RU27332U1 - MARINE ENVIRONMENTAL STATION - Google Patents
MARINE ENVIRONMENTAL STATIONInfo
- Publication number
- RU27332U1 RU27332U1 RU2002124328/20U RU2002124328U RU27332U1 RU 27332 U1 RU27332 U1 RU 27332U1 RU 2002124328/20 U RU2002124328/20 U RU 2002124328/20U RU 2002124328 U RU2002124328 U RU 2002124328U RU 27332 U1 RU27332 U1 RU 27332U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- station
- liquid
- energy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
1. Морская экологическая станция, состоящая из источника энергии, электролизной ванны для получения водорода из морской воды, установки сжижения водорода, соединительных трубопроводов, отличающаяся тем, что в качестве источника энергии используются ветроэнергетические установки, фотоэлектрическая станция, гидроэлектрическая установка, топливно-химическая элементная станция, с возможностью использования в качестве топлива водорода, аккумуляторные батареи, а блок забора глубоководной воды состоит из заборного глубоководного трубопровода, с фильтром, удерживаемый якорем на заданной глубине, причем второй конец заборного глубоководного трубопровода соединен с бассейном десероводоризации, содержащей приемный отсек, вакуумный насос, причем приемный отсек, соединен с ванной десероводоризации и имеющей низкотемпературный электронагреватель, светопрозрачный купол, и компрессор с возможностью перекачки сероводорода в фотолизер, который имеет возможность отбора кристаллической серы в емкость для сбора кристаллической серы, а водорода в топливно-химическую элементную станцию и блок сжижения водорода через приемник водорода, куда, кроме того, поступает водород из электролизной установки через светопрозрачный купол и компрессор, причем электролизная установка имеет электроды и соединена с блоком сжижения кислорода через компрессор с возможностью отвода кислорода в морскую воду и подачу жидкого кислорода в раздаточный пункт жидкого водорода и кислорода через приемный пункт хранения жидкого кислорода, а блок сжижения водорода имеет возможность подавать жидкий водород на приемный пункт хранения жидко1. Marine ecological station, consisting of an energy source, an electrolysis bath for producing hydrogen from sea water, a hydrogen liquefaction plant, connecting pipelines, characterized in that wind power plants, a photovoltaic station, a hydroelectric plant, a fuel and chemical element station are used as an energy source , with the possibility of using hydrogen as fuel, rechargeable batteries, and the deep-water intake block consists of a deep-water intake pipe water, with the filter held by the anchor at a given depth, the second end of the deepwater intake pipe being connected to the desulfurization pool containing a receiving compartment, a vacuum pump, the receiving compartment being connected to a desodorization bath and having a low-temperature electric heater, a translucent dome, and a compressor with the ability to transfer hydrogen sulfide in a photolizer, which has the ability to select crystalline sulfur in a container for collecting crystalline sulfur, and hydrogen in the fuel and chemical element the station and the hydrogen liquefaction unit through a hydrogen receiver, where, in addition, hydrogen is supplied from the electrolysis unit through a translucent dome and compressor, the electrolysis unit having electrodes and connected to the oxygen liquefaction unit through the compressor with the possibility of oxygen removal to seawater and supplying liquid oxygen to a liquid hydrogen and oxygen dispensing point through a liquid oxygen storage point, and a hydrogen liquefaction unit is able to supply liquid hydrogen to a liquid liquid storage point
Description
20021243282002124328
ЯММШНННYAMMSHNNN
д/tt -j--г Морская экологическая станцияd / tt -j - g Marine Ecological Station
Морская экологическая станция (МЭС) относится к экологическим системам, а конкретно к устройствам нолучения и исиользования электрической энергии из природных возобновимых источников энергии на море без загрязнения О1фужающей среды.Marine Ecological Station (MES) refers to ecological systems, and specifically to devices for acquiring and using electric energy from natural renewable sources of energy at sea without pollution of the fugitive environment.
Известно применение электрических станций на море (см. А.Беляков «О водяных турбинах и не только о них. Независимая газета - наука, № 8, 2000 г.), использующих неисчерпаемые возможности Мирового океана для решения экологических задач. Расположение электростанций на море (океане) диктуется наличием большого числа возобновимых экологически чистых источников энергии, отсутствием территориальных ограничений, возможностями практического использования получаемой на них энергии на месте. К таким источникам энергии относятся:The use of power plants at sea is known (see A. Belyakov “On Water Turbines and Not Only About Them. Nezavisimaya Gazeta - Science, No. 8, 2000), using the inexhaustible capabilities of the World Ocean to solve environmental problems. The location of power plants on the sea (ocean) is dictated by the presence of a large number of renewable environmentally friendly sources of energy, the absence of territorial restrictions, and the possibilities of practical use of the energy received from them on the spot. These energy sources include:
энергия движения морской воды (морских течений, приливов и отливов, морской зыби и т.д.);movement energy of sea water (sea currents, tides, swell, etc.);
солнечная энергия;solar power;
энергия ветра;wind energy;
электрохимическая энергия самой воды и её компонентов - кислорода и водорода;electrochemical energy of water itself and its components - oxygen and hydrogen;
биохимическая энергия морской воды.biochemical energy of sea water.
Появлению морских (океанских) электростанций - развитию морской энергетики способствовало обострение глобальных энергетических и сырьевых проблем. Так, в России в 1968 г. пущена в эксплуатацию приливная электростанция на побережье Баренцева моря в губе Кислов. Находится в стадии освоения Тенжинская приливно-отливная электростанция на Камчатке. Построены и эксплуатируются ветроэлектростанции в Голландии и Дании на побережье Северного моря. Однако, эти станции используются лищь для получения электроэнергии, т.е. решается лишь первая часть задачи нашего изобретения.The emergence of offshore (oceanic) power plants - the development of offshore energy contributed to the exacerbation of global energy and raw materials problems. So, in Russia in 1968 a tidal power station was put into operation on the coast of the Barents Sea in the Kislov Bay. The Tenzhinsky tidal power station in Kamchatka is under development. Wind farms have been built and are being operated in the Netherlands and Denmark on the North Sea coast. However, these stations are used only for generating electricity, i.e. only the first part of the problem of our invention is solved.
