CN103344720A

CN103344720A - 一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置

Info

Publication number: CN103344720A
Application number: CN2013102705229A
Authority: CN
Inventors: 王彦凯; 邬剑明; 张永斌; 喻建; 宋丽强; 朱加峰
Original assignee: Shanxi Luan Environmental Energy Development Co Ltd
Current assignee: Shanxi Luan Environmental Energy Development Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-09

Abstract

本发明涉及一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置，是针对煤矿煤自燃倾向性的情况，模拟设计一种煤自燃过程的反应装置，科学的掌握煤自燃的规律，掌握煤自燃的技术数据，为预防和消灭煤自燃灾害提供科学依据，此装置设计先进，采用机电一体化设计、采用微计算机处理器进行信息化处理各试验数值，此装置结构紧凑，设计合理，模拟试验速度快、效率高、准确性强，是十分理想的模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置。

Description

一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置

技术领域

本发明涉及一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置，属煤矿安全测量设备及应用的技术领域。

背景技术

煤炭自燃是煤矿安全生产领域的一个突出性问题，有自燃倾向的煤层占开采煤层的80%，大部分可采的厚煤层都存在自然发火问题，给煤矿开采造成很大的安全隐患。

煤的自燃是煤体本身的内在属性，是煤低温氧化的动态表现，当煤与氧发生接触时，煤的低温氧化过程就开始进行；不同煤层的煤具有不同的自燃倾向性，科学的鉴定煤的自燃倾向性，合理科学的划分煤的自燃倾向等级，对煤矿的安全生产，人员的生命安全以及资源的可持续开采利用具有重要意义。

目前，煤的自燃倾向性等级的划分和鉴定主要采用色谱流动吸氧法，以煤在常温常压下对氧的物理吸附能力来确定；而煤的低温氧化过程是一个复杂的动态物理化学过程，即物理吸附氧—化学吸附氧—煤自燃；煤的自然发火过程是一个缓慢过程，即近似静态的过程，从煤自燃整体过程来看，煤自燃又是动态发展的过程，是一个温度逐渐增加的过程。

煤自燃的研究具有重要的意义，在试验室中模拟煤自燃的过程，获取煤自燃的规律，掌握煤自燃的技术数据是十分重要的研究课题，对掌握煤自燃的规律，消除煤自燃的隐患具有十分重要的意义。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，设计一种模拟煤自燃过程及鉴别煤自燃倾向性的装置，科学的得出煤自燃数据及规律，为煤矿预防煤自燃提供科学依据。

技术方案

本发明的主要结构包括：控温炉、炉座、隔热保温层、电阻加热层、螺旋铜管反应器、温度传感器、空气压缩机、氮气管、气体管、气体流量计、空气阀、氮气阀、空气管、氮气管、出气阀、出气管、储气箱、气相色谱仪、显示屏、指示灯、电源开关、气体调控器、温度调控器、电阻加热调控器、温度信息处理器、空气压缩调控器、煤样信息处理器、电路板、直流电源、螺栓、导线；

控温炉为矩形，控温炉下部为炉座，控温炉的外部为隔热保温层，隔热保温层内部为电阻加热层，电阻加热层内部为炉腔，炉腔内安装螺旋铜管反应器，在炉腔内下部设有温度传感器；在炉座上设有第一显示屏、第一指示灯、第一电源开关、电阻加热调控器、温度信息处理器、空气压缩调控器、煤样信息处理器；在控温炉的左部设有空气压缩机，空气压缩机上部为空气管，并在空气管上设有空气阀；在空气压缩机的左部设有氮气瓶，在氮气瓶的上部设有氮气管，在氮气管上设有氮气阀；空气管、氮气管上部与气体管连通，在气体管上设有气体流量计，气体管与炉腔内的螺旋铜管反应器连通；螺旋铜管反应器右部与出气阀、出气管联接，出气管联接储气箱，储气箱下部联接气相色谱仪，气相色谱仪上设有第二显示屏、第二指示灯、第二电源开关、气体调控器、温度调控器；气相色谱仪通过导线与炉座联接；空气压缩机通过导线与炉座联接；螺旋铜管反应器内为煤样、混合气体；炉座内设有电路板，并由螺栓固定，在电路板的下部设有直流电源，电路板上为电路板电路。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对煤矿自燃倾向性的情况，模拟设计一种煤自燃过程的螺旋式铜管反应器，科学的掌握煤自燃的规律，掌握煤自燃的技术数据，为预防和消灭煤自燃灾害提供科学依据，此装置设计先进，采用机电一体化设计，采用微计算机处理器进行信息化处理各试验数值，此装置结构紧凑、设计合理，模拟试验速度快、效率高、准确性强，是十分理想的模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置。

