UA81800C2 - Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers - Google Patents
Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers Download PDFInfo
- Publication number
- UA81800C2 UA81800C2 UAA200508856A UAA200508856A UA81800C2 UA 81800 C2 UA81800 C2 UA 81800C2 UA A200508856 A UAA200508856 A UA A200508856A UA A200508856 A UAA200508856 A UA A200508856A UA 81800 C2 UA81800 C2 UA 81800C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- hydrogen
- electrolyzer
- sea
- sulfur
- sulphur
- Prior art date
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 42
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 title abstract 7
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 25
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 20
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 11
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000009189 diving Effects 0.000 claims description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до видобування корисних копалин і може бути використаний для видобування водню та 2 сірки з води, що містить сірководень, безпосередньо в глибинних шарах Чорного моря.The invention relates to the extraction of minerals and can be used to extract hydrogen and 2 sulfur from water containing hydrogen sulfide directly in the deep layers of the Black Sea.
Відомо, що в Чорному морі містяться великі запаси сірководню (не менш 7,6 мільярдів тонн), котрі поповнюються щороку за рахунок розкладання органічних залишків тваринного і рослинного походження, принесених ріками, які впадають у море. Його накопичування може привести до екологічної катастрофи: досить невеликого землетрусу для того, щоб сірководень піднявся на поверхню Чорного моря та загорівся. Після цього узбережжя перетвориться в пустелю |див. Дмитрук М. Глобальньій форум по зашите окружающей средь! в целях вьживания. - Газета "Правда", 21 января 1990Г.).It is known that the Black Sea contains large reserves of hydrogen sulfide (at least 7.6 billion tons), which are replenished every year due to the decomposition of organic remains of animal and plant origin brought by rivers that flow into the sea. Its accumulation could lead to an ecological disaster: an earthquake small enough for hydrogen sulfide to rise to the surface of the Black Sea and ignite. After that, the coast will turn into a desert | see Dmytruk M. Global Forum on Protected Environment! for the purpose of experience. - "Pravda" newspaper, January 21, 1990).
В той же час сірководень є цінною сировиною для одержання елементарної сірки високої чистоти та водню.At the same time, hydrogen sulfide is a valuable raw material for obtaining elemental sulfur of high purity and hydrogen.
Проблема їх видобування з морської води й очистки останньої є досить актуальною.The problem of their extraction from seawater and purification of the latter is quite urgent.
Відомі способи видобування сірководню із глибинних шарів Чорного моря, у яких спочатку добувають із морської води сірководень, а потім його переробляють |див. авт. свид. СРСР Мо1799365, МПК 5 СО2Е1/58, опубл. 28.02.1993; патенти РФ Мо2010011, МПК? СО2Е1/58, опубл. 30.03.1994; Мо2038315, МПК? СО2Е1/20, опубл. 27.06.1995; Мо2134237, МПКУ СО2Е1/20, СО2Е1/58, опубл. 10.08.1999). Загальною вадою відомих способів є те, що вони вносять певне збурювання в природний стан моря, тим самим підвищують темпи погіршення го екологічного стану Чорного моря.Known methods of extracting hydrogen sulfide from the deep layers of the Black Sea, in which hydrogen sulfide is first extracted from seawater, and then processed | see author certificate USSR Mo1799365, IPC 5 СО2Е1/58, publ. 28.02.1993; patents of the Russian Federation Mo2010011, IPC? СО2Е1/58, publ. 30.03.1994; Mo2038315, IPC? СО2Е1/20, publ. 06/27/1995; Mo2134237, MPKU СО2Е1/20, СО2Е1/58, publ. 10.08.1999). The general drawback of the known methods is that they cause a certain disturbance in the natural state of the sea, thereby increasing the rate of deterioration of the ecological state of the Black Sea.
