| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2244817
СПОСІБ ВИКОРИСТАННЯ ВЕЩЕСТВА МАНТІЇ ЗЕМЛІ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВОДНЮ
Ім'я винахідника: Ларін В.Н.
Ім'я патентовласника: Ларін Володимир Миколайович (RU); Ларін Микола Володимирович
Адреса для листування: 107031, Москва, вул. Петрівка, 23/10, стор.4, офіс15, М.Х. Коляскін
Дата початку дії патенту: 2003.10.15
Область використання: отримання дешевих і економічних джерел енергії, зокрема палива для двигунів внутрішнього згоряння. Спосіб включає: пошук континентальних або океанічних зон рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії з виходом мов речовини мантії в земну кору, буріння за допомогою турбобуров свердловин в речовина мантії. Після гирла свердловини в мантійних речовина в ньому шляхом збійки закачних і видачной свердловин або шляхом розширення закачних і / або видачной свердловин формують реакційну порожнину. Подають воду в закачних свердловину і виводять на поверхню через видачную свердловину газоподібний водень, що утворюється в результаті реакції інтерметалевих з'єднань, що містяться в речовині мантії, з водою. Воду подають у кількості, що регулює вихід водню, при цьому реакційну поверхню реакційної порожнини періодично регенерують, наприклад високонапірним потоком води, що подається через форсунки, розміщені в реакційній порожнини, на дистанційно керованих маніпуляторів. Розширення свердловини може бути здійснене за допомогою вибуху зарядів вибухових речовин. Можливо поділ в видачной свердловині утворюється газоподібного водню і парів води встановленим в ній сепаратором. Технічний результат: зниження енергетичних витрат на виробництво водню.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі гірничої справи і може бути використано при отриманні дешевих і економічних джерел енергії, зокрема водню, що використовується в якості енергоносія для енергетики і транспорту.
Відомий спосіб виробництва водню, що полягає у використанні глибинних високотермальних вод в місцях підводного вулканічної діяльності для виробництва електроенергії, що подається на електроліз води, в результаті якого отримують водень (див. SU 1624162, МПК Кл. 5 Е 21 С 45/00, опубл. 30.01 .1991).
До недоліків даного способу слід віднести складність його апаратурного оформлення.
Відомий спосіб отримання водню, що полягає в подачі в реактор порошкоподібного алюмінію або гідриду алюмінію і водного середовища і подальшому здійсненні їх взаємодії, при цьому перед подачею в реактор порошкоподібного алюмінію або гідриду алюмінію їх покривають водорастворимой полімерною плівкою на основі розчину полиетиленоксиду в діоксані або метиловий спирт, при цьому для забезпечення можливості протікання процесу пошарового горіння металовмісних речовин з виділенням водню процес ведуть при тиску понад 22,12 МПа і температурі - вище 647,3 К (див RU №2165388, МПК Кл. з 01 В 3/06).
До недоліків даного способу слід віднести значні енергетичні витрати на його реалізацію, обумовлені високими витратами енергії на отримання алюмінію і додатковими витратами енергії на отримання полімерів, підтримання високого тиску і температури.
Відомий і спосіб виробництва екологічно чистого хімічного пального, в якому здійснюють реакції низькотемпературного ядерного синтезу в ядерному реакторі. В якості вихідного реагенту використовують радіоактивні відходи ядерних реакторів і дейтерій для виробництва нейтронів. Ядерний синтез здійснюють шляхом радіаційного захоплення реагентом повільних нейтронів, що виділяється ядерну енергію перетворюють в електричну, яку використовують для здійснення електролізу води з отриманням водню і кисню (див. RU №2180366, МПК Кл. З 25 В 1/04, опубл. 03.10.2002 ).
Недоліком даного способу є висока небезпека радіаційного зараження місцевості, на якій буде розташовано виробництво.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається результату є спосіб використання речовини мантії Землі для отримання водню, що включає пошук континентальних або океанічних зон рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії з виходом мов речовини мантії в земну кору, буріння свердловини в речовина мантії, подачу води в свердловину і висновок на поверхню через свердловину газоподібного водню, що утворюється в результаті реакції інтерметалевих з'єднань (силіцидів) і сплавів на основі Si, Мg, Fe (кремнію, магнію і заліза), що містяться в речовині мантії, з водою (див. Хімія і життя №10, 2000, стр.46-51).
Недоліком даного способу є відносно низька продуктивність і, як наслідок, високі енергетичні витрати, зіставні з енергетичними затратами, необхідними для отримання водню традиційними способами, наприклад електроліз води.
