СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ВОДНЫХ СРЕД Российский патент 1999 года по МПК C02F1/20 C02F1/58 C02F1/74 

Описание патента на изобретение RU2134237C1

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, в частности к извлечению сероводорода из сероводородсодержащих вод.

Известно, что применяемые в настоящее время методы разработки сернистых руд связаны с необходимостью откачивания и очистки дренажных и пластовых вод от сероводорода, содержание которого в этих водах колеблется от 0,05 до 0,20 кг/м3 [1, с. 65, 66].

Большие запасы сероводорода (не менее 7,6 миллиардов тонн) содержатся в Черном море. На глубине 100 - 200 м концентрация сероводорода составляет 11 - 14 мл/л [2], а у дна моря, на глубине до 750 м, имеются локальные зоны аномально высоких концентраций, достигающих 200 г/м3 [3].

Известно несколько способов извлечения сероводорода из водных сред, например, путем подкисления воды до pH = 4,0 - 5,0 с наложением вибрации частотой от 5 • 103 до 10 • 103 мин-1 [4] или путем воздействия на воду электрогидравлическими ударами [5].

Известен также способ подъема морской воды и извлечения содержащегося в ней сероводорода, который заключается в лифтировании из глубинных слоев газоводяной смеси, образующейся в результате подачи в морскую воду углекислоты [6].

Наиболее близким к заявляемому и принятым нами за прототип является способ очистки от сероводорода дренажных и пластовых вод, согласно которому подлежащую очистке воду подкисляют минеральной кислотой до pH ≤ 5 и подвергают аэрации [1, с. 65, 66]. Недостатком данного способа является необходимость затрат на минеральную кислоту, используемую для подкисления сероводородсодержащей воды. Кроме того, побочные отрицательные последствия применения этого способа - загрязнение атмосферы извлекаемым из воды сероводородом.

Задачей предлагаемого способа, в отличие от прототипа, является снижение затрат на осуществление способа и утилизация извлекаемого из воды сероводорода.

Это достигается тем, что выделяющийся из воды сероводород окисляют, часть получаемой при этом серной кислоты используют для подкисления исходной воды, а выделяющееся в процессе окисления сероводорода тепло используют по прямому назначению или для производства электрической энергии.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, предназначенное преимущественно для извлечения сероводорода из глубинных сероводородсодержащих слоев воды Черного моря, а на фиг. 2 - фрагмент барботера для ввода воздуха в увеличенном масштабе.

Устройство представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из двух соосных секций 1 и 2. Нижняя секция 1 образует внутри верхней секции 2 переливную горловину 3 и снабжена барботером 4 для ввода воздуха через штуцер 5, устройством 6 для ввода серной кислоты, а такте штуцером 7 с подводящим трубопроводом 8 для забора воды из сероводородсодержащего слоя моря. В верхней секции 2 имеется штуцер 9 для выхода газовоздушной смеси и штуцер 10 с трубопроводом 11 для отвода отработанной воды. Штуцер 9 соединен с установкой 12, предназначенной для окисления (сжигания) сероводорода.

Равномерное распределение воздуха в виде пузырьков по сечению секции 1 осуществляется барботером 4, который представляет собой трубную решетку, размещенную выше штуцера 5 и снабженную выступающими вниз патрубками 13 с перфорацией 14. В мернике 15 содержится пусковой запас серной кислоты. Для отвода части серной кислоты и подачи ее в аппарат служит дозирующее устройство 16.

Извлечение сероводорода из морской воды и его переработка предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

Аппарат, включающий в себя секции 1 и 2, устанавливают в море в полупогружном состоянии, а водозаборное устройство трубопровода 8 размещают в глубинных слоях моря, в зоне максимальной концентрации сероводорода. Для запуска устройства в аппарат через штуцер 5 подают сжатый воздух, а из сборника 15 в устройство 6 дозирующим устройством 16 - серную кислоту. Воздух, поступающий через штуцер 5 под трубную решетку, вытесняет воду из-под решетки и через отверстия 14 в частично обнажившихся патрубках 13 барботирует в зону секции 1, образуя газоводяную смесь. Обладая меньшей плотностью по сравнению с плотностью воды, газоводяная смесь поднимается вверх (эффект газлифта), обеспечивая ток сероводородсодержащей воды через заборный трубопровод 8 и штуцер 7 внутрь аппарата.

