CN102788815A - 超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，包括液氮盘管、液氮夹层、泄压保护装置、盘管液氮出口和进出气接口；液氮盘管设置于液氮夹层的内层围成的腔体室中，液氮夹层上还设置有进出气接口、点火装置、压力传感器、测温热电阻、泄压保护装置；本发明采用液氮降温技术实现爆炸罐体内环境温度的改变，将液氮充入爆炸罐体夹层及内部盘管内，通过循环不断吸收罐体内部可燃气体的热量，使可燃气体温度得以快速降低。用导热系数低的聚氨酯材料包裹罐体，防止从外界环境吸收热量，使可燃气体温度保持于稳定水平。利用两片爆破片来实现对爆炸压力的泄压，提高泄压面积，减少泄压时间和提高泄压的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及工业安全领域，特别涉及一种可直接用于工业生产过程中涉及到超低温环境条件下可燃气体爆炸极限特征参数测定的爆炸装置。
背景技术
目前，国内外尚没有关于特殊环境下可燃气体爆炸特性实验研究方面的标准，我国仅有中华人民共和国国家标准.GB/T 12474－2008《空气中可燃气体爆炸极限测定方法》，该标准规定了常温常压条件下可燃气体爆炸极限的测定方法。但是，对于超低温（0℃以下）环境可燃气体爆炸极限的测定还缺乏相应的技术手段。目前，我国部分科研院所虽有针对高温或高压环境下可燃气体爆炸特性研究的相关设备，但不能实现超低温环境下可燃气体爆炸特性研究。
在煤层气利用过程中，其中深冷液化工艺是利用甲烷与氧气以及氮气的沸点不同，在超低温下对甲烷实施分离的技术。重庆能源集团投产的低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置在-182℃的低温和0.3MPa的低压下可把含氧煤层气的分离和液化同步进行。在深冷液化过程中，甲烷浓度穿越爆炸极限范围。在此过程中，存在较大的爆炸危险性，需对该工况条件下的甲烷爆炸极限进行测定，以便保障系统安全。
因此急需一种在超低温环境下进行可燃气体爆炸特性测定的爆炸罐体。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种在超低温环境下进行可燃气体爆炸特性测定的爆炸罐体。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，包括液氮盘管、液氮夹层、泄压保护装置、点火装置、压力传感器、测温热电阻、盘管液氮进口、盘管液氮出口和进出气接口；所述液氮盘管设置于液氮夹层的内层围成的腔体室中，所述盘管液氮进口和盘管液氮出口穿过液氮夹层与液氮盘管的两端连接，所述进出气接口设置于液氮夹层上并与液氮夹层内层围成的腔体室连通，所述点火装置设置于液氮夹层用于点燃液氮夹层内层腔室内的可燃性气体，所述压力传感器设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的压强值，所述测温热电阻设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的温度值，所述泄压保护装置设置于液氮夹层上用于在液氮夹层内层腔室可燃气体混合气爆炸压力超过预定值时进行泄压，以便保护设备及操作人员的安全。
进一步，所述爆炸罐体容积为20L；
进一步，所述爆炸罐体的形状为球形或圆柱形；
进一步，所述爆炸罐体承压≥25.0MPa；
进一步，所述爆炸罐体的真空度≤0.02MPa。
本发明的优点在于：本发明采用液氮降温技术实现爆炸罐体内环境温度的改变，将液氮充入爆炸罐体夹层及内部盘管内，通过循环不断吸收罐体内部可燃气体的热量，使可燃气体温度得以快速降低。用导热系数低的聚氨酯材料包裹罐体，形成罐体内部可燃气体与外部环境相对隔绝环境，一定程度上控制从外界环境吸收热量，使可燃气体温度保持于稳定水平。利用两片爆破片来实现对爆炸压力的泄压，提高泄压面积，减少泄压时间和提高泄压的可靠性；泄压保护装置。
本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为爆炸罐体主视图；
图2为爆炸罐体俯视图。
图中，液氮盘管-1、液氮夹层-2、泄压保护装置-3、点火装置-4、测温热电阻-5、压力传感器-6、盘管液氮进口-7、盘管液氮出口-8、进出气接口-9、夹层液氮压力表-10、夹层液氮出口-11。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
