SU1634644A1 - Скважинный электролизер - Google Patents

Description

о со

О5 4

12

XW N/J

ни  кислоты и отвода щелочи, причем он дополнительно содержит перфорированные патрубки дл  отвода газоввПат- рубки дл  отвода газов прнанодной об- ласти св заны каналом с катализатор- ной коробкой и распределительной каИзобретение относитс  к технике водоснабжени , в частности к эксплуатации вод ных скважин и вертикальных дренажей дл  защиты территории от подтоплени , и может быть использовано дл  peiоперации скважин, пробуренных па водуо

Цель изобретени  - повышение производительности электролизерао

На чертеже изображена конструкци  скважинпого электролизера.

Скважинный электролизер содержит корпус 1, изолирующую фторопластовую трубу 2, муфту 3, каскад анодов 4 и катодов 5, разделенных диафрагмой 6, изолирующие перегородки 7 с каналами 8 дл  перетекани  реагента, отверсти  9 дл  вытекани  кислоты, изолирующий патрубок 10 дл  отвода щелочи, патрубки 11 дл  отвода газов прокладки 2, канал дл  подвода кабел  13, заглушку 14, трубы 15 дл  отвода щелочи, насосно-компрессорные трубы 16, кабельную проводку 17,пробку 18 дл  выхода газов из катализа- юрной коробки 19, распределительную камеру 20, соединительные контакты электродов 21 и канал с отверстием 22 дл  выхода водорода,.

Устройство работает следующим образом0

На насосно-компрессорных трубах 16 скважинный электролизер 1 опускаю в обрабатываемую зону фильтра (400 - 500 м)о Одновременно внутри насосно- компрессорных труб 16 монтируют труб 15 дл  отвода щелочной составл ютей„ От промышленной электрической сети черз полупроводниковый выпр митель и понижающий трансформатор подают посто нный электрический ток„ Приготовленный в устье скважины раствор реагента (нитрата аммони , кали  или натри ) с концентрацией 300-350 г/л по насосно-компрессорным трубам принудительно подаетс  в электролизере В распределительной камере 20 исход - с

6346444

мерой, а патрубки дл  отвода газов прикатодной области - с патрубком дл  отвода щелочной составл ющей Катализ аторна  коробка содержит сетку из титано-рутениевого сплава 1 з0п0 ф-лы, 1 ил.

5

0

5

0

5

ный раствор реагента распредел етс  на два потока: одна часть раствора по каналам 8 перетекает в анодное пространство электролизера, а друга  - в катодное,;

При электролизе 15-25%-ных водных растворов нитратов щелочных металлов (кали , натри  или аммони ) в при- анодной зоне образуетс  азотна  кис- лота0 Одновременно на поверхности перфорированных анодов 4 выдел етс  кислороде Так как анолит перетекает из одной электролитической  чейки в другую, то на n-й ступени концентрировани  при 70-85°С и давлени х пор дка Р 40 - 50 атм происходит частичное разложение азотной кислоты до оксидов N0 и

Выдел ющиес  газы (N0, N0, 02) и пары воды посредством перфорированных патрубков 11 дл  отвода газов (заполненных асботканью) отвод тс  в ката- лизаторную коробку 19, где проходит через 10-16 слоев сетчатого титано- рутениевого катализатора При этом протекают следукичие химические реакции:

2МО+0 2М02 +1 12,3 кДж , -N2°4 ( КДЖ

2ND,

(1) (2)

5

0

5

2мгп4(У2НЈ1)+0г

4HNO.,. +59,Ь кДж. И) (3)

Как правило процесс электролиза 15-25%-ных водных растворов нитратов при плотности тока ,3-0,5 А/смг протекает с нагревом кислоты до 75 - 85 Со Следовательно, нагретые газы паров N0 и М02,проход  катализатор- ную коробку 1У, через отверсти  в пробке 18 движутс  навстречу поступающему в распределительную камеру 20 раствору нитрата аммони  (кали , натри )о Исходна  температура 15 - 25%-ных растворов у колеблетс  в пределах от -2 до -12°С„ При этом газообразна  двуокись азота (N02) конденсируетс  в димержидкую четырех

316

окись азота (NjO(j)0 Последн  ,вступа  в реакцию с водой, образует азотную кислоту (HNOj), котора  захватываетс  потоком поступающего на элек тролиз раствора нитрата и по каналам 8 дл  перетекани  электролита проходит каскад электролитических  чеек« Через отверсти  9 азотна  кислота под избыточным давлением продавливаетс  в пласт„ При этом часть кислоты снова подвергаетс  разложению, т0е0 в скважиннмх услови х за вл емый объект позвол ет создать циклическую (замкнутую ) , непрерывную схему концентрировани  азотной кислоты,,

Одновременно в прикатодной области происходит образование щелочи (, NaOH или КОН) и выделение на катодах газообразного водорода (Н2), Газообразный водород по патрубкам I1 дл  отвода газов поднимаетс  в верхнюю часть электролизера и через отверстие 22 поступает в изолированный патрубок 10 дл  отвода щеаочи, захва- тываетс  ею и уноситс  на поверхность скважины в вакуумированную емкость., Далее щелочь поступает в общий коллектор дл  сброса Пластовых вод в накопитель

Предварительные нипьп жн  электролизера показали, что производит ность установки возросла в 2- по сравнению с производительностью устройства-прототипа,. При это/-- пзб.пю- далась его бесперебойна  работа на прот жении всего времени обр ас. ,тки

0

64

,

5

5

0

30

35

скважин (10-12 ч)0 С помощью данного устройства в скважинных услови х можно получить 30-45% HNO

Claims (1)

1.Скважинный электролизер, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутренн   поверхность которого снабжена покрытием из диэлектрического материала, разделенный горизонтальными перегородками на распределительную и соединенные последовательно электродные камеры, содержащие коаксиальные перфорированные анод и катод, разделенные диафрагмой,причем перегородки снабжены-переточными каналами, патрубок подачи исходного раствора, расположенный в распределительной камере, и патрубки отвода ка- толита и анолита, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности, электролизер содержит размещенные в анодных и катодных камерах перфорированные патрубки дл  отвода газов, соединенные последовательно, причем патрубок дл  отвода га зд нч анодных камер снабжен катлличаторной корпбю й и соединен г распределительной игмерпи, а патрубок вынидл гчза из катод1 нх соединен с п .трубкой join отр -Дс католнта.,

2, Зле троличир по п„1, о г л п ч а V, щ и и г   тем, что к к.шиза . ор- на  коро( Ка со.кфжнт н 1бор сегч.ч лз I m ,(Ho-pyi енпиного сгллвл