Устройство для выделения газов, растворенных в жидкости

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим в непрерывном режиме производить выделение газов, растворенных в жидкости, например, сероводорода и может быть использована для извлечения сероводорода из морской воды. Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении энергетических и капитальных затрат. Устройство для выделения газов, растворенных в жидкости включает вертикальный трубопровод, сферический колпак с патрубком, размещенный над верхним концом трубопровода, внутри трубопровода размещены нагревательные элементы, а снаружи закреплены теплоизоляторы. Нижней конец трубопровода заканчивается фланцевым соединением. Теплоизолятор изготовлен из материала, обеспечивающего погружение устройства на заданную глубину.

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим в непрерывном режиме производить выделение газов, растворенных в жидкости, например, сероводорода и может быть использована для извлечения сероводорода из морской воды.

Известна система очистки природных водоемов от сероводорода, которая содержит трубопроводы подъема глубинной воды с насосом и отвода воды, механического и термического дегазаторов для отделения сероводорода, соединенные между собой перепускным трубопроводом, промежуточной емкости с глубинным патрубком, причем входной конец трубопровода для подъема воды установлен в ее нижней части (патент RU 2010011, C07F 1/58, 1994).

Недостатком данного системы является ее сложность (наличие системы подъема воды и дегазаторов).

Известна установка для удаления сероводорода из воды (авторское свидетельство SU 1754146, B01D 19/00, 1992). Она включает корпус с отверстием в нижней части для вывода выделившихся из воды твердых отложений и трубы с отверстиями для подачи чистого нагретого до 60-80°С газа (воздуха), патрубки отвода газа и дегазированной воды, устройства для подачи дегазируемой воды.

Известно устройство для извлечения сероводорода в процессе подъема морской воды, состоящее из трех концентрично расположенных труб центральной, наружной и дополнительной, конфузора, в виде направленных вверх насадок криволинейной формы, введенных в центральную трубу. Ниже конфузора наружная труба заглушена, в центральной трубе установлен обратный клапан (А.С. SU 857356, E02D 17/16, 1981). Устройство может быть закреплено на борту добычного судна. Недостатком его является необходимость использования для работы устройства углекислоты.

Известно устройство для десорбционного подъема морской воды, с целью выделения из нее сероводорода (А.С. SU 1756281, C02F 1/46, 1992). Данное устройство представляет собой трубопровод, с размещенным в нижней его части цилиндрическим конфузором, подключенному к одному из полюсов источника тока. Внутри конфузора размещена цилиндрическая втулка, подключенная к другому полюсу источника тока. Конфузор и втулка разделены мембраной с клапаном.

Известно устройство для добычи сероводорода из морской воды, которые обеспечивают выделение сероводорода Для этого устройство содержит вертикальную трубопровод, снабженный в верхней части устройство для разделения газожидкостной смеси, из которого вода возвращается в водоем. В нижней части трубопровода размещены вертикальные пластины активированного алюминия (патент РФ 2123476, C02F 1/20, 1998).

Все эти установки используют принцип газлифта, которым присущ общий недостаток - значительные затраты энергии на их работу.

Известны устройства для получения газов из глубинной морской воды, которые используют для подъема глубинных вод энергию поверхностных волн (патенты РФ 2057230, Е02В 9/04, 1996; 2385989, Е02В 9/04, 2010). Устройство представляет собой вертикальный водоподъемный и водоотводящие трубопроводы, укрепленные на поплавке. Верхние концы трубопроводов выходят в цилиндрический поддон со сферическим колпаком-резурвуаром. Трубопроводы оборудованы клапанами, водоподъемный на верхнем конце, а водоотводящие на нижних концах.

Данные устройства могут работать только при наличие волн на поверхности водоема.

Известно устройство для удаления растворенных в воде газов, используемое в установке для транспортировки со дна водоема пульпы (патент RU 2039162, E02F 3/88, 1995). Устройство состоит из рабочей камеры, расположенной между нагнетательным и приемным трубопроводами, системы откачки парогазовой смеси, соединенной с рабочей камерой. Внутри нагнетательного трубопровода размещен теплообменник. Имеются задвижки на входе нагнетательного трубопровода и на выходе приемного трубопровода, который погружен в приемную емкость установки. При удалении воды из приемной емкости устройство начинает работать как сифон.

Недостатком данного устройства является наличие дополнительных элементов, обеспечивающих работу устройства, а именно приемной емкости, насосов и задвижек, что усложняет ее обслуживание.

Задачей полезной модели является создание устройство, позволяющее с высокой эффективностью проводить выделение газов, растворенных в жидкости, с минимальными затратами.

Технический результат заключается в упрощении устройства и снижении энергетических и капитальных затрат.

Технический результат достигается тем, что устройство для выделения газов, растворенных в жидкости включает вертикальный трубопровод, сферический колпак с патрубком, размещенный над верхним концом трубопровода, внутри трубопровода размещены нагревательные элементы, а снаружи закреплены теплоизоляторы.

Нижней конец трубопровода заканчивается фланцевым соединением.

Теплоизолятор изготовлен из материала, обеспечивающего погружение устройства на заданную глубину, например,

На фигуре 1 показана конструкция устройства.

Внутри трубопровода 1 расположены нагревательные элементы 2. Над верхним концом трубопровода 1 закреплен сферический колпак (колокол) 3 с патрубком 4, к которому крепиться труба (на чертеже не показана) для отвода сероводорода из под колпака 3. Снаружи трубопровода закреплены теплоизоляторы 5, которые выполняют одновременно функции поплавков, разгружающих вертикальное растяжение колон под действием силы тяжести, что особенно важно при работе на больших глубинах. Трубопроводы с помощью фланцев (соединительных устройств) 6 соединяются друг с другом для получения нужной длины. Уровень жидкости (например, поверхность водоема) отмечен цифрой 7.

Работает устройство следующим образом.

Устройство погружается в воду на заданную глубину, при этом верхний край трубопровода 1 находится выше уровня жидкости 7, а нижний край колпака 3 - ниже этого уровня. Нижний край трубопровода находится в слоях воды наиболее богатых извлекаемым газом, например, сероводородом.

За счет нагрева в трубопроводе растворенный газ выделяется из жидкости. При этом происходит подъем нагретой жидкости вверх и переливание ее, уже обезгаженной, через верхний край трубопровода обратно в водоем (бассейн). Одновременно снизу в трубопровод поступает холодная жидкость, насыщенная газом. Таким образом, за счет конвекции реализуется непрерывный процесс получения газа. Кроме того, поскольку на глубине газ находится под повышенным давлением, происходит дополнительное обезгаживание за счет снижения давления при подъеме жидкости вверх, что особенно эффективно для работы на больших глубинах.

1. Устройство для выделения газов, растворенных в жидкости, включающее вертикальный трубопровод, сферический колпак с патрубком, размещенный над верхним концом трубопровода, внутри трубопровода размещены нагревательные элементы, а снаружи закреплены теплоизоляторы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний конец трубопровода заканчивается фланцевым соединением.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что теплоизолятор изготовлен из материала, обеспечивающего погружение устройства на такую глубину, при которой верхний край трубопровода находится выше уровня жидкости, а нижний край колпака - ниже этого уровня.