[發(fā)明專利]用于凈化含硫化氫的水溶液的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080045561.3
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN102695679A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 漢努·索米寧
• 申請（專利權(quán)）人: 漢努·索米寧
• 主分類號: C02F1/465
• 分類號: C02F1/465;B03D1/14;C02F1/58
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 錢亞卓

背景技術(shù)

石油和天然氣鉆井操作產(chǎn)生大量的采出水，這些采出水含有相當(dāng)大量的溶解在水中的硫化氫。考慮到硫化氫的毒性，采出水的處理已經(jīng)成為問題。硫化氫是無氧微生物活性產(chǎn)品，使得硫化氫同樣存在于許多其他水溶液中，例如存在于填埋處理流出物中。

US2007/0029201A1(Hannu?L?Suominen)公開了與權(quán)利要求1的前序部分相符的方法，其能夠通過調(diào)節(jié)電解槽元件中的電流來提供期望類型的氧化-還原反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于進一步改進和增強這個現(xiàn)有的已知方法，以便使其能夠應(yīng)用于含硫化氫的水溶液的凈化。本發(fā)明的特定應(yīng)用是從石油或天然氣鉆井產(chǎn)生的采出水中去除硫化氫，同時還在其它方面清潔采出水，從而能夠進行在環(huán)境方面合理的石油和天然氣鉆井操作。

該目的是通過根據(jù)所附的權(quán)利要求1中記載的特征的方法發(fā)明來實現(xiàn)。

該目的還通過所附權(quán)利要求6中記載的設(shè)備來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中記載了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖更加嚴(yán)密地描述本發(fā)明的一個工作實例，其中

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的設(shè)備的示意性垂直剖面，所述設(shè)備能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的方法，以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的設(shè)備。

具體實施方式

圖1和2彼此不同之處僅僅在于頂部部分，即在于用于將水與由于電解而產(chǎn)生的絮狀物分開的提取塔。首先參考在本發(fā)明的具體應(yīng)用中兩個圖上共同的特征。

來自石油或天然氣鉆井的采出水通過泵12被遞送穿過管道6和閥而被遞送到電解槽中，該電解槽包括第一上游電解槽元件，其中內(nèi)電極1被管狀鋁電極2圍繞。接下來是管狀鐵電極3，最后一個是管狀鋁電極4。電極彼此通過電介質(zhì)分開，并且單獨地調(diào)節(jié)穿過每個電解槽元件2、3、4的電流，即電極連接到分開的且單獨地控制的電源11。內(nèi)電極1可以是所有電解槽元件共有的，或者其可以在不同的電解槽元件2、3、4設(shè)置有不同的涂層。必要的是，負內(nèi)電極1的負電性高于正外電極，該正外電極可以為例如鋁和鐵電極。內(nèi)電極可以由不銹鋼、鎳、鉻、鉑或貴重金屬合金制成，相對于外電極主要在負電性上存在差異。電源11的正極聯(lián)接到外電極，并且其負極聯(lián)接到內(nèi)電極。待清潔的水溶液橫穿相繼的電解槽元件2、3、4的環(huán)形電解空間5，并且電解槽元件中的電流被調(diào)節(jié)為使得裝備有鋁電極的電解槽元件2產(chǎn)生氫氧化鋁和硫酸鋁，裝備有鐵電極的電解槽元件3產(chǎn)生氫氧化鐵。因為鋁電極2在鐵電極3之前，所以在硫酸鋁中獲得硫化氫的硫，從而避免電解槽元件的鐵電極產(chǎn)生硫化鐵的問題，這使得沉淀不會轉(zhuǎn)換為將與絮狀物一起排放的固體物質(zhì)。在裝備有鋁電極的電解槽元件2中析出的氫氧化鋁用作分子篩，在裝備有鐵電極的電解槽元件3中析出的氫氧化鐵也用作分子篩，然而，氫氧化鐵提供的分子篩比氫氧化鋁提供的分子篩密集。由氫氧化鋁和氫氧化鐵共同產(chǎn)生的沉淀能夠很好地結(jié)合在反應(yīng)中產(chǎn)生的那些非常小的氫氣泡，同時其還將硫酸鋁結(jié)合到形成的絮狀物，該絮狀物通過在負極上析出的氫氣泡而向上提升。由形成的沉淀和氫氣泡共同產(chǎn)生的絮狀物具有的比重稍稍小于水的比重，由此該絮狀物在水和絮狀物分離塔7中以比在其中前進的水流快的速率上升。

在沉淀或絮狀物向上上升到提取塔7中之前，優(yōu)選的是，設(shè)置有另一個鋁電極4的最后電解槽元件能夠從水中去除溶解的殘留鐵。在鐵電解槽元件3中析出的鐵離子Fe₃大到足以用于被捕集在氫氧化鋁網(wǎng)中。

待凈化的水溶液以及如上所述已經(jīng)在電解槽元件中析出且沉淀為固體物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物，進入提取塔7并且在該提取塔中通過在電解中釋放的氫的作用而上升，在提取塔7的頂部端部中聚積成絮狀物15，該絮狀物通過出口管道10排出。

在圖1的工作實例中，凈化水出口管道9通過豎立管道分支9a連接到提取塔7的位于供應(yīng)管道7a的頂部端部以下的底部部分。管道分支9的高度通常能夠在絮狀物15的形成區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)至不高于管道分支10的高度的位置。該調(diào)節(jié)可以用作對流出絮狀物的含水量形成沖擊的手段。

附圖標(biāo)記17、18和19表示洗滌線，借助該洗滌線以指定的間隔清潔該設(shè)備。