CN109541170A - 煤炭氟元素迁移检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤炭氟元素迁移检测装置，包括多通管接头、喷洒头、集液斗、多通路电动阀、PH计、控制器、多个淋滤溶液槽、多个滤液溶液槽、以及多个依次从上往下首尾连通的淋滤柱，其中：多通管接头的输入端与多个淋滤溶液槽连通，多通管接头的输出端与多个淋滤柱中的最上端的淋滤柱连通；喷洒头设置在最上端的淋滤柱的顶部，喷洒头上设置有多个喷洒孔；集液斗设置在多个淋滤柱中的最下端的淋滤柱的底部，且与多通路电动阀连通；多个滤液溶液槽分别与多通路电动阀连通；PH计***到集液斗内，且与控制器通信连接；多通路电动阀与控制器通信连接。实施本发明，装置密封性好，可实现自动添加淋滤溶液，可重复使用，提高数据的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭技术领域，尤其涉及一种煤炭氟元素迁移检测装置。
背景技术
研究煤或煤矸石中氟元素的迁移规律对合理利用煤炭资源，减低氟元素对环境的污染具有重要的意义。目前，现有煤炭氟元素检测方法主要采用临时将淋滤管路、玻璃容器、过滤器等分散独立的器皿集合在一起搭建成淋滤装置，利用搭建的淋滤装置完成淋滤过程。现有的检测装置存在如下缺陷：(1)操作过程繁琐，试验周期不固定；(2)淋滤管路、玻璃容器密封性不好，容易受外界环境影响；(3)玻璃容器长径比选择时随意性较大，容易产生壁面效应，淋滤液分布不均匀；(4)淋滤液加入速度不均匀，不能实现长时间稳定加入；(5)缺乏淋滤液自动添加、自动冲洗的功能，人工操作过程负责、耗时较长；(6)试验规范性不好，造成试验重复性差，试验数据偶然性大，降低了数据的可靠性和科学性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤炭氟元素迁移检测装置。
本发明的技术方案提供一种煤炭氟元素迁移检测装置，包括多通管接头、喷洒头、集液斗、多通路电动阀、PH计、控制器、多个淋滤溶液槽、多个滤液溶液槽、以及多个依次从上往下首尾连通的淋滤柱，其中：
所述多通管接头的输入端与多个所述淋滤溶液槽连通，所述多通管接头的输出端与多个所述淋滤柱中的最上端的所述淋滤柱连通；
所述喷洒头设置在所述最上端的所述淋滤柱的顶部，所述喷洒头上设置有多个喷洒孔；
所述集液斗设置在多个所述淋滤柱中的最下端的所述淋滤柱的底部，且与所述多通路电动阀连通；
多个所述滤液溶液槽分别与所述多通路电动阀连通；
所述PH计***到所述集液斗内，且与所述控制器通信连接；
所述多通路电动阀与所述控制器通信连接。
进一步的，还包括电动泵，所述电动泵的一端与所述淋滤溶液槽连通，所述电动泵的另一端与所述多通管接头连通，且所述电动泵与所述控制器通信连接。
进一步的，所述电动泵为蠕动泵。
进一步的，所述淋滤柱的底部设置有喷洒盘，所述喷洒盘上设置有多个第一通孔，所述淋滤柱内还设置有网孔盘，所述网孔盘覆盖在所述喷洒盘上方，所述网孔盘上设置有多个第二通孔。
进一步的，所述淋滤柱内还设置有中心杆，所述中心杆设置在所述网孔盘面向所述喷洒盘的一侧的中部，且所述中心杆垂直于所述网孔盘。
进一步的，所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述淋滤柱的轴向延伸。
进一步的，所述第一通孔与所述第二通孔一一对应。
进一步的，所述喷洒孔和所述第一通孔的数量为6-20个，所述喷洒孔和所述第一通孔的直径为1毫米-3毫米。
进一步的，所述第二通孔的直径为0.1毫米-1毫米，多个所述第二通孔的孔间距为1毫米-5毫米。
进一步的，所述淋滤柱的顶部设置有外螺纹，所述淋滤柱的底部设置有内螺纹，多个所述淋滤柱通过所述外螺纹和所述内螺纹连接。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：通过淋滤溶液槽向淋滤柱内的煤炭喷入淋滤溶液，然后通过PH计检测集液斗中的滤液的PH值，控制器根据PH值控制多通路电动阀的开启或者关闭，使滤液溶液槽分别收集不同PH值的滤液，通过滤液中的氟元素的含量，从而检测出煤炭中的氟元素的迁移情况，实现长时间稳定地自动添加淋滤溶液，淋滤溶液分布均匀，可重复使用，提高数据的可靠性，操作简单，试验周期固定，装置密封性好，免受外界环境影响。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明一实施例提供的一种煤炭氟元素迁移检测装置的结构示意图；
