Устройство для десорбционного подъема морской воды, содержащей сероводород Советский патент 1992 года по МПК C02F1/46 

Изобретение относится к подводной добыче полезных ископаемых с глубин моря и предусматривает выделение для последующего использования растворенных в воде, газов, например сероводорода.

Недостатком известного устройства является дополнительный расход (подача) углекислого газа для насыщения им морской воды, большой расход материала на изготовление двух концентричных труб, что усложняет процесс подъема морской воды с глубины.

Цель изобретения - повышение степени десорбции растворенных газов.

Способ добычи состоит в следующем.

Опущенное в море устройство заполняется морской водой. При достижении требуемой глубины на электроды подается постоянное электрическое напряжение. Так как морская вода представляет собой электролит, то между катодом и анодом через брезентовую перегородку начинается движение ионов (катионов к катоду, анионов к аноду). В области анода через некоторое время образуется кислая среда, вследствие чего начинается интенсивное выделение сероводорода. Выделившийся сероводород по мере подъема его по устройству создает разность давления на жидкость, находящуюся внутри устройства и в море, что вызывает подъем воды по трубе. По мере подъема воды (лифтирования) за счет снижения давления повышается выделение газа из воды. При достижении поверхности газ собирается для переработки, а дегазированная вода возвращается в море.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Устройство имеет трубу 1, снабженную в нижней части водозабором в виде конфузора, 2, составной частью которого является цилиндрический электрод 3, присоединенный к положительному полюсу источника постоянного (анод). Внутри объема, обгая Х

сл ого

«в

разованного конфузором с анодом, размещена кислотощелочнсстойкая полупроницаемая перегородка 4, имеющая форму, например, цилиндра, закрытого сверху обтекателем 5 и открытого снизу. Внутри объема цилиндра, образованного перегородкой 4,установлен электрод 6, соединенный с отрицательным источником постоянного тока (катод). Перегородка 4 разделяет обьем водозабора на две камеры: катодную и анодную, соотношение объемов которых не меньше 1:10. Для предохранения от попадания инородных предметов устройство снэб- жено металлической сеткой 7, состыкованной с торцовой частью анода и воронкообразным козырьком 8 и отделяющей анодную камеру от открытого нижнего торца перегородки 4. Обтекатель 5 крепится к конфузору с помощью ребер 9. В обтекателе имеется отверстие 10, закрываемое клапаном 11, установленным на поплавке 12. Для сброса отработанной воды устройство может быть снабжено дополнительной трубой (не показана).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После достижения заданной глубины и заполнения устройства морской водой поплавок 12 под действием Архимедовой силы закрывает клапаном 11 отверстие 10, На электроды подается постоянное электрическое напряжение из расчета, чтобы плотность тока на электродах не превышала (0,5-1,0) А/см2, при этом в области анода начинает образовываться кислая среда, а у катода щелочная среда. Смешиванию этих растворов, а следовательно, и нейтрализации их, препятствует брезентовая перегородка. Таким образом, в анодной камере создается среда, имеющая сильно кислую реакцию. Известно, что рН морской воды на глубинах порядка 1500-2000 м равен 7,8, что свидетельствует о слабощелочной реакции раствора и соответствующем количестве растворенного в воде сероводорода, Сдвигание рН в сторону увеличения кислотности приводит к снижению растворимости и необходимости выделения как свободного, так и связанного сероводорода. Выделившийся газ .проходит через конфузор 2, поступает в трубу 1 и вызывает лифтирование газоводяной смеси, так как ее удельный вес

меньше, чем у морской воды. В процессе подъема газоводяной смеси, в связи с уменьшением давления, происходит дальнейшее выделение сероводорода, что создает дополнительную подъемную силу. Газоводяная смесь поступает на борт добычного судна, где сероводород выделяется и собирается для дальнейшей переработки непосредственно на борту либо транспортиропки на берег. Отработанная вода возвращается назад в сероводородную зону на глубины порядка 150-200 м. Кроме сероводорода на аноде выделяются в виде пузырьков газа хлор, углекислый газ и др.,

способствующие лифтированию, а на катоде - водород, который начинает собираться под колпаком, образованным полупроницаемой перегородкой 4 и обтекателем 5. По мере накопления водорода в указанном обьеме/оттуда выдавливается вода, что приводит к постепенному уменьшению Архимедовой силы поплавка 12, опусканию клапана 11 и открыванию отверстия 10,через которое происходит периодическое

стравливание накопившегося в катодной камере водорода, что способствует увеличению объема газа водогазовой среды в трубе 1 и, следовательно, улучшает условия лиф- тиропзния.

Испытания, проведенные на модели устройства, показали, что при подкислении наблюдается интенсивное выделение сероводорода. При подкислении до рН 4,5 выделяется 99,5% сероводорода в свободное

состояние от общего содержания в морской воде.

Формула изобретения Устройство для десорбционногоподьема морской воды, содержащей сероводород, включающее трубопровод с размещенным в нижней части цилиндрическим конфузором, отличающееся тем, что, с целью повышения степени десорбции

растворенных газов, конфузор подключен к положительному полюсу источника тока, а внутри конфузора дополнительно установлена цилиндрическая втулка, подключенная к отрицательному полюсу источника тока и

отделенная от конфузора диафрагмой, в верхней части которой размещен клапан для вывода газа.

Сущность изобретения: устройство включает трубопровод с размещенным в нижней части цилиндрическим конфузором, подключенным к положительному полюсу источника тока. Внутри конфузора установлена цилиндрическая втулка, подключенная к отрицательному полюсу источника тока. Конфузор отделен от втулки диафрагмой, в верхней части которой размещен клапан для вывода газа. 1 ил.