一種煤自燃特征試驗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤炭氧化燃燒技術領域，特別涉及一種煤自燃特征試驗系統。
【背景技術】
[0002]煤炭是古代植物埋藏在地下經歷了復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的固體可燃性礦物。在空氣中放置時，煤炭可被空氣中的氧氣氧化而釋放能量。在特定的堆積蓄熱條件下，氧化放熱的能量可使得煤堆溫度持續上升，使得煤炭達到著火點而引發自燃火災。原煤的運輸、存儲場地(如儲煤倉、碼頭貨位)一般都是開放性露天環境，煤堆大面積、長時間與空氣接觸，很可能引發自燃，存在重大安全隱患。對煤炭氧化、自燃過程中的各種特性進行研宄，進而為煤炭儲存場所煤場的管理控制、消防滅火提供理論指導，具有重大的現實意義和經濟意義。
[0003]實驗室條件下，為快速模擬煤氧接觸反應的氧化現象，一般采用專門的自燃特征試驗系統。但現有的試驗系統具有以下問題:第一，實際煤炭存儲中，空氣濕度變化很大、溫度變化也很大；且相關研宄已經發現在不同條件下水分會對煤炭氧化過程具有不同的催化或抑制作用；現有試驗裝置均是采用標準環境下的空氣進行氧化試驗，多采用干空氣作為試驗材料、無法模擬各種高溫、高濕條件下的煤樣氧化特性；第二，現有的試驗系統多只能得到一組特定條件下的煤樣氧化，沒有設置相應的對比參照，因此不能明確空氣濕度變化和流量結合時煤樣的升溫規律。
【實用新型內容】
[0004]為解決現有的煤自燃特征試驗系統無法進行模擬不同空氣濕度條件下煤自燃特征的問題，本實用新型提供了一種新的煤自燃特征試驗系統。
[0005]本實用新型提供一種煤自燃特征試驗系統，包括溫控箱、第一反應罐、第一鎧裝熱電偶、第一進氣管路、數據處理終端；
[0006]所述溫控箱可維持試驗需要的特定溫度；
[0007]所述第一反應罐位于所述溫控箱內、可放置試驗用煤樣；
[0008]所述第一反應罐還具有第一進氣口和第一出氣口 ；
[0009]所述第一進氣口位于所述第一反應罐的底部、用于為煤樣提供試驗空氣；
[0010]所述第一出氣口位于所述第一反應罐的頂部、用于排出煤樣氧化反應氣體；
[0011]所述第一鎧裝熱電偶插入所述第一反應罐中、測量所述第一反應罐中煤樣的溫度，并將測量的溫度實時傳遞至所述數據處理終端；
[0012]所述第一進氣管路與所述第一反應罐的第一進氣口連接，為所述第一反應罐提試驗空氣；
[0013]還包括空氣濕度調節裝置，所述空氣濕度調節裝置和所述第一進氣管路連接，為所述第一反應罐提供符合特定溫度和濕度要求的空氣。因具有空氣濕度調節裝置，可通過空氣濕度調節裝置為進行氧化反應的空氣進行加濕處理，模擬不同濕度條件下煤氧化反應的溫度變化特性，為預防不同空氣濕度條件下煤自燃現象提供理論指導。
[0014]優選的，所述第一進氣管路上具有第一電磁閥，所述第一電磁閥控制所述第一進氣管路的進氣量。
[0015]因具有電磁閥調節第一管路的進氣量，在不同濕度條件下還可模擬不同空氣流量時煤氧化反應的溫度變化特性。
[0016]優選的，所述第一進氣管路上具有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器測量所述第一進氣管路的流量，控制所述第一電磁閥的開口量。
[0017]在第一進氣管路上還具有第一流量傳感器，可準確控制第一電磁閥的開口量進而控制第一進氣管路的氣流量，為試驗提供穩定氣流環境。
[0018]優選的，還包括氣體收集裝置和色譜儀；
[0019]所述氣體收集裝置收集所述第一出氣口排出的煤樣氧化反應氣體并將煤樣氧化反應氣體輸送給所述色譜儀；
[0020]所述色譜儀可對煤樣氧化氣體進行色譜分析。
[0021]設置色譜儀，可對煤氧化反應產生的氣體進行分析、得到具有代表性的表征氣體，為現場煤自燃預警工作提供進一步方法性指導。
[0022]優選的，所述空氣濕度調節裝置包括空氣加濕箱和空氣預存箱；
[0023]所述空氣加濕箱具有空氣入口、可為從空氣入口進入的空氣進行加濕處理；
[0024]所述空氣預存箱存儲經過加濕的空氣；
[0025]所述空氣加濕箱和所述空氣預存箱間具有隔板和用于循環加濕空氣的高溫風扇。
[0026]設置空氣加濕箱和空氣預存箱，可通過空氣加濕箱加濕空氣，通過空氣預存箱保證具有與第一通氣管路的氣流量濕度穩定性和壓力穩定，提供穩定試驗條件。
[0027]優選的，所述空氣預存箱內具有溫度濕度傳感器；
[0028]所述空氣加濕箱內具有加熱部件、制冷部件、加濕部件；
[0029]所述溫度濕度傳感器測量所述空氣預存箱內的空氣溫度和空氣濕度，控制所述加熱部件、所述制冷部件和所述加濕部件協同工作。
[0030]優選的，所述空氣預存箱內具有壓力傳感器和電磁泄壓閥；
[0031]所述壓力傳感器測量所述空氣預存箱內的空氣壓力，控制所述電磁泄壓閥的開閉。
