CN103217455A - 一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，将待测煤样预热到第一预设温度T1后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度T1升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。本发明具有原理简单、操作简便、测试精度高、测试可靠性好等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到煤样检测设备领域，特指一种采用水浴绝热式设计的煤样自燃测试方法。
背景技术
当煤产生热量的速度超过散热的速度时，可能在煤矿或储藏过程中出现自发燃烧的现象。为了避免煤的自燃，煤堆中应尽量减少煤的热量的产生并尽量加大散热量，该原理应该被应用到所有煤矿、处理、堆砌和煤的运输中。因此，需要对煤样进行自燃测试，现有技术中并没有一种较佳的能够完成自燃测试的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，标准说法。本发明提供一种原理简单、操作简便、测试精度高、测试可靠性好的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，将待测煤样预热到第一预设温度T1后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度T1升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。
作为本发明的进一步改进：
将待测煤样放入处于水浴中的反应器后，通入惰性气体使待测煤样升温到第一预设温度T1。
所述第一预设温度T1为35～45°C，所述第二预设温度T2为65～75°C。
所述第一预设温度T1为40°C，所述第二预设温度T2为70°C。
采集待测煤样时，取用新鲜开采的煤样，并进行制样、干燥。
在制样得到的待测煤样放置惰性气体环境下进行干燥。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明原理简单、操作简便，通过温度为T1的恒温水浴预热后的惰性气体将新鲜煤样预热到温度T1。当煤样温度达到T1时，将惰性气体切换为氧气，温度为T1的煤样在氧气作用下温度缓慢上升，采用多路温度传感器和控制器使水浴中的温度跟随煤样温度上升，为煤样的自燃提供一个绝热环境。当煤样温度达到T2（低于煤的自燃点）时，关闭氧气流量。煤样从温度T1升至温度T2的时间和温度严密监视并记录，这段时间越长，煤越不容易发生自燃，这段时间越短，煤越容易发生自燃。这种方法操作简单，煤样自燃倾向性分类标准统一。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其流程为：
（1）采集煤样。在较佳实施例中，应取用新鲜开采的煤样，以保证每次煤样的初始条件最大程度上保持相同，还可以保证煤样没有被认为氧化。
（2）制样、干燥。采用常规制样方法逐次对煤样进行破碎，可以使每次煤样的粒度大小相近。将制样得到的煤样在惰性气体环境下进行干燥，以使煤样在干燥过程中防止被氧化。
（3）放样。将干燥后的煤样放置于一个反应器中，然后将反应器放置在水浴装置中。反应器内煤样的初始温度T1（如：40°C）通过水浴预热的惰性气体预热达到，可以精确控制。例如，煤样在氮气气氛下加热至40°C。
（4）通入氧气、控温。往反应器中通入氧气，通入的氧气经过了恒温水浴的预热，且通过温度传感器检测气体的温度跟水浴相同，以防止气体带走煤样所产生的热量。在较佳实施例中，氧气的流量通过精确控制，保持反应器内一直处于富氧环境。实时采集反应器内的温度、水浴装置中水介质所形成的环境温度，采用控温手段（如：加热器等）使水浴装置中的温度跟随反应器内的温度变化，为反应器内的煤样提供一个绝热环境。整个过程中，气体及水的温度将被严密控制，同时煤在反应器中的温度也被严密监测。所有的温度都被监测和记录。在上述过程中，煤的温度将会随着自燃过程的发生而上升，同时反应器周围的环境的温度将与反应器（绝热）内部的温度保持一致。
（5）到达预设温度，停止测试。一旦反应器内的温度达到T2（如：70°C），停止测试。达到这一温度所花费的时间随着煤种的变化而不一样，并且这是煤的反应性往自燃性的标志。记录煤样从第一预设温度T1升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。
例如：为了量化煤的自燃性倾向，从40°C到70°C（R70）的自加热平均速率被用作一个指标。随着R70的升高，煤的反应性也随之增加，换句话说，煤的自燃性倾向也在增加。示例公式：R70 = 温度/时间 = 70°C～40°C /25小时= 1.30°C /小时。
上述整个测试的流程均可在实验室中进行，水浴设备体积小，所需要的煤量小，相比于大中型煤自燃倾向性测试方法更简单，所需时间更段，操作更方便。本发明采用绝热式的方法更接近于真实煤样的自燃，整个测试过程中气体的通断、切换，温度的采集与跟随，数据与时间的记录均是全自动控制，实验过程简单，容易控制。
由上可知，由于本发明采用水浴绝热的形式，因此可以为煤样提供一个理想的绝热环境，实验结果可重复性好，使不同煤样的自燃性倾向有一个统一的标准。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，将待测煤样预热到第一预设温度T1后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度T1升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。
2.根据权利要求1所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，将待测煤样放入处于水浴中的反应器后，通入惰性气体使待测煤样升温到第一预设温度T1。
3.根据权利要求1或2所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，所述第一预设温度T1为30～50°C，所述第二预设温度T2为60～80°C。
4.根据权利要求3所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，所述第一预设温度T1为40°C，所述第二预设温度T2为70°C。
5.根据权利要求1或2所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，采集待测煤样时，取用新鲜开采的煤样，并进行制样、干燥。
6.根据权利要求5所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，在制样得到的待测煤样放置惰性气体环境下进行干燥。
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