CN109799312B - 一种煤低温氧化的模拟装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤低温氧化的模拟装置及方法，通过调压阀的调节来配置不同浓度的气体于参考缸中；通过变频环流泵来实现三个相互独立的气体循环回路；循环回路前端的调压阀实现了回路内气体压力的可控；变频环流泵实现了循环回路内气体流量的可控；低温氧化箱内的水浴加热实现了实验温度的可控；三个煤样罐可放置不同粒度的煤样，实现了煤样颗粒大小的可控；电热偶、压力传感器、气动阀连接于控制柜，实现了测试参数自动记录和装置管路的自动控制。煤样罐设计成波浪形同时内部置入均流格栅，增大了气体和煤样的接触面积，提高了反应效率。整个装置操作简单，工作效率高，满足了多因素可控的煤低温氧化实验的需求。

Description

一种煤低温氧化的模拟装置及方法

技术领域

本发明属于煤矿安全生产领域，具体涉及一种煤低温氧化的模拟装置。

背景技术

煤炭是我国的主体能源，在煤矿开采过程中，持续的通风增加了空气中氧气和煤的接触概率，这引起井下煤的低温氧化甚至自燃。煤的低温氧化会产生一系列气体，如：CO、CO₂、 CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆，其中CO的存在危害了矿工的健康，易导致安全事故的发生，CO₂和CH₄排入大气会进一步加重温室效应，威胁人类的生存环境。煤的低温氧化和很多因素有关，如：煤的性质、氧气的浓度、煤的粒径、环境温度、气体压力和水分含量等。不同变质程度煤样中的脂肪族C-H和含氧官能团不同，而这些结构决定了低温氧化活性位点的差异，因而煤阶影响了煤的低温氧化作用；氧气的浓度不仅影响了煤的低温氧化速率同时又决定了氧化产物的类型和含量；不同粒径的煤和氧气具有不同的接触面积，因而煤的粒径影响了低温氧化进程和耗氧速率；温度的升高增大了气体的活跃性，这直接影响着煤的氧化性能；气体压力的增大有利于气体进入煤基质内部，这影响了低温氧化过程；水分的存在阻碍了气体和煤的接触，同时水分又能参与煤的低温氧化过程。可见众多的影响因素共同影响着煤的低温氧化过程，为了探讨煤矿开采过程中煤层的低温氧化机理，进而为煤矿安全开采提供理论支持，设计出一种高效实用的煤的低温氧化模拟装置显得十分重要。

目前的煤低温氧化装置往往存在以下缺点：只能控制一种或几种影响因素，如：只能控制温度、气体浓度等；装置结构具有局限性同时气体无法循环，气体和煤样的接触面积较小，煤样效率低；一次实验只能装一个样，增大了实验的繁琐程度；另外这些装置较为单一，功能简单，并不能较好的实现整个低温氧化过程的实验室模拟。因此，本发明设计出一套集合气体配置、煤氧化产气、实时监测分析于一体的多因素可控的煤低温氧化联合实验装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种煤低温氧化的模拟装置及方法，本发明操作简单、功能齐全、效率高，适用于模拟煤矿开采中煤层的低温氧化过程。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种煤低温氧化的模拟装置，包括气体配制系统、气体循环系统、低温氧化箱、气体成分分析系统以及监测和控制系统。

所述气体配制系统包括气瓶、水平阀、调压阀、气动阀、电热偶、加热器、压力传感仪、参考缸组成。气瓶至少设置两个，一个装氧气一个装氮气，通过混合这两种气体来配置不同浓度的氧气；水平阀用来控制气瓶气体的流出；调压阀用来调节输入气体的压力；气动阀连接于该装置的控制系统，可以更方便的将配置的气体封闭于参考缸中；加热器用来为参考缸内气体升温；电热偶和压力传感器分别用来监测参考缸内气体的温度和压力，显示于该装置的监测和控制系统中，电热偶和压力传感器的精度分别为0.01℃和0.01MPa；在该装置中，参考缸相当于气体配制罐。

所述气体循环系统包括水平阀、变频环流泵、压力传感器、流量计、波形煤样罐、管线和绝热带组成。入口和出口两套水平阀用来将气体封闭于氧化箱内，达成一个循环回路；变频环流泵是促使气体循环流动的动力装置；压力传感器和流量计分别用来检测循环回路内气体的压力和流量；波形煤样罐是煤样的低温氧化储存装置；管线用来连接各个部件，绝热带用来确保实验中气体温度的恒定。

