PL82010B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1975 82010 KI. 5a, 43/28 MKP' E21b 43/28 CZYTELNIA Urzedu fcj*«*lo**ego Nikli) jwiwyw^ -'i tafrMl Twórcy wynalazku :Rajmund Kaczynski, Andrzej Klopocki, Edward Radwanski, Uprawniony z patentu tymczasowego: Kopalnia Siarki „Siarkopol", Grzybów (Polska) Uklad do podniesienia sprawnosci termicznej podziemnego wytapiania siarki Przedmiotem wynalazku jest uklad do podniesienia sprawnosci termicznej podziemnego wytapiania siarki z zawracaniem do obiegu wody depresyjnej.Realizowany obecnie sposób podziemnego wytapiania siarki polega na wtlaczaniu do otworów eksploata¬ cyjnych wody podgrzanej w kotlach lub przeponowych wymiennikach ciepla do odpowiedniej temperatury przy równoczesnym podawaniu sprezonego powietrza w celu przejsciowego zmniejszenia ciezaru wlasciwego wytopionej w zlozu siarki i wydobycia plynnej siarki tym sposobem na powierzchnie pola górniczego. Dla utrzymania równowagi hydrogeologicznej odprowadzona jest ze zloza woda, która oddala swoja energie zlozu, na powierzchnie pola górniczego przy uzyciu otworów depresyjnych. Woda ta zwana woda depresyjna zawiera w sobie energie, która moze byc wykorzystana do, celów technologicznych. Ponadto w realizowanym obecnie sposobie uzywa sie pary do utrzymania siarki w stanie plynnym w urzadzeniach ja tranportujacych. Skropliny i zawarta w nich para z odwodnien tych urzadzen nie jest dotychczas energetycznie wykorzystana.Znany jest tez, lecz dotychczas nie zrealizowany sposób podziemnego wytapiania siarki metoda wodno-pa¬ rowa, w którym wykorzystuje sie wode z odprezania zloza lub wode nieuzdatniona, podgrzewana para wewnatrz otworu eksploatacyjnego. Urzadzenie dó stosowania tego sposobu sklada sie z trzech kolumn rur wspólsrodko¬ wyeh, które stanowia: rura siarkowa z perforacja, rura powietrzna i rura parowa z perforacja. Wode depresyjna lub nieuzdatniona wtlacza sie bezposrednio do otworu eksploatacyjnego, gdzie nastepuje jej podgrzanie za pomoca pary dostarczanej rura parowa. Urzadzenie powyzsze odznacza sie powaznymi wadami a mianowicie budowa urzadzenia wymaga znacznie wiekszych nakladów inwestycyjnych niz w konwencjonalnym uzbrojeniu otworów eksploatacyjnych i wskutek wysokiej zawartosci soli mineralnych w wodzie depresyjnej wystapi inten¬ sywne osadzanie sie kamienia kotlowego szczególnie na styku wody i pary ograniczajace droznosc otworów eksploatacyjnych oraz koniecznosc wylaczania ich z eksploatacji górniczej Ponadto zastosowanie sposobu podziemnego wytapiania metoda parowo wodna wymaga uzycia pary o cisnieniu wyzszym niz obecnie stosowa¬ nym przy obecnie eksploatowanych zlozach.Takze dotychczas pozostal nie rozwiazany problem wykorzystania energii zawartej w skroplinach, odpro¬ wadzanych z odwonien rurociagów przemyslowych pary i odbiorników pary2 82 010 Podstawowym celem wynalazku jest wyeliminowanie wad realizowanego obecnie w kopalnictwie otworo¬ wym sposobu podziemnego wytapiania siarki, jak tez sposobu podziemnego wytapiania siarki metoda wodno-pa¬ rowa i opracowanie ukladu do podniesienia sprawnosci termicznej podziemnego wytapiania siarki,który dal by sie zastosowac przy uzyciu konwencjonalnych otworów eksploatacyjnych i nie wymagalby podniesienia nakla¬ dów na budowe tych otworów. Ponadto dodatkowym celem wynalazku jest równiez wykorzystanie energii skroplin. Podstawowy cel osiagnieto za pomoca ukladu wedlug wynalazku, zawierajacego co najmniej jeden podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny. Wynalazek ma za podstawe stwierdzenie, ze nieoczekiwanie okazalo sie ze wode depresyjna o przecietnym stopniu zasolenia mozna podgrzewac za pomoca pary ze zródla kopalni w znanym podgrzewaczu strumienicowym parowo wodnym i kierowac ja do otworów eksploatacyjnych, stosujac w koniecznych wypadkach czesciowe uzdatnianie wody depresyjnej. Zastosowanie wymiennika ciepla innego rodzaju lub podgrzewanie wody depresyjnej przy uzyciu kotlów nie jest mozliwe, gdyz nastapiloby ich uszkodzenie w ciagu kilkudziesieciu godzin pracy.Uklad wedlug wynalazku zawiera podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny który jest