Відомий спосіб видобування водню та сірки із глибинних шарів моря, що включає занурення з плаваючого засобу в насичений сірководнем шар моря добувного модуля, який складається з електролізера для розкладання сірководню на водень та сірку, куполоподібної ємності над електролізером і ємності під електролізером, з'єднаного технологічними комунікаціями із плаваючим засобом, подачу електроенергії й сч електроліз сірководню з виділенням водню та сірки, збір водню в куполоподібній ємності, накопичування сірки в ємності під електролізером |див. В.Г.Кашия. Зкологически чистье методьі освоения водородосодержащих о компонентов Черного моря. - Іпіегпайопа! Зсіепіййс доцйгпа! їог АЦегпайме Епегду апа Есоіоду, 2004, Мо 2(10). - С. 13-14), обраний як прототип.There is a known method of extracting hydrogen and sulfur from the deep layers of the sea, which includes the immersion of a floating device into the hydrogen sulfide-saturated sea layer of the production module, which consists of an electrolyzer for the decomposition of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur, a dome-shaped container above the electrolyzer and a container under the electrolyzer, connected by technological communications with a floating vehicle, power supply and electrolysis of hydrogen sulfide with release of hydrogen and sulfur, collection of hydrogen in a dome-shaped container, accumulation of sulfur in a container under the electrolyzer | see V.G. Kashiya. Ecologically clean methods of development of hydrogen-containing components of the Black Sea. - Ipiegpayopa! Zsiepiyys docsygpa! yog ACegpaime Epegdu apa Esoiodu, 2004, Mo 2(10). - P. 13-14), chosen as a prototype.
Цей спосіб, у порівнянні з відомими, є більш перспективним і екологічно чистим, тому що переробку о зо Сірководню здійснюють у стаціонарному режимі безпосередньо в глибинних шарах без збурювання рівноважного стану моря, і процеси, що відбуваються при цьому, подібні із природними. оThis method, in comparison with the known ones, is more promising and environmentally friendly, because the processing of Sulfuric acid is carried out in a stationary mode directly in the deep layers without disturbing the equilibrium state of the sea, and the processes taking place in this case are similar to natural ones. at
Однак він є досить енергоємним і складним у реалізації, оскільки для одержання необхідної для розкладання с сірководню електроенергії необхідно спалювати виділений водень або подавати отриману при спалюванні вуглеводневої сировини енергію з берега. У першому випадку продуктом способу залишається тільки сіркаіє се необхідність у додатковій енергії, як для запуску способу, так і для підтримки енергетичного балансу, а в со другому випадку реалізація способу взагалі проблематична внаслідок дорожнечі й нерентабельності через досить дорогі та складні конструкції передачі електроенергії. Крім того, спалювання водню, що є цінною сировиною для хімічної промисловості та енергетики, економічно недоцільно.However, it is quite energy-intensive and difficult to implement, since in order to obtain the electricity necessary for the decomposition of hydrogen sulfide, it is necessary to burn the separated hydrogen or supply the energy obtained during the combustion of hydrocarbon raw materials from the shore. In the first case, the product of the method remains only the need for additional energy, both for starting the method and for maintaining the energy balance, and in the second case, the implementation of the method is generally problematic due to the high cost and unprofitability due to rather expensive and complex electricity transmission structures. In addition, the burning of hydrogen, which is a valuable raw material for the chemical industry and the energy industry, is economically impractical.
