【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤原位热解开采利用，具体涉及煤原位热解模拟装置及方法。
技术介绍
1、我国煤资源相对丰富，煤的重要利用途径是煤直接燃烧和发电等，但其利用率较低。煤化工使得煤资源利用率大幅提高。煤化工的重要环节是煤的热解，煤通过热解产生半焦、焦油和热解气，均是能够进一步利用的重要资源。煤的地下储层环境复杂，热解环境不稳定，在探测出煤的存储条件后需要对其进行地上模拟实验，模拟煤地下原位热解过程物质迁移转化规律。煤热解模拟装置是模拟煤地下原位热解的原件设备。目前，市场上使用的煤热解装置存在较多的问题：第一，缺少对热解气的计量和收集；第二，不能直接进行油水分离；第三，操作复杂且误差高。由于市场上使用的煤热解装置误差高，因此，使得模拟煤地下原位热解产生较大误差。基于目前煤热解装置存在的问题，研发一套智能化煤热解模拟装置，准确模拟煤地下原位热解过程，为煤原位热解开采利用提供技术支持。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种煤原位热解模拟装置及方法，能够对煤热解产物进行分别收集和计量，操作简单，计量准确。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种煤原位热解模拟装置，包括：工作控制台，所述工作控制台的上部依次设置有高温高压电炉、油水冷凝分离收集器、真空泵和集气袋，所述高温高压电炉的一端设置有进气管，所述进气管上设置有第一开关阀，所述高温高压电炉的另一端与所述油水冷凝分离收集器的下部连通，所述油水冷凝分离收集器的底部连接有水分出口管，所述水分
3、进一步地，所述煤原位热解模拟装置还包括智能控制装置，所述智能控制装置设置在所述工作控制台上，所述智能控制装置包括系统真空控制模块、油水冷凝控制模块和油水分离控制模块，所述系统真空控制模块分别与所述第三开关阀和所述真空泵连接，所述油水冷凝控制模块与油水冷凝分离收集器连接且所述油水冷凝控制模块用于冷却油水冷凝分离收集器中的气态焦油，所述油水分离控制模块与所述第二开关阀连接，且所述油水分离控制模块用于控制所述第二开关阀的开闭。
4、进一步地，所述高温高压电炉中设置有用于检测煤重量的第一重力检测器，所述油水冷凝分离收集器中设置有用于检测焦油重量的第二重力检测器，所述水分收集器中设置有用于检测水分重量的第三重力检测器。
5、进一步地，所述智能控制装置还包括产物计量控制模块，所述产物计量控制模块分别与所述第一重力检测器、第二重力检测器、第三重力检测器和质量流量计连接，且所述产物计量控制模块用于实时记录煤重量、焦油重量、水分重量和气体体积的数值及变化。
6、进一步地，所述压力表与所述集气袋之间设置有排气管，所述排气管上设置有第四开关阀。
7、进一步地，所述工作控制台上还设置有总控制器，所述总控制器分别与所述智能控制装置、所述第一开关阀、所述第四开关阀和所述高温高压电炉连接。
8、进一步地，所述工作控制台上还设置有电源控制模块，所述电源控制模块和所述总控制器连接。
9、一种使用煤原位热解模拟装置的煤原位热解模拟方法，包括以下步骤：
10、步骤一、将煤样置于高温高压电炉中，根据煤样储存地质条件设置高温高压电炉的起始温度和压力，通过第一重力检测器对煤样重量进行测定，获取初始煤样重量测定值并进行记录；
11、步骤二、将所述高温高压电炉设置程序升温，根据程序升温时间设置所述高温高压电炉的排气阀排气间隔时间，并记录每次排气后煤样的重量；
12、步骤三、所述高温高压电炉反应后排出的焦油气经过油水冷凝分离收集器将水分和焦油自动分离，并分别记录每次排气后的焦油和水分的重量；
13、步骤四、所述高温高压电炉反应后排出的热解气通过质量流量计，记录每次排出热解气的体积，集气袋收集每次产生的热解气气体并对热解气气体进行组分测定；
14、步骤五、进行质量衡算，分别计算焦油产量、水分产量、气体产量和半焦产量，并计算损失率，完成煤原位热解模拟过程和质量衡算。
15、进一步地，所述高温高压电炉每次排气前所述油水冷凝分离收集器、水分收集器和集气袋均处于真空状态。
16、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
17、1、本专利技术通过设置油水冷凝分离收集器和质量流量计，实现热解气、焦油和水分的分离和收集，从而便于对热解反应产物分别进行精确计量。
18、2、本专利技术通过安装重力检测器和产物计量控制模块，能够智能化精确计量热解过程中煤重量、焦油重量、产水重量以及热解气体积和变化，节约人力，同时计量更精确。
19、3、本专利技术通过设置总控制器和智能控制装置，实现煤地下原位热解模拟产物计量的智能化，操作简单、计量准确且设置科学，能够精确模拟煤地下原位热解过程。
20、4、本专利技术能够模拟不同地质条件下，煤热解过程所产焦油气和热解气的迁移转化规律，了解各种煤热模拟实验的结果，定量描述了煤热解转化的过程，从而为实际地质条件下煤原位热解的开采和资源评价提供了实验依据和理论依据。
21、下面通过附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。
