Спосіб утилізації метаноповітряної суміші

Настоящее изобретение относится к области безопасного смешивания и использования взрывопожароопасных газовых смесей, в частности, к способам безопасной утилизации некондиционных метановоздушных смесей, к которым относятся метановоздушные смеси с концентрацией метана от 5% до 30% и может быть использована в угледобывающей, металлургической и химической промышленности. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ утилизации газовых взрывоопасных смесей, в том числе и метановоздушных, при котором горючее и окислитель смешивают, проводят флегматизацию и полученную смесь фильтруют через основную и дополнительную металлокерамические пластины для последующего использования. В описанном выше способе безопасность процесса обеспечивается подачей флегматизирующей добавки, введение которой в горючую смесь сужает область ее воспламенения или полностью устраняет возможность горения при данной температуре. Однако присутствие в смеси газа-флегматизатора исключает дальнейшее использование полученной газовой смеси в качестве топлива, а повышение температуры газовой смеси при фильтрации через основную металлокерамическую пластину уменьшает энергию активации смеси, что увеличивает вероятность взрыва. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа утилизации метановоздушной смеси, в котором за счет проведения флегматизации метановоздушной смеси в области взрывоопасных концентраций жидким флегматизатором обеспечивается высокая безопасность процесса разбавления, а дополнительный процесс окисления смеси позволяет использовать ее в качестве топлива. Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации метановоздушной смеси, включающем разбавление, флегматизацию и использование смеси, согласно изобретению, смесь разбавляют до концентрации менее нижнего концентрационного предела взрываемости, перемешивают расплавляемым жидким флегматизатором, например, раствором хлористого натрия с последующим удалением его из смеси, затем смесь дополнительно окисляют в слое катализатора, а полученную теплоту отводят потребителю, причем флегматизацию смеси проводят в области взрывоопасных концентраций. Кроме того, рециркуляцию флегматизатора осуществляют при охлаждении. На чертеже (фиг.) изображена схема установки утилизации некондиционной метановоздушной смеси. Установка включает дегазационную скважину 1 угольной шахты, вакуум-насос 2, сбросной трубопровод 3, дроссель-клапан 4, трубопровод 5 подачи воздуха, смесительную камеру 6, форсунки 7 и 8, влагоотделитель 9, поддон 10, циркуляционный насос 11, холодильник 12, дутьевой вентилятор 13, каталитический генератор теплоты 14 и змеевик 15. Для осуществления предлагаемого способа метановоздушную смесь из скважины, расход которой регулируется дроссель-клапаном 4, подают в смеситель 6, а остальную часть смеси стравливают в атмосферу по трубопроводу 3. В смесителе 6 метановоздушную смесь разбавляют воздухом, поступающим через патрубок 5 и флегматизируют смесь жидким флегматизатором, распыляемым форсунками 7 и 8. На выходе из смесителя смесь осушают во влагоотделителе 9, а жидкость собирают в поддоне 10 и циркуляционным насосом 11 подают в холодильник 12, а затем на форсунки 7 и 8. Разбавленную метановоздушную смесь дутьевым вентилятором 13 направляют в каталитический генератор теплоты 14, где смесь окисляют. Теплоту отводят водой, циркулирующей по змеевику 15. Безопасность процесса окисления метановоздушной смеси достигается разбавлением метана, содержащегося в смеси, до концентрации менее нижнего концентрационного предела взрываемости. Процесс разбавления метановоздушной смеси сопровождается одновременной ее флегматизацией жидким флегматизатором для предотвращения возможности взрыва при прохождении смесью состояний в интервале взрывоопасных концентраций. Для снижения вероятности взрыва температуру флегматизатора необходимо поддерживать на возможно низком уровне. С этой целью флегматизатор охлаждают в холодильнике. Распыление жидкого флегматизатора при помощи форсунок турбулизует газовые потоки в смесителе, что интенсифицирует процесс перемешивания. Настоящее изобретение может быть использовано при утилизации метановоздушных смесей газообильных угольных шахт.