Способ газлифтного подъема гидросмеси и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК E21C45/00 

(54) СПОСОБ ГАЗЛИФТНОГО ПОДЪЕМА ГИДРОСМЕСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к гидромеханизации, в частности к устройствам для трубопроводного подъема гидросмеси, и предназначено для использования при разработке глубоководных месторождений полезных ископаемых дна морей и океанов.

Известны способы газлифтного подъема твердых полезных ископаемых по трубопроводу при помощи сжатого воздуха, вырабатываемого компрессорами 1.

i Недостатком таких способов гаэлифтного подъема является их высокая энергоемкость, объясняющаяся необходимостью применения компрессоров высокого давления и большими потерями напора по длине трубопровода при. выдаче сжатого воздуха под воду на значительную глубину.

Известны также способы газлифтного подъема твердых полезных ископаемых изпод воды, осуществляемые термоэлектрическим разложением воды, поступающей в форсунку из окружающей среды.

Термоэлектрическое -разложение воды производится при помощи вмонтированного в форсунку генератора, выполненного в виде

перемещающихся положительных и отри-. цательных электродов {2.

Недостатками этих способов являются низкая эффективность их применения вследствие неполного использования образующихся в генераторе газов и значительных потерь энергии при термоэлектрическом разложении воды, а также образование в трубопроводе взрывоопасного гремучего газа.

Цель изобретения - повыщеине эффективности подъема и транспортирования гид росмеси.

to

Поставленная цель достигается тем, что при способе газлифтного подъема гидросмеси, включающем подачу в форсунку к подъемный трубопровод парогазовой смеси, об5. разующейся в газогенераторе сжиганием .смеси водорода и кислорода, получаемой электролизом окружающей среды, после электролиза производят разделение водорода и кислорода и их раздельную подачу в газогенератор.

20

При этом, в устройстве-для газлифтного подъема, гидросмеси, включающем подъемный трубопровод с заборным устройством, генератор, электролизер и форсунку, электролизер снабжен газгольдерами, установленными ниже генератора и форсунки. На чертеже представлена общая схема устройства, реализующего способ газлифтного подъема гидросмеси. Опущенный с судна под воду ,до дна океана или моря подъемный трубопровод 1 снабжен в нижней части заборным устройством 2, а в верхней - газоотделителем 3. На заданной глубине погружения Н подъемный трубопровод 1 оснащен нарогазовым коллектором с форсункой 4 для ввода в подъемный трубопровод I парогаза, являющегося рабочим телом газлифта. Для образования парогаза предусмотрен газогенератор 5, в котором снижается переобогащенная смесь кислорода и водорода. Кислород и водород получаются в электролизере 6 из окружающей воды. Полученные газы собираются в газголь дера.х 7, откуда по трубопроводам 8 и 9, через за порно-дренажные устройства iO и 11, по трубопроводам 12 и 13 подводятся,, к регулятору 14, а затем поступают-в газогенератор 5. Избыток кислорода, неиспользующийся в газогенераторе 5, по трубопроводу 15 поступает на поверхность, где утилизируется. Энергопитание электролизера б осуществляется от электрогенератора 16 по кабелю i 7. Необходимые преобразования электроэнергии проводятся с помощью погружных трансформатора 18 и выпрямителя 19. Электрогонератор 16 приводится от тепловой энергетической установки 20, в которую от газоотделителЯ 3 по трубопроводу 21 подается водород, выделенный . из трехфазной смеси, транспортируемой по подъемному трубопроводу I. Для сбора поднимаемых в потоке трехфазной смеси твердых частиц полезного ископаемого предусмотрен трюм судна 22. Газогенератор 5 и парогазовый коллектор с форсункой 4 имеют рубащку водяного охлаждения 23, вода в которую подается насосом 24, приводимым погружным электродвигателем 25. Реализуется способ следующим образом. После подачи электроэнергии в электролизер 6 и заполнения образующимся водородом и кислородом газгоЛьДбром 7 .газьТ по системе трубопроводов и запорно-дре,нажных устройств 8-13 через регулятор 14 поступают в газогенератор 5. Воспламенение газовой смеси в газогенераторе 5 производится электрическим путем, а рабочее давление в камере газогенератора выбирается больщим, чем гидростатическое давление на глубине Н. При этом необходимый перепад давления в камере газогенератора 5 создается за счет погружения электролизера 6 и газгольдеров 7 на глубину превышаюШую тлубину Н на величину li. Образующийся в газгольдере 5 парогаз, состоящий из водяного пара и ВО-60°/о несгоревшего водорода, с температурой до 500°К, через парогазовый коллектор с форсункой 4 поступает в подъемный трубопровод 1, создавая в нем водо-парогазовую смесь с удельным весом, меньщим чем удельный вес окружающей подъемный трубопровод 1 воды, что является основой работы газлифта и создает восходящий поток в подъемном трубопроводе 1. Этот поток всасывает через заборное устройство 2 твердые полезные ископаемые, которые в двухфазном потоке транспортируются до уровня парогазового коллектора с форсункой 4, где ггри постоянной подаче в подъемный трубопровод парогаза создается трехфазная смесь, устремляющаяся вверх к газоотделителю 3. Здесь отделяется из смеси несгоревщий водород и rfo трубопроводу 21 поступает в качестве дополнительного горючего в тепловой двигатель 20. Туда же для интенсификации процесса выработки энергии может подаваться по трубопроводу 15 кислород, расходуемый также на технологические нужды. Применение предлагаемого способа газлифтного подъема гидросмеси и устройства для его осуществления позволит повысить эффективность подъема и транспортирования гидросмеси вследствие более полного использования газов и меньших потерь энергии при термоэлектрическом разложении воды. Формула изобретения 1.Способ газлифтного подъема гидросмеси, включающий подачу в форсунку . и подъемный трубопровод парогазовой смеси, образующейся в газогенераторе сжиганием смеси водорода и кислорода, получаемой электролизом окрул ающей воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подъема к транспортирования гидросмеси, после- электролиза производят разделение водорода и кислорода и их раздельную подачу в газогенератор. 2.Устройство для газлифтного подъема гидросмеси, включающей подъемный трубопровод с заборным устройством, генератор, форсунку и электролизер, отличающееся тем, что электролизер снабжен газгольдерами, установленными нижге генератора и форсунки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3765727, кл. 302-14, опублик. 1973. 2.Авторское свидетельство СССР JVb 581725, кл. Е 21 С 45/00, 1974 (прототип).

,20

/,.. J ,//

JS