CN205103224U - 油浴式煤低温氧化测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油浴式煤低温氧化测试系统，包括1)供气系统，由气瓶、质量流量计和混气室构成；2)升温/恒温系统，由煤样罐、升温箱、传热介质(液体)和程序温控表组成；3)气相色谱分析仪；4)数据采集系统。由供气系统产生特定配比、流量的混合气体进入升温/恒温系统的煤样罐中，在程序升温或恒温条件下煤样与混合气体发生低温氧化产生的气体进入气相色谱分析仪进行分析，最后由数据采集系统记录下实验数据。本系统主要用于分析煤在低温阶段的氧化生成气体成分及浓度变化规律。本系统根据液体比热大、对流换热系数大以及温度分布更均匀的特性，采用液体作为传热介质，使得煤样罐的受热更为均匀，大大提高了实验测试精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤低温氧化实验领域，主要用于分析煤在低温阶段的氧化生成气体成分及浓度变化规律。
背景技术
采空区煤炭自燃是煤矿重大灾害之一。为了掌握煤在不同温度、不同混合气体环境下的氧化生成气体情况，研究生成气体成分及浓度变化规律，为制定合理有效的防治煤自燃措施提供依据。现阶段的煤低温氧化测试系统，主要有程序升温与绝热氧化两种类型，都是利用空气浴对煤样罐加热。由于空气的导热性差，空气浴箱内各处温度并不相等，会造成煤样罐受热不均匀，从而导致罐内各处温度差异很大。这样就会带来很多问题，例如，在计算煤的耗氧速率时，温度和氧浓度都对它有影响，为了排除温度的影响，要求煤样罐内的温度处处相等，这样氧气沿罐轴向上的消耗量看作是线性分布，从而可以积分得到单位时间内整个罐内煤样的耗氧总量。若罐内温度差异很大，则无法准确计算出耗氧总量。本系统根据液体比热大、对流换热系数大以及温度分布更均匀的特性，采用液体作为传热介质，使得煤样罐的受热更为均匀，大大提高了实验测试精度。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种油浴式煤低温氧化测试系统，使得煤样罐均匀受热，以提高实验测试精度。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，包括1)供气系统，由气瓶、质量流量计和混气室构成；2)升温/恒温系统，由煤样罐、升温箱、传热介质(液体)和程序温控表组成；3)气相色谱分析仪；4)数据采集系统。由供气系统产生特定配比、流量的混合气体进入煤样罐中，在程序升温或恒温条件下煤样与混合气体发生低温氧化产生的气体进入气相色谱分析仪进行分析，最后由数据采集系统记录下实验数据。
油浴式煤低温氧化测试系统，利用液体比热大、对流换热系数大以及温度分布更均匀的特性，采用液体作为热传导介质来加热煤样罐，使得煤样罐更加均匀地受热，而不是采用温度分布不均匀的空气作为传热介质来加热，同时，煤样罐被设计为细长圆柱状，更利于罐内的煤样均匀受热，从而大大提高了实验测试精度。并且在煤样罐上部、中部、下部各安装一个测温探头，共计三个，分别与温度采集控制系统连接，可以根据三处的温度差异值来调整升温速率，使煤样罐更好的受热。
所述的液体传热介质，包括豆油、棉籽油、蓖麻油、泵油、硅油等。
所述的供气系统可以提供空气、氧气、氮气、二氧化碳等混合气体。
所述的混气室内设有干燥管，避免输出的混合气含有水蒸气对低温氧化实验造成的误差。
所述的煤样罐和气相色谱仪连接管路上接有三通阀，可以有效的控制反应气体的采集。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的油浴式煤低温氧化测试系统消除了空气浴所带来的煤样罐受热不均的影响，在长时间的测试过程中能保持较高的测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本实用新型实施例提供的油浴式煤低温氧化测试系统结构图，其中：1—质量流量计；2—混气室；3—升温炉；4—预热铜管；5—搅拌器；6—加热圈7—硅油；8—煤样罐；9—测温线路；10—控制面板；11—三通阀；12—气相色谱仪：13—气瓶1；14—气瓶2。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
如图1所示，一种油浴式煤低温氧化测试系统，包括供气系统(1)，升温/恒温系统(2)，气相色谱分析仪(3)，温度数据采集系统(4)。
供气系统(1)根据实验要求按比例将气体混合并进行干燥，由供气系统产生特定配比、流量的混合气体进入煤样罐中；利用加热圈使液体传热介质均匀升温，在程序升温或恒温条件下煤样与混合气体发生低温氧化反应；生成的气体进入气相色谱分析仪进行分析，最后由数据采集系统记录下实验数据。
以200g煤样在程序升温(30℃至205℃)下低温氧化为例，首先制备200g煤样装入煤样罐，密闭煤样罐防止漏气，然后调节质量流量计进气量，使煤样罐进气流量控制在60ml/min，同时调节程序控温装置，为提高实验准确度，采取连续升温的方式，设置升温的速率为1℃/min，间隔升温温度为15℃，当达到设定温度后，维持一段恒温时间(约40min)后，当5min内煤样罐3个测温探头的温度相一致且无变化时，收集此温度下煤样罐出口侧气体，然后利用气相色谱分析仪分析气体浓度，最后记录下实验数据。这样可以分别测得30℃、45℃、60℃…205℃等温度下煤样低温氧化生成气体的成分和浓度。
本例中液体传热介质采用的是硅油。
本例中气瓶采用的是氮气和氧气。
上述案例中，整个加热升温实验过程中，3个测温探头温度变化趋势相一致，满足升温氧化实验要求，说明该油浴式煤低温氧化测试系统符合实验要求。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，包括1)供气系统，由气瓶、质量流量计和混气室构成；2)升温/恒温系统，由煤样罐、升温箱、液体传热介质和程序温控表组成；3)气相色谱分析仪；4)数据采集系统，由供气系统产生特定配比、流量的混合气体进入煤样罐中，在程序升温或恒温条件下煤样与混合气体发生低温氧化产生的气体进入气相色谱分析仪进行分析，最后由数据采集系统记录下实验数据。
2.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，供气系统可以根据实验需要提供特定配比、流量的混合气体，包括空气、氧气、氮气、二氧化碳。
3.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，混气室内设有干燥管，避免输出的混合气含有水蒸气对低温氧化实验造成的误差。
4.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，加热煤样罐的介质为液体，而不是一般常用的空气，所述的液体传热介质，包括豆油、棉籽油、蓖麻油、泵油、硅油。
5.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，煤样罐被设计为细长圆柱状，更利于罐内的煤样均匀受热。
6.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，其特征在于，煤样罐上部、中部、下部各安装一个测温探头，共计三个，分别与温度采集系统连接，实时反馈煤样罐内三个测点的温度。
7.根据权利要求1所述的油浴式煤低温氧化测试系统，煤样罐和气相色谱仪连接管路上接有三通阀，可以有效的控制反应气体的采集。
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