所述低温氧化箱包括水浴、隔热箱、电热偶、加热器、波形煤样罐、均流格栅、煤粉过滤筛、O型胶圈。该低温氧化箱设置了三个循环回路，可以更加高效的实现多因素可控的低温氧化实验。加热器、水浴和隔热箱为煤样提供恒温设备；电热偶用来检测低温氧化箱的温度并显示于监测和控制系统中；波形煤样罐用来储存煤样，设置成波浪形是为了增大气体和煤样的接触面积；均流格栅一方面用来增加气体流动的均匀程度，另一方面用来支撑煤颗粒；煤粉过滤筛用来过滤循环回路中的煤粉，防止其堵塞或循坏该装置；O型胶圈用来提高低温氧化箱的密封性，防止气体或水的泄漏。

所述气体成分分析系统包括水平阀、减压阀、真空泵和气相色谱仪组成。减压阀用来降低循环气体压力，以满足气相色谱仪的测试要求；真空泵用来抽监测系统中的气体，以降低实验测试误差；气相色谱仪用来测试煤的低温氧化气体组分特征。

所述监测和控制系统包括控制柜和显示器。控制柜用来控制参考缸以及低温氧化箱的温度、控制气动阀的开闭、控制变频环流泵的风速；显示器用来显示气体的温度、压力、流量等参数。

上述一种煤低温氧化的模拟装置及实验方法，包括如下步骤：

1)将制备好的不同粒度的煤样分别装入三个波形煤样罐中，拧紧上部和下部端盖；

2)将低温氧化箱注满水，启动装置，设置低温氧化箱和参考缸所需的温度；

3)对装置管路进行抽真空处理，检查装置的气密性；

4)打开气瓶的水平阀门，通过调压阀调节不同气体的压力来获得实验所需浓度的混合气体；

5)打开低温氧化箱的进口水平阀，通过调压阀调节不同压力的气体进入三个循环回路内；

6)待压力稳定后，打开三个循环泵，进行三个回路内的低温氧化实验；

7)定时打开循环回路内出后水平阀，并通过调节减压阀进行气体成分测试；

8)当实验程序进行完毕之后，将装置内气体排空，并关闭气源、流量计及各系统，即完成整个实验过程。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：

1)该装置操作简便，并考虑了各个因素的影响，适用于对煤矿开采过程中煤层低温氧化过程的实验模拟，可用于研究煤的低温氧化作用机理；

2)该装置将煤样储存罐设计成波浪形，并在管道中安装了均流格栅，同时气体在封闭回路内循环流动，这些设计均最大程度的增大了气体和煤样的接触时间，提高了氧化反应效率；

3)该装置设计了三个循环回路，各回路相互独立，可同时进行三个低温氧化实验，将实验工作效率提高了三倍；

4)该装置将气体配置系统、气体循环系统、低温氧化箱、气体成分分析系统以及监测和控制系统融合于一体，实现了煤低温氧化的实验模拟和连续性监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种煤低温氧化的模拟装置，如图1所示，包括气体配制系统Ⅰ、气体循环系统Ⅱ、氧化反应系统Ⅲ、气体成分分析系统Ⅳ以及监测控制系统Ⅴ，其中：

所述气体配制系统Ⅰ包括气瓶一1a、气瓶二1b、水平阀一2a、水平阀二2b、调压阀一3a、调压阀二3b、调气动阀一4a、调气动阀二4b、参考缸6，所述气瓶一1a、水平阀一2a、水平阀二2b、调压阀一3a、调气动阀一4a、参考缸6、调气动阀二4b、调压阀二3b依次通过管道连接，所述气瓶二1b连接在水平阀一2a与水平阀二2b之间的管道上；所述参考缸6 上设置有压力传感器四5d、加热器7、电热偶一8a；气瓶一1a装N₂、气瓶二1b装O₂，或者气瓶一1a装O₂、气瓶二1b装N₂，图1所示为瓶一1a装O₂、气瓶二1b装N₂，不同浓度气体的配制利用N₂气瓶1a和O₂气瓶1b通过调压阀一3a调节压力来完成。