Задачею винаходу є зниження енергетичних витрат на здійснення способу видобування водню та сірки із « глибинних шарів моря, підвищення виходу виділеного водню та спрощення технології видобування. з с Поставлена задача вирішується тим, що в способі видобування водню та сірки із глибинних шарів моря, що включає занурення із плаваючого засобу в насичений сірководнем шар моря добувного модуля, який :з» складається з електролізера для розкладання сірководню на водень та сірку, куполоподібної ємності над електролізером і ємності під електролізером, з'єднаного технологічними комунікаціями із плаваючим засобом, подачу електроенергії й електроліз сірководню з виділенням водню та сірки, збір водню в куполоподібній о ємності, накопичування сірки в ємності під електролізером, відповідно до винаходу подачу електроенергії здійснюють із однієї або декількох хвилеенергетичних установок, розташованих на поверхні моря біля -й плаваючого засобу, зібраний водень по трубопроводу, приєднаному до верхньої частини куполоподібної ємності, с подають на палубу плаваючого засобу, де стискають і під тиском збирають у ємності зберігання та транспортування, накопичену у вигляді суспензії сірку по приєднаному до ємності під електролізером («в») трубопроводу за допомогою насосу піднімають на палубу плаваючого засобу, де подають у сепаратор, частково о зневоднюють і поміщають у ємності зберігання та транспортування, а відсепаровану й забруднену залишками сірки воду повертають по трубопроводу в насичені сірководнем шари моря. При цьому в період штилю подачу електроенергії здійснюють із установленого на плаваючому засобі електрогенератора, двигун якого працює на 5Б зібраному водні. Добувний модуль закріплюють на дні моря, а всі технологічні комунікації модуля з'єднують із плаваючим засобом через рознімання, розташовані в буї, котрий плаває на глибині 10-15 метрів під рівнем моря,The goal of the invention is to reduce energy costs for the method of extracting hydrogen and sulfur from the deep layers of the sea, to increase the yield of isolated hydrogen and to simplify the extraction technology. The problem is solved by the fact that in the method of extracting hydrogen and sulfur from the deep layers of the sea, which includes diving from a floating device into the hydrogen sulfide-saturated layer of the sea, the extraction module consists of an electrolyzer for the decomposition of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur, a dome-shaped container above the electrolyzer and the container under the electrolyzer, connected by technological communications with the floating means, the supply of electricity and the electrolysis of hydrogen sulfide with the release of hydrogen and sulfur, the collection of hydrogen in a dome-shaped container, the accumulation of sulfur in the container under the electrolyzer, according to the invention, the supply of electricity is carried out from one or from several wave energy installations located on the surface of the sea near the -th floating vehicle, the collected hydrogen through a pipeline connected to the upper part of the dome-shaped container is fed to the deck of the floating vehicle, where it is compressed and collected under pressure in the storage and transportation containers, the sulfur accumulated in the form of a suspension according to the attached to the tank under the electrolyzer ("in") of the pipeline using a pump, it is lifted to the deck of the floating vehicle, where it is fed into the separator, partially dehydrated and placed in storage and transportation tanks, and the water separated and contaminated with sulfur residues is returned through the pipeline to the hydrogen sulfide-saturated layers of the sea . At the same time, during calm periods, electricity is supplied from an electric generator installed on a floating vehicle, the engine of which runs on 5B of collected hydrogen. The mining module is fixed on the bottom of the sea, and all technological communications of the module are connected to the floating vehicle through connectors located in the buoy, which floats at a depth of 10-15 meters below sea level.
ГФ) додатково обладнаному радіомаяком. т Завдяки подачі електроенергії з хвилеенергетичних установок, розташованих на поверхні моря, покривається потреба в енергетичних витратах на електроліз сірководню за рахунок використання енергії хвиль. | тільки в бо період штилю частина зібраного водню витрачається на одержання електроенергії, тобто практично основна частина виділеного при електролізі водню іде на потреби хімічної промисловості та енергетики.GF) additionally equipped with a radio beacon. Thanks to the supply of electricity from wave energy installations located on the surface of the sea, the need for energy costs for the electrolysis of hydrogen sulfide is covered due to the use of wave energy. | only in the calm period, part of the collected hydrogen is spent on obtaining electricity, that is, almost the main part of the hydrogen released during electrolysis goes to the needs of the chemical industry and the energy industry.
