Студопедия — Шахтный газ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Шахтный газ






Метан

 

По оценкам экспертов, одним из перспективных, местных источников энергии является шахтный (угольный) метан – высококачественный и экологический чистый энергоноситель. Многие ассоциируют шахтный метан как опасный спутник добычи угля. Однако при правильной утилизации шахтный метан становится перспективным и ценным видом топлива.

Этот газ имеет много названий: шахтный газ, рудничный газ, угольный метан, но наиболее распространенное название этого газа – шахтный метан. Этот газ бесцветен, не имеет запаха, с воздухом образует взрывоопасные смеси. Кроме метана в шахтный газ также могут входить углекислый газ, азот, кислород и другие элементы. [7.283c.]

Метан (СН4) – газ без цвета, запаха и вкуса, с плотностью 0,55 по отношению к воздуху, выделяется из угля и горных пород в горные выработки и является наиболее опасной составной частью рудничной атмосферы. При нормальных условиях метан инертен и взаимодействует только с галоидами. В небольших концентрациях в воздухе для человека безвреден. Увеличение содержания метана в воздухе опасно из-за уменьшения содержания кислорода. Действие на организм человека метана при больших его концентрациях (50…80 %) и нормальном содержании кислорода практически не изучено.

Метан с воздухом образует горючие и взрывчатые смеси. При малых концентрациях (до 5 %) метан горит бледно-голубым пламенем, при концен-трациях более 14 % – синевато-голубым. Температура воспламенения метана 650…750 °С. Реакция горения в нормальных условиях приводит к образованию углекислого газа и воды:

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

При недостатке кислорода, что характерно для подземных выработок, горение метана сопровождается образованием оксида углерода и водорода:

СН4 + О2 = СО + Н2 + Н2О.

Диапазон взрываемости метана 5…14 %. Сила взрыва зависит от количества метана в метановоздушной смеси. Наибольшей силы взрыв происходит при содержании в воздухе 9,5 % метана. При увеличении метана в воздухе часть его остаётся несгоревшей из-за недостатка кислорода. Поскольку теплоёмкость метана высока, то несгоревшая часть охлаждает пламя взрыва и при содержании метана в воздухе более 14…16 % происходит его полное самогашение и прекращение взрыва. Температура продуктов взрыва метана в неограниченном объёме 1875 °С, а в замкнутом объёме достигает величины 2150…2650 °С. Взрыв метана вызывает прямой удар, когда воздушная ударная волна распространяется от источника воспламенения к периферии, и обратный удар, когда взрывная волна, вследствие конденсации паров воды, движется к центру взрыва. По силе воздействия обратный удар слабее прямого. На фронте распространяющейся взрывной волны давление достигает 4…20 мПа.

Воспламенение метана после возникновения контакта с источником тепла происходит через некоторый интервал времени, который принято называть индукционным периодом. Причина этого заключается в особенности воспламенения метана, который вступает в реакцию горения после поглощения 92,5 кДж/моль тепла. Продолжительность индукционного периода уменьшается с ростом температуры воспламенения и незначительно увеличивается с увеличением содержания метана в воздухе. Наличие индукционного периода создаёт условия для предупреждения взрыва метановоздушной смеси при использовании предохранительных взрывчатых веществ, остывание продуктов разложения которых меньше промежутка воспламенения метана.

Объемы выделяемого газа зависят от способа добычи угля, дальности нахождения от выработки газоносных массивов, геологических и физических свойств пластов. Шахтный газ является прекрасным энергетическим топливом. Однако его теплотворная способность в значительной степени зависит от концентрации в нем метана.

Зависимость теплоты сгорания шахтного газа от концентрации метана:

Концентрация метана в шахтном газе, (%)              
Теплота сгорания, МДж/кг 0.5 4.3 17.8 21.3 24.7 28.5 32.1

 

В настоящее время существует несколько методов добычи метана из угольных пластов. Один из них – дегазация угольных шахт, снижающая объемы выделения метана в горные выработки и обеспечивающая безопасность работ в метанообильных шахтах. В этом случае каптированный газ с разной концентрацией метана является попутным полезным ископаемым, снижающим себестоимость угля. Содержание метана в шахтном газе колеблется от 10 до 98%.

По своему составу шахтный газ, полученный этим способом, зачастую лучше природного газа, поскольку содержит меньше примесей и состоит, в основном, из чистого метана.

Шахтный газ, в зависимости от способа каптажа, обладает несколькими особенностями:

1. Загрязнен угольной пылью. Широкое распределение примесей по линейным размерам – от 0,01 до 1000 мкм.

2. При использовании водокольцевых вакуумнасосов имеет 100 % влажность.

3. При использовании роторных газодувок имеет температуру до +125 оС.

4. Не зависимо от способа каптажа имеет низкое давление на выходе из вакуум-насосной станции (от 0,2 до 0,4 бар. изб.). Из этого вытекает применение газопроводов большого диаметра – от 200 до 600 мм. [8.65c.]








Дата добавления: 2015-08-10; просмотров: 1173. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Объект, субъект, предмет, цели и задачи управления персоналом Социальная система организации делится на две основные подсистемы: управляющую и управляемую...

Законы Генри, Дальтона, Сеченова. Применение этих законов при лечении кессонной болезни, лечении в барокамере и исследовании электролитного состава крови Закон Генри: Количество газа, растворенного при данной температуре в определенном объеме жидкости, при равновесии прямо пропорциональны давлению газа...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия