Способ подземного хранения элементарной серы

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Предложен способ хранения элементарной серы,характеризующийся тем, что элементарную серу в комовом или жидком виде помещают в природную или искусственную полость, стенки которой состоят из известняка, известняк взаимодействует с производным серы серной кислотой,образующейся в результате окисления серы(например, кислородом) в присутствии воды и тиобактерий, с образованием безводного сульфата кальция или двуводного сульфата кальция - гипса,создающих изоляционный слой вокруг массива серы. Преимуществом данного способа хранения серы является, во-первых, самокапсулирование массива серы гипсом, что обеспечивает экологическую безопасность,долгосрочность хранения,возможность упрощенного извлечения серы на поверхность,во-вторых,образование гипса протекает без дополнительных затрат на исходные реагенты и введение их в полость.(54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ХРАНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ(57) Изобретение относится к способу хранения элементарной серы,который может быть использован при закладке на длительное хранение больших массивов серы, в том числе серы,в образующейся как попутный продукт нефтегазовой и металлургической отраслях промышленности. 14825 Изобретение относится к способу хранения элементарной серы,который может быть использован при закладке на длительное хранение больших массивов серы, в том числе серы,образующейся как попутный продукт в нефтегазовой и металлургической отраслях промышленности. Известны способы хранения серы в виде блоков высотой до 10 м, длиной и шириной неограниченных размеров, на открытом воздухе(патент США 4190627). К недостаткам данного способа хранения серы относится загрязнение окружающей среды серной пылью, продуктами окисления серы, отрицательно воздействующими на здоровье людей. В целях уменьшения отрицательного воздействия серы на окружающую среду создают различного рода защитные слои, препятствующие распылению серы в атмосфере. Так, в патенте 4190627 предлагается создание защитной пленки из расплавленной серы,которая, тем не менее, не предотвращает процессы медленного окисления серы на воздухе и загрязнение окружающей среды продуктами ее окисления. Кроме того, возможно возгорание серы,что приведет к выделению оксидов серы,токсичных, удушающих и раздражающих газов. Известен также способ подземного хранения серы (патент США 6582025), являющийся прототипом, в котором предлагается использовать подземные полости горных выработок на глубине 3000 футов для долговременного хранения элементарной серы и ее последующего извлечения путем воздействия воды и воздуха под давлением. К недостаткам этого способа хранения относятся возможность проникновения серы в подземные грунтовые воды и последующее ее окисление в результате контакта с кислородом, водой и тиобактериями при соответствующей температуре. Таким образом, встает задача устранить вышеуказанные недостатки и создать способ,позволяющий обеспечить долговременное,экологически безопасное хранение серы с возможностью обратного извлечения серы по мере необходимости. Эта задача решается посредством помещения элементарной серы в комовом или жидком виде в полость, стенки которой состоят или выполнены из известняка,последний взаимодействует с производным серы - серной кислотой, получившейся в результате окисления серы (например, кислородом) в присутствии воды и тиобактерий, с образованием безводного сульфата кальция или двуводного сульфата кальция - гипса, создающих изоляционный слой вокруг массива серы. Предлагаемый метод хранения серы представляет собой способ долговременного, экологически безопасного хранения больших массивов серы, заключающийся в том, что массив серы,предназначенный для долгосрочного,обратимого, контролируемого хранения, помещают в природную или искусственную полость. В качестве природной полости могут быть использованы отработанные карьеры после добычи известняка, ракушечника. В качестве искусственной полости - любые полости, удовлетворяющие требованиям размеров массива серы, покрытые достаточным по толщине слоем известняка. При этом сера контактирует с известняком, из которого состоят изначально или специально выложены стенки полости для хранения массива серы. В случае проникновения в полость воды, тиобактерий и окислителей (например, кислорода) сера окисляется с образованием серной кислоты. При взаимодействии известняка с серной кислотой образуются безводный сульфат кальция и двуводный сульфат кальция - гипс, которые создают изоляционный слой вокруг массива серы. Эти превращения описываются следующими реакциями. 1. Образование серной кислоты 23 О 22 Н 2 О 22 О 4 2. Взаимодействие серной кислоты с известняком 2 О 4 Н 2 ОСаСО 3 О 4 2 Н 2 ОСО 2 Реакция обмена 3. Суммарная реакция 2 О 24 Н 2 О 2 СаСО 32 О 4 2 Н 2 О 2 СО 2 2 О 22 Н 2 О 2 СаСО 32 О 42 СО 2 Таким образом, преимуществом данного способа хранения серы является,во-первых,самокапсулирование массива серы образующимся гипсом, которое обеспечивает экологическую безопасность,долгосрочность хранения,возможность упрощенного извлечения серы на поверхность при необходимости, во-вторых,образование гипса протекает без дополнительных затрат на реагенты и введение этих реагентов в полость. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ подземного хранения элементарной серы, заключающийся в том, что элементарную серу помещают в естественную или искусственную полость, отличающийся тем, что серу в комовом или жидком виде помещают в полость, стенки которой состоят из известняка, при этом серная кислота, продукт окисления серы, взаимодействует с известняком, в результате чего вокруг массива серы формируется изоляционный слой из безводного сульфата кальция и гипса.