Поступающая через устройство 6 в расчетном количестве серная кислота создает внутри аппарата среду с pH не менее 5. В результате подкисления воды растворенный в воде сероводород переходит в свободное состояние и сорбируется контактирующими с ним пузырьками воздуха. Газоводяная смесь, содержащая сероводород, поднимается в секцию 2 аппарата, где разделяется на жидкую и газовую фазы. Освобожденная от газа вода поступает через переливную горловину 3 в кольцевое пространство между секциями 1 и 2 и через штуцер 10 по трубопроводу 11 возвращается в зону сероводородсодержащего слоя воды.

Дале процесс идет в непрерывном установившемся режиме.

Газовая смесь, состоящая из воздуха и сероводорода, из верхней зоны секции 2 через штуцер 9 направляется в установку 12 для переработки одним из известных методов. При окислении сероводорода могут быть получены такие ценные продукты, как сера и серная кислота, а также значительное количество тепловой энергии. Так, при сжигании сероводорода по методу "мокрого катализа" [7, с. 119-121] в печах, объединенных с котлами-утилизаторами, получают серную кислоту и пар энергетических параметров, который используется для выработки электроэнергии. Из 1 кг сероводорода образуется 2,88 кг серной кислоты, при этом на 1 м3 сероводорода расходуется около 8 м3 воздуха, содержащего кислород, необходимый для полного сжигания сероводорода. Этим соотношением определяется максимальное количество воздуха, который подается в описываемом аппарате для сорбирования сероводорода из воды.

При условии извлечения из 1 м3 морской воды 0,05 кг сероводорода количество получаемой из него серной кислоты составляет 0,114 кг. Из них примерно 0,0005 кг направляется в цикл для подкисления воды внутри аппарата до величины pH 4 - 5.

Использование установки, работающей по предлагаемому способу, производительностью по сероводороду, например, 1600 нм3/ч, в комплекте с серийным агрегатом ПСК-10/40 [7, с. 122], позволит производит в час 700 кг серной кислоты, а также 10 тонн пара давлением 3,5 - 4,0 МПа и температурой 400 - 500oC, пригодного для выработки электроэнергии.

Кроме того, извлечение сероводорода способствовало бы решению важной проблемы - очистке вод Черного моря от такого токсичного вещества, каким является сероводород [7, 8].

Похожие патенты RU2134237C1

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ ВОДЫ ЧЁРНОГО МОРЯ 2015
  • Дозоров Том Анатольевич
  • Смирнов Геннадий Васильевич
RU2610429C2
Способ экологически безопасного извлечения энергетических и минеральных ресурсов Черного моря 2017
  • Марончук Игорь Евгеньевич
  • Кулюткина Тамара Фатыховна
RU2673828C1
Способ подъема морской воды,содержащей сероводород,и устройство для его осуществленния 1978
  • Бубис Юрий Вольфович
  • Качалкин Владимир Иванович
  • Нурок Григорий Аркадьевич
  • Ржевский Владимир Васильевич
SU857356A1
СПОСОБ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ЧЕРНОГО МОРЯ ОТ СЕРОВОДОРОДНОГО ЗАРАЖЕНИЯ 2018
  • Марончук Игорь Евгеньевич
  • Кулюткина Тамара Фатыховна
RU2704683C1
Установка для получения из воды сероводорода 2023
  • Попов Александр Ильич
  • Щеклеин Сергей Евгеньевич
RU2816977C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА 2017
  • Терещук Валерий Сергеевич
  • Стаценко Иван Николаевич
  • Степанов Игорь Николаевич
RU2671724C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ 2016
  • Хайрулин Сергей Рифович
  • Исмагилов Зинфер Ришатович
  • Пармон Валентин Николаевич
  • Комаров Фоат Фагимович
  • Шабалин Олег Николаевич
  • Лотфуллин Наиль Нурулович
  • Буров Валерий Васильевич
  • Голованов Антон Александрович
RU2639912C1
Способ получения декан-дикарбоновых кислот 1976
  • Никишин Геннадий Иванович
  • Старостин Евгений Кузьмич
  • Радюкин Юрий Николаевич
  • Закревский Владимир Михайлович
  • Цветков Вальтер Федорович
  • Рассказова Зоя Николаевна
  • Розина Евгения Александровна
  • Гурков Борис Анатольевич
SU644776A1
Способ выделения сероводорода из природных вод 1979
  • Чамин Н.Н.
  • Юткин Л.А.
  • Филиппова Е.И.
SU919279A1
Устройство для десорбционного подъема морской воды, содержащей сероводород 1989
  • Баранов Евгений Герасимович
  • Головин Геннадий Андреевич
  • Кривощеков Вячеслав Иванович
  • Крымский Виталий Иванович
  • Светкина Елена Юрьевна
SU1756281A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 134 237 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ВОДНЫХ СРЕД

