基于二氧化碳乳液的深海采矿羽流抑制装置及方法

    公开(公告)号:CN116950661B

    公开(公告)日:2024-02-13

    申请号:CN202311125059.9

    申请日:2023-09-01

    Abstract: 本发明公开基于二氧化碳乳液的深海采矿羽流抑制装置及方法,包括二氧化碳存储单元、乳化单元、乳液喷射单元及电控单元,乳化单元包括增压机构、海水供入机构、活性剂供入机构和乳化容器,乳化容器内设有搅拌机构,二氧化碳存储单元通过增压机构与乳化容器相连。海水供入机构一端与外界相连,另一端与乳化容器相连,活性剂供入机构与乳化容器相连。乳液喷射单元包括乳液输送管和三组乳液喷嘴,乳液输送管与乳化容器相连,两组乳液喷嘴对称设在乳液输送管两侧,另外一组乳液喷嘴设在乳液输送管后侧。本发明使用二氧化碳包水型乳液形成覆盖层,压迫羽流快速沉降至深海海底,二氧化碳将与沉积物的孔隙水生成水合物,长期留置在海底。

    水、二氧化碳射流与超声波的集矿兼碳封存系统及方法

    公开(公告)号:CN117536624A

    公开(公告)日:2024-02-09

    申请号:CN202311534798.3

    申请日:2023-11-17

    Abstract: 本发明公开了水、二氧化碳射流与超声波的集矿兼碳封存系统及方法,涉及深海结壳型矿石开采技术领域。水、二氧化碳射流与超声波的集矿兼碳封存系统包括采矿车以及安装在所述采矿车上的控制系统、射流系统、超声波发射系统以及集矿分矿系统,所述射流系统包括水射流装置和二氧化碳射流装置,所述水射流装置、二氧化碳射流装置通过射流管与喷射装置连接,所述采矿前侧设置有半封闭导流罩,所述喷射装置位于所述半封闭导流罩的下方,所述集矿分矿系统用于将结壳型矿石输送至海面。本发明通过水射流与二氧化碳射流之间相互切换使结壳型矿石产生裂隙,同时与剥离超声波发射器将结壳型矿石从基岩上剥离,有利于节省二氧化碳的使用,提高开采效率。

    利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法

    公开(公告)号:CN117163961A

    公开(公告)日:2023-12-05

    申请号:CN202311125056.5

    申请日:2023-09-01

    Abstract: 本发明公开了利用海底采矿车播洒干冰泥的碳封存装置及封存方法,包括二氧化碳存储单元、干冰泥制备单元、排放单元及电控单元,二氧化碳存储单元包括中继仓,干冰泥制备单元包括罐体、搅拌器、伺服电机和制冷机组,罐体上部设有活塞,活塞下方依次为干冰泥制作空腔、制冷空腔及动力空腔,罐体顶部设有海水进水管。搅拌机构设在干冰泥制作空腔内,制冷机组的蒸发器设在制冷空腔内,干冰泥制作空腔通过第一管路与中继仓相连。排放单元包括泥浆泵和排泥管组,排泥管组的出口端位于采矿车前侧。将液态二氧化碳制成半流动态干冰泥,播洒到冲刷坑中与沉积物拌合、压实,干冰泥缓慢融化并渗入到沉积物结构中,生成稳定的水合物,实现深海长效碳封存。

    基于二氧化碳乳液的深海采矿羽流抑制装置及方法

    公开(公告)号:CN116950661A

    公开(公告)日:2023-10-27

    申请号:CN202311125059.9

    申请日:2023-09-01

    Abstract: 本发明公开基于二氧化碳乳液的深海采矿羽流抑制装置及方法,包括二氧化碳存储单元、乳化单元、乳液喷射单元及电控单元,乳化单元包括增压机构、海水供入机构、活性剂供入机构和乳化容器,乳化容器内设有搅拌机构,二氧化碳存储单元通过增压机构与乳化容器相连。海水供入机构一端与外界相连,另一端与乳化容器相连,活性剂供入机构与乳化容器相连。乳液喷射单元包括乳液输送管和三组乳液喷嘴,乳液输送管与乳化容器相连,两组乳液喷嘴对称设在乳液输送管两侧,另外一组乳液喷嘴设在乳液输送管后侧。本发明使用二氧化碳包水型乳液形成覆盖层,压迫羽流快速沉降至深海海底,二氧化碳将与沉积物的孔隙水生成水合物,长期留置在海底。

    二氧化碳射流制造温差效应的富钴结壳开采系统及方法

    公开(公告)号:CN115822604A

    公开(公告)日:2023-03-21

    申请号:CN202211457527.8

    申请日:2022-11-21

    Abstract: 本发明公开了一种二氧化碳射流制造温差效应的富钴结壳开采系统及方法,涉及深海海底富钴结壳开采技术领域。包括气源提供系统、运输系统和富钴结壳采集系统;富钴结壳采集系统包括行走器、中继装置、加热流体制备装置、冷却流体制备装置、二氧化碳流体制备装置以及采集头射流采集装置,通过第一射流头喷出高温超临界二氧化碳,在压力的作用下,可均匀地渗入富钴结壳这类具有明显孔隙发育的多孔介质岩体,令其受热产生膨胀,在第二射流头喷射带有高硬度砂与干冰碎屑的高压低温液态二氧化碳,富钴结壳温度骤降萌生裂隙,并在高压二氧化碳及高硬度砂的冲击下剥离破碎,破碎后的矿石随着中部吸力管道被吸走,完成富钴结壳的剥离破碎与采集。