图2是图1所示的喷洒头的结构示意图；
图3是图1所示的淋滤柱的截面图；
图4是图1所示的喷洒盘的结构示意图。
附图标记对照表：
11-多通管接头； 12-喷洒头； 121-喷洒孔；
13-集液斗； 14-多通路电动阀； 15-PH计；
16-控制器； 17-淋滤溶液槽； 18-滤液溶液槽；
19-淋滤柱； 191-喷洒盘； 1911-第一通孔；
192-网孔盘； 193-中心杆； 194-外螺纹；
195-内螺纹； 20-电动泵。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
如图1-图4所示，图1是本发明一实施例提供的一种煤炭氟元素迁移检测装置的结构示意图，图2是图1所示的喷洒头的结构示意图，图3是图1所示的淋滤柱的截面图，图4是图1所示的喷洒盘的结构示意图，该煤炭氟元素迁移检测装置包括多通管接头11、喷洒头12、集液斗13、多通路电动阀14、PH计15、控制器16、多个淋滤溶液槽17、多个滤液溶液槽18、以及多个依次从上往下首尾连通的淋滤柱19，其中：
所述多通管接头11的输入端与多个所述淋滤溶液槽17连通，所述多通管接头11的输出端与多个所述淋滤柱19中的最上端的所述淋滤柱19连通；
所述喷洒头12设置在所述最上端的所述淋滤柱19的顶部，所述喷洒头12上设置有多个喷洒孔121；
所述集液斗13设置在多个所述淋滤柱19中的最下端的所述淋滤柱19的底部，且与所述多通路电动阀14连通；
多个所述滤液溶液槽18分别与所述多通路电动阀14连通；
所述PH计15***到所述集液斗13内，且与所述控制器16通信连接；
所述多通路电动阀14与所述控制器16通信连接。
本实施例所涉及的顶部和底部是按照地面来说，远离地面的一端为顶部，靠近地面的一端为底部。
淋滤溶液槽17用于装放淋滤溶液，如中性、弱酸性、弱碱性、强酸性、强碱等溶液，优选地，淋滤溶液槽17的数量为至少三个。
多通管接头11用于将淋滤溶液槽17内的淋滤溶液输送到喷洒头12内，多通管接头11的通路数量与淋滤溶液槽17的数量相对应，如淋滤溶液槽17为三个时，多通管接头11为四通管接头，多通管接头11的输入端分别通过一条管路与淋滤溶液槽17连通，多通管接头11的输出端与喷洒头12连通。
多通路电动阀14用于将淋滤柱19内的滤液输送至相应的滤液溶液槽18中，多通路电动阀14的通路数量与滤液溶液槽18的数量一致，如滤液溶液槽18为四个时，多通路电动阀14为四通路电动阀，每一通路通过一条管路与滤液溶液槽18连通。
PH计15用于检测集液斗13内的滤液的PH值。
控制器16用于根据PH计15检测的滤液的PH值控制多通路电动阀14的通路的开启或者关闭，如当PH计15检测到集液斗13中的滤液的PH值为酸性值时，控制多通路电动阀14与酸性滤液溶液槽18连通，控制器16可以为工业计算机。
淋滤柱19用于装放煤炭或者煤矸石，多个淋滤柱19首尾依次连通，使淋滤溶液与被淋滤的煤炭或者煤矸石充分接触，使得煤炭或者煤矸石中的氟元素有足够的时间溶出。淋滤柱19为筒状，优选地，淋滤柱19的数量为2-10个，淋滤柱19的直径为20毫米-100毫米，长度为50毫米-150毫米，淋滤柱19的个数、直径和长度可根据煤炭或煤矸石的粒度设定，煤炭或者煤矸石的粒度越大，淋滤柱的个数越多，直径越大，长度越长。
本发明提供的煤炭氟元素迁移检测装置，通过淋滤溶液槽向淋滤柱内的煤炭喷入淋滤溶液，然后通过PH计检测集液斗中的滤液的PH值，控制器根据PH值控制多通路电动阀的开启或者关闭，使滤液溶液槽分别收集不同PH值的滤液，通过滤液中的氟元素的含量，从而检测出煤炭中的氟元素的迁移情况，实现长时间稳定地自动添加淋滤溶液，淋滤溶液分布均匀，可重复使用，提高数据的可靠性，操作简单，试验周期固定，装置密封性好，免受外界环境影响。
