罐式煤自燃气体测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种罐式煤自燃气体测试装置，包括保温加热箱和煤样罐，以及空气输送系统、气体过滤采样系统和温控系统；保温加热箱内设置有加热单元和均热风扇；煤样罐内底部和上部均设置有用于支撑煤样的铜网，煤样罐的底部设置有进气管，煤样罐的顶部设置有出气管；空气输送系统包括空气输送管和流量计；气体过滤采样系统包括气体采样管和气体过滤采样箱，气体采样管上设置有气体过滤采样阀；温控系统包括温控表、第一温度传感器和第二温度传感器。本发明专利技术还公开了一种罐式煤自燃气体测试方法。本发明专利技术设计新颖合理，实现方便且成本低，使用操作方便，能够真实地反映煤自燃高温条件下的反应情况，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤自燃气体测试
，具体涉及一种罐式煤自燃气体测试装置及方法。
技术介绍
煤田火长久以来一直是世界性难题，煤田火区形成演化过程复杂，燃烧时间长、范围广、高温火源隐蔽，治理难度大。我国现已查明的煤田火区共56个，分别分布于新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、山西、内蒙古等7个省、自治区，燃烧面积共达720平方公里，其中新疆地区是中国乃至世界上煤田自燃灾害最严重的地区。在现有的繁多的煤自燃特性参数测试的实验装置中，测试煤自燃低温阶段的特性参数占了绝大多数，只能为煤自燃预测预报提供参考，预防煤田火区的形成，但是，对于已经发展的煤田火区，无法提供有价值的特性参数理论基础支持，不能有效地指导煤田火的治理工作。此外，对于已有的煤自燃高温阶段的特性参数测试的装置，随着实验温度的不断升高，往往会出现杂质油气、水汽等混合挥发物在装置管路中发生堵塞，特别是在取气位置，这会阻碍实验研究的顺利进行，影响最后的实验结果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计新颖合理、实现方便且成本低、使用操作方便、能够真实地反映煤自燃高温条件下的反应情况、实用性强、使用效果好的罐式煤自燃气体测试装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：包括保温加热箱和设置在保温加热箱内且用于放置煤样的煤样罐，以及空气输送系统、气体过滤采样系统和温控系统；所述保温加热箱为带有密闭门的立方体结构，所述保温加热箱内设置有加热单元和均热风扇；所述煤样罐内底部和上部均设置有用于支撑煤样的铜网，所述煤样罐的底部设置有进气管，所述煤样罐的顶部设置有出气管；所述空气输送系统包括从保温加热箱外部伸入保温加热箱内部的空气输送管，所述空气输送管上设置有流量计，所述空气输送管从上到下缠绕在煤样罐的下部后与进气管连接；所述气体过滤采样系统包括气体采样管和设置在保温加热箱旁侧的气体过滤采样箱，所述气体过滤采样箱包括立方体形状的采样箱箱体，所述采样箱箱体的前侧侧壁上设置有进气口，所述采样箱箱体的后侧侧壁上设置有出气口，所述采样箱箱体内从前到后设置有多层金属过滤网，所述采样箱箱体靠近设置出气口的一侧上部设置有取气口，所述取气口上设置有取气密封盖，所述采样箱箱体靠近设置进气口的一侧下部设置有杂质过滤口，所述杂质过滤口上设置有杂质过滤密封盖，所述气体采样管的一端从保温加热箱外部伸入保温加热箱内部后与出气管连接，所述气体采样管的另一端与进气口连接，所述气体采样管上设置有气体过滤采样阀；所述温控系统包括温控表，所述温控表的输入端接有用于对保温加热箱内的温度进行实时检测的第一温度传感器和用于对煤样罐内的温度进行实时检测的第二温度传感器，所述加热单元与温控表的输出端连接。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述保温加热箱包括内层的耐火砖层和外层的金属层，所述金属层的内壁上固定连接有聚氨酯层，所述聚氨酯层与耐火砖层之间留有间隙，所述聚氨酯层与耐火砖层之间的间隙为惰性气体保温腔，所述惰性气体保温腔内填充有惰性气体；所述第一温度传感器设置在耐火砖层内部。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述煤样罐由通过螺栓密闭连接的罐体和罐盖组成，所述罐体的形状为圆柱形，所述罐体的底面直径为10cm，所述罐体的高度为30cm；所述进气管设置在罐体的底部中间位置处，所述出气管设置在罐盖的顶部中间位置处；所述罐体高度方向的中间位置处设置有与罐体内部隔开的通孔，所述第二温度传感器插在所述通孔内。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述铜网为200目的铜网。