Более близкая к экологической системе энергетическая установка, использующая энергию течения Гольфстрима, монтирующаяся в мексиканском заливе (см. Давид Рохленко «Плавучие фабрики водорода. Независимая газета наука, №4, 1999 г. Прототип), состоит из источников энергии, электролизной ванны для получения водорода из морской воды, установки сжижения водорода, соединительных трубопроводов.Closer to the ecological system, a power plant using the energy of the Gulf Stream, mounted in the Gulf of Mexico (see David Rohlenko “Floating Hydrogen Factories. Independent Newspaper Science, No. 4, 1999. Prototype), consists of energy sources, an electrolysis bath for hydrogen production from sea water, hydrogen liquefaction plants, connecting pipelines.
Приемниками (преобразователями) энергии океанического течения являются небольшие (1,5 м высотой и 1 м диаметром) геликондные турбины, вThe receivers (converters) of ocean current energy are small (1.5 m high and 1 m diameter) helicond turbines,
Экз.№ Объект-полезная модельEx.№ Object-utility model
МГЖ7 MGG7
каждой из которых смонтированы небольшие генераторы, вырабатывающие электрическую энергию. Генераторы объединяются в единую сеть, в которой потребителем энергии является электролизная ванна, где из морской воды водород и кислород. Одним из вариантов применения водорода является его использование в качестве экологического топлива, для двигателей внутреннего сгорания. В этой установке привлекает внимание прямое использование получаемой энергии, что позволяет избежать её потерь, а также получение экологически чистого топлива - водорода.each of which is mounted small generators that generate electrical energy. Generators are combined into a single network in which the energy consumer is an electrolysis bath, where there is hydrogen and oxygen from seawater. One of the applications of hydrogen is its use as an ecological fuel for internal combustion engines. In this installation, the direct use of the energy received attracts attention, which helps to avoid its losses, as well as the production of environmentally friendly fuel - hydrogen.
Однако, вышеперечисленное устройство не может использоваться для получения чистого топлива в акватории Черного моря.However, the above device cannot be used to obtain clean fuel in the Black Sea.
Кроме того, эта станция не использует другие источники энергии, такие как энергию волн и зыби, энергию ветра, солнечную энергию, электрохимическую энергию вешеств, растворимых в морской воде, биохимическую энергию представителей морской флоры и др.In addition, this station does not use other sources of energy, such as wave and swell energy, wind energy, solar energy, electrochemical energy of substances soluble in sea water, biochemical energy of representatives of marine flora, etc.
А самое главное, эта станция не создает возможности производить очистку воды в акваториях приморских городов, например, Сочи, Туапсе, Новороссийск и самого Черного моря, от отравляющего все живое, избыточного сероводорода и других загрязнителей.And most importantly, this station does not create the ability to purify water in the waters of coastal cities, for example, Sochi, Tuapse, Novorossiysk and the Black Sea itself, from poisoning all living things, excess hydrogen sulfide and other pollutants.
Задачей полезной модели является противодействие сероводородной токсикации Черного моря (и других морей), использование неисчерпаемых возможностей нетрадиционных источников энергии и получение экологически чистого топлива (водорода), а также таких продуктов, как кристаллическая сера и жидкий кислород.The objective of the utility model is to counteract the hydrogen sulfide toxicity of the Black Sea (and other seas), use the inexhaustible possibilities of unconventional energy sources and produce environmentally friendly fuels (hydrogen), as well as products such as crystalline sulfur and liquid oxygen.
Техническое решение задачи является создание морской экологической станции, состоящей из источника энергии, электролизной ванны для получения водорода из морской воды, установки сжижения водорода, соединительного трубопровода, а в качестве источника энергии используются ветроэнергетические установки, фотоэлектрическая станция, гидроэлектрическая установка, тошшвно-химическая элементная станция, с возможностью использования в качестве топлива водорода, аккумуляторные батареи, а блок забора глубоководной воды состоит из заборного глубоководного трубопровода, с фильтром, удерживаемый якорем на заданной глубине, причем второй конец заборного глубоководного трубопроводасоединен с бассейномThe technical solution to the problem is to create a marine ecological station, consisting of an energy source, an electrolysis bath for producing hydrogen from sea water, a hydrogen liquefaction plant, a connecting pipeline, and wind power plants, a photovoltaic station, a hydroelectric plant, and a chemical-chemical elemental station are used as an energy source. , with the possibility of using hydrogen as fuel, rechargeable batteries, and the deep-water intake block consists of an intake lubokovodnogo conduit, with the filter held by the anchor at a predetermined depth, wherein the second end of the intake deep pool truboprovodasoedinen
десероводоризации, содержащей приемный отсек, вакуумный насос, причем приемный отсек, соединен с ванной десероводоризации и имеющей низкотемпературный электронагреватель, светопрозрачный купол, и компрессор с возможностью перекачки сероводорода в фотолизер, который имеет возможность отбора кристаллической серыв емкость для сбораa desulfurization unit comprising a receiving compartment, a vacuum pump, the receiving compartment being connected to the desulfurization bath and having a low-temperature electric heater, a translucent dome, and a compressor with the ability to transfer hydrogen sulfide to a photolizer, which has the ability to collect a crystalline sulfur collector for collection
кристаллической серы, а водорода в топливо-химическую элементную станцию и блок сжижения водорода через приемник водорода, куда, кроме того, поступает водород из электролизной установки через светопрозрачный купол иcrystalline sulfur, and hydrogen to the fuel-chemical element station and the hydrogen liquefaction unit through a hydrogen receiver, which, in addition, receives hydrogen from the electrolysis unit through a translucent dome and
