Спосіб видобутку енергетичних газів з сірководневої води глибоководних водоймищ

Способ добычи энергетических газов из сероводородной воды глубоководных водоемов, включающий продувку воздухом сероводородной воды на глубине забора до полного окисления содержащихся в ней полезных компонентов, отличаю 28506 турбины 12, турбогенератор 13, воздушную форсунку 16, смесительный патрубок 17. Для повышения надежности и обеспечения экологической безопасности схема оборудования устройства скомпонована из зарекомендовавших себя механизмов, выпускаемых отечественной промышленностью и за рубежом. Кроме того, в устройстве предусмотрена система обеспечения безопасности и самоликвидации в аварийной ситуации. Устройство для добычи энергетических газов работает следующим образом. Компрессор 3 по воздушному трубопроводу 6 через форсунку 16 нагнетает атмосферный воздух в реактор 7, где осуществляется процесс окисления компонентов сероводородной воды кислородом воздуха. Водородный показать сероводородной воды снижается до рН=5-6. Среда в реакторе становится кислой. Азот воздуха, не участвовавший в окислении, создает эрлифтовый подъем воды, которая по трубопроводу 5 поднимается на поверхность. Восходящий поток воды образует подсос необработанной сероводородной воды через патрубок 17. Здесь происходят смешивание щелочной среды сероводородной воды с рН=7,6-7,8 с подкисленной обработанной в реакторе водой м рН=5-6. При снижении рН смешанной воды до рН=6,3 в трубопроводе 5 начинается процесс дегазации глубокой воды. Центробежная насосная установка 8, откачивающая воду из оголовка 4 помогает эрлифтовому подъему воды и повышает КПД способа. По мере подъема воды по трубопроводу 5 давление водяного столба в нем уменьшается. В соответствии с законом Генри содержание растворенных в воде газов уменьшается и они выделяются из раствора. С выхода насоса 8 глубинная вода попадает в газоотделитель 9. Здесь давление глубинной среды снижается до атмосферного, газ энегично выделяется из раствора, чему способствует механическое раздробление потока воды о лабиринт перегородок газоотделителя. Из отделителя 9 горячие газы в смеси с обедненным (кислородом) воздухом подаются в блок осушки 10, затем в топку котла утилизатора 11, где смешиваются с потоком воздушного дутья и сжигаются с небольшим недостатком кислорода: H2S+0,5О2=Н2О+S+Е Низшая теплотворная способность сероводорода 3680 кк/кг - на уровне средних углей. Теплота, выделяющаяся при сгорании смеси газов, превращает воду в пар энергетических параметров, потенциал которого срабатывается в турбогенераторе 13. С выхода паровой турбины 13, отработанный пар попадает в конденсатор 12, куда из газоотделителя 9 подается освобожденная от сероводорода и других вредных примесей глубинная вода с температурой 9°С. Она осуществляет конденсацию пара, замыкая цикл работы тепловой электростанции. После конденсатора 12 по трубопроводу 14 вода сливается в море на глубину 200 м (в сероводородную воду). По этому же трубопроводу из газоотделителя 9 сливается "лишняя" невостребованная глубинная вода. В морских экспедициях 1991-1993 гг. под эгидой московских институтов и АО "Океаногеотех нология" была реализована технология обработки глубинной сероводородной воды с целью добычи из нее полезных компонентов (см. A.C. № 1724856 СССР и патент Украины № 1642). На базе военного морского судна была собрана схема экологодобычной установки ЭДУ-416, которая проработала в море в общей сложности 20 дней в режиме полупромышленной эксплуатации. На этой установке в 1993 году была опробована описанная выше технология добычи сероводородной воды газообразного сероводорода в смеси с другими горючими газами. Для исключения ошибок традиционных методов отбора и анализа глубинных сероводородных вод, отбор проб в этих экспедициях производился непосредственно из трубопровода на глубине обработки сероводородной воды (300500 м). Благодаря этому нам удалось установить, что в сероводородной воде на глубине 300-500 м содержится в среднем 300 мг/л свободного (газообразного) сероводорода. При таких концентрациях горючих газов электростанция мощностью 200 Мвт будет выдавать потребителю в сеть 170 Мвт электрической мощности, не потребляя традиционных химических и ядерных видов топлива, а стометровый слой сероводородной воды в диапазоне глубин 350-450 м будет содержать 8,7 млрд. тонн горючих газов. Таким образом, сероводородная зона Черного моря представляет собой самый большой в мире возобновляемый источник ископаемых энергетических топлив, запасы которого оценивается многими десятками миллиардов тонн. В отличие от традиционных методов морской добычи энергетических топлив предлагаемый способ не требует бурения скважин и прокладки многих сотен километров подводных газовых или топливных магистралей (Каспийский нефтепромысел). Кроме того, добыча энергетического газа является сопутствующей технологией при решении главной задачи способа: возвращение биологической жизнетворности глубинной сероводородной воде путем изъятия из нее сероводорода и других вредных для жизни примесей. Поэтому предлагаемый способ является экологически чистым, экономически высокоэффективным и перспективным. Описанная выше технология может быть реализована в виде стационарного энергетического берегового комплекса на побережье Черного моря в районах крутых свалов глубин. На Крымском побережье Черного моря можно назвать около 10 мест, неудобных для ведения сельского хозяйства и размещения объектов рекреации. Здесь можно построить крупные эколого-добычные энергетические комплексы с небольшой протяженностью (3-5 км) подводных трубопроводов глубинного водозабора. Наш небольшой опыт эксплуатации эколого-добычных установок по способу (см. А.С. № 1724856 и патент Украины № 1642), позволяет сделать вывод, что прокладка подводных трубопроводов не представляет больших трудностей. Мы собирали трубопровод на плаву в штилевое время, затем, накладывая пригрузы, опускали их на дно. Поскольку в установках реализации способа предусмотрено использование проверенных на практике устройств и технологий, то предлагае 2 28506 Используемый в устройстве преобразователь энергии волн по патенту России № 20469994 от 26.12.1989 предназначен для повышения эффективности способа. мый способ является технически надежным. Он может быть реализован уже в настоящее время. Предлагаемый способ может быть применен для стабилизации сероводородного режима Черного моря и в других сероводородсодержащих водоемах Земного шара. Фиг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3