Технологии подъема глубинных сероводородных вод на поверхность
Для подъема глубинных вод на поверхность с целью извлечения из них сероводорода можно использовать различные насосные устройства.
Подъем воды можно осуществлять на основе разности плотности воды и газоводяной эмульсии. В процессе подъема глубинной воды при понижении давления происходит ее дегазация, и в трубопроводе, опущенном с плавучей платформы, образуется газоводяная эмульсия. Для стимуляции газовыделения необходима откачка части объема воды из трубопровода.
Есть метод, в котором подъемная сила основана на свойствах сообщающихся сосудов. Для этого приемное устройство глубоководного трубопровода оборудуется на уровне днища плавучего средства. В трубе создается давление, эквивалентное разности уровней между ватерлинией и приемным устройством, чем и обеспечивается самопроизвольное поступление глубинной воды к технологическому пространству, расположенному ниже уровня поверхности моря.
Интересны также методы с использованием газлифта по аналогии с фонтанным способом добычи нефти. На дно моря опускается трубопровод, изолированный от воды закрытым затвором. При открытии затвора вода устремится вверх, теряя давление, в результате чего начнет выделяться сероводород, создавая эффект газлифта. Это может обеспечить постоянный фонтан из сероводородной воды. Чем выше концентрация сероводорода в воде, то есть чем глубже погружен нижний срез водозаборной трубы, тем эффективнее работает подъемник.
Технологии добычи сероводорода на дне моря
Добывать сероводород возможно непосредственно в глубинах Черного моря. Это дает определенные преимущества, так как исключает усилия и затраты для подъема воды на поверхность и возврата отработанной воды обратно в море.
Использование мембранных абсорбентов - один из способов. Для этого необходимо глубоководное устройство, обеспечивающее фильтрацию газов через гидрофобные мембраны большой площади. Газообразный сероводород из морской воды будет поступать в полое пространство мембран и затем на поверхность по глубоководному трубопроводу. Извлеченная сероводородная морская вода методом распыления освобождается от сероводорода, который, в свою очередь, с помощью водоструйных насосов откачивается в специальные резервуары.
Другой метод - аэрация (насыщение озонированным воздухом) сероводородной воды, предварительно подкисленной серной кислотой для снижения затрат и повышения эффективности. Серную кислоту можно производить из того же сероводорода. Подкисление воды может совмещаться с гидравлическими ударами или с воздействием вибрационных колебаний.
Запатентованные методы добычи сероводорода
Трубу из нержавеющей стали или полимерных материалов, протянутую до глубины сероводородного слоя в морской воде, соединяют с баком, расположенным на берегу, образуя между баком и морем сообщающиеся сосуды. Водяным насосом перемещают сероводородную воду в водоструйный насос, захватывая при этом вакуумной полостью водоструйного насоса сероводород, выделившийся из воды в связи с резким снижением давления.
Подъем к поверхности сероводородсодержащих вод происходит за счет аэролифта в вертикальном трубопроводе, в рабочей части которого проводится электролиз воды с растворенным в ней сероводородом. Анодом является корпус трубопровода, выполненный из легкого алюминиевого сплава.
Подъем придонной воды осуществляется насосом по вертикальному трубопроводу. За счет разности гидростатического давления образуется газоводяной фонтан. Используются много вертикальных многосекционных трубопроводов на разных глубинах моря. Сероводород отделяется не только от воды, но и от серы и серосодержащих соединений металлов.
Подъем холодной придонной сероводородной воды осуществляется с помощью насоса по вертикальному многосекционному трубопроводу из нержавеющей стали или полимерных материалов, размещенному на дрейфующем судне. Поднимающаяся по трубе вода останавливается закрытием клапана. Имеются емкости, которые заполняются газоводяным фонтаном из сероводорода за счет разности давления на уровне нижнего среза трубы и уровня поверхности моря.
Установка для извлечения сероводорода из воды содержит реактор, соединенный трубопроводами с воздухозаборником и емкостью с серной кислотой, поступающей из окислителя. Реактор размещен в резервуаре в виде цилиндра, помещенного в береговой грунт. Цилиндр соединен водозаборным и сливным шлангами с сероводородным слоем моря.