Установка для добычи глубинной морской воды и ее дегазации Советский патент 1993 года по МПК C02F1/20 

Фиг.1

Изобретение относится к обработке жидкостей, конкретно морской воды, и предназначено для частичного извлечения из нее в числе других газов сероводорода для дальнейшей его обработки, а также для очистки морской воды от сероводорода.

Известна установка для дегазации воды, содержащая герметический корпус, нисходя щие каскадом цилиндрические душевые колонки с решетками и газоотводным патрубком, накопительный бак с системой автоматики, обеспечивающей поддержание воды на заданном уровне, водонапорный и вакуумный насосы со шлангами, барботажную систему электролиза

воды.-.-...

Недостатками известной установки являются затраты на дегазацию воды.

Цель изобретения - снижение энергетических и материальных затрат за счет использования энергии волн.

Цель достигается тем, что в известной установке для добычи глубинной воды и ее дегазации, включающей систему цилиндрических элементов, систему сепарации газа в виде сеток и газоотводную систему, согласно изобретению система цилиндрических элементов состоит из неподвижной и подвижной частей, первая из которой включав ет трубу для забора и подъема воды, коаксиально закрепленную на ней трубу меньшей длины для отвода отработанной воды и коаксиально закрепленную на последней поплавковую трубу, а вторая, подвижная часть включает установленную на верхней части трубы для отвода отработанной воды, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения и ко- - аксиально закрепленную на последней герметичную трубу, образующие с первой соответственно колокол и поплавок, при этом система сепарации газа расположена внутри колокола, соединенного с газоотводной системой. Кроме того, труба для забора воды снабжена установленным в ее верхней части клапаном отрицательной плавучести и установленным в нижней части коаксиально закрепленной на.ней трубе для отвода отработанной воды кольцевым клапаном положительной плавучести. Кроме того, колокол закреплен на трубе для отвода отработанной воды с помощью катков. Кроме того, поплавковая труба снабжена тремя якорными тросами.

Отличительной особенностью изобретения является то, что для создания разрежения, обусловливающего забор и подьем воды и ее дегазацию, а также для создания избыточного давления, обеспечивающего отвод извлеченного газа и вытеснение отработанной воды, используется энергия волн, перемещающая возвратно-поступательно колокол по трубе для забора воды. При подъеме колокола на волне под ним создается

разрежение, при опускании - избыточное давление.

На фиг.1 показан общий вид предлагаемой установки; на фиг.2 - подвижная часть установки; на фиг.З - поплавковая зона неподвижной части установки и узел ограничения перемещения колокола; на фиг.4 - нижняя часть установки и узел ограничения перемещения колокола; на фиг.4 - нижняя часть установки. .

Установка для добычи глубинной воды и ее дегазации состоит из неподвижной и подвижной частей.

Неподвижная часть содержит трубу 1 для забора и подъема воды, диаметр которой равен 1000 мм, длина - 200 м. На трубе 1 коаксиально закреплена труба 3 для отвода отработанной воды, нижний конец которой снабжен кольцевым клапаном 4 с положительной плавучестью. Ее диаметр

равен 1500 мм, длина 50 м. На трубе 3 коаксиально закреплена поплавковая труба 5 диаметром 2500 мм и длиной 21 м, удерживающая на плаву неподвижную часть установки. К трубе 5 прикреплены в трех точках

тросы 6 якорей, предотвращающих всплытие стационарной части выше расчетного уровня.

Подвижная часть установки содержит трубу 7, установленную на верхней части

трубы 1 с возможностью возвратнотпоступаУельного перемещения с помощью верх

них катков 8 и нижних катков 9, Труба 7

имеет диаметр 1550 мм и длину 12,7 м. На

трубе 7 коаксиально закреплена герметичная труба 10, образующая с трубой 7 соответственно колокол и поплавок. Труба 10 имеет диаметр-2500 мм и длину 5,7 м. В верхней части трубы 1 установлен клапан 11 отрицательной плавучести. В полости, образуемой трубами 7 и 10, т.е. внутри колокола, размещена система сепарации га- за в виде сепарирующих сеток 12, Полость колокола сообщена с газоотводной системой 13. Верхняя часть трубы 1 снабжена

ограничителем, предотвращающим соскальзывание подвижной части с трубы 1.

Работает установка следующим образом.