[0032]優選的，還包括第二反應罐、第二鎧裝熱電偶、第二進氣管路；
[0033]所述第二反應罐也位于所述溫控箱內、可放置參照試驗煤樣；
[0034]所述第二反應罐具有第二進氣口和第二出氣口 ；
[0035]所述第二進氣口位于所述第二反應罐的底部，用于為參照試驗煤樣提供試驗空氣或惰性氣體；
[0036]所述第二出氣口位于所述第二反應罐的頂部、用于排出參照煤樣反應氣體；
[0037]所述第二進氣管路與所述第二反應罐的第二進氣口連接，為所述第二反應罐提試驗空氣或惰性氣體；
[0038]所述第二鎧裝熱電偶插入所述第二反應罐中、測量所述第二反應罐中參照煤樣的溫度，并將測量的溫度實時傳遞至所述數據處理終端。
[0039]優選的，所述第二進氣管路上還具有第二電磁閥和第二流量計，所述第二流量計測量所述第二進氣管路的流量，所述第二電磁閥控制所述第二進氣管路的進氣量。
[0040]設置第二反應罐和相應部件，可在相同條件下進行對比試驗，增加試驗的對比效果、減少試驗時間。
[0041]優選的，還包括用于設置試驗參數、協同控制所述煤自燃特征試驗系統部件工作進行試驗的控制面板。
【附圖說明】
[0042]圖1為本實用新型實施例煤自燃特征試驗系統結構示意圖:
[0043]其中:溫控箱-1、第一反應罐_2、第一鎧裝熱電偶-3、第一進氣管路-4、數據處理終端-5、第一電磁閥-6、第一流量傳感器_7、氣體收集裝置-8、色譜儀-9、空氣加濕箱-10、空氣預存箱-11、空氣入口 -12、高溫風扇-13、溫度濕度傳感器-14、加熱部件-15、制冷部件-16、加濕部件-17、壓力傳感器-18、電磁泄壓閥-19、第二反應罐-20、第二鎧裝熱電偶-21、第二進氣管路-22、控制面板-23。
【具體實施方式】
[0044]為使本領域技術人員更好的理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0045]圖1為本實用新型實施例煤自燃特征試驗系統結構示意圖。從圖1中可看出本實用新型實施例煤自燃特征試驗系統的大體結構，其包括試驗主體部分和空氣濕度調節裝置。
[0046]具體來說，本實用新型實施例中的煤自燃特征試驗系統的主體部分包括溫控箱1、第一反應罐2、第二反應罐20、與第一反應罐2連接的第一鎧裝熱電偶3、與第二反應罐20連接的第二鎧裝熱電偶21 ;從圖中可看出，第一鎧裝熱電偶3和第二鎧裝熱電偶21分別插入對應的第一反應罐2、第二反應罐20的罐體內。第一反應罐2、第二反應罐20位于溫控箱I內，隔離外界對試驗溫度影響。第一反應罐2具有第一進氣口和第二出氣口，第二反應罐20具有第二進氣口和第二出氣口 ；第一進氣口、第二進氣口位于反應罐的底部，用于為煤樣提供試驗空氣；第一出氣口、第二出氣口位于反應罐的頂部，用于排出煤樣氧化的空氣。
[0047]本實用新型實施例中，兩個鎧裝熱電偶與數據處理終端5連接，數據處理終端5實時收集鎧裝熱電偶測量的溫度數據，形成煤樣氧化的溫度曲線和對比試驗溫度曲線。
[0048]第一反應罐2的第一出氣口連接氣體收集裝置8，氣體收集裝置8收集第一出氣口排出的煤樣氧化反應氣體并將煤樣氧化反應氣體輸送至色譜儀9。色譜儀9可分析得到的煤樣氧化反應氣體組分特征，為現場煤自燃預警提供一定的指導性氣體類型數據。從對比試驗的角度，第一反應罐2為主試驗，第二反應罐20僅是對比試驗，不在第二反應罐20的第二出氣口設置氣體收集裝置8。本實用新型中的煤自燃特征試驗裝置核心目的是測量煤樣氧化反應溫度，因此也可不設置氣體收集裝置8和色譜儀9。
[0049]第一進氣口、第二進氣口分別于第一進氣管路4和第二進氣管路22連接。在本實用新型實施例中，為防止進氣管路、氣體收集裝置8管路被煤樣堵塞，在進氣口和出氣口分別設置了石棉網。第一進氣管路4、第二進氣管路22、氣體收集裝置8入口分別位于石棉網中。當然，下部的石棉網也具有支撐煤樣的作用。當然，在其他實施例中也可采用其他的防護設備，但應當保證防護設備具有良好的透氣性并沒有吸附能力。
[0050]本實用新型實施例中，第一進氣管路4還和空氣濕度調節裝置連接，第二進氣管路22直接連通惰性氣體或干空氣。第一進氣管路4中具有第一流量傳感器7和第一電磁閥6，第一流量傳感器7可測量第一進氣管路4的氣流量、反饋信息控制第一電磁閥6的開口量；同理，第二進氣管路22上也具有第二流量傳感器和第二電磁閥。當然，如第二進氣管路22直接通入干空氣或惰性氣體，可將第二進氣管路22設計為較長的彎管，干空氣或惰性氣體通過第二進氣管路22時通過第二進氣管路22實現熱交換，溫度達到恒溫箱I設定溫度。
[0051]應當注意，第二反應罐20及其配套第二進氣管為本實用新型實施例中的對比試驗方，并不是獲取各種濕度條件下煤樣氧化數據的必備裝置，在其他實施例中可不設置。當然，從煤自燃特征試驗過程較長的角度考慮，可設置試驗反應罐，多個試驗反應罐分別配備相應的空氣濕度調節裝置，分別設定對應的條件進行試驗，一次得到多組