Способ газлифтного подъема гидросмеси и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И E (883448

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.05.79 (21) 2800264/29-03 (51) М Кл а с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 С 45/00

Государственный комнтет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 28.1!.81 (53) УДК 622.234..5 (088.8) по делам нзобретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

Г. М. Лезгинцев, В. И. Попов, А. С. Бел

/

Всесоюзный научно-исследовательский «нститут горного дела, цветной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГАЗЛИФТНОГО ПОДЪЕМА ГИДРОСМЕСИ

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к гидромеханизации, в частности к устройствам для трубопроводного подъема гидросмеси, и предназначено для использования при разработке глубоководных месторождений полезных ископаемых дна морей и океанов.

Известны способы газлифтного подъема твердых полезных ископаемых по трубопроводу при помощи сжатого воздуха, вырабатываемого компрессорами (lj.

Недостатком таких способов газлнфтного подъема является их высокая энергоемкость, объясняющаяся необходимостью применения компрессоров высокого давления и большими потерями напора по длине трубопровода прн. выдаче сжатого воздуха под воду на значительную глубину.

Известны также способы газлифтного подъема твердых полезных ископаемых изпод воды, осуществляемые термоэлектрическим разложением воды, поступающей в форсунку из окружающей среды.

Термоэлектрическое .разложение воды производится при помощи вмонтированного в форсунку генератора, выполненного. в виде перемещающихся положительных и отрицательных электродов 12).

Недостатками этих способов являются низкая эффективность их применения вследствие неполного использования образующихся в генераторе газов и значительных потерь энергии при термоэлектрическом разложении воды, а также образование в трубопроводе взрывоопасного гремучего газа.

Цель изобретения — повышение эффективности подьема н транспортирования гид росмеси.

Поставленная цель достигается тем, что при способе газлифтного подъема гидросме си, включающем подачу в форсунку и подьемный трубопровод парогазовой смеси,. об1$ . разующейся в газогенераторе сжиганием ,смеси водорода и кислорода, получаемой электролизом окружающей среды, после электролиза производят разделение водорода и кислорода и их раздельную подачу в газогенератор.

При этом, в устройстве для газлнфтного подьема гндросмесн, включающем подъемный трубопровод с заборным устройством, генератор, электролизер и форсунку, элек883449 тролизер снабжен газгольдерами, установленными ниже генератора и форсунки.

На чертеже представлена общая схема устройства, реализующего способ газлифтного подъема гидросмеси.

Опущенный с судна под воду,до дна океана или моря подъемный трубопровод 1 снабжен в нижней части заборным устрой-. ством 2, а в верхней — газоотделителем 3.

На заданной глубине погружения Н подьемный трубопровод 1 оснащен парогазовым коллектором с форсункой 4 для ввода в подъемный трубопровод I парогаза, явля1ощсгося рабочим телом газлифта. Для образования парогаза предусмотрен газогенератор 5, в котором снижается переобогащснная смесь кислорода и водорода. Кислород и водород получаются в электролизере б из окружающей воды.

Г1олученные газы собираются в газголь дерах 7, откуда по трубопроводам 8 и 9, через запорно-дренажные устройства 10 и

I 1, по трубопроводам 12 и 13 подводятся, к регулятору 14, а затем поступают в газогенератор 5. Избыток кислорода, неиспользуюгцийся в газогенераторе 5, по трубопроводу 15 поступает на поверхность, где утилизируется.

Энергопитание электролизера 6 осущсстзляется от электрогенератора 16 по кабелю 17.

Необходимые преобразования электроэнергии проводятся с помощью погружных трансформатора 18 и выпрямителя 19. Электрогснератор 16 приводится от тепловой энергетической установки 20, в которую от газоотделителя 3 по трубопроводу 21 подается водород, выделенный, из трехфазной смеси, транспортируемой по подъемному трубопроводу I. Для сбора поднимаемых в потоке трехфазной смеси твердых частиц полезного ископаемого предусмотрен трюм судна 22. Газогенератор 5 и парогазовый коллектор с форсункой 4 имеют рубашку воляного охлаждения 23, вода в которую подается насосом 24, приводимым погружным электродвигателем 25.

Р еализуется способ следующим образом.

После подачи электроэнергии в электролизер 6 и заполнения образующимся водородом и кислородом газгольдером 7 газы по системе трубопроводов и за порно-дренажных устройств 8 — -13 через регулятор 14 поступают в газогенератор 5. Воспламенение газовой смеси в газогенераторе 5 производится электрическим путем, а рабочее давление в камере газогенератора выбирается большим, чем гидростатическое давле«ve на глубине H. При этом необходимый перепад давления в камере газогенератора 5 создается за счег погружения электролизера 6 и газгольдеров 7 на глубину превышающую.глубину Н на величину h.

Образующийся в газгольдере 5 парогаз, состоящий из водяного пара и 80--600/о несгоревшего водорода, с температурой до

= 1500 К, через парогазовый коллектор с форсункой 4 поступает в подъемный трубопровод 1, создавая в нем водо-парогазовую смесь с удельным весом, меньшим чем удельный вес окружающей подъемный трубопровод 1 воды, что является основой работы газлифта и создает восходящий поток в подъемном трубопроводе 1. Этот поток всасывает через заборное устройство 2 твердые полезные ископаемые, которые в двухфазном потоке транспортируются до уровня парогазового коллектора с форсункой 4, где йри постоянной подаче в подъемный труФХ бопровод 1 парогаза создается трехфазная смесь, устремляющаяся вверх к газоотделителю 3. Здесь отделяется из смеси несгоревший водород и по трубопроводу 21 поступает в качестве дополнительного горючего в тепловой двигатель 20. Туда же для ин 0: тенсификации процесса выработки энергии может подаваться по трубопроводу 15 кислород, расходуемый также на технологические нужды.

Применение предлагаемого способа газлифтного подъема гидросмеси и устройства для его осуществления позволит повысить эффективность подъема и транспортирования гидросмеси вследствие более полного использования газов и меньших потерь энергии при термоэлектрическом разложении воды.

Формула изобретена»

Способ газлифтного подъема гидросмеси, включающий подачу в форсунку и подъемный трубопровод парогазовой смеси, образующейся в газогенераторе сжиганием смеси водорода и кислорода, получаемой электролизом окружающей воды, отличаюа!ийся тем, что, с целью повышения эффективности подъема и транспортирования гидросмеси, после электролиза производят разделение водорода и кислорода и их раздельную подачу в газогенератор.

2. Устройство для газлифтного подъема гидросмеси, включающей подъемный трубопровод с заборным устройством, генератор, форсунку и электролизер, отличающееся тем, что электролизер снабжен газгольдерами, установленными ниже генератора и форсунки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3765727, кл. 302 в 14, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР и № 581725, кл. Е 2! С 45/00, 1974 (прототип).

883449 аИЬрад МисмрИ ай% Рарагау 8> цюяяая смесь — Я « раэная смесь вв

Составитель Р. Адиатулина

Редактор А. Шандор Техред А. Бойкас Корректор С. 1Иомак

Заказ О! 57/51 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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