Транспортування отриманих водню та сірки на плаваючий засіб за допомогою трубопроводів спрощує технологію їх видобування. Також спрощує технологію з'єднання технологічних комунікацій модуля із плаваючим засобом через рознімання, розташовані в буї, що дозволяє якщо буде потреба від'єднувати їх від плаваючого 65 засобу без підняття добувного модуля наверх, а радіомаяк допомагає знайти місце розташування модуля після його від'єднання.Transportation of the obtained hydrogen and sulfur to a floating vehicle with the help of pipelines simplifies the technology of their extraction. It also simplifies the technology of connecting the technological communications of the module with the floating vehicle through connectors located in the buoy, which allows you to disconnect them from the floating vehicle if necessary without lifting the extraction module up, and the radio beacon helps to find the location of the module after its disconnection .
На кресленні представлена схема, яка пояснює здійснення способу, що заявляється.The drawing shows a diagram that explains the implementation of the claimed method.
З плаваючого засобу 1 занурюють у насичений сірководнем шар моря добувний модуль, що складається з електролізера 2 для розкладання сірководню на водень та сірку, куполоподібної ємності З над електролізером 2 і ємності 4 під електролізером 2. Хвилеенергетичні установки 5, розташовані на поверхні моря біля плаваючого засобу 1, перетворюють енергію хвиль в електричну, котру через електрогенератор 6 по комунікаційних кабелях 7, 8 подають на електролізер 2. Здійснюють електроліз сірководню з виділенням водню й сірки. Виділений водень збирають у куполоподібної ємності З і по трубопроводу 9, приєднаному до верхньої частини куполоподібній ємності З, подають на палубу плаваючого засобу 1, де стискають і під тиском збирають у ємності у.о зберігання й транспортування. Накопичують сірку у вигляді суспензії в ємності 4 під електролізером 2 і по трубопроводу 11, приєднаному до ємності 4 під електролізером 2 , насосом 12 піднімають на палубу плаваючого засобу 1, де подають у сепаратор 13, частково зневоднюють і поміщають у ємності 14 зберігання й транспортування, а відсепаровану й забруднену залишками сірки воду повертають по трубопроводу 15 в насичені сірководнем шари моря. При цьому в період штилю подачу електроенергії здійснюють із установленого /5 на плаваючому засобі електрогенератора 16, двигун якого працює на зібраному водні. Добувний модуль закріплюють на дні моря, наприклад, якорем 17, а всі технологічні комунікації модуля (комунікаційні кабелі 8, трубопроводи 9 і 11) з'єднують із плаваючим засобом 1 через рознімання (на фіг. не показано), розташовані в буї 18, котрий плаває на глибині 10-15 метрів під рівнем моря щоб уникнути впливу на нього штормових хвиль, додатково обладнаному радіомаяком 19.From the floating device 1, an extraction module consisting of an electrolyzer 2 for the decomposition of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur, a dome-shaped container C above the electrolyzer 2 and a container 4 below the electrolyzer 2 is immersed in the hydrogen sulfide-saturated layer of the sea. Wave energy installations 5, located on the surface of the sea near the floating device 1, convert the energy of the waves into electric energy, which is fed to the electrolyzer 2 through the electric generator 6 through the communication cables 7, 8. They carry out the electrolysis of hydrogen sulfide with the release of hydrogen and sulfur. The released hydrogen is collected in the dome-shaped container Z and through the pipeline 9, connected to the upper part of the dome-shaped container Z, is fed to the deck of the floating vehicle 1, where it is compressed and collected under pressure in the storage and transportation containers. Sulfur is accumulated in the form of a suspension in the container 4 under the electrolyzer 2 and through the pipeline 11 connected to the container 4 under the electrolyzer 2, it is lifted by the pump 12 to the deck of the floating means 1, where it is fed into the separator 13, partially dehydrated and placed in the container 14 for storage and transportation, and water separated and contaminated with sulfur residues is returned through pipeline 15 to the hydrogen sulfide-saturated layers of the sea. At the same time, during the calm period, electricity is supplied from the installed /5 on the floating means of the electric generator 16, the engine of which runs on collected hydrogen. The production module is fixed on the bottom of the sea, for example, with an anchor 17, and all technological communications of the module (communication cables 8, pipelines 9 and 11) are connected to the floating means 1 through connectors (not shown in the figure), located in the buoy 18, which floats at a depth of 10-15 meters below sea level to avoid being affected by storm waves, additionally equipped with radio beacon 19.