Завдання, на вирішення якої спрямовано даний винахід, полягає в підвищенні економічної ефективності водневої енергетики.
Технічний результат, який може бути отриманий при реалізації винаходу, полягає в зниженні питомих енергетичних витрат на виробництво водню.
Зазначений технічний результат досягається тим, що у відомому способі використання речовини мантії Землі для отримання водню, що включає пошук континентальних або океанічних зон рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії з виходом мов речовини мантії в земну кору, буріння свердловини в речовина мантії, подачу води в свердловину і висновок на поверхню газоподібного водню, що утворюється в результаті реакції інтерметалевих з'єднань, що містяться в речовині мантії, з водою, відповідно до винаходу після гирла свердловини в мантійних речовина в ньому формують реакційну порожнину, вихід водню регулюють шляхом зміни обсягу знаходиться в реакційній порожнини води, при цьому поверхня реакційної порожнини, що бере участь в реакції, періодично регенерують.
Дана сукупність ознак забезпечує отримання технічного результату у всіх випадках, на які поширюється витребовують обсяг правової охорони. Зокрема, формування реакційної порожнини дозволяє отримати велику поверхню контакту води з речовиною мантії і, відповідно, збільшити вихід водню. Періодична регенерація поверхні, що бере участь в реакції, дозволяє підтримувати цю поверхню в реакційному стані і навіть збільшувати її. Таким чином, при постійних витратах енергії на буріння свердловин, подачу води і т.д. збільшується вихід водню, що призводить до зниження питомих витрат енергії на його виробництво.
В окремих випадках (у конкретних формах виконання чи при особливих умовах його використання) винахід характеризується наступною сукупністю ознак:
Буріння свердловин здійснюють за допомогою турбобуров.
Бурят додаткову свердловину і реакційну порожнину утворюють шляхом збійки основної та додаткової свердловин.
Реакційну порожнину утворюють шляхом розширення основної та / або додаткової свердловин.
Розширення свердловини здійснюють за допомогою вибуху зарядів вибухових речовин.
Регенерацію реакційної поверхні здійснюють високонапірним потоком води.
Високонапірний потік води подають через форсунки, розміщені в реакційній порожнини, на дистанційно керованих маніпуляторів.
В свердловині або на виході встановлюють сепаратор для розділення утворюється газоподібного водню і парів води.
Теплову енергію, що виділяється при виробництві робіт з отримання водню, утилізують.
Спосіб використання речовини мантії Землі для отримання водню здійснюють наступним чином.
Сучасними методами пошуку і розвідки, наприклад аерокосмічними, проводять пошук континентальних або океанічних зон рифтогенеза. Із знайдених зон виділяють зони рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії. Найбільш перспективними з точки зору постановки робіт з отримання водню є зони рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії, у яких мови речовини мантії виходять в земну кору на глибину 3-5 км (до 10 км). У міру вдосконалення методів глибокого і надглибокого буріння ця глибина може збільшуватися.
Встановивши перспективні зони, готують майданчики для розміщення бурового обладнання. Якщо перспективної визнана океанічна зона рифтогенеза, то виробляють установку морської або океанічної бурової платформи. Після закінчення підготовчих робіт виробляють буріння, щонайменше, однієї свердловини в речовина мантії, заснованої на технології обертального буріння, наприклад, за допомогою турбобуров або роторного буріння.
Спуск-підйом бурильної колони здійснюють з подовженими "свічками" при максимальній механізації і автоматизації процесу. Видалення бурової дрібниці здійснюють циркуляцією бурового розчину. Як бурових розчинів на початку спорудження свердловини використовують розчини на водній основі. З підвищенням температури в свердловині від 240 до 300 ° С переходять на нефтеемульсіонние, а понад 300 застосовують розчини на нафтовій основі. Залежно від конкретних геолого-технічних умов використовують бурильні головки як шарошечного, так і истирающего типу.
У міру поглиблення збереження стійкості гірських порід на стінках стовбура свердловини в умовах прояву гірського і пластового тиску досягають підтриманням необхідного протитиску стовпа бурового розчину і його якості, а при зустрічі пластів з низьким тиском стовбур свердловини обсаджують колоною обсадних труб, яку цементують.
Найкращим слід вважати варіант, при якому буряться кілька свердловин - основна і додаткові, одну з яких можна використовувати для подачі води, тобто як закачних, а решта - в якості видачних, за якими на поверхню відводиться отриманий в результаті реакції водень. Після входу свердловин в речовина мантії стовбури звільняють від бурового розчину і формують реакційну порожнину, в якій власне і буде відбуватися реакція интерметаллидов, що містяться в речовині мантії, з водою і виділення водню. Використання солоної (наприклад, морський) води підвищує кінетику реакції.
