Метод за извличане на сероводород от дъното на Черно море
Собственици на патент RU 2338869:
Изобретението се отнася до енергетиката и екологията, по-специално до извличането на сероводород като гориво от дъното на Черно море и по този начин до предотвратяване на естественото му издигане в повърхностния обитаем слой на морето. Осигурява повишаване на ефективността на метода чрез намаляване на мощността на производството на сероводородни средства. Същността на изобретението: методът включва тръба, опъната до дълбочината на сероводородния слой. Съгласно изобретението се взема неръждаема или полимерна тръба. Те го свързват с резервоар, разположен на брега, и образуват комуникационни съдове между резервоара и морето. Водната помпа премества сероводородната вода към водната струйна помпа, като същевременно улавя сероводорода във вакуумната кухина на водната струйна помпа, освободен от сероводородната вода поради рязко намаляване на налягането. Получената газово-водна емулсия се разпръсква с центробежна дюза в отделен контейнер и накрая се отделя сероводородът от чистата вода, която се връща в морето, а сероводородът се изпраща през пеноразрушители за изгаряне и производство на гореща водна пара за работата на турбоелектрически генератор. Серният диоксид се изпраща в завод за производство на сярна и сярна киселина. 1 болен.
Изобретението се отнася до енергетиката и екологията, по-специално до извличането на сероводород от дъното на Черно море и по този начин до предотвратяване на естественото му издигане до повърхностния, населен слой на морето.
Напоследък, във връзка с катастрофата на самолет А-320 край град Сочи, отново има известен интерес към сероводорода, който постепенно се натрупва в дънния слой на Черно море.
Образува се в процеса на утаяване на разложени в резултат на жизнената активност на сулфат-редуциращи бактерии в безкислородна среда на органични вещества, постъпващи в морето отреки, вливащи се в него.
Сероводородът е отровно и корозивно химическо съединение, което уврежда морския живот, подводните газопроводи, котвите и потъналите предмети. Но има и положително качество: калоричността му е сравнима с тази на природния газ.
Освен това сероводородът, за разлика от горимите природни газове, е постоянно възобновяемо вещество.
В Черно море концентрацията на сероводород се увеличава значително, като се започне от дълбочина 125 метра. Сероводородът е силно разтворим във вода и следователно се издига на повърхността само поради постоянното му подаване към долния слой.
Според експерименталните данни на В. И. Кравец и В. И. Губанов концентрацията на сероводород в диапазона на дълбочина 100-1000 m монотонно нараства от 0,06 до 8,5 mg/l, а в диапазона 1000-2000 m рязко нараства от 8,5 до 11,3 mg/l.
На максимална дълбочина - в точката на пресичане на севастополския меридиан с паралела Сухуми, равна на 2245 метра, средната концентрация на сероводород е 13 mg / литър. Температурата на тази дълбочина е 9°С и практически не зависи от сезона.
Изчисленията показват, че общите запаси от сероводород в Черно море са около един милиард тона.
Такова количество сероводород, като се има предвид по-ниската калоричност в сравнение с природния газ, е достатъчно, например, за енергийно захранване на крайбрежните райони на цялото Черноморие.
Сероводородът може да се използва не само като гориво, той е от съществено значение за производството на сярна киселина, сулфиди, за органичен синтез и химичен анализ, както и за нуждите на медицината (сероводородни вани).
Постоянното натрупване на сероводород в дълбоките слоеве на морето води до неговотобавно проникване в горните слоеве - по-малко от 125 метра.
В същото време се проявява токсичното му действие върху живите организми и поради окисляването му концентрацията на кислород намалява. През последните 50 години рибните запаси в Черно море са намалели 10 пъти, а делфините са станали редки гости, въпреки че преди 50 години е имало около 8 милиона индивида.
Така първият технически резултат от изобретението се състои в това, че постоянно образуващият се замърсител под формата на сероводород може постепенно да се отстранява от Черно море (сп. "Изобретател и новатор" № 2, 1996 г.).
Недостатъкът на този метод е високата мощност на вакуумната помпа, изпомпваща вода от долния слой.
Целта на изобретението е да се намали мощността на производството на сероводородни средства.
Известен е метод за постепенно отстраняване на натрупания сероводород с помощта на фонтан газ-вода, който се образува поради разликата в хидростатичното налягане на нивото на среза на приемната тръба, спуснато до дълбочината, и налягането на сместа газ-вода на същото ниво вътре в тръбата.Този метод е разработен от харковските учени А. Максименко и А. Тарантс (www.krana.org.ua), но все още не е експериментално тестван.