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200508856A UA81800C2 (en) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200508856A UA81800C2 (en) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA81800C2 true UA81800C2 (en) | 2008-02-11 |
Family
ID=39817205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200508856A UA81800C2 (en) | 2005-09-19 | 2005-09-19 | Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA81800C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516480C2 (en) * | 2012-07-03 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "АГТУ" | Electochemical method of obtaining element sulphur from hydrogen sulfide in organic solvents |
| CN112647951A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 北京科技大学 | Safe mining method for broken surrounding rock ore bodies on upper and lower plates under sea |
-
2005
- 2005-09-19 UA UAA200508856A patent/UA81800C2/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516480C2 (en) * | 2012-07-03 | 2014-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "АГТУ" | Electochemical method of obtaining element sulphur from hydrogen sulfide in organic solvents |
| CN112647951A (en) * | 2020-12-23 | 2021-04-13 | 北京科技大学 | Safe mining method for broken surrounding rock ore bodies on upper and lower plates under sea |
| CN112647951B (en) * | 2020-12-23 | 2021-08-24 | 北京科技大学 | Safe mining method for broken surrounding rock ore bodies on upper and lower plates under sea |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4850190A (en) | Submerged ocean current electrical generator and method for hydrogen production | |
| EP2018477B1 (en) | Offshore apparatus for capturing energy | |
| Baykara et al. | Hydrogen from hydrogen sulphide in Black Sea | |
| CN104118539B (en) | Large multifunctional deep sea floating base | |
| WO2011072963A1 (en) | Converting an underwater methane hydrate containing deposit into a marketable product | |
| WO2015022476A2 (en) | Hydrocarbon production and storage facility | |
| RU2018116611A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR EXTRACTION OF DIFFICULT GAS FROM UNDERWATER MEDIA, ITS CONVERSION TO CLATRATES AND SAFE TRANSPORTATION FOR CONSUMPTION | |
| UA81800C2 (en) | Process for hydrogen and sulphur extraction from deep-sea layers | |
| RU2402674C1 (en) | Procedure for extraction of gas and fresh water from underwater gas-hydrate by dropping hydro-static pressure | |
| RU2489568C1 (en) | Production method of underwater deposits of gas hydrates, and underwater production complex of gas hydrates | |
| RU2386015C1 (en) | Technological complex for development of gaseous-hydrate deposits in open sea | |
| US6394428B2 (en) | Method and apparatus for dissolving water-soluble gas in the sea and isolating it deep in the sea and a method for its installation | |
| GB2480858A (en) | An oil spill recovery system | |
| JP5402690B2 (en) | Mineral collection system and mineral collection method | |
| WO2010142943A2 (en) | Process for reducing carbon dioxide emissions | |
| CN105480399A (en) | Unmanned wave power generation submarine | |
| KR101466465B1 (en) | Floating facility having packagef power station and desalination device | |
| WO2015065412A1 (en) | System and method for methane production | |
| RU2381348C1 (en) | Sub-sea oil production method | |
| RU2379499C2 (en) | Extraction method of fresh water from submerged gas-hydrates | |
| RU2382875C1 (en) | Natural gas off-shore development | |
| KR20120067072A (en) | Method for mining of ocean mineral | |
| CN105863575A (en) | Seabed natural gas collecting device and method with built-in buoyancy tanks and hot water pipelines for heating | |
| RU2014243C1 (en) | Method of industrial complex underwater exploitation of sea fields | |
| KR20180012002A (en) | Maintenance Floating Dock Provided With Dewatering System of Pontoon Deck |