компрессор, причем электролизная установка имеет электроды и соединена с блоком сжижения кислорода через компрессор с возможностью отвода кислорода в морскую воду и подачу жидкого кислорода в раздаточный пункт жидкого водорода и кислорода через приемный пункт хранения жидкого кислорода , а блок сжижения водорода имеет возможность подавать жидкий водород на приемный пункт хранения жидкого водорода через компрессор. Причем, ветроэнергетическая установка, фотоэлектрическая станция, гидроэлектрическая установка, топливнохимическая элементная станция, аккумуляторные батареи соединены через устройство регулирования и распределения электрической энергии с насосом, низкотемпературным электронагревателем, компрессорами, электродами, блоком сжижения водорода и кислорода. А энергетический комплекс, блок забора глубоководной воды, комплекс обработки морской воды, блок обработки и перекачивания расположены на понтонах, закрепленных на якорях или платформе, установленной на сваях. Полезная модель поясняется фиг.1, где:a compressor, wherein the electrolysis unit has electrodes and is connected to an oxygen liquefaction unit through a compressor with the ability to divert oxygen into sea water and supply liquid oxygen to a liquid hydrogen and oxygen dispensing point through a liquid oxygen storage center, and the hydrogen liquefaction unit is able to supply liquid hydrogen to receiving point for storing liquid hydrogen through a compressor. Moreover, a wind power plant, a photovoltaic station, a hydroelectric plant, a fuel chemical element station, storage batteries are connected through a device for regulating and distributing electric energy to a pump, a low-temperature electric heater, compressors, electrodes, a unit for liquefying hydrogen and oxygen. And the energy complex, deep sea water intake unit, sea water treatment complex, processing and pumping unit are located on pontoons mounted on anchors or on a platform mounted on piles. The utility model is illustrated in figure 1, where:
1- энергетический комплекс (ЭК);1- energy complex (EC);
П - блок забора глубоководной воды (БЗГВ);P - block deep water intake (BZGV);
Ш - комплекс переработки морской воды (КПМВ);Ш - sea water processing complex (KPMV);
IV- блок обработки и переБсачивания продуктов переработки (БОП);IV- processing and re-processing unit of processed products (BOP);
V- наземный (приемный) комплекс (НПК); 1- фильтр (Ф);V-ground (receiving) complex (NPK); 1- filter (Ф);
2- заборный глубоководный трубопровод (ЗГТ);2- deep-water intake pipe (HRT);
3- ветроэнергетическая установка (ВЭУ);3- wind power installation (wind turbine);
4- фотоэлектрическая станция (ФЭС);4- photovoltaic station (FES);
5- гидроэлектрическая установка (ГЭУ);5- hydroelectric installation (GEM);
6-аккумуляторные батареи (АБ);6 rechargeable batteries (AB);
7- топливнохимическая элементная станция (ТХЭС);7 - fuel-chemical element station (THES);
8-устройство регулирования и распределения электрической энергии (УРР); 9-приемный отсек (ПО);8-device regulation and distribution of electrical energy (OAI); 9-receiving compartment (ON);
10- вакуумный насос (ВН);10-vacuum pump (VN);
11- светопрозрачный купол (СПК);11 - translucent dome (SPK);
12- ванна десероводородизации ДС);12- bath deserodorodization DS);
13-низкотемпературный электронагреватель(НТЭН);13-low-temperature electric heater (NTEN);
14- компрессор (К);14- compressor (K);
15- светопрозрачный купол (СПК);15 - translucent dome (SPK);
16- электролизная ванна (ЭВ);16- electrolysis bath (EV);
17-электроды (ЭД);17-electrodes (ED);
18- компрессор (К);18- compressor (K);
19- компрессор (К);19- compressor (K);
20- фотолизер (ВЛ);20 photolizer (VL);
21 - емкость для сбора кристаллической серы (ЕСС); 22- приемник водорода (ПВ);21 is a container for collecting crystalline sulfur (ECC); 22 - a hydrogen receiver (PV);
23- блок сжижения водорода (БСВ);23 - hydrogen liquefaction unit (BSV);
24- компрессор (К);24- compressor (K);
25- блок сжижения кислорода (БСК);25- oxygen liquefaction unit (BSK);
26- компрессор (К);26- compressor (K);
27- приемный пункт хранения жидкого водорода (ППХВ);27- receiving point for storing liquid hydrogen (PPHV);
28- раздаточная станция жидкого водорода и кислорода (РСВК);28 - dispensing station of liquid hydrogen and oxygen (RSVK);
29- приемник жидкого кислорода (111IK);29- liquid oxygen receiver (111IK);
30- якорь (Я);30- anchor (I);
31- бассейн десероводородизации (БСВ);31- pool deserovodorodizatsii (BSV);
32-электролизная установка (ЭУ);32-electrolysis unit (EU);
I - энергетический комплекс предназначен для получения электрической энергии, хранения и распределения её по различным потребителям. Источниками электрической энергии на МЭС являются:I - the energy complex is designed to receive electrical energy, store and distribute it to various consumers. Sources of electrical energy at MES are:
ветроэнергетическая установка 3 (ВЭУ), например, роторного типа, вырабатывающая энергию от перемещения воздуха (ветра) со скоростью от 0,5 до 25 м/сек, при этом электрическая мощность установки может составлять до 10 кВт. Таких установок может быть несколько, в зависимости от требуемой МЭС потребности. Ветроэнергетические установки данного типа освоены отечественной промышленностью и выпускаются серийно;wind power installation 3 (wind turbine), for example, of rotary type, generating energy from the movement of air (wind) at a speed of 0.5 to 25 m / s, while the electrical power of the installation can be up to 10 kW. There can be several such installations, depending on the required MES needs. Wind power plants of this type are mastered by domestic industry and are mass-produced;
