Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ВОДНЫХ СРЕД
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ВОДНЫХ СРЕД

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА ИЗ ВОДНЫХ СРЕД

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: 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.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2134237
Класс(ы) патента: C02F1/20, C02F1/58, C02F1/74
Номер заявки: 97111981/25
Дата подачи заявки: 16.07.1997
Дата публикации: 10.08.1999
Заявитель(и): Бойцов Евгений Николаевич; Ковальский Вадим Адольфович
Автор(ы): Бойцов Е.Н.; Ковальский В.А.
Патентообладатель(и): Бойцов Евгений Николаевич
Описание изобретения: 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].
Формула изобретения: 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.