Установку монтируют, устанавливают

вертикально в толще морской воды с помощью поплавковой трубы 5 и закрепляют с помощью якорей 6 таким образом, чтобы уровень поверхности моря примерно совпадал с верхним торцом трубы 1. Крышку 2

предварительно снимают.

При подходе волны колокол, образованный трубами 7 и 10, поднимается ею на катках 8 вдоль трубы 1. Ограничитель исключает его соскальзывание с трубы 1. В результате под колоколом создается разре- жение, под воздействием которого вода с глубины 200 м, насыщенная сероводородом, поднимается по трубе 1, одновременно поднимается клапан 11 с отрицательной плавучестью, Вода на глубине 200 м нахо- дится под давлением 20 атм. При подъеме давление уменьшается до 1 атм, в результате чего происходит естественная дегазация, Газоводная смесь из пузырьков и воды поднимается к сепарирующим сеткам 12, при соприкосновении пузырьки лопаются , и через ячейки сетки газ поднимается и собирается под крышей колокола, а вода стекает в трубу 3. При уходе волны колокол опускается на катках 8, 9 вниз, в нем создается из- быточное давление, под воздействием которого клапан 11 закрывается, газ вытесняется в газоотводную систему 13 через взрыврбезопасный клапан, а вода под давлением открывает кольцевой клапан Ас по- ложительной плавучестью и выдавливается на глубину 50 м. При подходе следующей волны цикл работы повторяется.

Период между двумя волнами составляет в среднем 10 с. За это время по трубе 1 поднимается до 3 м3 загазованной воды.

Номинальная производительность 1 м3 за 1 цикл. Ресурс установки 1 год. При цикличности волн 10 с за год поднимается 1-3 + 3-9 млн.т глубинной загазованной воды,

После 1 года использования установка демонтируется. Из воды при указанном перепаде давления выделяется до 90% содержащегося в ней сероводорода, который собирается и отводится по газоотводу на берег либо в газгольдер. При концентрации сероводорода 1 мл/л морской воды добывают 4,15-12,5 т/г. сероводорода или 2700- 8100 м3/г. Процесс добычи закрытый, что

делает невозможным окисление сероводорода (Нд - Оа) до сернистого газа.

.Формула изобретения

1. Установка для добычи глубинной морской воды и ее дегазации, включающая систему цилиндрических элементов, систему сепарации газа в виде сеток и газоотводную систему, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергетических и материальных затрат за счет использования энергии волн, система цилиндрических элементов состоит из неподвихсных и подвижных частей, первая из которых включает трубу для забора и подъема воды, коаксиально закрепленную на ней трубу меньшей длины для отвода отработанной воды и коаксиально закрепленную на последней поплавковую трубу, а вторая, подвижная, часть включает установленную на верхней части трубы для отвода отработанной воды . трубу, установленную с возможностью возвратно-поступательного движения, и коаксиально закрепленную на последней герметичную трубу, образующие с первой соответственно колокол и поплавок, при этом система сепарации газа расположена внутри колокола, соединенного с газоотводной системой.

2. Установка по п. 1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что труба для забора воды снабжена установленным в ее верхней части клапаном отрицательной плавучести, и установленным, в нижней части коаксиално закрепленной на ней трубе для отвода отработанной воды кольцевым клапаном поло- жительной плавучести,

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что колокол закреплен на трубе для отвода отработанной воды с помощью катков.

4. Установка поп .1, отличающаяся тем, что поплавковая труба снабжена тремя якорными тросами.

УроЗенб моря

1/

в

,10

3

1

Сущность: установка содержит подвижную и неподвижную части. Неподвижная часть заякорена и содержит глубинную трубу 1 для забора и подъема исходной морской воды, коаксиально установленную на ней трубу 3 большего диаметра м меньшей длины для отвода отработанной воды и герметичную поплавковую трубу, установленную на трубе 3 с прикрепленными к ней якорными тросами. Подвижная часть представляет собой трубу-колокол 7 с поплавковой трубой. и закреплена подвижно с помощью катков на верху заборной трубы 1. Энергией волны колокол 7 поднимается по трубе 1 вверх, под ним создается разрежение, обеспечивающее подъем воды по трубе 1 и ее дегазацию. При уходе волны колокол 7 опускается, под ним создается давление, вытесняющее выделившийся газ в газоотвод и отработанную воду опять в море. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

Фи г. 2

фм, 3

-JhA---

4

-

-&

PF§

. ( N