Изобретение относится к способам обогащения газовых смесей и может быть использовано в угольной и энергетической промЕлшленности. Известны способы подготовки к ежи танию метановоздушных смесей в топках котлов, в печах, турбинах и т.д. 1 и 2. Однако применение этих смесей в качестве топлива ограничено правилами техники безопасности, регламантирующими нижний предел содержания метана в (Алеси: для промышленных целей не менее 50, а для коммунально-бытового - 30%. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки к сжиганию метановоздушной смеси путем обогащения ее метаном, источником которого является природный газ 3. Недостаток этого метода - необходимость использования природного газа в качестве источника метана. Цель изобретения - сокращение рас хода природного газа. Цель достигается тем, что обогаще ние ведут путем обработки метановоздушной смеси адсорбентом, например активированным углем, под давлением 0,5-5,0 кгс/см , с последующим выделением обогащенной по метану газовой фракции посредством снижения давления над адсорбентом до остаточного давления 0,1-0,7 кгс/см . Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа применительно к котлу (шахтной котельной) мощностью 6,5 т пара в час составляет 20,0 тыс. руб. по капитальным затратам и 5,0 тыс. руб. в год по эксплуатационным затратам. Внедрение способа позволяет повысить безопасность и надежность процесса подготовки к сжиганию метановоздушной смеси в связи с расположением установки в одном здании с вакуум-насосной станцией и с отказом от линии подачи природного газа, а также повысить эффективность процесса за счет конструктивного упрощения установки и снизить затраты на оборудование и материалы. Нижнее значение избыточного давления (0,5 кгс/см ) адсорбции лимитируется недостаточно вь1сокой концентрацией CHj, (ниже 30%) в получаемой обогащенной метаном газовой смеси. Нижнее значение остаточного давления (0,1 кгс/см ) десорбции ограничивается эезким ростом эйектрЬзатрат и технических трудностей, связанных с достйжениа более низкого значения остаточного давления.
Верхнее значение давления, необходимого при обработке метановоздушной смеси ( кгс/см ), и верхнее значение остаточного давления(О,7 кгс/см ) лимитируются получением обогащенной метане газовой смеси в сравнительно малом количестве от общегр количестjBa исходной метановоздушной смеси, чтр является неэффективным и неэкоНрМИЧНЬФ4.
Пример 1. Метановоздушную смесь (концентрация СН 20%)подают от вакуумнасосной службы дегазации в течение 1 мин пбд давлением 5 кгс/см в колонку, заполненную сорбентом - активНйм углём марки СКТ При этом в результате преимущественной адсорбции на сорбенте метановой фракции на выходе из колонки получают обедненный по метану газовый поток (концентрация СН(, 17%) 0,88 м на 1 м исходной Мётановоэдувдной смеси. Этот газовый поток предварительно разбавляют атмосферным воздухе до концентрации СН, 2,5% и Пбдают в качестве дутья в топочное устройство шахтной котельной. После прекращения подачи в колонку исходной метановоз.душной смеси производят десорбцию газовой фракции из сорбента путе1и снижения вакууМ-насосоМ остат6ч ного йавЛёнйя в колонке до Р s 500 мм рт.ст. с получением обогащенногб метансял газового потока (концентрация СНц 42%) 0,12 м на 1 м исходной метановоздушной смеси .. Затем этот газовый поток подают в качестве топлива для шахтной котельной.
.Пример 2. Метановоздушную сМесь (концентрация СНц 25%) подают от .вакуумнасрсной службы де1 азации в течение 1 мин под давлением Р 0,5 кг/см в колонку, заполненнук) сорбентом - активным углем марки Аг-2. При этсмврезультате пре:имушественной адсорбции на сорбенте метановой фракции на выходе из колонки получают обедненный по метану газовый поток (крнцеНтрация CHi| - 9) в количестве 0,3 м на 1 м исходной метановоздушнрй смеси. Этот газовый поток предварительно разбавляют атмосферным воздухом до концентрации СНц 2,5% и подают в качестве дутья в топочное устройство шахтной котельной. После прекращения подачи в колонку исходной метановоздушной смеси производят десорбцию газовой фракции . из сорбента путем снижения вакуум- . насосом остаточного давления в колонке до Р S 100 мм рт.ст. с получением обогащеннргр метаном газового потока (концентрация СНк 32%) в количестве 0,7 м на 1 м исходной метановоздушнрй смеси. Затем этот газовый поток подают в качестве топлива для шахтной котел;ьной.
Формула изобретения
Способ прдготрвки к сжиганиюметановоздушной смеси путем обогащения ее метаном, отличающийс я тем, что, с целью экономии природного газа, Метановоздушную смесь контактируют с активированным углем, под давлением 0,5-5,0 кгс/см , с последующим выделением обогащенной по метану газовой фракции посредством снижения давления над адсорбентом до остаточного давления 0,1-0,7 кгс/см.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Морев A.M. и Сахаров Н.С. Дегазация угольньк шахт и использование метана. М., 1964, с. 63-73.
2.Айруни А.Т. и Слепцов Е.и. Исследование коптируемого метана на угольных шахтах за рубежом. М., 1974, с. 31-48.
3.Отчет ДПИ по теме 74-37 Исследование вопроса о возможности использования метановоздушных ..смесей с
5 содержаний метана Менее 30%, Донецк, 1971, с. 3-32.
