CN201273896Y - 煤自燃倾向性的测定装置 - Google Patents

Abstract

一种煤自燃倾向性的测定装置，由设在同一壳体内的气样分析测试***、控温箱和采集控制***构成；其中气样分析测试***由进入壳体的载气进气管路，与载气进气管路相连的色谱柱、热导检测器和定量进样管，控制载气进气管路气流进出的多个微型电磁阀组成；控温箱内设有安放在支架上的煤样反应器，煤样反应器底部设有与干空气进气管路相连的进气口，上部设有与气样分析测试***相通的管路相连的出气口；采集控制***由设在控温箱内的控温箱温度传感器、设在煤样反应器内的煤样温度传感器、控制模块、采集模块、显示屏和控制面板组成。适用于煤自燃倾向性氧化动力学测定法相应指标参数的测定，其结构紧凑，成本低，操作简便，测试结果准确可靠。

Description

煤自燃倾向性的测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种煤自燃倾向性的测定装置，尤其适用于煤自燃倾向性氧化动力学测定法相应指标参数的测定。

背景技术

煤炭自燃是煤炭开采和储运过程中面临的主要灾害之一。煤的自燃倾向性代表煤发生自燃的难易程度，准确测定煤的自燃倾向性对指导这一灾害的防治工作具有十分重要的意义。煤自燃倾向性是煤内在氧化能力的体现，煤的氧化升温特性和耗氧特性是反映这一特性的良好指标。为了研究煤的自燃倾向性，不同学者从煤氧化升温特性和耗氧特性的角度进行了分析，这些研究工作归纳起来可分为两种类型：①测试单一的温度或耗氧量参数；②同时测试温度和耗氧量参数并进行综合分析。其中，对于温度参数的测试，目前主要采用温度传感器进行；对于耗氧量的测试，目前主要采用气相色谱仪对氧气浓度进行测试，之后通过计算得到耗氧量；而对于两个参数的同时测试，现有的相应装置则基本上是将煤反应装置、温度传感器和气相色谱仪三种仪器简单拼凑成为一个***，分别对温度和氧气浓度进行测试。虽然可从不同角度对煤的自燃特性进行研究，但在煤自燃倾向性的标准化测定方面，煤炭行业现行的测定标准为色谱吸氧法，另外，煤自燃倾向性的氧化动力学法作为行业标准也将于近期公布。色谱吸氧法以1g干煤在30℃下的吸附氧气量作为主要评价指标，其实质上是以煤在常温下的物理耗氧量作为指标，属于单一指标测定法，相应的测定装置为ZRJ-1型煤自燃性测定仪。氧化动力学测定法通过测试程序升温条件下煤样温度达70℃时煤样反应器出气口气样的氧气浓度和之后的交叉点温度，计算得出煤自燃倾向性的判定指数，并根据该指数对煤自燃倾向性进行分类。氧化动力学测定法属于综合指标法，作为煤自燃倾向性鉴定的新方法，该法目前还没有相应的专用测试装置，只能将煤氧化反应装置、温度采集装置和气相色谱仪简单拼凑成为一个测试***，相互之间通过人工采样、记录的方式实现温度和氧气浓度两个参数的测试。因此，氧化动力学测定法的现有测试***包括多种仪器，成本昂贵；操作步骤复杂，测试过程需要手动采样、记录、分析，自动化程度低，测试结果易造成误差；同时***为多种仪器的简单组合，结构松散，占用空间大，因而无法满足煤自燃倾向性的标准化测定和氧化动力学测定法推广使用的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑，成本低廉，操作简便，测试结果准确可靠的煤自燃倾向性的测定装置。

为实现上述目的，本实用新型由设在同一壳体内的气样分析测试***、控温箱和采集控制***构成；其中：气样分析测试***包括载气进气管路相连的多个气路，气路上连接有色谱柱，色谱柱连接有与放空出气口相连的热导检测器，气路上连接有同时与放空出气口和标准气样进样口相连的定量进样管，定量进样管两端分别设有微型电磁阀，两个气路三叉口连接处设有微型电磁阀，两个气路连接之间也设有微型电磁阀；控温箱内设有安放在支架上的煤样反应器，煤样反应器底部设有与干空气进气管路相连的进气口，上部设有与气样分析测试***管路相连的出气口；采集控制***由设在控温箱内的控温箱温度传感器、设在煤样反应器内的煤样温度传感器、控制模块、采集模块、显示屏和控制面板组成。