可选地，为了便于将淋滤溶液槽17中的淋滤溶液输送至多通管接头11中，还包括电动泵20，所述电动泵20的一端与所述淋滤溶液槽17连通，所述电动泵20的另一端与所述多通管接头11连通，且所述电动泵20与所述控制器16通信连接。
每个淋滤溶液槽17均通过一个电动泵20与多通管接头11连通，电动泵20根据控制器16的信号指令进行开启或者关闭，如当需要酸性淋滤溶液进行淋滤时，控制器16控制与装放酸性淋滤溶液的淋滤溶液槽17连通的电动泵20开启，将淋滤溶液槽17中的酸性淋滤溶液输送至多通管接头11中。
可选地，为了更好地调节淋滤溶液的流量，所述电动泵20为蠕动泵。
可选地，所述淋滤柱19的底部设置有喷洒盘191，所述喷洒盘191上设置有多个第一通孔1911，所述淋滤柱19内还设置有网孔盘192，所述网孔盘192覆盖在所述喷洒盘191上方，所述网孔盘192上设置有多个第二通孔。
喷洒盘191用于渗透淋滤柱19内的淋滤溶液。
网孔盘192用于支撑淋滤柱19内的煤炭或者煤矸石，同时起到透水作用，将顶部的淋滤柱19内的淋滤溶液渗透到底部的淋滤柱19中。
可选地，为了使淋滤溶液均匀分布，所述淋滤柱19内还设置有中心杆193，所述中心杆193设置在所述网孔盘192面向所述喷洒盘191的一侧的中部，且所述中心杆193垂直于所述网孔盘192。
优选地，中心杆193的直径为2毫米-8毫米，中心杆193的直径根据煤炭或者煤矸石的粒度设定，煤炭或者煤矸石的粒度越小，中心杆193的直径越小。
可选地，为了减小淋滤溶液在喷洒盘191和网孔盘192上所受的阻力，提高淋滤溶液的通过速度，从而提高检测效率，所述第一通孔1911和所述第二通孔均沿所述淋滤柱19的轴向延伸。
可选地，为了使淋滤溶液在淋滤柱19内更加均匀分布，所述第一通孔1911与所述第二通孔一一对应。
可选地，为了使淋滤溶液能够均匀分布，所述喷洒孔121和所述第一通孔1911的数量为6-20个，所述喷洒孔121和所述第一通孔1911的直径为1毫米-3毫米。
优选地，喷洒孔121和第一通孔1911的数量为12个，12个喷洒孔121和第一通孔1911分别均匀环绕在喷洒头12和喷洒盘191的中心轴线上。喷洒孔121和第一通孔1911的数量和孔径可根据淋滤溶液的黏度和淋滤溶液的流量设定，淋滤溶液黏度越大，喷洒孔121和第一通孔1911的孔径越大，流量越大，喷洒孔121和第一通孔1911的数量越多。
可选地，为了使淋滤溶液能够均匀分布，所述第二通孔的直径为0.1毫米-1毫米，多个所述第二通孔的孔间距为1毫米-5毫米。
第二通孔的直径和孔间距可根据煤炭或者煤矸石的粒度设定，煤炭或者煤矸石的粒度越小，第二通孔的直径和孔间距越小，避免煤炭或者煤矸石透过第二通孔进入淋滤液中。
可选地，为了便于快速安装多个淋滤柱19，所述淋滤柱19的顶部设置有外螺纹194，所述淋滤柱19的底部设置有内螺纹195，多个所述淋滤柱19通过所述外螺纹194和所述内螺纹195连接。
下面对本发明的煤炭氟元素检测装置的工作原理进行说明，具体如下：
首先，将煤炭或者煤矸石放入到淋滤柱19中，煤炭或者煤矸石的高度不要超过淋滤柱19内的中心杆193的高度。然后，将多个淋滤柱19通过内外螺纹连接到一起，并依次连接淋滤溶液槽17、电动泵20、多通管接头11、淋滤柱19、集液斗13、多通路电动阀14、滤液溶液槽18，将PH计15上的探头***到集液斗13内。将电动泵20、多通路电动阀14、PH计15与控制器16相连，在控制器16上设定电动泵的工作时间、工作间隔以及多通路电动阀14的各个通路开启时间。一般情况下，控制器16先控制与装有中性淋滤溶液(如去离子水)的淋滤溶液槽17连通的电动泵20开启，使中性淋滤溶液加入淋滤柱19中，此时多通路电动阀14开启中性溶液接收通道，淋滤后的滤液进入中性滤液溶液槽18中。一定时间或中性淋滤溶液用完后，控制器16控制中性淋滤溶液的电动泵20关闭，控制与装有酸性淋滤溶液的淋滤溶液槽17连通的电动泵20开启，向淋滤柱19中加入酸性淋滤溶液，此时多通路电动阀14开启酸性溶液接收通道，淋滤后的滤液进入酸性滤液溶液槽18中。一定时间或酸性淋滤溶液用完后，控制酸性淋滤溶液的电动泵20关闭，控制与装有缓冲溶液的淋滤溶液槽17连通的电动泵20开启，此时多通路电动阀14开启缓冲溶液接收通道，淋滤后的滤液进入缓冲滤液溶液槽18中。当PH计15检测到缓冲溶液的PH值达到设定要求后，控制器16控制缓冲溶液的电动泵20关闭，按照设定程序，加入下一种淋滤溶液，通过滤液中的氟元素的含量，从而可以检测出煤炭中的氟元素的迁移情况。