所述气体循环系统Ⅱ包括四通阀一20、水平阀三2c、水平阀四2d、水平阀五2e、变频环流泵一9a、变频环流泵二9b、变频环流泵三9c、压力传感器一5a、压力传感器二5b、压力传感器三5c、质量流量计一10a、质量流量计二10b、质量流量计三10c；所述四通阀一 20的进口与调压阀二3b通过管道连接，所述四通阀一20的一个出口、水平阀三2c、变频环流泵一9a、压力传感器一5a、质量流量计一10a、波形煤样罐一18a、水平阀六2f依次通过管道连接，所述波形煤样罐一18a的出口通过管道与变频环流泵一9a连接形成循环回路；所述四通阀一20的另一个出口、水平阀四2d、变频环流泵二9b、压力传感器二5b、质量流量计二10b、波形煤样罐二18b、水平阀七2g依次通过管道连接，所述波形煤样罐二18b的出口通过管道与变频环流泵二9b连接形成循环回路；所述四通阀一20的最后一个出口、水平阀五2e、变频环流泵三9c、压力传感器三5c、质量流量计三10c、波形煤样罐三18c、水平阀八2h依次通过管道连接，所述波形煤样罐三18c的出口通过管道与变频环流泵三9c连接形成循环回路；所述循环回路的管道外侧设置有绝热带22，以降低循环系统内的热量损失。气体循环系统Ⅱ通过入口水平阀(2c、2d和2e)、变频环流泵(9a、9b和9c)、压力传感器 (5a、5b和5c)、流量计(10a、10b和10c)、波形管(18a、18b和18c)和出口水平阀(2f、 2g和2h)构成三个独立的气体循环回路，调压阀二3b经过四通阀一20将不同压力的气体注入三个循环回路内。气体循环通过变频环流泵(9a、9b和9c)完成。

所述氧化反应系统Ⅲ包括三个波形煤样罐、上部端盖11a、下部端盖11b、煤粉过滤筛 12、低温氧化箱14、水浴15、均流格栅16，三个波形煤样罐分别为波形煤样罐一18a、波形煤样罐二18b、波形煤样罐三18c，所述波形煤样罐设置在低温氧化箱14内部，且所述波形煤样罐位于低温氧化箱14的水浴15中，水浴15为实验提供了一个恒温环境，所述均流格栅 16设置于波形煤样罐内部，所述均流格栅16的孔径大于煤颗粒的直径。波形煤样罐的上端部通过上部端盖11a安装在低温氧化箱14上；波形煤样罐的下端部通过下部端盖11b安装在低温氧化箱14上；所述煤粉过滤筛12分别安装在波形煤样罐的上端部和下部端上；所述电热偶二8b设置在低温氧化箱14上，且位于水浴15中；所述上部端盖11a、下部端盖11b与低温氧化箱14之间设置有O型胶圈一13a。所述煤粉过滤筛12与波形煤样罐之间设置有O 型胶圈二13b。上部端盖11a和下部端盖11b与低温氧化箱14之间通过O型胶圈来密封。所述上部端盖11a、下部端盖11b均通过固定螺丝19安装在低温氧化箱14上。

所述气体成分分析系统Ⅳ包括水平阀六2f、水平阀七2g、水平阀八2h、水平阀十2i、四通阀二21、真空泵24、减压阀25、气相色谱仪26；

波形煤样罐一18a、水平阀六2f、四通阀二21的一个进口通过管道连接，波形煤样罐二 18b、水平阀七2g、四通阀二21的另一个进口通过管道连接，波形煤样罐三18c、水平阀八 2h、四通阀二21的最后一个进口通过管道连接，所述四通阀二21的出口与气相色谱仪26相连接，所述真空泵24通过水平阀十2i连接在水平阀六2f与四通阀二21之间的管道上，真空泵24为装置抽取真空。

所述水平阀一2a、水平阀二2b、调压阀一3a、调压阀二3b、调气动阀一4a、调气动阀二4b、压力传感器四5d、加热器7、电热偶一8a、四通阀一20、水平阀三2c、水平阀四2d、水平阀五2e、变频环流泵一9a、变频环流泵二9b、变频环流泵三9c、压力传感器一5a、压力传感器二5b、压力传感器三5c、质量流量计一10a、质量流量计二10b、质量流量计三10c、电热偶二8b、水平阀六2f、水平阀七2g、水平阀八2h、水平阀十2i、四通阀二21、真空泵 24、减压阀25、气相色谱仪26均与监测控制系统Ⅴ连接。所述监测控制系统Ⅴ设置有控制柜23。