фотоэлектрическая станция 4 (ФЭС) вырабатывает электрическую энергию на основе преобразования солнечной энергии фотоэлементами, укрепленными на плоском ячеистом щите установленном нормально по отношению к солнечным лучам. Расположение щита изменяется автоматически в соответствии с изменением угла падения солнечных лучей. При площади щита 10 м с него может быть снята электрическая энергия порядка 10 кВт. Так же как и в случае с ВЭУ таких установок может быть несколько, устанавливаемых в виде пакета параллельно расположенных щитов с фотоэлементами;Photovoltaic station 4 (FES) generates electrical energy based on the conversion of solar energy by photocells mounted on a flat wire mesh panel installed normally with respect to the sun's rays. The location of the shield changes automatically in accordance with the change in the angle of incidence of sunlight. With a shield area of 10 m, electrical energy of the order of 10 kW can be removed from it. As in the case of wind turbines, there can be several such installations installed in the form of a package of parallel shields with photocells;
гидроэлектрическая установка 5 (ГЭУ), вырабатывающая электрическую энергию, используя кинетическз ю энергию движущейся морской воды, например, прилива-отлива или морских подводных течений. Преобразование энергии движущейся воды в электрическую возможно с помощью применения геликоидных турбин Горлова, позволяющих электрическую энергию при малых удельных мощностях потока воды. Турбины могут бьпъ установлены в виде сети, размещенной под водой, на глубинах до нескольких десятков метров от поверхности воды. Опытная установка такой сети сооруженная во Флоридском проливе компанией «Гольфстрим энерджи рассчитана на производство 30 мегаватт энергии;hydroelectric installation 5 (GEM), which generates electrical energy using the kinetic energy of moving sea water, for example, ebb-tide or marine undercurrents. Converting the energy of moving water into electric energy is possible using Gorlov's helicoidal turbines, which allow electric energy at low specific powers of the water flow. Turbines can be installed in the form of a network located under water at depths of several tens of meters from the surface of the water. A pilot installation of such a network, built by the Gulf Stream Energy company in the Strait of Florida, is designed to produce 30 megawatts of energy;
топливнохимическая элементная станция 7 (ТХЭС), состоящая из водородовоздущных элементов, преобразующих химическую энергию сгорания водородаfuel-chemical element station 7 (THES), consisting of hydrogen-generating elements that convert the chemical energy of hydrogen combustion
в воздухе в присутствии TBq)floro полимерного электролита в электрическую энергию. В институте водородной энергетики разработан блок элементов мощностью 10 кВт, для работы этого блока необходима подача водорода и воздуха. На предлагаемой МЭС топливо-химическая элементная станция работает на водороде, поступающем от комплекса обработки морской воды Ш через фотолизер 20;in air in the presence of TBq) floro polymer electrolyte into electrical energy. At the Institute of Hydrogen Energy, a block of elements with a capacity of 10 kW was developed; for this block to work, a supply of hydrogen and air is necessary. At the proposed MES, the fuel-chemical element station runs on hydrogen coming from the sea water treatment complex III through photolizer 20;
блок аккумуляторов электрической энергии 6 необходим для непрерывной работы энергетического блока. Использование аккумуляторов электрической энергии позволяет запасать её в пиках вырабатываемой источниками 3,4 и 5 энергии и равномерно распределять её между потребителями. В качестве аккумуляторов могут быть использованы, например, конденсаторные батареи повышенной емкости, обладающие способностью к быстрому заряду и повышенным (до 5 лет) сроком службы. Все источники электрической энергии имеют электрические связи с устройством регулирования и распределения энергии 8 (УРР). Впервые на МЭС применены несколько автономных электрических источников, что позволяет повысить независимость МЭС от погоды, времени года и суток, а также вырабатывать энергию для обеспечения других объектов как на море, так и на берегу;the electric energy storage unit 6 is necessary for the continuous operation of the energy unit. The use of electric energy accumulators makes it possible to store it at the peaks of the energy generated by sources 3.4 and 5 and evenly distribute it among consumers. As batteries can be used, for example, capacitor banks of high capacity, with the ability to fast charge and increased (up to 5 years) service life. All sources of electrical energy have electrical connections with the device for regulation and distribution of energy 8 (OAI). For the first time, several autonomous electrical sources were used at the MES, which makes it possible to increase the independence of the MES from weather, time of year and day, and also generate energy to provide other facilities both at sea and on shore;
устройство регулирования и распределения электрической энергии 8, предназначено для согласования параллельной работы различных источников (3,4,5,6) и преобразования выработанной энергии к виду наиболее соответствующему требованиям потребителей энергии, находящихся на МЭС. Электрическая энергия подается от УРР 8 к вакуумному насосу 10, низкотемпературному электронагревателю 13, электродам 17, компрессорам 14,18,19,24,26, блоку сжижения водорода 23 и блоку сжижения кислорода 25, а также на освещение морской экологической станщш, бытовых нужд, сигнальных и т.д. Данные связи на рисунке не представлены. Энергетический комплекс I может устанавливаться на нескольких понтонах, закрепленньгх на якорях или на платформе, установленной на сваях.device for regulating and distributing electric energy 8, is intended to coordinate the parallel operation of various sources (3,4,5,6) and convert the generated energy to the type that most meets the requirements of energy consumers located at MES. Electric energy is supplied from the OCR 8 to the vacuum pump 10, the low-temperature electric heater 13, the electrodes 17, the compressors 14,18,19,24,26, the hydrogen liquefaction unit 23 and the oxygen liquefaction unit 25, as well as to illuminate the marine environmental station, domestic needs, signaling etc. Communication data are not shown in the figure. Energy complex I can be installed on several pontoons fixed on anchors or on a platform mounted on piles.
П - блок забора глубоководной воды, состоящий из механического сетчатого фильтра 1 и секционированного заборного трубопровода 2 общей длиной свыше 140 м предназначен для транспортировки морской воды насыщенной сероводородом с глубин, например, 140 и более метров, при этом для удержания трубы в вертикальном положении она снабжается анкерным якорем 30, соединенным с механическим фильтром; трубопровод изготавливается из армированных композитных материалов и состоит их свинчиваемых между собой 10-метровых секций; верхний конец собранного трубопровода закрепляется в приемном отсеке 9 ванны десероводородизации 12.П - a deep-water intake block, consisting of a mechanical strainer 1 and a partitioned intake pipe 2 with a total length of more than 140 m, is intended for transporting sea water saturated with hydrogen sulfide from depths, for example, 140 and more meters, while it is supplied to hold the pipe in a vertical position an anchor anchor 30 connected to a mechanical filter; the pipeline is made of reinforced composite materials and consists of 10-meter sections screwed together; the upper end of the assembled pipeline is fixed in the receiving compartment 9 bath desulphurization 12.
Комплекс обработки морской воды Ш включает бассейн десероводоризации 31 и электролизную установку 32.The seawater treatment complex Ш includes a desulfurization pool 31 and an electrolysis unit 32.
KOMB предназначен для получения конечного продукта т.е. водорода, кислорода, серы, морской соли и других продуктов.KOMB is designed to produce the final product i.e. hydrogen, oxygen, sulfur, sea salt and other products.
Водород и кислород получают в двух состояниях - газообразном и жидком. Газообразный водород используют для питания ТХЭС 7, а также в блок сжижения водорода 23, откуда он по трубопроводам транспортируется в приемный пункт хранения жидкого водорода 27.Hydrogen and oxygen are obtained in two states - gaseous and liquid. Hydrogen gas is used to power the TPP 7, as well as to the hydrogen liquefaction unit 23, from where it is transported through pipelines to the receiving point for storing liquid hydrogen 27.
Полученный газообразный кислород впервые применяется для лечения воды Черного моря, для чего его направляют по трубопроводам в воду. Трубы на рисунке не показаны. Жидкий кислород подается по трубопроводу в приемный пункт 29.The obtained gaseous oxygen is used for the first time to treat the water of the Black Sea, for which it is sent through pipelines to the water. Pipes are not shown. Liquid oxygen is piped to a receiving point 29.
Полученную серу собирают в емкость для сбора кристаллической серы 21 для её дальнейшей переработке.The resulting sulfur is collected in a container for collecting crystalline sulfur 21 for its further processing.
Бассейн десероводоризации 31 включает помимо приемного отсека 9 и ванны десероводоризации 12 вакуумный насос 10, светопрозрачный купол 11 для сбора сероводорода, низкотемпературный электрический нагреватель 13, щ)едназначенный для нагрева морской воды в ванне 12 до заданной температуры, с целью выделения сероводорода. Кроме того здесь установлен компрессор 14 для перекачки сероводорода в фотолизер 20.In addition to the receiving compartment 9 and the desulfurization bath 12, the desulfurization pool 31 includes a vacuum pump 10, a translucent dome 11 for collecting hydrogen sulfide, a low-temperature electric heater 13, u) designed to heat sea water in the bath 12 to a predetermined temperature, in order to separate hydrogen sulfide. In addition, a compressor 14 is installed here for pumping hydrogen sulfide into the photolizer 20.
В светлое время нагрев воды осуществляется за счет световой энергии солнца, поступающей через светопрозрачный купол 11.In daylight, water is heated due to the light energy of the sun entering through the translucent dome 11.
Морская вода из КОМВ Ш по трубопроводу поступает самотеком в электролизную ванну 16.Sea water from KOMV Ш through a pipeline flows by gravity into the electrolysis bath 16.
Электролизная установка 32 предназначена для получения газообразного водорода и кислорода. ЭУ состоит из электролизной ванны 16, электродов 17, светопрозрачного купола с перегородкой 15, компрессоров 18 - для перекачки газообразного водорода и 19 - для откачки газообразного кислорода.Electrolysis unit 32 is designed to produce gaseous hydrogen and oxygen. The EU consists of an electrolysis bath 16, electrodes 17, a translucent dome with a partition 15, compressors 18 for pumping hydrogen gas and 19 for pumping gaseous oxygen.
Кислород и водород накапливаются при электролизе морской воды, соответственно, в районе катода и анода, откуда и выделяются в газообразном виде в светопрозрачный купол 15. Во избежания их смешивания светопрозрачный купол 15 разделен перегородкой, доходящей до поверхности воды в ванне 16.Oxygen and hydrogen accumulate during the electrolysis of sea water, respectively, in the region of the cathode and anode, whence they are released in a gaseous form into a translucent dome 15. In order to avoid mixing, the translucent dome 15 is divided by a partition that reaches the surface of the water in the bath 16.
Блок обработки и перекачивания (продуктов переработки морской воды) IV предназначен для более глубокой обработки полученного сероводорода, кислорода и водорода. Он состоит из фотолизера 30, емкости для сбора соли 21, приемника водорода 22, блока сжижения водорода 23, компрессоров 24 и 26, блока сжижения кислорода 25, трубопроводов.The processing and pumping unit (seawater processing products) IV is intended for a deeper treatment of the resulting hydrogen sulfide, oxygen and hydrogen. It consists of a photolizer 30, a salt collection tank 21, a hydrogen receiver 22, a hydrogen liquefaction unit 23, compressors 24 and 26, an oxygen liquefaction unit 25, pipelines.
