К началу XX века верхний обитаемый слой воды в Черном море составлял 200 метров. Бездумная техногенная деятельность привела к резкому сокращению этого слоя. В настоящее время его толщина не превышает 10-15 метров. Во время сильного шторма сероводород поднимается на поверхность, и отдыхающие могут ощущать характерный запах.
В начале века река Дон давала в Азово-Черноморский бассейн до 36 км3 пресной воды. К началу 80-х годов этот объём сократился до 19 км3: металлургическая промышленность, ирригационные сооружения, орошение полей, городские водопроводы… Ввод Волго-донской атомной станции заберёт ещё 4 км3 воды. Аналогичная ситуация произошла за годы индустриализации и на других реках бассейна.
В результате уменьшения поверхностного обитаемого слоя воды, в Чёрном море произошло резкое сокращение биологических организмов. Так, например, в 50-е годы поголовье дельфинов достигало 8 миллионов особей. В наши дни встретить дельфинов в Черном море стало большой редкостью. Любители подводного спорта с грустью наблюдают лишь остатки жалкой растительности и редкие стайки рыб. Но это не самое страшное!
Если бы Крымское землетрясение произошло в наши дни, то всё закончилось бы глобальной катастрофой: миллиарды тонн сероводорода прикрывает тончайшая водная плёнка. Каков же сценарий вероятного катаклизма?
В результате первичного термального толчка произойдёт объемный взрыв H2S. Это может привести к мощнейшим тектоническим процессам и подвижкам литосферных плит, что, в свою очередь, вызовет разрушительные землетрясения по всему земному шару. Но это ещё не всё! В результате взрыва в атмосферу будут выброшены миллиарды тонн концентрированной серной кислоты. Это будут не современные слабые кислотные дождики после наших заводов и фабрик. Кислотные ливни после взрыва Чёрного моря выжгут всё живое и неживое на планете! Или - почти всё…
В 1976 году был предложен на рассмотрение простой и дешёвый проект. Основной смысл его заключался в следующем: горные реки Кавказа несут в море пресную воду тающих ледников. Протекая по мелководным каменистым руслам, вода обогащается кислородом. Учитывая, что плотность пресной воды меньше, чем солёной, поток горной реки, впадая в море, растекается по его поверхности. Если эту воду пустить по трубе на дно моря, то реализуется ситуация аэрации воды в аквариуме. Для этого потребовалось бы 4-5 км труб, опускаемых на дно моря и максимум пару десятков километров труб до небольшой плотины в русле реки. Дело в том, что, чтобы уравновесить трехкилометровую глубину солёной воды, пресную надо самотёком подавать с высоты 80-100 метров. Это и будет максимум 10-20 км от берега моря. Всё зависит от рельефа прибрежной местности.
Несколько таких аэрационных систем могли бы первоначально остановить процесс вымирания моря и, со временем, привести к полной нейтрализации H2S в его глубинах. Понятно, что этот процесс не только позволил бы возродить флору и фауну Азово-Черноморского бассейна, но и ликвидировать возможность глобальной катастрофы.
Однако, как показывает практика, правительственным структурам всё это совершенно неинтересно. Зачем вкладывать, пусть даже и небольшие, деньги в сомнительное мероприятие по спасению Земли от глобальной катастрофы? Хотя, аэрационные установки могли бы давать "живые деньги" - серу, освобождающуюся в результате окисления сероводорода.
Но точно сказать, когда взорвется Черное море, не сможет никто. Для заблаговременного предсказания возможности его возникновения нужно организовать службы слежения за процессами тектонических подвижек блоков земной коры на этой территории. Лучше все же быть готовым к таким ситуациям. В конце концов, ведь живут же люди даже у подножия Везувия. Живущие в пределах территорий, на которых могут происходить подобного рода катастрофические события, должны соответственно организовывать свой образ жизни.
Но это все не так страшно как кажется на первый взгляд. Предыдущий взрыв Черного моря произошел несколько миллионов лет назад. В своей эволюции тектоническая деятельность Земли все более успокаивается. Вполне возможно, что очередной взрыв Черного моря произойдет еще через несколько миллионов лет. А это уже необозримое даже для простого человеческого воображения время.
Один из способов использования сероводорода.
Экономисты и энергетики приходят к выводу, что в ближайшее время атомную энергетику заменить нечем. Хотя после чернобыля все признают ее опасность, особенно для стран с нестабильной обстановкой и разгулом терроризма. К сожалению, к таким странам относиться сегодня и Россия. А между тем реальная альтернатива атомной энергетике существует. В архиве Юткина Л.А. есть проект, который сейчас может привлечь внимание энергетиков.
После распада СССР у России остался небольшой отрезок Черноморского побережья. Юткин Л.А. назвал черное море уникальной природной кладовой с неиссякаемыми запасами энергии: энергетическим "Эльдорадо” с возобновляемыми источниками сырья. Свой фантастический и вместе с тем вполне реальный проект автор электрогидравлического эффекта Л.А.Юткин отправил в 1979 году в Госкомизобретений и ГКНТ СССР.
