Способ приготовления теплоносителя для подземной выплавки серы Советский патент 1983 года по МПК E21B43/28 

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли промышленности и может быть использовано на предприятиях, добывающих серу методом подземной выплавки.

Известен способ приготовления телоносителя, включеиощий смешение -все пластовой воды холодной и горячей в безнапорной емкости, химобработку полученной смеси и последующий ее .нагрев f 1 .

Недостатками способа являются сложность технологической схемы и большие экономические затраты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления теплоносителя, заключающийся в очистке отработанной воды о солей жесткости и сероводорода, нагреве ее путем смаиения с горячей пресной водой и подачей в нагнетательные скважины 2.

Недостатки способа - большие затраты на очистку пластовой воды от солей жидкости и сероводорода, что препятствует созданию оборотного водоснабжения при ПВС, технические трудности, связанные с нагревом пластовой воды холодного водоотлива с температурой ниже 100°С, в результате чего на практике используют для приготовления минерализованного теплоносителя преимущественно горячий водоотлив.

Целью изобретения является создание упрощения технологии и снижение затрат на приготовление теплоносителя.

Указанная цель достигается тем, |что согласно способу приготовления теплоносителя для подземной выплавки серы, включающему очистку отработанной воды от солей жесткости и сероводорода, нагрев ее путем смешения с горячей пресной водой и подачу в нагнетательные скважины, очистке и нагреву подвергают только отработанную воду холодного водоотлива с температурой ниже 100°С, которую собирают в безнапорную емкость, после чего смесь воды холодного водоотлива и пресной воды сжимают до давления горячего водоотлива , смешивают с отработанной водой горячего водоотлива, полученную смесь дожимают до давления 0,81,2 МПа и догревают до температуры 165°С.

Кроме того на смешение при нагреве воды холодного водоотлива пресную воду подают в количестве, равном разности объемов теплоносителя, подаваемого на выплавку серы отработанного теплоносителя.

На чертеже показана схема установки для осуществления способа.

Воду холодного водоотлива с температурой ниже ЮСУс собирают в безнапорный коллектор i, откуда по трубопрог воду 2 через задвижку 3 вода с температурой 60-80°С поступает в открытую емкость 4. Здесь происходит частично .удаление сероводорода в результате естественной аэрации, и далее вода п трубопроводу 5 через задвижку 6 поступает в отделение обработки 7, где ее очищают от солей жесткости при помощи, например, известкования. Образующийся при этом шлам удаляют через задвижку 8 по трубопроводу 9. Обработанную воду направляют по трубопроводу 10 через задвижку 11 на смешение с пресным теплоносителем в количестве, равном 15-20% от количества закачиваемого в залежь теплоносителя. Последнее объясняется тем, что теплоноситель фильтруется по рудной залежи, разогревая ее и выплавляя серу, а отработанный теплоноситель (пластовая вода ) через водоотливные скважины сбрасывается на порерхность. Количество пластовой воды составляет 80-85% от расхода теплоносителя.

Остальные 15-20% от количества закачиваемого теплоносителя фильтруются по периферии рудной залежи и остаются в земных недрах. Поэтому при создании оборотного водоснабжения при ПВС за счет использования пластовой воды требуется подпитка получаемого минерализованного теплоносителя пресным теплоносителем из костельной в количестве, равном разности расходов теплоносителя и пластовой воды, т.е. равном 15-20% от количества закачиваемого в залежь теплоносителя.

Пресный теплоноситель поступает по трубопроводам 12 и 13 на смешение при давлении 0,8-1,2 МПа и с тейпературой 1бО-165°С. При этом пресный теплоноситель электирует воду, повышая ее температуру. В результате c шeния получают воду с температурой 80-9б°С, что определяется по уравнению теплового баланса. .

Далее воду через задвижку 14 подают на насос 15, который сжимает ее до давления воды горячего водоот лива, т.е. до 0,3-0,4 МПа, после ;чего воду холодного водоотлива подают по трубопроводу 16 через задвижку 17 на смешение с водой горячего водоотлива.