图1为爆炸罐体主视图，图2为爆炸罐体俯视图，如图所示：本发明提供的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，包括液氮盘管1、液氮夹层2、泄压保护装置3、点火装置4、压力传感器6、测温热电阻5、盘管液氮进口7、盘管液氮出口8和进出气接口9；所述液氮盘管设置于液氮夹层的内层围成的腔体室中，所述盘管液氮进口和盘管液氮出口穿过液氮夹层与液氮盘管的两端连接，所述进出气接口设置于液氮夹层上并与液氮夹层内层围成的腔体室连通，所述液氮夹层还设置有夹层液氮出口11和夹层液氮压力表10，所述点火装置设置于液氮夹层用于点燃液氮夹层内层腔室内的可燃性气体，所述压力传感器设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的压强值，所述测温热电阻设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的温度值，所述泄压保护装置设置于液氮夹层上用于在液氮夹层内层腔室可燃气体混合气爆炸压力超过预定值时进行泄压，以便保护设备及操作人员的安全。
所述爆炸罐体容积为20L，球形或圆柱形，爆炸罐体承压≥25.0MPa；爆炸罐体的真空度≤0.02MPa；当爆炸罐体承压略大于25.0MPa时；爆炸罐体的真空度略小于0.02MPa，爆炸罐体为优选的设计结构。
是建立一整套超低温环境下可燃气体爆炸特性的测试系统。主要解决了：①罐体内部可燃气体快速致冷；②超低温环境条件的保持等相关技术问题；③泄压保护装置。
罐体内部可燃气体致冷：采用液氮降温技术实现爆炸罐体内环境温度的改变，将液氮充入爆炸罐体夹层及内部盘管内，通过循环不断吸收罐体内部可燃气体的热量，使可燃气体温度得以快速降低。
超低温环境条件的保持：用导热系数低的聚氨酯材料包裹罐体，形成罐体内部可燃气体与外部环境相对隔绝环境，一定程度上控制从外界环境吸收热量，使可燃气体温度保持于稳定水平。
泄压保护装置：利用两片爆破片来实现对爆炸压力的泄压，提高泄压面积，减少泄压时间和提高泄压的可靠性。
现有相关技术主要针对常温常压条件下可燃气体爆炸极限及其它爆炸特征参数的测定技术，本技术发明主要针对超低温环境下可燃气体爆炸极限的测定，亦能进行超低温环境可燃气体爆炸压力及压力上升速率等参数的测定及实验研究工作。主要针对煤层气利用深冷液化工艺超低温环境煤层气爆炸极限的测定以及其他工业可燃气体在超低温环境下爆炸特征参数的测定。
在煤层气利用过程中，其中深冷液化工艺是利用甲烷与氧气以及氮气的沸点不同，在超低温下对甲烷实施分离的技术。重庆能源集团投产的低浓度煤层气深冷液化工业化试验装置在-182℃的低温和0.3MPa的低压下可把含氧煤层气的分离和液化同步进行。在深冷液化过程中，甲烷浓度穿越爆炸极限范围。
在此过程中，存在较大的爆炸危险性，需对该工况条件下的甲烷爆炸极限进行测定，以便保障系统安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1. 超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，其特征在于：包括液氮盘管、液氮夹层、泄压保护装置、点火装置、压力传感器、测温热电阻、盘管液氮进口、盘管液氮出口和进出气接口；所述液氮盘管设置于液氮夹层的内层围成的腔体室中，所述盘管液氮进口和盘管液氮出口穿过液氮夹层与液氮盘管的两端连接，所述进出气接口设置于液氮夹层上并与液氮夹层内层围成的腔体室连通，所述点火装置设置于液氮夹层用于点燃液氮夹层内层腔室内的可燃性气体，所述压力传感器设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的压强值，所述测温热电阻设置于液氮夹层上用于采集液氮夹层内层腔室气体的温度值，所述泄压保护装置设置于液氮夹层上用于在液氮夹层内层腔室可燃气体混合气爆炸压力超过预定值时进行泄压，以便保护设备及操作人员的安全。
2. 根据权利要求1所述的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，其特征在于：所述爆炸罐体容积为20L。
3. 根据权利要求2所述的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，其特征在于：所述爆炸罐体的形状为球形或圆柱形。
4. 根据权利要求3所述的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，其特征在于：所述爆炸罐体承压≥25.0MPa。
5. 根据权利要求4所述的超低温气体爆炸特性实验的爆炸罐体，其特征在于：所述爆炸罐体的真空度≤0.02MPa。
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