Проект основывался на способах разделения и обогащения газов. Дело в том, что воды Черного моря ниже глубины 100 метров содержат растворенный в них… сероводород. Особенно важно, что, в отличие от других горючих ископаемых, запасы сероводорода в Черном море возобновляемы. Как показали исследования, и как говорилось раньше, пополнение сероводорода происходит за счет двух источников: деятельности микроорганизмов, способных восстанавливать в анаэробных условиях сульфатную серу до сульфидной, и поступлений сероводорода, синтезируемого в недрах Кавказских гор, из трещин в земной коре. Концентрация сероводорода регулируется его окислением в поверхностных слоях воды. Кислород воздуха, растворяясь в воде, взаимодействует с сероводородом, превращая его в серную кислоту. Кислота вступает в реакцию с растворенными в воде минеральными солями, образует сульфаты. Эти процессы идут одновременно, благодаря чему в Черном море устанавливается динамическое равновесие. Расчеты показывают, что за год в результате окисления в Черном море перерабатывается в сульфаты не более четверти всего сероводорода.
Таким образом, из Черного моря, без ущерба для его экологии, а также понижая шансы "взрыва” Черного моря, можно ежегодно выделять около 250 миллионов тонн сероводорода энергоемкостью порядка 1012 кВт×час (сгорая, один килограмм сероводорода дает примерно 4000 ккал.). Это соответствует ежегодному производству электроэнергии в бывшем СССР и вдвое превосходит его в России. Следовательно, Черное море как генератор сероводорода может полностью удовлетворять отечественную потребность в энергии. Как же эту фантастическую идею осуществить на практике?
Для этого Юткин предложил придонные слои морской воды из районов аномально высокого содержания сероводорода поднимать на технологическую высоту, где их подвергать воздействию электрогидравлических ударов, обеспечивающих выделение сероводорода, а затем возвращать обратно в море (электрогидравлический эффект). Полученный газ надо сжижать и сжигать, а появившуюся двуокись серы окислять в серную кислоту. При сжигании 1 кг сероводорода можно получить до двух килограммов двуокиси серы и 4×103 ккал утилизируемого тепла. При окислении двуокиси серы до серной кислоты также выделяется энергия. Каждая тонна сероводорода, сгорая, дает 2,9 т серной кислоты. Дополнительная энергия, возникающая при ее синтезе, составит до 5×105 ккал на каждую тонну полученной кислоты.
Расчеты показывают, что для удовлетворения всех потребностей стран СНГ в электроэнергии, без нарушения экологии моря, надо ежегодно выделять и сжигать 7400 куб. км морской воды. Сжигание 2×5×108 т сероводорода позволит получить 7×3×108 т серной кислоты, при синтезе которой получится дополнительно 3×6×1014 ккал тепла или 4×1×1011 квт/ч дополнительной энергии. Эта энергия обеспечит все работы технологического цикла – перекачку воды, электрогидравлическую обработку ее обработку, сжатие и сжижение полученного газа.
Единственным "отходом” работы таких электростанций будет серная кислота – ценное сырье для многих других отраслей промышленности.
В самом начале предложения этого проекта, он был запрещен к реализации.
Но! Недавно ученые Института катализа им.Борескова разработали очень красивый процесс "Прямое каталитическое окисление H2S в элементарную серу"
Технология обеспечивает эффективную очистку газов как с высоким (5-95%), так и низким (0,01-5%) содержанием сероводорода
Компактные установки могут быть созданы непосредственно в местах добычи нефти, газа и первичной их подготовки Технология может быть реализована в двух модификациях
| Содержание сероводорода в газах 5-95% |
Содержание сероводорода в газах 0,01-5% |
ОБЪЕКТЫ:
"кислые" газы
газы гидроочистки
природные газы и др.
Процесс осуществляют в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора
|
ОБЪЕКТЫ:
Попутные нефтяные и природные газы
хвостовые газы процесса Клауса
геотермальный пар, биогаз и др.
Процесс осуществляют в реакторе с неподвижным слоем катализатора, в том числе с блочным катализатором сотовой структуры
|
Преимущества (по сравнению с процессом Клауса)
| Снижение капитальных затрат |
в 3-4 раза |
| Снижение эксплуатационных затрат |
в 4-5 раз |
| Сокращение оплаты за выбросы и утилизацию токсичных отходов |
до 100 раз |
| Высокая степень чистоты конечных продуктов (серы, топливного газа) |
Технологические параметры установки
Реактор с кипящим слоем катализатора
| Производительность по "кислому" газу, м3/ч |
до 300 |
| Производительность по сере, кг/ч |
до 200 |
| Объемная доля сероводорода в газе на входе, % |
60 |
| Степень очистки газа, % |
97 |
| Количество загружаемого катализатора, кг |
100 |
| Период окупаемости установки, год |
0,5-1,5 |
Уровень разработки
Технология апробирована в ОАО"Новойл" (Уфа), Шкаповском ГПЗ и Бавлинском нефтяном месторождении.
Коммерческие предложения
- Разработка технической документации.
- Поставка катализатора, технологического оборудования.
- Продажа лицензии.
Разработка защищена патентом Российской Федерации Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН
Пр. академика Лаврентьева 5, Новосибирск, Россия, 630090
Email: www@catalysis.ru
Если совместить извлечение сероводорода по методу Юткина Л.А. и прямое каталитическое окисление сероводорода, то мы получим экологически чистый процесс
очищения Черного моря. Полученный водород будет сжигаться на электростанции с получением чистой пресной воды.
При подготовке материала использовался материал сайта home.uic.tula.ru
|