所述进入气样分析测试***内的载气进气管路上设有稳压稳流阀；所述进入控温箱内的干空气进气管路上串联有稳压稳流阀和气体流量控制器。

本实用新型适用于煤自燃倾向性指标参数的测试。通过设置煤样反应器进气气流量和控温箱运行方式为煤样提供测定所需的氧化升温环境，通过控制微型电磁阀的自动启闭采集煤样反应器出气口气样，采用温度传感器对煤样温度和控温箱温度进行测试，采用分析测试***对煤样反应器出气口气体的氧气浓度进行分析，温度和氧气浓度测试结果由采集控制***采集并传输至计算机，实现了温度和氧气浓度测试的一体化、自动化。该装置的主体部分为控温箱、分析测试***和采集控制***，并实现了三部分的有效组合，结构紧凑、合理；装置不需要配置单独的气相色谱分析仪，大大减少了制造成本，且装置整体占用空间小；装置的运行参数通过计算机的控制平台或采集控制***的控制面板进行控制，温度的采集和气相色谱仪的采样分析过程均为自动进行，分析结果由采集控制***通过数据线传输至计算机进行记录、存储，自动化程度高，操作简便；测试过程中的主要步骤均通过控制***进行设定，大大减少了人工操作可能造成的误差，测试结果可靠。该装置实现了煤自燃倾向***叉点温度、氧气浓度两个指标参数测试的一体化，结构紧凑合理，成本低廉，自动化程度高，操作简便，测试结果准确可靠，具有广泛的实用性。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

图中：1-分析测试***，2-控温箱，3-采集控制***，4-载气进气管路，5-干空气进气管路，6-稳压稳流阀，7-控温箱温度传感器，8-气体流量控制器，9-煤样反应器，10-进气口，11-出气口，12-煤样温度传感器，13-支架，14-色谱柱进样口，15-色谱柱，16-热导检测器，17-定量进样管，18、19、20、22-三通电磁阀，21-直通电磁阀，23-稳压稳流阀，24-放空出气口，25-标准气样进样口，26-控制面板显示屏，27-控制面板，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M-气路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的说明：

附图所示，本实用新型主要由分析测试***1、控温箱2和采集控制***3组成。分析测试***1内设有色谱柱15和热导检测器16，并通过不锈钢管路与标准气样进气口25、煤样反应器的出气口11和载气进气管路4相连，之间气路连通状态通过设定微型电磁阀的启闭进行控制。载气进气管路4上设有稳压稳流阀23，气样分析测试***1包括与载气进气管路4相连的多个气路，气路H连接色谱柱15的色谱柱进样口14，色谱柱15连接与放空出气口24相连的热导检测器16，气路E上连接有同时与放空出气口24和标准气样进样口25相连的定量进样管17，定量进样管17两端设有微型电磁阀18和微型电磁阀19，气路G、I、L三叉口连接处设有微型电磁阀20，气路A、B连接之间设有微型电磁阀21，气路C、J、K三叉口连接处设有微型电磁阀22；控温箱2内设有安放在支架13上的煤样反应器9、控温箱温度传感器7和12、煤样反应器的进气管路10、煤样反应器出气管路11，煤样反应器9底部设有与干空气进气管路5相连的进气口10，上部设有与气样分析测试***1管路相连的出气口11，进入控温箱2内的干空气进气管路5上串联有稳压稳流阀6和气体流量控制器8，通过稳压稳流阀6和气体流量控制器8向煤样反应器9进气口通入稳定流量的干空气，煤样反应器9出气口采用不锈钢管与分析测试***中色谱柱15的进样口连结，利用设定微型电磁阀18、19、20、21、22的启闭对气路进行控制，采用多个微型电磁阀可设置在任意时刻或煤样温度达到设定值时开启或关闭。采集控制***3由设在控温箱2内的控温箱温度传感器7、设在煤样反应器9内的煤样温度传感器12、控制模块、采集模块、显示屏26和控制面板27组成。