综上所述，本发明提供的煤炭氟元素迁移检测装置，通过淋滤溶液槽向淋滤柱内的煤炭喷入淋滤溶液，然后通过PH计检测集液斗中的滤液的PH值，控制器根据PH值控制多通路电动阀的开启或者关闭，使滤液溶液槽分别收集不同PH值的滤液，通过滤液中的氟元素的含量，从而检测出煤炭中的氟元素的迁移情况，实现长时间稳定地自动添加淋滤溶液，淋滤溶液分布均匀，可重复使用，提高数据的可靠性，操作简单，试验周期固定，装置密封性好，免受外界环境影响。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，包括多通管接头、喷洒头、集液斗、多通路电动阀、PH计、控制器、多个淋滤溶液槽、多个滤液溶液槽、以及多个依次从上往下首尾连通的淋滤柱，其中：
所述多通管接头的输入端与多个所述淋滤溶液槽连通，所述多通管接头的输出端与多个所述淋滤柱中的最上端的所述淋滤柱连通；
所述喷洒头设置在所述最上端的所述淋滤柱的顶部，所述喷洒头上设置有多个喷洒孔；
所述集液斗设置在多个所述淋滤柱中的最下端的所述淋滤柱的底部，且与所述多通路电动阀连通；
多个所述滤液溶液槽分别与所述多通路电动阀连通；
所述PH计***到所述集液斗内，且与所述控制器通信连接；
所述多通路电动阀与所述控制器通信连接。
2.如权利要求1所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，还包括电动泵，所述电动泵的一端与所述淋滤溶液槽连通，所述电动泵的另一端与所述多通管接头连通，且所述电动泵与所述控制器通信连接。
3.如权利要求2所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述电动泵为蠕动泵。
4.如权利要求1或2所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述淋滤柱的底部设置有喷洒盘，所述喷洒盘上设置有多个第一通孔，所述淋滤柱内还设置有网孔盘，所述网孔盘覆盖在所述喷洒盘上方，所述网孔盘上设置有多个第二通孔。
5.如权利要求4所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述淋滤柱内还设置有中心杆，所述中心杆设置在所述网孔盘面向所述喷洒盘的一侧的中部，且所述中心杆垂直于所述网孔盘。
6.如权利要求5所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔均沿所述淋滤柱的轴向延伸。
7.如权利要求6所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述第一通孔与所述第二通孔一一对应。
8.如权利要求7所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述喷洒孔和所述第一通孔的数量为6-20个，所述喷洒孔和所述第一通孔的直径为1毫米-3毫米。
9.如权利要求8所述的煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述第二通孔的直径为0.1毫米-1毫米，多个所述第二通孔的孔间距为1毫米-5毫米。
10.如权利要求1所述煤炭氟元素迁移检测装置，其特征在于，所述淋滤柱的顶部设置有外螺纹，所述淋滤柱的底部设置有内螺纹，多个所述淋滤柱通过所述外螺纹和所述内螺纹连接。
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