Воду горячего водоотлива с температурой выше 100°С и давлением 0,3-0,4 МПа собирают в напорный коллектор 18, откуда через задвижку 19 по трубопроводу 20 подают на смешение с водой холодного водоотлива. Полученную смесь по трубопроводу-21 подают через, задвижку 22 на насос

:23, который повышает давление воды до 0,8-1,2 МПа и подает ее по трубопроводу 24 через задвижку 25 на догрев в контактный теплообменник 26, в котором смесь догревают, например, водяным паром до ISO-ieS C. Приготовленный таким образом минерализованный теплоноситель подают по трубопроводу 27 к нагнетательным скважинам и используют для подземной выплавки серы.

П р и м е р. На руднике ПВС производительностью 600 тыс.т-серы в год в нагнетательные скважины закачивают 1200 теплоносителя при давлении 1,0 МПа и температуре 1бО°С В процессе фильтрации теплоносителя по рудной залежи 200 м/ч теплоносителя уходит в земные недра, а 1000 через водоотливные скважины изливается на поверхность. При этом 400 воды имеет температуру от 40 до 100°С (холодный водоотлив), а 600 - выше (горячий водоотлив). Для создания оборотного водоснабжения при ПВС .на руднике построено 10 установок для приготовления минерализованного теплоносителя из пластовой воды производительностью 120 м /ч каждая. При этом на каждую установку подают 40 воды холодного водоотлива с температурой , 60 воды горячего водоотлива с температурой 120°С и 20 пресного теплоносителя из котельной с температурой

.

Содержание сероводорода в воде холодного водоотлива составляет ,250 мг/л. Для догрева всего отрабо- танного теплоносителя (пластовой воды j воду холодного водоотлива со бирают в открытую емкость, в которой за счет естественной аэрации содержание сероводорода снижается до 80 мг/л. Затем воду холодного водоотлива обрабатывают известью, удаляя таким образом карбонатные соли жесткости. Обработанную воду смешивают с пресным теплоносителем.

Температура воды после смешения составляет (из теплового баланса): 40-70 + 20-160 60t ,

4 О и 2 О - расходы воды холод-, ного водоотлива и

пресного теплоносителя /

70 и 160 - соответствукяцие тем пературы ;

t - температура воды после смешения

40-70 + 20-160

- -.

10

С учетом потерь тепла в окружаклцую среду температура воды составляет 98°С.

Полученные 60 воды с температурой 100°С сжимают насосом типа НК до давления 0,3 МПа и смешивают с 60 .воды горячего водоотлива которую подают на смешение с тем же давлением 0,3 МПа. Температура воды горячего водоотлива перед смешением составляет 120°С. После смешения получают воду при давлении

0,3 МПа и температурой 109°С, что определяется из теплового баланса смешения воды горячего и холодного водоотливов. Полученную смесь подают на насос типа НК 120, который повышает давление смеси до 1,О МПа и подает ее для догрева в контактный теплообменник где температуру смеси повышают до 160.С за счет догрева ее водяным паром.

Полученный минерализованный теплоноситель используют для подземной выплавки .

Применение предлагаемого способа позволяет получить по сравнению с известным следующие преимущества: снизить затраты на очистку пластовой воды, так как обработке подвергают не всю воду, в только воду холодного водоотлива, обеспечить надежный догрев всей пластовой воды, благодаря удалению карбонатных солей есткости, которыми характерна вода холодного водоотлива.

Таким образом, предлагаемый способ решает задачу создания обратного вооснабжения при ПВС.

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ ВЫПЛАВ;КИ.СЕРЫ, включающий очистку отработанной воды от солей жесткости и се роводорода, нагрев ее путем смешени с горячей пресной водой и подачу в. нагнетательные скважины, о т ли ч ю щ и и с я тем, что, с целью упрощ ния технологии и снижения затрат на приготовление теплоносителя, очистке j и нагреву подвергают только отработанную воду холодного водоотлива с температурой ниже 100°С, которую собирают в безнапорную емкость, после чего смесь воды холодного водоотлива и пресной воды сжимают до давления горячего водоотлива, смоиивают с отработанной водой горячего водоотлива, полученную смесь дожимают до давления 0,8-1,2 МПа и догревают до температуры . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на смешение при нагреве воды холодного водоотлива пресную воду подают в количестве, f равном разности объемов теплоносителя подаваемого на выплавку серы и отработанного теплоносителя. 1О) vj оо