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述加热单元为电加热管，所述电加热管分布在保温加热箱内侧壁周围和底部。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述均热风扇为不锈钢风扇，所述均热风扇的扇翼长为5cm。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述采样箱箱体的形状为立方体形。上述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述金属过滤网的数量为三层，三层金属过滤网的孔隙从设置进气口的方向到设置出气口的方向逐渐减小。本专利技术还提供了一种方法步骤简单、实现方便、实用性强、使用效果好、便于推广使用的罐式煤自燃气体测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将煤样装入煤样罐内，并拧紧连接罐体和罐盖的螺栓，保证煤样罐的气密性良好；步骤二、打开保温加热箱的密闭门，将煤样罐放入保温加热箱内，并将空气输送管穿入保温加热箱内部，从上到下缠绕在煤样罐的下部后与进气管连接；步骤三、将与气体过滤采样箱的进气口连接的气体采样管的一端穿入保温加热箱内部后与出气管连接；步骤四、闭合保温加热箱的密闭门；步骤五、通过操作温控表设定对煤样进行自燃气体测试所需要的煤样罐内的温度上限值，然后，温控表控制加热单元进行加热；步骤六、加热单元加热过程中，第一温度传感器对保温加热箱内的温度进行实时检测，第二温度传感器对煤样罐内的温度进行实时检测，温控表对第一温度传感器检测到的保温加热箱内的温度信号和第二温度传感器检测到的煤样罐内的温度信号进行周期性采样并显示，并将煤样罐内的温度信号的采样值与设定的温度上限值相比对，当采样值未达到设定的温度上限值时，温控表控制加热单元持续加热，当采样值达到设定的温度上限值时，温控表控制加热单元停止加热；同时，温控表记录煤样罐内的温度达到对煤样进行自燃气体测试所需要测试的温度点，在煤样罐内的温度达到对煤样进行自燃气体测试所需要测试的温度点时，打开气体过滤采样阀，煤样产生的气体进入气体过滤采样箱进行过滤，在气体过滤采样箱的取气口处连接气相色谱分析仪，对煤样产生的气体组分进行检测。上述的方法，其特征在于：步骤五中设定的对煤样进行自燃气体测试所需要的煤样罐内的温度上限值为1000℃，步骤六中对煤样进行自燃气体测试所需要测试的温度点为十的倍数的温度点。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术罐式煤自燃气体测试装置的结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低。2、本专利技术罐式煤自燃气体测试装置的使用操作方便，能够将煤自燃程序升温实验的温度提高到1000℃，通过设置气体过滤采样箱，能够避免试验过程中油气等杂质堵塞气路，保证了煤自燃气体测试实验的顺利进行，从而能够更加真实地反映煤自燃高温条件下的反应情况。3、本专利技术的罐式煤自燃气体测试装置，通过设置温控表、第一温度传感器、第二温度传感器、加热单元和均热风扇，温度控制精确，从而能够更加真实地反映煤自燃高温条件下的反应情况。4、本专利技术的罐式煤自燃气体测试方法的方法步骤简单，实现方便，记录的实验数据能够用于建立相关煤自燃模型，可为煤田火的防治提供较好的指导。5、本专利技术的实用性强，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本专利技术的设计新颖合理，实现方便且成本低，使用操作方便，能够真实地反映煤自燃高温条件下的反应情况，实用性强，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术罐式煤自燃气体测试装置的结构示意图。图2为本专利技术气体过滤采样箱的结构示意图。图3为本专利技术温控表与其他各单元的电路连接框图。附图标记说明:1—保温加热箱；1-1—耐火砖层；1-2—金属层；1-3—聚氨酯层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：包括保温加热箱(1)和设置在保温加热箱(1)内且用于放置煤样(3)的煤样罐(2)，以及空气输送系统、气体过滤采样系统和温控系统；所述保温加热箱(1)为带有密闭门的立方体结构，所述保温加热箱(1)内设置有加热单元(4)和均热风扇(5)；所述煤样罐(2)内底部和上部均设置有用于支撑煤样的铜网(6)，所述煤样罐(2)的底部设置有进气管(7)，所述煤样罐(2)的顶部设置有出气管(8)；所述空气输送系统包括从保温加热箱(1)外部伸入保温加热箱(1)内部的空气输送管(9)，所述空气输送管(9)