Способ добычи сероводорода из морской воды и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых из морской воды, в частности к способу и устройству добычи сероводорода, который может быть использован в качестве источника энергии или сырья для получения товарной серы. Сущность изобретения: в сероводородную зону моря (от 150 м и более) опускают устройство с полимерной газопроницаемой мембраной , селективной к сероводороду, например из поли- А метилпентена, которую контактируют с глубинной морской водой, создают разрежение после мембраны и выделенный газ компримируют до необходимого давления , причем устройство с мембраной приводят в колебательное движение путем использования энергии волн моря. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРCTBEННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПЛТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4925778/26 (22) 10.04,91 (46) 28.02.93. Бюл, N 8 (71) Государственное межотраслевое научно-производственное объединение по созданию и освоению прогрессивных экологически чистых технологий в промышленности и энергетике "Экоэнергетикао

Экспериментального творческого центра при Мосгорисполкоме (72) Р,Б.Ахмедов и О.В.Кириченко (73) Акционерное общество пЭ КОЭН" (Межотраслевое научно-производственное объединение по созданию и освоению прогрессивных экологически безопасных и ресурсосберегающих технологий в промышленности и энергетике оЭкоэнергетикап) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 857356, кл. Е 02 0 17!16, 1981.

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых из морской воды, в частности, к способу и устройству добычи сероводорода, который может быть использован в качестве источника энергии или . сырья для получения товарной серы.

Цель изобретения — упрощение технологии и снижение энергетических и капитальных затрат.

Предлагаемый способ добычи сероводорода осуществляется следующим образом.

В сероводородную зону моря на глубину более 150 м опускают устройство с полимерной газопроницаемой мембраной, „„5U„„1799365 АЗ (я)л С 02 F 1/58, Е 02 D 17/16 (54) СПОСОБ ДОБЫЧИ СЕРОВОДОРОДА

ИЗ МОРСКОЙ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ . (57) Изобретение относится к добыче полезных ископаемых из морской воды, в частности к способу и устройству добычи сероводорода, который может быть использован в качестве источника энергии или сырья для получения товарной серы. Сущность изобретения: в сероводородную зону моря (от 150 м и более) опускают устройство с полимерной газопроницаемой мембраной, селективной к сероводороду, например из поли-4 метилпентена,которую контактируют с глубинной морской водой, создают разрежение после мембраны и выделенный газ компримируют до необходимого давления, причем устройство с мембраной приводят в колебательное движение путем использования энергии волн моря. 2 с, и 5 з.п.ф-лы, 3 ил, г

О селективной к сероводороду, например, из поли- 4-метилпентена- 1 или полидиметилсилоксана, .выполненных в виде петлеобразного пучка полых волокон, которые контактируют с глубинной морской водой,содержащей растворенный сероводород.

B соответствии с законом Вант-Гоффа, как показывают расчеты, пврциапьнов дав- (а) ление сероводорода возрастает с глубиной, достигая величийы 22 кгс/см на глубине

1000 м. При таком значительном парциальном давлении сероводород диффундирует из воды через стенку полого газопроницаемого волокна из поли-4-метиленпентена — 1, который обладает высокой селективностью

1799365 по сероводороду. При достижении поверхности моря добытый газ компримируют до необходимого давления для дальнейшего использования.

Для увеличения движущей силы процес. са, т.е. увеличения перепада парциальных давлений серьводорода после мембраны дополнительно создают разрежение.в трубе для транспорта НгЯ.

С целью интенсификации процесса добычи Сероводорода и предотвращения возникновения режима концентрационной поляризаций устройство с гаэопроницаемой мембраной приводят в колебательное движение гравитационно-волновым методом путем использования энергии волн моря.

Ранее выполненными исследованиями было показано, что полые волокна из поли-4 метилпентена-1 с геометрическими раэме- 20 рами: disap = 80 мкм, бвнутр = 40 мкм выдерживают воздействие высокого давления более 300 кгс/см с сохранением формог устойчивости и беэ наблюдаемых деформаций, т.е. сплющивания. Из этого можно 25. сделать вывод, что работоспособность по-. лых волокон из поли-4-метилпентена-1 может быть гарантирована на больших глубинах, вплоть до максимальных для Черного моря, 2212 м, 30

На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б — Б на фиг, 2.

Устройство, реализующее способ добы- 35 чи сероводорода, содержит вертикальную трубу 1 для транспорта газообразного сероводорода, полимерную газопроницаемую мембрану, селективную к сероводороду, например, иэ поли-4-метилпентена-1, выпол- 40 ненную в виде петлеобразных пучков полых волокон 2, открытые концы 3 которых размещены в нижней части трубы 1 и закреплены в блоке 4 из герметизирующего материала. Фланец 5 (диаметр которого на- 45 много превышает диаметр трубы) имеет отверстия 6, сквозь которые протянуты пучки волокон 2, петлеобразные концы которых свободно расположены в морской воде.

Блок 4 иэ герметизирующего материала 50 размещен в полости между фланцем 5 и его торцевой крышкой 7.