Проблемът се решава с помощта на ефекта на комуникиращите съдове, както следва: вземаме тръба и я спускаме вертикално до определена дълбочина, издигаме вода от дадена дълбочина въз основа на ефекта на комуникиращите съдове до морското равнище, частично освобождаваме сероводород от нея поради рязко намаляване на налягането и повишаване на температурата му, когато водата се покачва. След допълнително пречистване ние изпращаме сероводород с помощта на компресор към производството на сярна киселина.
Вторият технически резултат от изобретението е да се опрости технологичната схема за извличане на сероводород във връзка с изключването на мощнивакуумни помпи за изпомпване от голяма дълбочина на долния слой вода.
Трябва да се отбележи, че в комуникиращите съдове течността с еднаква плътност е поставена на същото ниво. Ако плътностите са различни, тогава съотношението на нивата (h) ще бъде равно на
където γ1 е специфичната маса на повърхностните води;
γ2 - специфична маса на дънната вода.
По този начин, с достатъчна степен на точност, течността в комуникиращите съдове може да се счита за хомогенна.
Методът се осъществява по следния начин (виж чертежа).
Вземаме неръждаема или полимерна тръба 1 и я спускаме в единия край до определена дълбочина на Черно море, свързваме тръбата със събирателен резервоар 2, разположен на брега и в който, в съответствие с принципа на комуникиращите съдове, задаваме нивото на сероводородна вода, съответстващо на морското равнище, спускаме тръба 3 в резервоара до дъното му и свързваме другия край на тръбата 3 към водната помпа 4, която е свързана чрез тръба 5 към водоструйната помпа 6, вакуума um кухина на водната струя свързваме помпата с тръба 7 към резервоар 2, свързваме водоструйната помпа с тръба 8 към терминален резервоар 9, тръба 8 вътре в резервоар 9 завършва с центробежен пулверизатор 10, а над него монтираме сепаратор за пяна 11, резервоар 9 с тръба 12 е свързан към газова помпа 13 с изходяща тръба 14, а тръба 15 е потопена в морето. Включваме помпи 4 и 13 и преместваме сероводородната вода, разположена в долната част на резервоара, през тръбата 5 към водоструйната помпа 6, където улавяме сероводорода, освободен от сероводородната вода поради рязкото намаляване на налягането от вакуумната кухина на помпата, като същевременно поддържаме нивото на сероводородната вода в резервоар 2 чрез свойството на комуникационните съдове. съответстващ на морското равнище. Емулсията газ-вода, образувана във водоструйната помпа, се изпраща през тръба 8 към събирателния резервоар 9,където го пръскаме с центробежна дюза 10 и накрая отделяме сероводорода от чистата вода, която връщаме в морето през тръба 15. Газообразният сероводород от резервоара 9 през тръбата 12 с помощта на газовата помпа 13 се насочва през тръбата 14 към инсталацията за производство на сярна киселина.
Трябва да се отбележи, че полученият по този начин сероводород може успешно да се изгори с излишък на кислород съгласно уравнението: 2H2S+3O2=2H2O+2SO2+1125 kJ, като горещата водна пара може да се използва за работа на турбоелектрическия генератор. Полученият серен диоксид SO2 (серен анхидрид) при нормална температура се втечнява под налягане от 4-5 атмосфери и може да бъде изпратен в завод за производство на сярна (H2SO3) и сярна (H2SO4) киселини. В промишлеността обикновено се използва друг метод за получаване на серен диоксид: чрез печене на сулфидни руди (например пирит).
Чистият водород може да бъде получен от сероводород чрез разлагането му на H2 и S с помощта на технология с плазмена мембрана, разработена в Института Курчатов.
Метод за извличане на сероводород от дъното на Черно море, включващ тръба, опъната до дълбочината на сероводородния слой, характеризиращ се с това, че те вземат неръждаема или полимерна тръба, свързват я към резервоар, разположен на брега, и образуват комуникационни съдове между резервоара и морето, водната помпа премества сероводородната вода към водоструйната помпа, като същевременно улавя сероводорода, освободен от сероводородна вода поради рязко намаляване на налягането с вакуумна кухина на водоструйната помпа и получената газово-водна емулсия се напръсква с центробежна дюза в отделен контейнер и накрая сероводородът се отделя от чистата вода, която се връща в морето, а сероводородът се изпраща през разбивачи на пяна за изгаряне и производство на гореща водна пара за работата на турбоелектрически генератор, исерен диоксид се изпраща в завод за производство на сярна и сярна киселина.