压力传感器一5a、压力传感器二5b、压力传感器三5c的精度分别为0.01Mpa；电热偶一8a、电热偶二8b的精度分别为0.01℃。

一种采用所述煤低温氧化的模拟装置的模拟方法，包括如下步骤：

1将制备好的不同粒度的煤样分别装入三个波形煤样罐中，拧紧上部端盖和下部端盖；

2将低温氧化箱注满水，启动装置，设置低温氧化箱和参考缸所需的温度；

3对管路进行抽真空处理，检查装置的气密性；

4打开水平阀一2a、水平阀二2b，通过调压阀一3a调节不同气体的压力来获得实验所需浓度的混合气体；

5打开低温氧化箱进口的水平阀三2c、水平阀四2d、水平阀五2e，通过调压阀二3b调节不同压力的气体进入三个循环回路内；

6待压力稳定后，打开变频环流泵一9a、变频环流泵二9b、变频环流泵三9c，进行三个回路内的低温氧化实验；

7定时打开循环回路内的水平阀六2f、水平阀七2g、水平阀八2h，并通过调节调压阀二 3b进行气体成分测试；

8当实验程序进行完毕之后，将装置内气体排空，并关闭气源、流量计及各系统，即完成整个实验过程。

本发明利用调压阀一将N₂和O₂混合来配制不同氧气浓度的气体。为了保证气体配制的精确性，将参考缸6温度调至室温与管线、气瓶一1a、气瓶二1b温度一致。具体操作是依据所需的浓度值，利用理想气体状态方程计算出所需的N₂和O₂的压力。保持调气动阀二4b关闭，打开水平阀一2a、水平阀二2b和调气动阀一4a，通过调压阀一3a调节至所需的N₂压力值，然后关闭水平阀一2a打开水平阀二2b，同样利用调压阀一3a将参考缸6中气体压力增加所需的O₂压力值，此时所需O₂浓度的气体配制完毕，为进一步确定O₂的浓度，可取一部分气体进行气相色谱测试。气体配制完成之后可将参考缸6的温度调至与实验温度一致。

为了简化装置的操作流程，波形管固定于低温氧化箱之上，上部端盖和下部端盖通过固定螺丝19固定于氧化箱上，上部端盖、下部端盖、低温氧化箱以及波形煤样罐之间通过O型胶圈一13a和O型胶圈二13b密封水和气体。均流格栅16上孔径大于煤颗粒的直径，因此，装样时无需拆卸波形管，只需将上部端盖11a打开，将氧化箱垂直放置，将煤样倒入波形煤样罐即可，这种方式降低了操作的复杂性，尽可能保持了循环回路的密封性。

气体循环系统是为气体的流动提供动力，氧化反应系统是煤的氧化实验的核心装置。本发明设置了三个独立的循环回路，即：2c-9a-5a-10a-18a-2f-2c；2d-9b-5b-10b-18b-2g-2d； 2e-9c-5c-10c-18c-2h-2e。气体入口水平阀三2c、水平阀四2d和水平阀五2e以及气体出口水平阀六2f、水平阀七2g和水平阀八2h的存在是为了造成封闭的回路。具体实施时，关闭水平阀六2f、水平阀七2g和水平阀八2h，打开气动阀四4b，通过调节调压阀二3b分别将不同压力的气体注入三个循环回路内。考虑到实际情况，气体的循环压力在0.5MPa之内。

变频环流泵采用VML900.8型直流气泵，可以实现气体的长时间持续循环。最大流量为 0.8L/min，流量可以通过PWM脉宽调制器进行调节。压力传感器和流量计分别实时显示循环回路内气体的压力和流量。具体实施方式是，关闭进口水平阀三2c、水平阀四2d和水平阀五2e以及出口水平阀六2f、水平阀七2g和水平阀八2h形成氧化气体循环回路。调节变频环流泵一9a、变频环流泵二9b、变频环流泵三9c的转速以达到目标流量，来模拟煤矿开采过程中的氧化风速。循环回路内的管线上均包裹一层绝热带，绝热带为陶瓷纤维材料，具有较高的热稳定性和较低的导热率，将实验周期内气体的温度损失降到最低。