Для придания устройству нулевой плавучести оно снабжено грузом 8 на цепной или тросовсй подвеске. Защита пучков по- 55. лых волокон от механических повреждений предусмотрена установкой сетчатого ограждения 8, концентрично трубе 1, С целью интенсификации процесса добычи сероводорода и предотвращения.воэникновления режима концентрационной поляризации устройство приводят в колебательное движение гравитационно-волновым методом посредством поплавка 10, находящегося на поверхности моря и жестко связанного с устройством. Труба для транспорта сероводорода связана гибким рукавом 11 с добычным судном 12.

Пример, Через отверстия 6 фланца 5 пропускают петлеобразные пучки полых газопроницаемых волокон 2 из поли- 4-метилпентена-1 с наружным диаметром d„ap = 80 мкм, бц утр = 40 мкм. Открытые концы пучков под фланцем 5 сводят в трубу 1, а затем закрывают герметично торцевой крышкой 7, которую скрепляют болтами с фланцем 5. Во внутреннюю полость торцевой крышки под необходимым давлением подают герметиэирующий компаунд, например, иэ эпоксидной смолы с отвердителем в таком количестве, чтобы уровень неотвержденно-. го компаунда после пропитки волокна достигал врехнего среза фланца 5, заполнив все отверстия 6, но не выше границы открытых концов волокон в трубе 1. После отверждения компаунда в полости торцевой крышки образуется прочный монолитный неразъемный блок 4, в котором полые волок- . на загерметизированы, а их открытые концы в трубе 1 образуют своеобразный коллектор для сбора сероводорода..

Устройство закрывают сетчатым ограждением 9 концентрично трубе 1 для защиты пучков полых волокон от механических повреждений и транспортируют к месту добычи и окончательно собирают непосредственно на борту добычного судна с установкой подвески с грузсм 8 и поплавка 10, последовательным наращиванием секций трубы 1 и опусканием на заданную глубину. К последней секции трубы подключают гибкий рукав

11 для соединения с вакуум-компрессором добычного судна 12;

Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, осуществляется следующим образом, Полностью снаряженное устройство проверяется на герметичность и опускается на заданную глубину сероводородной эоны мря (150 м и более). С помощью откачной системы из трубы 1 удаляется находящийся там воздух и создаетея необходимое разрежение для удаления остатков воздуха и начала работы устройства.

Под воздействием повышенного парциального давления, с одной стороны, и создаваемого разрежения, с другой стороны, растворенный в морской воде сероводород диффундирует через стенку полых газопро1799365 ницаемых волокон 2, движется по их внутренним каналам к открытым концам З,помещенным в трубу 1, служащую коллектором для сбора и транспорта сероводорода к поверхности моря, далее сероводород поступает по гибкому рукаву 11 на добычное судно 12, где компенсируется компрессором до необходимого давления для дальнейшего использования.

Колебательное. движение устройства осуществляется при помощи поплавка 10, находящегося на поверхности моря и испы тывающего волнение воды.

Таким образом, с применением предложенного способа технология добычи сероводорода из морских глубин заметно упрощается и удешевляется. Предложенный способ и устройство для его реализации может быть использовано экономически выгодно, технически оправдано и эффективно в течение длительного времени, Компоновка оборудования по и редл агаемому способу упрощается, снижается его металлоемкость.

Формула изобретения

1. Способ добычи сероводорода из морской воды, включающий выделение сероводорода иэ морской воды и его подъем с глубины моря на поверхность, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии и,снижения энергетических и капитальных затрат, выделение сероводорода осуществляют путем контакта морской воды с полимерной газопроницаемой мембраной,селективной ксероводороду,создают разрежение после мембраны и выделенный газ компримируют.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, мембрану приводят в колебательное движение за счет энергии волн моря.

5 3. Устройство для добычи сероводорода иэ морской воды, включающее вертикальную трубудля подъема сероводорода с глубины моря. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения

10 энергетических и капитальных затрат, оно снабжено установленной в нижней части трубы полимерной газопроницаемой мембраной, селективной к сероводороду, вакуум-компрессором, подсоединенным к

15 выходу трубы, мембрана выполнена в виде петлеобразных пучков полых волокон, открытые концы которых закреплены в блоке из герметиэирующего материала, имеющем торцевую крышку и фланец с отверстиями, 20 диаметр которого превышает диаметр трубы, при этом пучки волокон протянуты сквозь отверстия фланца, а их петлеобразные концы свободно размещены в морской воде.

25 4. Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что мембрана выполнена из поли4-метилпентена.

5.Устройство поп,3, отл ича ю щеес я тем, что оно снабжено поплавком, рас30 положенным на поверхности моря и жестко соединенным с мембраной.

6; Устройство по и. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено грузом, обеспечивающим мембране нулевую плавучесть.

35 7. Устройство поп.3, отл ича ю щеес я тем, что оно снабжено сетчатым ограждением, установленным концентрично трубе.

1799365.Составитель Р,Ахмедов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор А.Горячева

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

Заказ 7ВВ Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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