницаемая перегородка 4, име ащая форму, например, цилиндра, закрытого свеаху обтекателем 5 и открытого снизу. Внутри обье- 5 ма цилиндра, образованного перегородкой

4,установлен электрод 6, соединенный с отрицательным источником постоянного тока (катод). Перегородка 4 разделяет объем водозабора на две камеры: катодную и анод- 10 ную, соотношение объемов которых не меньше 1:10. Для предохранения от попадания инородных предметов устройство снабжено металлической сеткой 7, состыкованной с торцовой частью анода и 15 воронкообразным козырьком 8 и отделяющей анодную камеру от открытого нижнего торца перегородки 4, Обтекатель 5 крепится к конфузору с помощью ребер 9. В обтекателе имеется отверстие 10, закрываемое 20 клапаном 11, установленным на поплавке

12. Для сброса отработанной воды устройство может быть снабжено дополнительной трубой (не показана).

Предлагаемое устройство работает сле- 25 дующим образом.

После достижения заданной глубины и заполнения устройства морской водой поплавок 12 под действием Архимедовой силы за кры вает кла паном 11 отверстие 10. На 30 электроды подается постоянное электрическое напряжение из расчета, чтобы плотность тока на электродах не превышала (0,5-1,0) А/см, при этом в области анода

2 начинает образовываться кислая среда, а у 35 катода щелочная среда. Смешиванию тих растворов, а следовательно, и нейтрализации их, препятствует брезентовая перегородка. Таким образом, в анодной камере создается среда, имеющая сильно кислую 40 реакцию, Известно. что рН морской воды на глубинах порядка 1500-2000 м равен 7,8, что свидетельствует о слабощелочной реакции раствора и соответствующем количестве растворенного в воде сероводорода, Сдви- 45 гание рН в сторону увеличения кислотности приводит к снижению растворимости и необходимости выделения как свободного, так и связанного сероводорода. Выделившийся газ .проходит через конфузор 2, по- 50 ступает в трубу 1 и вызывает лифтирование газоводяной смеси, так как ее удельный вес меньше, чем у морской воды. В процессе подьема гаэоводяной смеси, в связи с уменьшением давления, происходит дальнейшее выделение сероводорода, что создает дополнительную подъемную силу.

Газоводянал смесь поступает на борт добычного судна., где сероводород выделлетсл и собирается для дальнейшей переработки непосредственно на борту либо транспортировки на берег. Отработанная вода возвращается назад в сероводородную зону на глубины порядка 150-200 м. Кроме сероводорода на аноде выделяются в виде пузырьков газа хлор, углекислый газ и др., способствующие лифтированию, а на катоде — водород, который начинает собираться под "колпаком", образованным полупроницаемой перегородкой 4 и обтекателем 5. По мере накопления водорода в укаэанном обьеме,оттуда выдавливается вода, что приводит к постепенному уменьшени о

Архимедовой силы поплавка 12, опусканию клапана 11 и открыванию атверстил 10 че1 реэ которое происходит периодическое стравливание накопившегося в катодной камере водорода, что способствует увеличению объема газа водогазовой среды в трубе

1 и, следовательно, улучшает условил лифтиравания, Испытания, проведенные на модели устройства, показали, что при подкислении наблюдается интенсивное выделение сероводорода, При подкислении до рН = 4,5 выделяется 99,5 сероводорода в свободное состояние от общего содержания в морской ваде.

Формула изобретения

Устройство для десорбционнаго.подь- ема морской воды, содержащей сероводород, включающее трубопровод .с размещенным в нижней части цилиндрическим конфузором, о тл и ч а ю щ е е с л тем, чта, с целью повышения степени десорбции растворенных газов, конфузор подключен к положительному полюсу источника тока, а . внутри конфузора дополнительно устанойлена цилиндрическая втулка, подключеннал к отрицательному полюсу источника тока и отделенная от конфузора диафрагмой, в верхней части которой размещен клапан для вывода газа, 1756281

Составитель Т.Усоха

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Ïåòðîöà

Редактор С.Патрушева

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3058 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5