上设置有流量计(10)，所述空气输送管(9)从上到下缠绕在煤样罐(2)的下部后与进气管(7)连接；所述气体过滤采样系统包括气体采样管(11)和设置在保温加热箱(1)旁侧的气体过滤采样箱(12)，所述气体过滤采样箱(12)包括立方体形状的采样箱箱体(12‑1)，所述采样箱箱体(12‑1)的前侧侧壁上设置有进气口(12‑4)，所述采样箱箱体(12‑1)的后侧侧壁上设置有出气口(12‑6)，所述采样箱箱体(12‑1)内从前到后设置有多层金属过滤网(12‑5)，所述采样箱箱体(12‑1)靠近设置出气口(12‑6)的一侧上部设置有取气口(12‑7)，所述取气口(12‑7)上设置有取气密封盖(12‑2)，所述采样箱箱体(12‑1)靠近设置进气口(12‑4)的一侧下部设置有杂质过滤口(12‑8)，所述杂质过滤口(12‑8)上设置有杂质过滤密封盖(12‑3)，所述气体采样管(11)的一端从保温加热箱(1)外部伸入保温加热箱(1)内部后与出气管(8)连接，所述气体采样管(11)的另一端与进气口(12‑4)连接，所述气体采样管(11)上设置有气体过滤采样阀(13)；所述温控系统包括温控表(14)，所述温控表(14)的输入端接有用于对保温加热箱(1)内的温度进行实时检测的第一温度传感器(15)和用于对煤样罐(2)内的温度进行实时检测的第二温度传感器(16)，所述加热单元(4)与温控表(14)的输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：包括保温加热箱(1)和设置在保温加热箱(1)内且用于放置煤样(3)的煤样罐(2)，以及空气输送系统、气体过滤采样系统和温控系统；所述保温加热箱(1)为带有密闭门的立方体结构，所述保温加热箱(1)内设置有加热单元(4)和均热风扇(5)；所述煤样罐(2)内底部和上部均设置有用于支撑煤样的铜网(6)，所述煤样罐(2)的底部设置有进气管(7)，所述煤样罐(2)的顶部设置有出气管(8)；所述空气输送系统包括从保温加热箱(1)外部伸入保温加热箱(1)内部的空气输送管(9)，所述空气输送管(9)上设置有流量计(10)，所述空气输送管(9)从上到下缠绕在煤样罐(2)的下部后与进气管(7)连接；所述气体过滤采样系统包括气体采样管(11)和设置在保温加热箱(1)旁侧的气体过滤采样箱(12)，所述气体过滤采样箱(12)包括立方体形状的采样箱箱体(12-1)，所述采样箱箱体(12-1)的前侧侧壁上设置有进气口(12-4)，所述采样箱箱体(12-1)的后侧侧壁上设置有出气口(12-6)，所述采样箱箱体(12-1)内从前到后设置有多层金属过滤网(12-5)，所述采样箱箱体(12-1)靠近设置出气口(12-6)的一侧上部设置有取气口(12-7)，所述取气口(12-7)上设置有取气密封盖(12-2)，所述采样箱箱体(12-1)靠近设置进气口(12-4)的一侧下部设置有杂质过滤口(12-8)，所述杂质过滤口(12-8)上设置有杂质过滤密封盖(12-3)，所述气体采样管(11)的一端从保温加热箱(1)外部伸入保温加热箱(1)内部后与出气管(8)连接，所述气体采样管(11)的另一端与进气口(12-4)连接，所述气体采样管(11)上设置有气体过滤采样阀(13)；所述温控系统包括温控表(14)，所述温控表(14)的输入端接有用于对保温加热箱(1)内的温度进行实时检测的第一温度传感器(15)和用于对煤样罐(2)内的温度进行实时检测的第二温度传感器(16)，所述加热单元(4)与温控表(14)的输出端连接。2.按照权利要求1所述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述保温加热箱(1)包括内层的耐火砖层(1-1)和外层的金属层(1-2)，所述金属层(1-2)的内壁上固定连接有聚氨酯层(1-3)，所述聚氨酯层(1-3)与耐火砖层(1-1)之间留有间隙，所述聚氨酯层(1-3)与耐火砖层(1-1)之间的间隙为惰性气体保温腔(1-4)，所述惰性气体保温腔(1-4)内填充有惰性气体；所述第一温度传感器(15)设置在耐火砖层(1-1)内部。3.按照权利要求1所述的罐式煤自燃气体测试装置，其特征在于：所述煤样罐(2)由通过螺栓密闭连接的罐体(2-1)和罐盖(2-2)组成，所述罐体(2-1)的形状为圆柱形，所述罐体(2-1)的底面直径为10cm，所述罐体(2-1)的高度为30cm；所述进气管(7)设置在罐体(2-1)的底部中间位置处，所述出气管(8)设置在罐盖(2-2)的顶部中间位置处；所述罐体(2-1)高度方向的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文永，金永飞，郭军，王彩萍，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61