实时气体成分分析系统由水平阀六2f、水平阀七2g、水平阀八2h、水平阀十2i、真空泵24、减压阀25和气相色谱仪26组成。该系统可实现三个循环回路内气体组成的实时监测，具体操作是：打开水平阀十2i，对管路内进行抽真空处理，然后打开回路水平阀六2f，通过减压阀降低循环气体至常压，打开气相色谱仪26对气体成分进行检测，检测结果记录于配套的计算机上。随后和打开水平阀七2g和水平阀八2h检测其他回路气体成分。整个过程操作简单，可实现对三个循环回路内气体成分的定时检测。

气相色谱仪26以氢气作为其FID检测器的燃烧器，以氮气作为其测试过程中的载气。气相色谱仪在使用之前通过组分含量已知的标气对其进行标定，该操作为实验气体检测的参照。气相色谱仪通过热导检测器、四根色谱分析柱对氧化过程中主要气体CO、CO₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、 C₂H₆、H₂进行组分分析，来测试煤氧化过程中各组分气体浓度的变化情况。

通过调压阀的调节来配置不同浓度的气体于参考缸中；通过变频环流泵来实现三个相互独立的气体循环回路；通过循环回路尾端的水平阀和气相色谱仪来实现回路内气体组分的实时监测。循环回路前端的调压阀实现了回路内气体压力的可控；变频环流泵实现了循环回路内气体流量的可控；低温氧化箱内的水浴加热实现了实验温度的可控；三个煤样罐可放置不同粒度的煤样，实现了煤样颗粒大小的可控；电热偶、压力传感器、气动阀连接于控制柜，实现了测试参数自动记录和装置管路的自动控制。煤样罐设计成波浪形同时内部置入均流格栅，增大了气体和煤样的接触面积，提高了反应效率。整个装置操作简单，工作效率高，满足了多因素可控的煤低温氧化实验的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：包括气体配制系统(Ⅰ)、气体循环系统(Ⅱ)、氧化反应系统(Ⅲ)、气体成分分析系统(Ⅳ)以及监测控制系统(Ⅴ)，其中：

所述气体配制系统(Ⅰ)包括气瓶一(1a)、气瓶二(1b)、水平阀一(2a)、水平阀二(2b)、调压阀一(3a)、调压阀二(3b)、调气动阀一(4a)、调气动阀二(4b)、参考缸(6)，所述气瓶一(1a)、水平阀一(2a)、水平阀二(2b)、调压阀一(3a)、调气动阀一(4a)、参考缸(6)、调气动阀二(4b)、调压阀二(3b)依次通过管道连接，所述气瓶二(1b)连接在水平阀一(2a)与水平阀二(2b)之间的管道上；所述参考缸(6)上设置有压力传感器四(5d)、加热器(7)、电热偶一(8a)；

所述气体循环系统(Ⅱ)包括四通阀一(20)、水平阀三(2c)、水平阀四(2d)、水平阀五(2e)、变频环流泵一(9a)、变频环流泵二(9b)、变频环流泵三(9c)、压力传感器一(5a)、压力传感器二(5b)、压力传感器三(5c)、质量流量计一(10a)、质量流量计二(10b)、质量流量计三(10c)；所述四通阀一(20)的进口与调压阀二(3b)通过管道连接，所述四通阀一(20)的一个出口、水平阀三(2c)、变频环流泵一(9a)、压力传感器一(5a)、质量流量计一(10a)、波形煤样罐一(18a)、水平阀六(2f)依次通过管道连接，所述波形煤样罐一(18a)的出口通过管道与变频环流泵一(9a)连接形成循环回路；所述四通阀一(20)的另一个出口、水平阀四(2d)、变频环流泵二(9b)、压力传感器二(5b)、质量流量计二(10b)、波形煤样罐二(18b)、水平阀七(2g)依次通过管道连接，所述波形煤样罐二(18b)的出口通过管道与变频环流泵二(9b)连接形成循环回路；所述四通阀一(20)的最后一个出口、水平阀五(2e)、变频环流泵三(9c)、压力传感器三(5c)、质量流量计三(10c)、波形煤样罐三(18c)、水平阀八(2h)依次通过管道连接，所述波形煤样罐三(18c)的出口通过管道与变频环流泵三(9c)连接形成循环回路；