zasilany za pomoca pompy, woda depresyjna z otworów depresyjnych, wzglednie moze byc zasilany ze zbornika retencyj - nego. Uklad wedlug wynalazku moze byc uzupelniony przez zastosowanie w nim podgrzewacza ociekowego, w którym wode depresyjna poddaje sie czesciowemu uzdatnianiu i wtedy za posrednictwem pompy zasila sie podgrzewacz strumienicowy czesciowo uzdatniona woda depresyjna. Ponadto, jesli rurociagi' do transportu plynnej siarki i jej zbiorniki sa ogrzewane para, w ukladzie wedlug wynalazku, korzystne jest, gdy skropliny z rozprezacza skorplin, zasilanego z odwodnien rurociagów i zbiorników siarkowych, skierowane sa za posredni¬ ctwem pompy do rurociagu zasilajacego woda depresyjna podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny, natomiast para z rozprezacza skorplin dosrarczana jest do podgrzewacza ociekowego.Wynalazek bedzie blizej objasniony na podstawie przykladów realizacji ukladu wedlug wynalazku, uwidocznionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie uproszczony uklad wedlug wynalazku oraz fig. 2 — rozwiniety uklad do podniesienia sprawnosci termicznej podziemnego wytapiania siarki, bedacy przedmiotem wynalazku.Glównym elementem ukladu wedlug wynalazku, jest podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny 1.Podgrzewacz ten jest z jednej strony dolaczony do rurociagu 22 dostarczajacego pare pod cisnieniem ze zródla ciepla kopalni, z drugiej zas jest zasilany woda depresyjna. Wyjscie podgrzewacza strumienicowego parowo-wod- nego jest dolaczone do otworów eksploatacyjnych 2. Jak to przedstawiono na fig. 1, woda zasilajaca podgrze¬ wacz strumienicowy parowo-wodny 1 moze byc dostarczana róznymi drogami. Wode te moze stanowic wylacznie woda depresyjna podawana rurociagiem 23 i pompa 4 bezposrednio z otworów depresyjnych 3, wzglednie otwory depresyjne 3 mozna polaczyc rurociagiem 23 przez syfon 8 ze zbiornikiem retencyjnym 6, skad wode depresyjna mozna dostarczac za posrednictwem pompy 5 i rurociagu 24. Równiez podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny 1 moze miec polaczenie z rurociagiem 7, dostarczajacym wody podgrzanej w zródle ciepla kopalni lub z dowolnego ujecia wody zimnej, przy czym ten rurociag 7 moze równiez miec ujscie w zbiorniku retencyjnym.Uklad wedlug wynalazku, przestawiony na fig. 2, sklada sie z funkcjonalnie ze soba polaczonych: zbiornika retencyjnego 6, pompy 16, schladzacza oparów 20, podgrzewacza ociekowego 18 z osadnikiem 19, pompy 17, pompy 5, rozprezacza skroplin 10, odwodnien 15 z urzadzen transportujacych plynna siarke, zamknietego ukladu odwodnien 14 rurociagów przesylowych pary i odwodnien 9 odbiorników pary, oraz z elementów pomocniczych: wyrzutnika 11, plywaka 12 i wylacznika 13. Elementy armatury podano schema¬ tycznie bez odnosników liczbowych.Uklad z fig. 2 dziala w sposób nastepujacy: wode depresyjna z otworów depresyjnych 3 dostarcza sie za pomoca rurociagu 23, woda ta doplywa do zbiornika retencyjnego 6, skad moze byc przepompowywana za pomoca pompy 16, poprzez schladzacz oparów 20 do podgrzewacza ociekowego 18 z osadnikiem 19. Do podgrzewacza ociekowego 18 doprowadzona jest od dolu para o cisnieniu okolo 0,3 atn ze zródla ciepla kopalni, po zredukowaniu cisnienia za posrednictwem zaworu redukcyjnego 21. W przypadku zastosowania zamknietego ukladu odwodnien 14 rurociagów przesylowych pary i odwodnien 9 odbiorników pary, przewiduje sie skierowanie do podgrzewacza ociekowego 18 calej ilosci pary oddzielonej w rozprezaczu skroplin 10.W podgrzewaczu ociekowym 18, zabezpieczonym przed przekroczeniem cisnienia wyrzutnikiem 11, przez podgrzanie wody depresyjnej do temperatury okolo 103°C nastepuje jej czesciowe termiczne uzdatnienie (odgazowanie i wytracenie weglanów w postaci mulów). Wytracane weglany zbieraja sie w osadniku 19, skad sa usuwane. Opary zlozone z gazów i pary sa odprowadzane na zewnatrz poprzez schladzacz oparów 20. Woda w osadniku 19, przy pomocy pompy 5 jest podawana do podgrzewacza strumienicowego 1, do którego jest podawana równiez woda z rozprezacza skroplin 10, zabezpieczonego przed przekroczeniem cisnienia wyrzut-82 010 3 nikiem 11, za pomoca