附图说明

图1为模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置整体结构图

图2为图1的A—A剖面图

图3为图1的B—B剖面图

图4为电路板电路图

图中所示，附图标记清单如下：

1、控温炉，2、炉座，3、隔热保温层，4、电阻加热层，5、螺旋铜管反应器，6、温度传感器，7、第一电源开关，8、电阻加热调控器，9、温度信息处理器，10、空气压缩调控器，11、煤样信息处理器，12、第一显示屏，13、第一指示灯，14、空气压缩机，15、空气阀，16、氮气瓶，17、氮气阀，18、气体管，19、气体流量计，20、出气阀，21、出气管，22、储气箱，23、气相色谱仪，24、第二显示屏，25、第二指示灯，26、第二电源开关，27、气体调控器，28、温度调控器，29、导线，30、煤样，31、混合气体，32、电路板，33、直流电源，34、螺栓，35、炉腔，36、空气管，37、氮气管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1、2、3所示，为模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置整体结构图，各部位置、连接关系要正确，安装牢固，按序操作。

控温炉为矩形，控温炉1的下部为炉座2，控温炉1的外部为隔热保温层3，隔热保温层3内部为电阻加热层4，电阻加热层4内部为炉腔35，炉腔35内安装螺旋铜管反应器5，在炉腔35内下部设有温度传感器6；在炉座2上设有第一显示屏12、第一指示灯13、第一电源开关7、电阻加热调控器8、温度信息处理器9、空气压缩调控器10，煤样信息处理器11；在控温炉1的左部设有空气压缩机14，空气压缩机14上部为空气管36，并在空气管36上设有空气阀15；在空气压缩机14的左部设有氮气瓶16，在氮气瓶16的上部设有氮气管37，在氮气管37上部设有氮气阀17；空气管36、氮气管37上部与气体管18连通，在气体管18上设有气体流量计19，气体管18与炉腔35内的螺旋铜管反应器5连通；螺旋铜管反应器5右部与出气阀20、出气管21联接，出气管21联接储气箱22，储气箱22下部联接气相色谱仪23，气相色谱仪23上设有第二显示屏24、第二指示灯25、第二电源开关26、气体调控器27、温度调控器28；气相色谱仪23通过导线29与炉座2联接；空气压缩机14通过导线29与炉座2联接；螺旋铜管反应器5内为煤样30、混合气体31；炉座2内设有电路板32，并由螺栓34固定，在电路板32的下部设有直流电源33，电路板32上为电路板电路。

图4所示，为电路板电路图，电路板电路由微计算机处理器电路IC1、时钟震荡电路IC2、显示屏控制电路IC3、指示灯控制电路IC4、电源开关控制电路IC5、电源转换稳压整流电路IC6、按键控制电路IC7、煤样信息处理器电路IC8、空气压缩调控电路IC9、温度信息调控电路IC10、电阻加热调控器电路IC11组成整体电路，各分电路间由导线联接，VDD端为电源端，GND端为接地端。

Claims

1.一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置，其特征在于：主要结构包括：控温炉、炉座、隔热保温层、电阻加热层、螺旋铜管反应器、温度传感器、空气压缩机、氮气管、气体管、气体流量计、空气阀、氮气阀、空气管、氮气管、出气阀、出气管、储气箱、气相色谱仪、显示屏、指示灯、电源开关、气体调控器、温度调控器、电阻加热调控器、温度信息处理器、空气压缩调控器、煤样信息处理器、电路板、直流电源、螺栓、导线；

控温炉为矩形，控温炉下部为炉座，控温炉的外部为隔热保温层，隔热保温层内部为电阻加热层，电阻加热层内部为炉腔，炉腔内安装螺旋铜管反应器，在炉腔内下部设有温度传感器；

控温炉下部的炉座上设有第一显示屏、第一指示灯、第一电源开关、电阻加热调控器、温度信息处理器、空气压缩调控器、煤样信息处理器；在控温炉的左部设有空气压缩机，空气压缩机上部为空气管，并在空气管上设有空气阀；在空气压缩机的左部设有氮气瓶，在氮气瓶的上部设有氮气管，在氮气管上设有氮气阀；空气管、氮气管上部与气体管连通，在气体管上设有气体流量计，气体管与炉腔内的螺旋铜管反应器连通；螺旋铜管反应器右部与出气阀、出气管联接，出气管联接储气箱，储气箱下部联接气相色谱仪，气相色谱仪上设有第二显示屏、第二指示灯、第二电源开关、气体调控器、温度调控器；气相色谱仪通过导线与炉座联接；空气压缩机通过导线与炉座联接；螺旋铜管反应器内为煤样、混合气体；炉座内设有电路板，并由螺栓固定，在电路板的下部设有直流电源，电路板上为电路板电路。

2.根据权利要求1所述的一种模拟煤自燃过程的螺旋式反应装置，其特征在于：电路板电路由微计算机处理器电路IC1、时钟震荡电路IC2、显示屏控制电路IC3、指示灯控制电路IC4、电源开关控制电路IC5、电源转换稳压整流电路IC6、按键控制电路IC7、煤样信息处理器电路IC8、空气压缩调控电路IC9、温度信息调控电路IC10、电阻加热调控器电路IC11组成整体电路，各分电路间由导线联接；VDD端为电源端，GND端为接地端。