Спосіб вибухозахисту систем транспортування газів та пилогазових сумішей

Изобретение относится к взрывозащите транспортных систем, в частности, к способам взрывозащиты трубопроводов. Известен способ взрывозащиты при эксплуатации систем транспортировки газов и пылегазовых смесей, включающий перемещение газов и пылегазовых смесей через огнепреграждающий элемент с зернистым слоем насадки, в котором надежности взрывозащиты достигают за счет гашения пламени в огнепреградителе. Способ характеризуется тем, что в качестве пламегасящей насадки используют катализатор окисления з количестве, обеспечивающем степень превращения не менее 0,55 при рабочей температуре катализатора, и при достижении насадкой температуры, равной рабочей температуре катализатора, в теплообменник подают теплоноситель и прекращают его подачу при снижении насадкой температуры до величины, более низкой, чем температура начала работы катализатора, причем для ускорения гашения пламени при использовании в качестве пламегасящей насадки псевдоожиженного слоя катализатора порозность слоя поддерживают равной 0,60-0,85, а при использовании в качестве пламегасящей насадки стационарного слоя катализатора в объеме слоя устанавливают теплопроводящие элементы. Недостатком известного способа является ограничение рабочих скоростей транспортируемых газовых потоков. Задачей изобретения является расширение диапазона рабочих скоростей газовых потоков, обеспечивающих порозность слоя 0,40-0,90, в результате чего повышается взрывозащита систем транспортировки газов и пылегазовых смесей. Поставленная задача решается использованием способа, заключающегося в том, что газы и пылегазовые смеси проходят через пламегасящую каталитически активную насадку, которую при возникновении пламени, независимо проникло ли оно в огнепреградитель или нет, разогревают до температуры начала работы катализатора. При достижении насадкой температуры равной рабочей температуре катализатора, подают охлаждающий теплоноситель и прекращают его подачу при достижении насадкой температуры, не превышающей температуру начала работы катализатора. Разогрев насадки по заявляемому способу происходит за счет тепловыделения при протекании каталитической реакции окисления горючего на поверхности насадки. Кроме того, в случае использования в качестве насадки стационарного слоя катализатора, не требуется установление теплопроводящих элементов. Предлагаемый способ взрывозащиты может быть использован при гашении пламени в трубопроводах при транспортировке как газовых, так и пылегазовых сред. Способ позволяет обеспечить взрыво-безопасность в широком интервале скоростей газового потока, при порозностях слоя 0,40-0,90. Доказательством осуществления заявляемого способа взрывозащиты систем транспортировки газов и пылегазовых смесей являются ниже приведенные примеры. Опыты проводили в огнепреградителе, схематически изображенном на чертеже, где: 1 - выходной патрубок, 2 - сепарационная зона, 3 - корпус огнепреградителя, 4 - теплоэлектронагреватель, 5 - насадка, 6 теплообменник, 7 - газораспределительная решетка, 8 - входной патрубок. Диаметр огнепреградителя 100 мм, высота 700 мм. В качестве транспортируемого газа использовали 9,5% об. смесь метана с воздухом, в качестве пылегазовой смеси - метановоздушную смесь с добавкой пыли адипиновой кислоты с диаметром частиц 20 мкм в количестве 20 г/м3 газа. В качестве насадки использовали катализатор ИК-12-70 фракционного состава 1-1,5 мм. Газовоздушную смесь направляют в огнепреградитель, поджигают над выходным патрубком. Пламя проникает во внутрь огнепреградителя и задерживается свободной поверхностью катализатора. При возникновении пламени насадку огнепреградителя нагревают, подавая в теплообменник пара или пропуская ток через теплоэлектронагреватель. При достижении слоем температуры начала работы катализатора подачу теплоносителя или пропускания тока прекращают. Температура слоя катализатора повышается за счет протекания реакции окисления на поверхности катализатора. Пламя гаснет. В теплообменник подают теплоноситель (воду). При снижении температуры слоя катализатора ниже температуры начала работы катализатора подачу теплоносителя прекращают. Пример 1. (Слой катализатора - стационарный), В огнепреградитель на газораспределительную решетку засыпают катализатор. Включают подачу метановоздушиой смеси в количестве. 1,4 м /час и проводят опыты по описанной выше схеме. Результаты опытов представлены в таблице. Пример 2. {Слой катализатора - псевдоожиженный). Засыпанный на газораспределительную решетку катализатор приводят в псевдоожиженное состояние путем увеличения расхода газа в огнепреградитель. С целью сохранения степени превращения горючего на катализаторе объем последнего увеличивают (по сравнению с примером 1). Порозность слоя определяли по формуле где Нсл - высота псевдоожиженного слоя, Но - высота, занимаемая слоем в стационарном состоянии. Опыты проводят по описанной выше схеме. Результаты опытов представлены в таблице. В опытах 1-3 слой катализатора находится астационарном состоянии. В условиях заявляемого способа время гашения пламени меньше, чем в условиях прототипа. В опыте 4 слой находится в стационарном состоянии, В отличие от прототипа, где гашение пламени не достигается, в заявляемом способе пламя гасится с такой же эффективностью как и в опытах 1-3. В опытах 5-6 слой катализатора находится в псевдоожиженном состоянии. В условиях прототипа гашение пламени не достигается, в условиях заявляемого способа гасится. В опытах 7-9 слой катализатора находится в псевдоожиженном состоянии. В опыте 7 гашение пламени по заявляемому способу осуществляется быстрее, чем по прототипу. В опытах 8-9 по прототипу и по заявляемому способу результаты гашения пламени одинаковы. В опыте 10 слой катализатора находится в псевдоожиженном состоянии. В отличие от прототипа, где гашение не достигается, в заявляемом способе пламя при достижении насадкой температуры, равной рабочей температуре катализатора, гаснет.