所述氧化反应系统(Ⅲ)包括三个波形煤样罐、上部端盖(11a)、下部端盖(11b)、煤粉过滤筛(12)、低温氧化箱(14)、水浴(15)、均流格栅(16)，三个波形煤样罐分别为波形煤样罐一(18a)、波形煤样罐二(18b)、波形煤样罐三(18c)，所述波形煤样罐设置在低温氧化箱(14)内部，且所述波形煤样罐位于低温氧化箱(14)的水浴(15)中，所述均流格栅(16)设置于波形煤样罐内部；波形煤样罐的上端部通过上部端盖(11a)安装在低温氧化箱(14)上；波形煤样罐的下端部通过下部端盖(11b)安装在低温氧化箱(14)上；所述煤粉过滤筛(12)分别安装在波形煤样罐的上端部和下部端上；电热偶二(8b)设置在低温氧化箱(14)上，且位于水浴(15)中；

所述气体成分分析系统(Ⅳ)包括水平阀六(2f)、水平阀七(2g)、水平阀八(2h)、水平阀十(2i)、四通阀二(21)、真空泵(24)、减压阀(25)、气相色谱仪(26)；

波形煤样罐一(18a)、水平阀六(2f)、四通阀二(21)的一个进口通过管道连接，波形煤样罐二(18b)、水平阀七(2g)、四通阀二(21)的另一个进口通过管道连接，波形煤样罐三(18c)、水平阀八(2h)、四通阀二(21)的最后一个进口通过管道连接，所述四通阀二(21)的出口与气相色谱仪(26)相连接，所述真空泵(24)通过水平阀十(2i)连接在水平阀六(2f)与四通阀二(21)之间的管道上；

所述水平阀一(2a)、水平阀二(2b)、调压阀一(3a)、调压阀二(3b)、调气动阀一(4a)、调气动阀二(4b)、压力传感器四(5d)、加热器(7)、电热偶一(8a)、四通阀一(20)、水平阀三(2c)、水平阀四(2d)、水平阀五(2e)、变频环流泵一(9a)、变频环流泵二(9b)、变频环流泵三(9c)、压力传感器一(5a)、压力传感器二(5b)、压力传感器三(5c)、质量流量计一(10a)、质量流量计二(10b)、质量流量计三(10c)、电热偶二(8b)、水平阀六(2f)、水平阀七(2g)、水平阀八(2h)、水平阀十(2i)、四通阀二(21)、真空泵(24)、减压阀(25)、气相色谱仪(26)均与监测控制系统(Ⅴ)连接。

2.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：所述循环回路的管道外侧设置有绝热带(22)。

3.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：所述上部端盖(11a)、下部端盖(11b)与低温氧化箱(14)之间设置有O型胶圈一(13a)。

4.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：所述煤粉过滤筛(12)与波形煤样罐之间设置有O型胶圈二(13b)。

5.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：所述上部端盖(11a)、下部端盖(11b)均通过固定螺丝(19)安装在低温氧化箱(14)上。

6.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：压力传感器一(5a)、压力传感器二(5b)、压力传感器三(5c)的精度分别为0.01Mpa；电热偶一(8a)、电热偶二(8b)的精度分别为0.01℃。

7.根据权利要求1所述煤低温氧化的模拟装置，其特征在于：所述均流格栅(16)的孔径大于煤颗粒的直径。

8.一种采用权利要求1至7任一所述煤低温氧化的模拟装置的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将制备好的不同粒度的煤样分别装入三个波形煤样罐中，拧紧上部端盖和下部端盖；

2)将低温氧化箱注满水，启动装置，设置低温氧化箱和参考缸所需的温度；

3)对管路进行抽真空处理，检查装置的气密性；

4)打开水平阀一(2a)、水平阀二(2b)，通过调压阀一(3a)调节不同气体的压力来获得实验所需浓度的混合气体；

5)打开低温氧化箱进口的水平阀三(2c)、水平阀四(2d)、水平阀五(2e)，通过调压阀二(3b)调节不同压力的气体进入三个循环回路内；

6)待压力稳定后，打开变频环流泵一(9a)、变频环流泵二(9b)、变频环流泵三(9c)，进行三个回路内的低温氧化实验；

7)定时打开循环回路内的水平阀六(2f)、水平阀七(2g)、水平阀八(2h)，并通过调节减压阀25进行气体成分测试；

8)当实验程序进行完毕之后，将装置内气体排空，并关闭气源、流量计及各系统，即完成整个实验过程。

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