Изобретение относится к области добычи полезных ископаемых, в частности к извлечению сероводорода из сероводородсодержащих вод, преимущественно из глубинных слоев Черного моря. Способ заключается в подкислении сероводородсодержащей воды частью серной кислоты, получаемой окислением извлеченного из воды сероводорода, причем выделяющееся в процессе окисления сероводорода тепло повторно используют. Способ обеспечивает снижение затрат на осуществление способа и возможность утилизации извлекаемого из воды сероводорода. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 134 237 C1

Способ извлечения сероводорода из природных водных сред, преимущественно из глубинных водных слоев моря, путем подкисления сероводородсодержащей воды минеральной кислотой и аэрации ее, отличающийся тем, что выделяющийся из воды сероводород окисляют, часть получаемой при этом серной кислоты используют для подкисления исходной воды, а выделяющееся в процессе окисления сероводорода тепло утилизируют.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2134237C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Менковский М.А., Яворский В.Т
Технология серы
- М.: Химия, 1985, с
Разборное приспособление для накатки на рельсы сошедших с них колес подвижного состава 1920
  • Манаров М.М.
SU65A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ очистки воды от сероводорода 1980
  • Яворский Виктор Теофилович
  • Калымон Ярослав Андреевич
  • Кроквенко Валерий Иванович
  • Ковальский Игорь Остапович
  • Коноваленко Зоя Львовна
  • Чайко Надежда Иосифовна
  • Мельник Владимир Федорович
  • Дулебяник Леонида Васильевна
  • Гресько Андрей Федорович
SU937349A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Способ локальной очистки высококонцентрированных сульфидсодержащих зольных стоков и установка для его осуществления 1988
  • Чурбанова Ирина Николаевна
  • Кудряшова Глафира Николаевна
  • Начева Петя Михайлова
  • Федоровская Татьяна Григорьевна
  • Лабуренко Юлия Александровна
SU1579902A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1
Способ добычи сероводорода из морской воды и устройство для его осуществления 1991
  • Ахмедов Рустам Берович
  • Кириченко Олег Васильевич
SU1799365A3
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
СИСТЕМА ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА 1989
  • Ахмедов Р.Б.
  • Ахмедов Э.Р.
  • Рязанов А.К.
RU2010011C1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
Центрифуга 1976
  • Повалихин Николай Васильевич
  • Лукъяненков Иван Иванович
  • Полонский Леонид Сендерович
SU576124A1
Способ восстановления хромовой кислоты, в частности для получения хромовых квасцов 1921
  • Ланговой С.П.
  • Рейзнек А.Р.
SU7A1
Решето для разделения зерновой смеси 1973
  • Алферов Сергей Алексеевич
  • Ермольев Юрий Иванович
  • Колышев Петр Павлович
  • Шелякин Елладий Геннадьевич
SU512804A1
Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1
US 5207927 A, 1993
Разборный с внутренней печью кипятильник 1922
  • Петухов Г.Г.
SU9A1
МАШИНА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ 2002
  • Майер Доглиони Лука
RU2283016C2
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
DE 3729224 A1, 1989
Походная разборная печь для варки пищи и печения хлеба 1920
  • Богач Б.И.
SU11A1
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву 1922
  • Киселев Ф.И.
SU56A1

RU 2 134 237 C1

Авторы

Бойцов Е.Н.

Ковальский В.А.

Даты

1999-08-10Публикация

1997-07-16Подача