CN202928855U - 一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置 - Google Patents

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潘结南
姚利萍
王海超
刘全润
朱海涛
范莉
万雷
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Abstract

一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置，其特征在于：它包括由内外锥筒构成的设置有夹壁式冷却腔（5）的装置本体；所述装置本体的中空锥腔的下端口为气体入口（1），上端口为气体出口（2）；在装置本体的外锥筒筒壁的下部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水进水管口（3），在装置本体的外锥筒筒壁的上部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水出水管口（4）。

Description

一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置
技术领域
本实用新型涉及环境技术领域，特别是涉及一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置。
背景技术
煤层气(CBM)俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生，是主要以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍左右，主要成分为甲烷。煤层气可以直接作为民用燃烧，价格比天然气要低，是一种较为理想的民用燃料资源，但是对于其碳氧化因子的测定方法却未见详细报道。
对民用煤层气碳氧化因子的测量方法：目前民用煤层气碳氧化因子的测量方法主要是通过估算的方法来评价，这样的方法虽然快速、简便，但是不够准确，没有太多的实验数据和理论依据作为支撑；对于流量的测定也出现许多不确定因素，需要采取在线测量的方法来消除这些不确定因素，然后通过计算公式来计算出民用煤层气的碳氧化因子，这样计算得出的数值即是一个非常合理且很有说服力的碳氧化因子。
对民用煤层气碳氧化因子在线测量的方法：就目前来说，对于民用煤层气的测量还没有人去涉及，所以本实用新型将解决关于民用煤层气碳氧化因子在线测量装置和测试方法等方面的问题。
发明内容
本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置。
本实用新型所采用的技术方案是：在原有的煤气灶之上放置一个不完全封闭的圆台形罩，目的是为了在线测量民用煤层气燃烧后的气体各组分，在此装置之上，通过气体分析仪和烟枪，可以有效地在线测量民用煤层气燃烧后气体各组分的体积分数、温度、流量和压力等。
本实用新型的技术方案是通过下述具体技术措施来实现的：
本实用新型的用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置包括由内外锥筒构成的设置有夹壁式冷却腔的装置本体；所述装置本体的中空锥腔的下端口为气体入口，上端口为气体出口；在装置本体的外锥筒筒壁的下部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水进水管口，在装置本体的外锥筒筒壁的上部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水出水管口。
本实用新型所述装置本体的底部设置有视窗。
本实用新型的有益效果如下：
利用本实用新型的装置为在线测量民用煤层气燃烧后的气体各组分的体积分数、温度、流量和压力等收集提供便利，在此装置基础之上，通过气体分析仪和烟枪，可以有效地在线测量民用煤层气燃烧后气体各组分的体积分数、温度、流量和压力等，为民用煤层气碳氧化因子的计算提供准确的数据参数。本实用新型在不同的工况下来获得计算碳氧化因子的数据参数，然后利用碳氧化因子的计算公式来进行计算。
本实用新型不仅可以适用于民用煤层气燃烧后气体的测量，也可以用于与此相类似的情况中。
附图说明
图1为本实用新型装置的主视图。
图2为图1剖面图（设置有视窗）。
图3为不设置视窗结构的剖面图。
图中序号标记：1.气体入口处，2.气体出口处，3.冷却水入口处，4.冷却水出口处，5. 夹壁式冷却腔，6.视窗。
图4为民用煤层气碳氧化因子的计算框图。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步地详细说明。
如图1、2所示，本实用新型用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置包括由内外锥筒构成的设置有夹壁式冷却腔5的装置本体；所述装置本体的中空锥腔的下端口为气体入口1，上端口为气体出口2；在装置本体的外锥筒筒壁的下部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水进水管口3，在装置本体的外锥筒筒壁的上部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水出水管口4；所述装置本体的底部设置有视窗6。
图3 是本实用新型的另一种实施方式，与图1、2所示结构的不同之处在于所述装置本体的底部不设置视窗。
更具体讲：本实用新型的装置是由两大部分组成，即尾气收集和尾气冷却。尾气收集部分的形状从整体来看是一个倒立的似圆锥结构，这样的结构既有利于气体的充分燃烧，又有利于尾气的收集和无加压释放；尾气冷却部分的冷却原理是通过水的逆流来与内部尾气进行热量交换，达到降温的效果。这样结构的罩为民用煤层气碳氧化因子的测试提供了一个稳定地背景，使得所测的参数更为准确。在此装置之上，通过气体分析仪和烟枪，可以有效地在线测量民用煤层气燃烧后气体各组分的体积分数、温度、流量和压力等。
图4给出了民用煤层气碳氧化因子的测量方法的总过程，即整个实验过程在不同的工况下对民用煤层气的入口和出口气体进行在线测试，然后将整理好的测量结果代入下述所示的公式中，即可得出民用煤层气的碳氧化因子。这种方法既简便又准确，且为我们节省了很多的时间。
民用煤层气碳氧化因子的计算公式如下：
Figure 376171DEST_PATH_IMAGE001
计算公式中：
Figure 446283DEST_PATH_IMAGE002
－碳氧化因子，无量纲；－物质的量，
Figure 491785DEST_PATH_IMAGE004
；C－气体体积百分数，%；
Figure 964354DEST_PATH_IMAGE005
－流量，
Figure 15487DEST_PATH_IMAGE006
；
Figure 940718DEST_PATH_IMAGE007
－单位时间，
Figure 165026DEST_PATH_IMAGE008
；－压力，
Figure 697824DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure 110351DEST_PATH_IMAGE011
－温度，
Figure 138350DEST_PATH_IMAGE012
。
综上所述，本实用新型解决了在线测试民用煤层气碳氧化因子的问题，采用了在不同工况下民用煤层气碳氧化因子的测试方法和计算方法。本实用新型提供了一种占用空间小、调试时间短、在线快捷测试民用煤层气碳氧化因子的方法，同时也提出了如何高效利用民用煤层气的措施，减少了民用煤层气的不完全燃烧对周围环境的污染，使得民用煤层气得到有效地利用。本测试装置最突出的特点是能够在线的测量出民用煤层气碳氧化因子计算所需的参数数值，然后通过计算公式算出民用煤层气的碳氧化因子。碳氧化因子的计算公式是根据物量守恒原理推导而来的，该计算公式参数中的流量准确性要求很高，本实用新型考虑到了这一点，并采用烟枪在不完全封闭罩的出口处进行流量的测定，准确地计算出了民用煤层气的碳氧化因子，且获得了有益的效果。

Claims (2)

1.一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置，其特征在于：它包括由内外锥筒构成的设置有夹壁式冷却腔（5）的装置本体；所述装置本体的中空锥腔的下端口为气体入口（1），上端口为气体出口（2）；在装置本体的外锥筒筒壁的下部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水进水管口（3），在装置本体的外锥筒筒壁的上部设置有连通夹壁式冷却腔的冷却水出水管口（4）。
2.根据权利要求1所述的用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置，其特征在于：所述装置本体的底部设置有视窗（6）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102944451A (zh) * 2012-12-04 2013-02-27 河南理工大学 一种用于民用煤层气碳氧化因子在线测试的收集装置

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