pompy 17 sterowanej plywakiem 12 i wylacznikiem 13. W podgrzewaczu strumienico- wym 1 mieszanina wody depresyjnej i skroplin zostaje podgrzana do temperatury 165° za pomoca pary ze zródla ciepla kopalni doprowadzonej rurociagiem 22 i skierowana do otworów eksploatacyjnych 2. Do rozprezacza skroplin 10 sa doprowadzone skropliny z odwodnien 14 rurociagów przesylowych pary, odwodnien 9 odbiorni¬ ków pary oraz odwodnien 15 z urzadzen transportujacych siarke w stanie plynnym. W rozprezaczu skroplin 10 nastepuje rozprezanie skroplin do 0,3 atn i oddzielanie zawartej w skroplinach pary, w wyniku czego w górnej jego czesci zbiera sie para, a w dolnej ciecz. Do ewentualnego uzupelnienia ilosci wody dla pelnego pokrycia zapotrzebowania przez otwory eksploatacyjne 2, mozna stosowac, zgodnie z fig. 1, dostarczanie wody podgrzanej w zródle ciepla kopalni rurociagiem 7, lub wody z dowolnego ujecia.Wykorzystanie skroplin i energii w nich zawartej, z odwodnien przez zastosowanie rozprezacza skroplin 10 moze byc realizowana na polach górniczych w obecnie realizowanym sposobie podziemnego wytapiania siarki, jak tez w ukladzie przedstawionym na fig. 1. Para z rozprezacza skroplin 10 moze byc uzyta jednakowo, a mianowicie moze byc zmieszana w znanej paro-parowej strumienicowej termosprezarce z para swieza ze zródla ciepla kopalni o wyzszym cisnieniu i skierowana do ogrzewania rurociagów i zbiorników plynnej siarki. Oddzie¬ lone w rozprezaczu skroplin 10 skropliny, w obecnie realizowanym sposobie podziemnego wytapiania siarki, moga byc wtryskiwane za pomoca pompy 17 do rurociagów zasilajacych otwory eksploatacyjne 2, natomiast w ukladzie wedlug wynalazku, przedstawionym na fig. 1 i 2, moga byc wtryskiwane do rurociagów 21 wódy depresyjnej zasilajacej podgrzewacz strumienicowy 1, jak to pokazano na fig. 2.W przykladach realizacji ukladu wedlug wynalazku, przedstawionych na fig 1 i 2, wykorzystuje sie wode depresyjna i zawarta w niej energie do ponownego zasilania otworów eksploatacyjnych, dzieki czemu mozna zmniejszyc do 20% pobór wody swiezej w stosunku do realizowanej obecnie metody podziemnego wytapiania siarki oraz zmniejszyc zuzycie ciepla na jednostke wydobywanej siarki do wartosci zaleznej od temperatury pobieranej wody depresyjnej i stopnia wykorzystania enegii zawartej w skroplinach z odwodnien rurociagów przesylowych pary i odbiorników pary.Dla przypadku zbyt intensywnego wydzielania sie osadów z wody technologicznej wode te mozna poddac czesciowemu uzdatnianiu przykladowo termicznemu i odgazowaniu, w podgrzewaczu ociekowym. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad do podniesienia sprawnosci termicznej podziemnego wytapiania siarki, z zawracaniem do obiegu wody depresyjnej, znamienny tym, ze zawiera co najmniej jeden podgrzewacz strumienicowy paro- wo-wodny (1) umieszczony miedzy zródlem wody depresyjnej i otworami eksploatacyjnymi (2), dla podgrzewa¬ nia wody depresyjnej za posrednictwem pary dostarczanej ze zródla ciepla kopalni.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podgrzewacz struminicowy parowo-wodny (1) ma polaczenie za posrednictwem pompy (4) z otworami depresyjnymi (3).

3. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny (1) ma polaczenie za posrednictwem pompy (5) ze zbiornikiem retencyjnym (6) wody depresyjnej.

4. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny (1) ma polaczenie z podgrzewaczem ociekowym (18), w którym nastepuje czesciowe uzdatnianie termiczne wody depresyjnej.

5. Uklad wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze podgrzewacz strumienicowy parowo-wodny (1) ma polaczenie za posrednictwem pompy (17) z dolaczonym do odwodnien (9, 14, 15) rozprezaczem skroplin (10), natomiast rurociag parowy z rozprezacza skroplin (10) ma polaczenie z podgrzewaczem ociekowym (18), w którym nastepuje czesciowe uzdatnianie wody depresyjnej.KI. 5a, 43/28 82 010 MKP E21b 43/28 ^ Cip i^dH -7*r\: [-777—77r\ • r-77?—Z7~| • [777" fig. I Xl ft fl?1 tF ^ 21 2 1? ,LL —c»3~~4 Vy. flH \~~w—"wj! r w—5wH • h 6^ "Sfc^zz-gzzz^: / ^L J /??.2 Prac. Poligraf. UP PRL. Zam. 3522/75. Naklad 120+18. Cena 10 zl. PL PL