способ очистки газа

Формула изобретения

Способ очистки газа, включающий охлаждение потока влажной метановоздушной смеси, осаждение капельной влаги, конденсата и механических примесей и удаление их, отличающийся тем, что осаждение капельной влаги, конденсата и механических примесей осуществляют при движении потока в условиях вакуума в процессе принудительного охлаждения его, при этом скорость потока метановоздушной смеси увеличивают до 20 - 26 м/с, а затем уменьшают до 2,5 - 3 м/с путем его поворота на 180^o и расширения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортирования влажного газа или газовых смесей в вакуумных газопроводах при относительном вакууме 75-80%, проложенных горизонтально, под углом и вертикально, и может быть использовано преимущественно в угольной промышленности при ведении дегазационных работ, а также в других отраслях народного хозяйства.

Из предшествующего уровня техники известен способ очистки газа, включающий разделение газожидкостной смеси путем установления переменной скорости потока смеси по высоте сепаратора. Переменная величина скорости потока обеспечивается перфорированной перегородкой с переменной величиной перфорированных отверстий (авт. свид. СССР N 327937, F 28 D 7/00, 1972).

Основным недостатком способа является низкая эффективность теплообмена при разделении газожидкостной смеси, в результате чего происходит частичный унос капельной жидкости и полный унос капельной жидкости, находящейся в парообразном состоянии, т.е. эффективность очистки газа низка.

Известен способ очистки газа, включающий охлаждение потока влажной метановоздушной смеси, осаждение капельной влаги, конденсата и механических примесей, и удаление их (см. свт. свид. СССР N 560632, B 01 D 47/05, 1974).

Недостатком данного способа является низкая эффективность теплообмена на пути движения газовой смеси по газопроводу со скоростью 10-12 м/с. Это является следствием неполного удаления влаги из смеси и механических примесей.

Из-за низкого теплообмена данный способ не может быть использован при очистке метановоздушной смеси в шахтных газопроводах, где имеет место обильное выделение метана в горной выработке.

В соответствии с этим, поставлена задача - обеспечение интенсификации теплообмена при работе на метановоздушных смесях путем повышения степени осушки и обеспечения удаления механических примесей.

Для обеспечения этой задачи в способе очистки газа, включающем охлаждение потока влажной метановоздушной смеси, осаждение капельной влаги, конденсата и механических примесей и удаление их, согласно изобретению осаждение осуществляют при движении потока в условиях вакуума в процессе принудительного охлаждения, при этом скорость потока метановоздушной смеси увеличивают до 20-26 м/с, а затем уменьшают до 2,5 м/с путем поворота на 180^o и расширения.

Существенность этих признаков подтверждается тем, что в предложенном способе, в отличие от известного, имеет место процесс конденсации паров вводы из движущейся в условиях вакуума метановоздушной смеси что повышает интенсификацию очистки метановоздушной смеси.

Определенные условия заключаются в том, что скорость метановоздушной смеси при ее движении сверху вниз должна способствовать уменьшению толщины и турбулизации конденсатной пленки. В соответствии с этим, скорость потока составляет 20-26 м/с. Если скорость потока выше 26 м/с резко увеличивается гидравлическое сопротивление сети трубопроводов.

При движении потока метановоздушной смеси снизу вверх его скорость составляет свыше 3 м/с, с потоком уносится большое количество капельной жидкости и эффективность очистки снижается.

Таким образом, выбранные предельные значения скорости потока, при его движении вниз и вверх с принудительным охлаждением позволяют производить эффективную очистку метановоздушной смеси.

Способ реализуется следующим образом.

На водоотделительной установке (фиг. 1), которая содержит горизонтальный кожухотрубный теплообменник 1, патрубки 2 для подвода и отвода среды патрубки 3 для отвода и подвода воды, емкость для сбора воды 4, соединенную с автоматическим конденсатоотводчиком 5, поперечную перегородку 6, разделяющую пространство теплообменника на отсеки, отличные по объему, проводилась очистка метановоздушной смеси от капельной жидкости конденсата и механических примесей.

Объемный расход метановоздушной смеси 28 м/мин при содержании в ней метана 17%. Относительная влажность на входе в водоотделитель 100% при T = 303K.

Температура конечного участка подземного газопровода составляет 295K. Начальная температура охлаждающей воды 293K. Абсолютное давление метановоздушной смеси 88595 Па. Скорость газовой смеси в трубопроводе составляет 12-15 м/с. Затем в водоотделителе скорость смеси повышают до 20-26 м/с, а затем поток поворачивают на 180^o и расширяют, при этом скорость потока уменьшают до 2,5-3,0 м/с.

Процесс изменения скорости потока осуществляют в условиях вакуума одновременным принудительным охлаждением. Расход охлаждающей воды составляет 2 м³/ч.

Количество капельной жидкости и конденсата, отделяемых при прохождении через установку составило 50 л/ч.