Реакційна порожнину може бути утворена шляхом збійки закачних і видачной свердловин або шляхом розширення закачних і / або видачной свердловин. У свою чергу розширення свердловини може бути здійснене за допомогою вибуху зарядів вибухових речовин, спущених на забій свердловини.
Проводять монтаж гирлового обладнання, призначеного для герметизації гирла закачних і видачной свердловин, розподілу і регулювання потоку закачиваемой в них води і одержуваного водню, відповідно. Як гирлового встановлюють трубні головки, колонні головки, запірну і регулюючу арматуру.
Потім здійснюють подачу води в обладнану закачних свердловину і висновок на поверхню через обладнану видачную свердловину газоподібного водню, що утворюється в результаті реакції інтерметалевих з'єднань з водою. З метою надання виділяється водню в видачную свердловину стовбур закачних свердловини герметизують у гирла і перед її сполученням з реакційної порожниною, забезпечуючи тільки пропуск води. У цьому випадку утворюється в результаті реакції водень буде виходити через відкриту з поверхні видачную свердловину.
Можливо і та обладнання видачной свердловини вакуумними установками, що створюють розрідження в стовбурі видачной свердловини. У цьому випадку утворюється в результаті реакції водень буде виходити в видачную свердловину під дією створюваного розрідження.
Кількість одержуваного водню (вихід водню) регулюють шляхом зміни обсягу подається в свердловину води і, відповідно до цього, зміни обсягу води, що знаходиться в реакційній порожнини. Таке регулювання може бути здійснено, наприклад, зменшенням прохідного перетину запірної арматури на гирло видачной свердловини і зменшенням потоку повертається води при постійній її подачі в закачних свердловину. В результаті кількість води, яка вступає в реакцію з интерметаллидами, в реакційній порожнини збільшується і, відповідно, збільшується вихід водню.
Про необхідність збільшення або зменшення кількості що знаходиться в реакційній порожнини води судять за кількістю виділяється водню.
У міру окислення інтерметалевих з'єднань, що знаходяться на поверхні реакційної порожнини, поверхню, що бере участь в реакції, періодично регенерують. Регенерацію зазначеної поверхні здійснюють, наприклад, високонапірним потоком води. Високонапірний потік води подають через форсунки, розміщені в реакційній порожнини, на дистанційно керованих маніпуляторів. Продукти окислення потоком води, що подається видаляють з реакційної порожнини і виводять на поверхню, де виробляють їх утилізацію.
Для поділу утворюється газоподібного водню і парів води в виданої свердловині може бути встановлений сепаратор.
Теплову енергію, що виділяється при виробництві робіт з отримання водню, утилізують будь-якими відомими способами, наприклад використовують для виробництва електроенергії або для обігріву промислових і цивільних будівель.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб використання речовини мантії Землі для отримання водню, що включає пошук континентальних або океанічних зон рифтогенеза, підперті діапіров аномальної мантії з виходом мов речовини мантії в земну кору, буріння свердловини в речовина мантії, подачу води в свердловину і висновок на поверхню через свердловину газоподібного водню , що утворюється в результаті реакції інтерметалевих з'єднань, що містяться в речовині мантії, з водою, що відрізняється тим, що після входу свердловини в мантійних речовина в ньому формують реакційну порожнину, вихід водню регулюють шляхом зміни обсягу знаходиться в реакційній порожнини води, при цьому поверхня реакційної порожнини, бере участь в реакції, періодично регенерують.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що буріння свердловин здійснюють за допомогою турбобуров.
3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що бурять додаткову свердловину і реакційну порожнину утворюють шляхом збійки основної та додаткової свердловин.
4. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що реакційну порожнину утворюють шляхом розширення основної та / або додаткової свердловин.
5. Спосіб за п.1 або 4, який відрізняється тим, що розширення свердловини здійснюють за допомогою вибуху зарядів вибухових речовин.
6. Спосіб за п пп.1-5, що відрізняється тим, що регенерацію поверхні, що бере участь в реакції, здійснюють високонапірним потоком води.
7. Спосіб за п.6, що відрізняється тим, що високонапірний потік води подають через форсунки, розміщені в реакційній порожнини, на дистанційно керованих маніпуляторів.
8. Спосіб за п пп.1-7, що відрізняється тим, що в свердловині встановлюють сепаратор для розділення, що утворюється газоподібного водню і парів води.
9. Спосіб за п пп.1-8, що відрізняється тим, що теплову енергію, що виділяється при виробництві робіт з отримання водню, утилізують.
Версія для друку
Дата публікації 01.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.