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1.一种煤原位热解模拟装置，其特征在于，包括：工作控制台(1)，所述工作控制台(1)的上部依次设置有高温高压电炉(2)、油水冷凝分离收集器(3)、真空泵(6)和集气袋(7)，所述高温高压电炉(2)的一端设置有进气管，所述进气管上设置有第一开关阀(9)，所述高温高压电炉(2)的另一端与所述油水冷凝分离收集器(3)的下部连通，所述油水冷凝分离收集器(3)的底部连接有水分出口管，所述水分出口管上设置有第二开关阀(10)，所述水分出口管的下部设置有水分收集器(4)，所述油水冷凝分离收集器(3)通过所述水分出口管与所述水分收集器(4)连通，所述油水冷凝分离收集器(3)的顶部通过管路连接有质量流量计(5)，所述质量流量计(5)分别与所述真空泵(6)和所述集气袋(7)连通，所述真空泵(6)和所述集气袋(7)连通，所述真空泵(6)与所述质量流量计(5)之间设置有第三开关阀(11)，所述集气袋(7)与所述质量流量计(5)之间设置有压力表(8)。
2.按照权利要求1所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述煤原位热解模拟装置还包括智能控制装置，所述智能控制装置设置在所述工作控制台(1)上
3.按照权利要求2所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述高温高压电炉(2)中设置有用于检测煤重量的第一重力检测器，所述油水冷凝分离收集器(3)中设置有用于检测焦油重量的第二重力检测器，所述水分收集器(4)中设置有用于检测水分重量的第三重力检测器。
4.按照权利要求3所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述智能控制装置还包括产物计量控制模块(13)，所述产物计量控制模块(13)分别与所述第一重力检测器、第二重力检测器、第三重力检测器和质量流量计(5)连接，且所述产物计量控制模块(13)用于实时记录煤重量、焦油重量、水分重量和气体体积的数值及变化。
5.按照权利要求4所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述压力表(8)与所述集气袋(7)之间设置有排气管，所述排气管上设置有第四开关阀(12)。
6.按照权利要求5所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述工作控制台(1)上还设置有总控制器(17)，所述总控制器(17)分别与所述智能控制装置、所述第一开关阀(9)、所述第四开关阀(12)和所述高温高压电炉(2)连接。
7.按照权利要求6所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述工作控制台(1)上还设置有电源控制模块(18)，所述电源控制模块(18)和所述总控制器(17)连接。
8.一种使用如权利要求4-7中任一项权利要求所述的煤原位热解模拟装置的煤原位热解模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.按照权利要求8所述的煤原位热解模拟方法，其特征在于，所述高温高压电炉(2)每次排气前所述油水冷凝分离收集器(3)、水分收集器(4)和集气袋(7)均处于真空状态。
...【技术特征摘要】
1.一种煤原位热解模拟装置，其特征在于，包括：工作控制台(1)，所述工作控制台(1)的上部依次设置有高温高压电炉(2)、油水冷凝分离收集器(3)、真空泵(6)和集气袋(7)，所述高温高压电炉(2)的一端设置有进气管，所述进气管上设置有第一开关阀(9)，所述高温高压电炉(2)的另一端与所述油水冷凝分离收集器(3)的下部连通，所述油水冷凝分离收集器(3)的底部连接有水分出口管，所述水分出口管上设置有第二开关阀(10)，所述水分出口管的下部设置有水分收集器(4)，所述油水冷凝分离收集器(3)通过所述水分出口管与所述水分收集器(4)连通，所述油水冷凝分离收集器(3)的顶部通过管路连接有质量流量计(5)，所述质量流量计(5)分别与所述真空泵(6)和所述集气袋(7)连通，所述真空泵(6)和所述集气袋(7)连通，所述真空泵(6)与所述质量流量计(5)之间设置有第三开关阀(11)，所述集气袋(7)与所述质量流量计(5)之间设置有压力表(8)。
2.按照权利要求1所述的煤原位热解模拟装置，其特征在于，所述煤原位热解模拟装置还包括智能控制装置，所述智能控制装置设置在所述工作控制台(1)上，所述智能控制装置包括系统真空控制模块(16)、油水冷凝控制模块(15)和油水分离控制模块(14)，所述系统真空控制模块(16)分别与所述第三开关阀(11)和所述真空泵(6)连接，所述油水冷凝控制模块(15)与油水冷凝分离收集器(3)连接且所述油水冷凝控制模块(15)用于冷却油水冷凝分离收集器(3)中的气态焦油，所述油水分离控制模块(14)与所述第二开关阀(10)连接，且所述油水分离控制模块(14)用于控制所述第二开关阀(10)的开闭。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨东峰，陈吉浩，
申请(专利权)人：陕西煤田地质工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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