Фотолизер 20 это известное устройство, где на поступаюпщй сероводород воздействуют ультразвуковое , создаваемое, например специальными кварцевыми лампами. Под воздействием ультрафиолетового облучения сероводород разлагается на газообразный водород и кристаллическую серу. Газообразный водород подается в тошшвнохимическую элементную станцию 7 иPhotolizer 20 is a known device where ultrasound is applied to incoming hydrogen sulfide, created for example by special quartz lamps. Under the influence of ultraviolet radiation, hydrogen sulfide decomposes into hydrogen gas and crystalline sulfur. Hydrogen gas is supplied to the Toshno-chemical element station 7 and
приемник водорода 22. Выпадающая кристаллическая сера собирается в емкость для сбора кристаллической серы 21 механическим пзпгем.a hydrogen receiver 22. The precipitated crystalline sulfur is collected in a container for collecting crystalline sulfur 21 by mechanical means.
Приемник водорода 22 представляет резервуар, в котором собирается водород из фотолизера 20 и электролизной установки 32.The hydrogen receiver 22 represents a reservoir in which hydrogen is collected from the photolizer 20 and the electrolysis unit 32.
В приемнике водорода 22 производят осушение газа, например, с помощью силикагеля или другого сорбента.In the hydrogen receiver 22, the gas is drained, for example, using silica gel or another sorbent.
В качестве блока сжижения водорода 23 используют известное устройство. Он соединен трубопроводом с компрессором 24, который перекачивает жидкий водород на приемный пункт хранения жидкого водорода 27 по подводному трубопроводу.As a unit for liquefying hydrogen 23, a known device is used. It is connected by a pipeline to a compressor 24, which pumps liquid hydrogen to a receiving point for storing liquid hydrogen 27 through an underwater pipeline.
В качестве блока сжижения кислорода 25 используют известное устройство, к нему подсоединяется газопровод и трубопровод. Трубопровод идет на компрессор 26, а газопровод опущен в воду для аэрирования акватории места расположения МЭС.As the oxygen liquefaction unit 25, a known device is used, a gas pipeline and a pipeline are connected to it. The pipeline goes to compressor 26, and the gas pipeline is lowered into the water to aerate the water area of the MES location.
Необходимым дополнением к МЭС является наземный приемный комплекс V, включающий в себя приемный пзнкт хранения жидкого водорода 27 и кислорода 29, а также раздаточный пункт жидкого водорода и кислорода 28, на котором производится отпуск экологически чистого топлива для автомобилей и баллонов с жидким кислородом.A necessary addition to the MES is the ground receiving complex V, which includes the receiving point for storing liquid hydrogen 27 and oxygen 29, as well as a dispensing station for liquid hydrogen and oxygen 28, on which green fuel is dispensed for cars and liquid oxygen cylinders.
Работает МЭС следующим образом.MES operates as follows.
Энергетический комплекс I вырабатывает электрическую энергию от естественных факторов окружающей среды (солнечного излучения, движения воздуха и моря и химической энергии окисления водорода в воздухе) в автономном режиме. Неравномерность в выработке энергии отдельными источниками, связанная со сменой времени суток, погодных условий и времени года, компенсируется за счет использования аккумуляторных батарей 6. Выработанная энергия энергетическим комплексом I поступает к потребителям через УРР 8. Новым в работе ЭК I является совмещение работы различных по устройству и электрическим показателям источников на систему потребителей, расположенных здесь же на МЭС.Energy complex I generates electrical energy from natural environmental factors (solar radiation, air and sea movement and the chemical energy of hydrogen oxidation in air) in an autonomous mode. The unevenness in the energy production by individual sources, associated with the change of time of day, weather conditions and time of the year, is compensated by the use of rechargeable batteries 6. The generated energy by energy complex I is supplied to consumers through OPS 8. New in the work of EC I is the combination of different devices and electrical indicators of sources to the system of consumers located here at the MES.
Основными потребителями являются БСВ 31, ЭУ 32, БОП IV, а также служебные помещения и контрольно-измерительная аппаратура установленная на блоках МЭС.The main consumers are BSV 31, EU 32, BOP IV, as well as office premises and instrumentation installed on MES units.
Назначением потребителей энергии является впервые применяемая глубокая переработка морской воды с целью извлечения из неё растворенного сероводорода, получения экологически чистого топлива (водорода), а также ценных химических продуктов: кислорода и кристаллической серы.The purpose of energy consumers is the first time deep processing of sea water is used to extract dissolved hydrogen sulfide from it, to produce environmentally friendly fuel (hydrogen), as well as valuable chemical products: oxygen and crystalline sulfur.
Особое экологическое значение, в частности, для бассейна Черного моря имеет осуществляемая МЭС десероводородизация глубинных вод.Of particular ecological significance, in particular, for the Black Sea basin, is the MES-carried out desulfurization of deep waters.
Она ос тцествляется путем забора морской воды из глубины с наибольшим содержанием сероводорода (HiS) то есть с глубины более 140 м от поверхности.It is carried out by taking sea water from a depth with the highest content of hydrogen sulfide (HiS), i.e., from a depth of more than 140 m from the surface.
Забор производится через фильтр 1, заборный глубоководный трубопровод 2, приемный отсек 9, путем создания разряжения (например 0,7...0,8 атмосфер) вакуумным насосом 10, что обеспечивает свободное поступление глубоководной воды в ванну десероводородизации 12. Объем воды в ВДС 12 определяется мопщостью источников энергии, а также потребностями в конечных продуктах переработки.The intake is made through a filter 1, a deep-water intake pipe 2, a receiving compartment 9, by creating a vacuum (for example, 0.7 ... 0.8 atmospheres) with a vacuum pump 10, which ensures the free flow of deep-sea water into the desulfurization bath 12. The volume of water in the GVA 12 is determined by the capacity of energy sources, as well as the needs for final products of processing.