    基于超临界CO2射流压裂效应的富钴结壳集矿装置和方法

    公开(公告)号:CN115773114A

    公开(公告)日:2023-03-10

    申请号:CN202211468493.2

    申请日:2022-11-22

    Abstract: 本发明公开了基于超临界CO2射流压裂效应的富钴结壳集矿装置,包括履带车、矿石暂存箱、矿石处理箱、中继加压仓、相变输送管、高压喷头、金属铲、矿石输送机构及控制单元,矿石暂存箱设于履带车上。矿石输送机构与矿石暂存箱的前侧相邻布置,金属铲相邻设置在矿石输送机构的前侧。金属铲的前侧及左右两侧均设有一组高压喷头,每组高压喷头包括多个高压喷头。所有高压喷头均设置在将液态CO2加热转变成超临界CO2的相变输送管上,相变输送管的两端均与中继加压仓相连。本发明还公开一种富钴结壳集矿方法。本发明采用超临界二氧化碳射流实现其在富钴结壳内部及富钴结壳‑基岩分界面扩散,进而实现富钴结壳的精准剥离,有效降低矿物贫化率。

    一种喷洒二氧化碳固化海底稀软底质的系统与方法

    公开(公告)号:CN115749787A

    公开(公告)日:2023-03-07

    申请号:CN202211462280.9

    申请日:2022-11-21

    Abstract: 本发明公开了一种喷洒二氧化碳固化海底稀软底质的系统与方法,涉及海底矿产资源开采技术领域。其包括气源提供系统、运输系统位于深海的采矿车、气源储存罐、超临界二氧化碳制备装置、冷却装置、海水制备装置以及水合物结晶喷洒装置。本发明针对二氧化碳在海底低温高压环境下生成水合物,加固海底稀软底质的现象,利用超临界二氧化碳低表面张力的特性,使其与海水充分融合,利用伯努利原理,制作压力震荡装置,配合温度震荡装置,创造水合物晶核生成适宜环境,加快水合物晶核均匀产生,再通过大孔径雾化器喷洒到稀软底质上,在已有水合物晶核的基础上,水合物快速生长,填充稀软底质孔隙,增加稀软底质强度,同时也完成了二氧化碳的封存。

    二氧化碳和磨料空化射流结合的硬质海床冲蚀系统及方法

    公开(公告)号:CN115722360A

    公开(公告)日:2023-03-03

    申请号:CN202211457541.8

    申请日:2022-11-21

    Abstract: 本发明公开了一种二氧化碳和磨料空化射流结合的硬质海床冲蚀系统及方法,涉及深海海底硬质海床冲蚀技术领域。其包括气源提供系统、运输系统、位于深海的行走器和位于行走器上的中继装置、加压射流流体制备装置、冷却流体制备装置以及喷嘴射流装置;饱和二氧化碳溶液和干冰磨料混合后,在喷嘴射流装置的喷嘴处喷出,饱和二氧化碳溶液的压强大于深海环境压强,喷射出的液体发生空化作用产生空化泡,空化泡在海底环境压强大于相应温度的二氧化碳饱和蒸汽压条件下发生溃灭,产生空爆效应,实现对硬质海床高效冲蚀的目的;并且部分二氧化碳在海底会形成稳定的水合物等形态,实现二氧化碳的封存。

    水力与机械组合式海底采矿装备

    公开(公告)号:CN111005727A

    公开(公告)日:2020-04-14

    申请号:CN201911139376.X

    申请日:2019-11-20

    Abstract: 本发明公开了一种水力与机械组合式海底采矿装备,包括金属外壳、破土高压射流喷头、机械转轮、传送带和料仓,机械转轮紧贴于传送带前方,传送带末端延伸至料仓中;机械转轮前方的金属外壳下端边缘处设置有破土高压射流喷头;机械转轮由内至外分为三层,最内部为与外接动力设备连接的转轴,中部为套在转轴上的环形蓄水仓,环形蓄水仓外表面设有多排扰动高压射流喷头,最外部为套在环形蓄水仓外部的镂空套筒,镂空套筒上设有多个轮齿,相邻两轮齿之间镂空,镂空处对应环形蓄水仓上的多排扰动高压射流喷头。该装备优化水力条件,配合机械转轮,充分利用海底饱和富水环境,通过水力扰动与机械转轮捕获相互结合,实现多金属结合矿石的高效采集。

    利用深海原位氢气能源的多金属结核采矿系统

    公开(公告)号:CN119145807A

    公开(公告)日:2024-12-17

    申请号:CN202411208078.2

    申请日:2024-08-30

    Abstract: 本发明公开了利用深海原位氢气能源的多金属结核采矿系统,涉及海洋开采技术领域,本该系统包括深海采氢平台、储能站和水下设备,构建了深海氢气开发与利用的一体化技术体系。通过在海床上建立氢氧燃料电池的氢气储能站,将深海橄榄岩蛇纹石化产生的氢气转化为电能,并存储于储能站中,为水下设备提供能源。系统利用浮动采气平台开采氢气,并通过流量控制阀精确控制氢氧混合比例,以保障燃料电池的高效运行。系统的储能站具备无线充电功能,通过红外识别和升降组件确保充电过程的稳定贴合,有效防止杂物进入充电接口,保障充电安全性和长期作业稳定性。本发明能够显著减少氢气能源在开发端和用户端之间的传输能耗,为深海采矿提供可靠的能源支撑,提升了作业效率和安全性。

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