工作过程：测试前，需要对***进行校准，通过控制三通电磁阀18、19、20、22和直通电磁阀21的启闭，使气路A-B-D-M-F、气路I-G-H和气路C-K连通，向标准气样进样口25注入标准气样，标准气样沿气路A-B-D-M-F流动使定量进样管17充满标准气样，此时载气沿气路I-G-H流动经色谱柱15、热导检测器16后由放空出气口24排入空气，煤样反应器出气口气体沿气路C-K流动由放空出气口24排入空气；随后，通过控制三通电磁阀18、19、20、22和直通电磁阀21的启闭，使气路I-L-D-M-E-H和气路C-K连通，此时煤样反应器出气口气体依然沿气路C-K流动由放空出气口24排入空气，载气沿气路I-L-D-M-E-H流动经过定量进样管17将其中的标准气样送入色谱柱15和热导检测器16进行分析，根据分析结果对分析测试***作出相应的调试。测试时，煤样上方均匀覆盖一层石棉；在向煤样反应器通入稳定流量干空气的情况下，设置控温箱为40℃恒温运行方式，实现煤样温度均匀稳定在40℃；根据煤自燃倾向性氧化动力学测定法的测试步骤设置控温箱2为恒温或程序升温方式运行，并调整对应的煤样反应器9的进气口气流量，分别采用温度传感器7、12对控温箱温度和煤样温度进行测试；当煤样温度达到设定值时，通过控制三通电磁阀18、19、20、22和直通电磁阀21的启闭再次对气路进行控制，使气路C-J-M-F和气路I-G-H连通，此时将煤样反应器9出气口气样沿气路C-J-M-F流动充满定量进样管17，载气沿气路I-G-H流动经色谱柱15、热导检测器16后由放空出气口24排入空气；再通过控制电磁阀的启闭使气路I-L-D-M-E-H和气路C-K连通，此时载气沿气路I-L-D-M-E-H流动经过定量进样管17将其中充满的煤样反应器9出气口气样送入色谱柱15和热导检测器16进行分析，煤样反应器9出气口气体沿气路C-K流动由放空出气口24排入空气。根据测试精度的要求，对煤样反应器9出气口气样的分析完成后，可按照前面的校准步骤再次注入标准气样进行校准，确保测试结果的准确性。煤样温度、控温箱温度的测试结果和煤样反应器9出气口气样的氧气浓度通过采集控制***3的数据接口传输至计算机显示、记录，该过程采用同一台计算机即可完成。

Claims (3)

1、一种煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于：它由设在同一壳体内的气样分析测试***(1)、控温箱(2)和采集控制***(3)构成；其中：气样分析测试***(1)包括与载气进气管路(4)相连的多个气路，气路(H)上连接有色谱柱(15)，色谱柱(15)连接有与放空出气口(24)相连的热导检测器(16)，气路(E)上连接有同时与放空出气口(24)和标准气样进样口(25)相连的定量进样管(17)，定量进样管(17)两端设有微型电磁阀(18)和微型电磁阀(19)，气路(G、I、L)三叉口连接处设有微型电磁阀(20)，气路(A、B)连接之间设有微型电磁阀(21)，气路(C、J、K)三叉口连接处设有微型电磁阀(22)；控温箱(2)内设有安放在支架(13)上的煤样反应器(9)，煤样反应器(9)底部设有与干空气进气管路(5)相连的进气口(10)，上部设有与气样分析测试***(1)管路相连的出气口(11)；采集控制***(3)由设在控温箱(2)内的控温箱温度传感器(7)、设在煤样反应器(9)内的煤样温度传感器(12)、控制模块、采集模块、显示屏(26)和控制面板(27)组成。

2、根据权利要求1所述的煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于：所述进入气样分析测试***(1)内的载气进气管路(4)上设有稳压稳流阀(23)。

3、根据权利要求1所述的煤自燃倾向性的测定装置，其特征在于：所述进入控温箱(2)内的干空气进气管路(5)上串联有稳压稳流阀(6)和气体流量控制器(8)。

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