Вода в ВДС 12 нагревается за счет солнечного излучения через светопрозрачный купол 11, а в ночное время низкотемпературным электронагревателем 13. Здесь впервые применены композитные электронагреватели не имеющие контактов с морской водой. Выделяющий в результате нагрева воды сероводород собирается в СГЖ П, где создается разряжение компрессором 14, который перекачивает сероводород в фотолизер 20.Water in the GVA 12 is heated by solar radiation through a translucent dome 11, and at night by a low-temperature electric heater 13. Here, composite electric heaters without contact with seawater are used for the first time. The hydrogen sulfide released as a result of heating the water is collected in the SGH P, where a vacuum is created by the compressor 14, which pumps the hydrogen sulfide into the photolizer 20.
Вода после извлечения из нее сероводорода постзшает самотеком (за счет разности уровней ванны 12 и 16) в электролизную установку 32 и поступает в электролизную ванну 16 через регулировочное устройство (на чертеже не показано).Water, after removing hydrogen sulfide from it, flows by gravity (due to the difference in bath levels 12 and 16) to the electrolysis unit 32 and enters the electrolysis bath 16 through an adjustment device (not shown in the drawing).
В электролизной ванне 16 осуществляется электролиз морской воды с помощью постоянного низкопотенпдального напряжения на электродах 17, один из которых является анодом, а другой - катодом. В соответствии с полярностью электрода на них накапливаются газообразные водород и кислород, который собирается в СПК 15, разделенным перегородкой, з одяпщй в электролит (морская вода). Новым в этом процессе является установка светопрозрачного купола 15, который обеспечивает использование солнечной энергии для интенсификации электролиза.In the electrolysis bath 16, electrolysis of sea water is carried out using a constant low-voltage voltage at the electrodes 17, one of which is the anode and the other is the cathode. In accordance with the polarity of the electrode, gaseous hydrogen and oxygen are accumulated on them, which is collected in the SEC 15, separated by a partition, in an electrolyte (seawater). New in this process is the installation of a translucent dome 15, which provides the use of solar energy to intensify electrolysis.
Электроды выполняются из композитных материалов (углепластиков) стойкими к воздействию агрессивных газов и составляющих электролита. Из отделений СПК 15 водород и кислород отсасывается компрессорами 18 и 19 и направляются в приемник водорода 22 и блок сжижения кислорода 25. В БСК 25 предусмотрен отвод части газообразного кислорода в воду под давлением через рассеиватели (диспергирующие устройства) для очистки акватории месторасположения МЭС от органических загрязнителей. Возможно направление потока кислорода и его рассеивания в курортных зонах.Electrodes are made of composite materials (carbon plastics) resistant to aggressive gases and electrolyte components. Hydrogen and oxygen are sucked out of the compartments of SPK 15 by compressors 18 and 19 and sent to a hydrogen receiver 22 and an oxygen liquefaction unit 25. The BSK 25 provides for the removal of part of gaseous oxygen into water under pressure through diffusers (dispersing devices) to clean the water area of the MES from organic pollutants . Perhaps the direction of the flow of oxygen and its dispersion in resort areas.
Сероводород, который поступает из БСВ 31 в фотолизер 20, подвергается воздействию мощного потока ультрафиолетовых лучей и разлагается на газообразный водород и пороппсообразную кристаллическую серу высокой чистоты. У.шьтразвуковое излучение создается кварцевыми газосветными лампами, обладающими высоким КПД (по свету).Hydrogen sulfide, which enters from the BSV 31 into the photolizer 20, is exposed to a powerful ultraviolet ray stream and decomposes into hydrogen gas and high purity pore-like crystalline sulfur. Ultrasonic radiation is created by quartz gas-light lamps with high efficiency (in terms of light).
Из фотолизера 20 сера механически ссыпается с помощью вибрационного транспортера (на рисунке не показан) в ЕСС 21, а газообразный водород поступает в ТХЭС 7 и приемник водорода 22. Туда же поступает водород из ЭУ 32. После осущения водорода, с использованием влагопоглотителей, онSulfur is mechanically poured from the photolizer 20 by means of a vibrating conveyor (not shown in the figure) into ECC 21, and hydrogen gas enters the thermal power station 7 and hydrogen receiver 22. Hydrogen from the EU 32 also arrives there. After drying the hydrogen, using desiccants, it
поступает в блок сжижения водорода 23. После сжижения водорода он с помощью компрессора 24 по подводному трубопроводу подается на наземный (приемный) комплекс V.enters the hydrogen liquefaction unit 23. After hydrogen liquefaction, it is supplied via a compressor 24 via an underwater pipeline to the ground (receiving) complex V.
Кислород из ЭУ 32 подается также на БСК 25 и после сжижения с помощью компрессора 26 по подводному трубопроводу подается на наземный (приемный) комплекс V.Oxygen from EU 32 is also supplied to BSK 25 and after liquefaction using compressor 26 through an underwater pipeline it is supplied to the ground (receiving) complex V.
Создание МЭС и ее эксплуатация позволяет решать комплексно ряд экологических и экономических задач. К экологическим задачам относятся десероводородизация бассейна Черного моря, очистка прибрежных акваторий от органический загрязнителей и получение экологически чистого топлива для использования в наземном транспорте приморских (особенно курортных) городов.The creation of MES and its operation allows us to solve a number of environmental and economic problems in a comprehensive manner. Environmental tasks include deserting and hydrogenation of the Black Sea basin, cleaning coastal areas from organic pollutants and obtaining environmentally friendly fuels for use in land transport of coastal (especially resort) cities.
К экономическим задачам относятся получение недорогого химического сырья - серы и морской соли, а также кислорода для строительных, промышленных и медицинских целей.Economic tasks include obtaining inexpensive chemical raw materials - sulfur and sea salt, as well as oxygen for construction, industrial and medical purposes.
Создание значительного количества МЭС вдоль морского побережья позволит существенно у.11учшить экологическую сщуацию в районе Черноморского бассейна и увеличить количество отдыхающих и туристов.The creation of a significant number of MES along the coast will significantly improve the environmental situation in the Black Sea basin and increase the number of tourists and tourists.
Высокая концентрация экологически чистых источников и потребителей энергии является полезным с точки зрения обучения и прохождения практики будущих специалистов-экологов.A high concentration of environmentally friendly sources and consumers of energy is useful from the point of view of training and practical training of future environmental specialists.
Массовое производство МЭС даст существенный толчок научнотехническому прогрессу по совершенствованию устройства и удешевлению экологически чистых источников энергии в том числе к созданию экологически чистого транспорта.Mass production of MES will give a significant impetus to scientific and technological progress to improve the device and reduce the cost of environmentally friendly energy sources, including the creation of environmentally friendly transport.
МЭС является совершенно новым типом экологического предприятия XXI века в силу присущих ей характерных черт. К ним относятся высокая степень юридической независимости поскольку ее деятельность основывается на использовании общенародной собственности: морской территории, природных факторов, морской воды, энергии солнца, гидросферы, атмосферы принадлежащих исключительно государству. Сюда же следует отнести ее исключительную экономическую независимость - посколыд/ её деятельность практически не зависит от деятельности внепшей среды и вырабатывает экологическую продукцию самостоятельно без поставки исходного сырья и энергии извне. И, наконец, МЭС работает по замкнутому циклу в безотказном режиме, т.е. не наносит ущерба окружающей среды, а наоборот способствует её улучщению.MES is a completely new type of environmental enterprise of the 21st century due to its inherent characteristics. These include a high degree of legal independence since its activities are based on the use of public property: the sea territory, natural factors, sea water, solar energy, the hydrosphere, and the atmosphere belonging exclusively to the state. It should also include its exceptional economic independence - because its activity is practically independent of the activity of the external environment and it produces environmental products independently without supplying raw materials and energy from outside. And finally, the MES operates in a closed cycle in failure-free mode, i.e. does not harm the environment, but rather contributes to its improvement.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002124328/20U RU27332U1 (en) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | MARINE ENVIRONMENTAL STATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002124328/20U RU27332U1 (en) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | MARINE ENVIRONMENTAL STATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU27332U1 true RU27332U1 (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=48285947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002124328/20U RU27332U1 (en) | 2002-09-13 | 2002-09-13 | MARINE ENVIRONMENTAL STATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU27332U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007023385A2 (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Joya Miguel Montalvo | Device for supplying hydrogen and oxygen fuel (h2ops) |
RU2490218C2 (en) * | 2011-03-03 | 2013-08-20 | Евгений Владимирович Левин | Floating water treatment complex |
-
2002
- 2002-09-13 RU RU2002124328/20U patent/RU27332U1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007023385A2 (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-01 | Joya Miguel Montalvo | Device for supplying hydrogen and oxygen fuel (h2ops) |
WO2007023385A3 (en) * | 2005-08-22 | 2007-07-12 | Joya Miguel Montalvo | Device for supplying hydrogen and oxygen fuel (h2ops) |
RU2490218C2 (en) * | 2011-03-03 | 2013-08-20 | Евгений Владимирович Левин | Floating water treatment complex |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rabaia et al. | Environmental impacts of solar energy systems: A review | |
Hussain et al. | Emerging renewable and sustainable energy technologies: State of the art | |
US7178337B2 (en) | Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs | |
CN204691996U (en) | A kind of marine integrated power station | |
AU2021374019B2 (en) | Facility and method for producing a globally usable energy carrier | |
Mitra et al. | Review on renewable energy potential and capacities of South Asian countries influencing sustainable environment: A comparative assessment | |
Lodhi | Helio-hydro and helio-thermal production of hydrogen | |
RU27332U1 (en) | MARINE ENVIRONMENTAL STATION | |
RU2224117C1 (en) | Sea ecological station | |
Ahsan et al. | Cost-effective seawater purification system using solar Photovoltaic | |
Ferreira et al. | Ocean power conversion for electricity generation and desalinated water production | |
Noh et al. | Technology development in the nexus of renewable energy, water, and the environment | |
Baratov | CURRENT ISSUES OF ENERGY | |
Solomin et al. | Hybrid Floating Solar Plant Designs: A Review. Energies 2021, 14, 2751 | |
RU52105U1 (en) | MARINE ENERGY COMPLEX | |
Goosen et al. | Overview of renewable energy technologies for freshwater production | |
RU73398U1 (en) | MARINE ECOLOGICAL AND ENERGY COMPLEX | |
Sikder et al. | Feasibility assessment of distributed generation systems in Sagar Island, West Bengal, India | |
Shch | Types of alternative energy and prospects for their use in Ukraine | |
Vijayaraja et al. | An Analysis on Generation of Power from Various Clean Energy and Capacity to Meet the Power Demand | |
Jena et al. | Green Transit: Harnessing Renewable Energy For Sustainable Integration | |
CN1530332A (en) | Negative cost sea water desalination of wind-energy source or marine energy | |
Joshal et al. | Renewable Energy Scenario of the World and Future Pattern | |
CN210958223U (en) | Complementary solar hybrid power generation device | |
Mukherjee et al. | Energy From the Ocean |