专利名称：一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法
技术领域：
本发明主要涉及到煤样检测设备领域，特指一种采用水浴绝热式设计的煤样自燃测试方法。
背景技术：
当煤产生热量的速度超过散热的速度时，可能在煤矿或储藏过程中出现自发燃烧的现象。为了避免煤的自燃，煤堆中应尽量减少煤的热量的产生并尽量加大散热量，该原理应该被应用到所有煤矿、处理、堆砌和煤的运输中。因此，需要对煤样进行自燃测试，现有技术中并没有一种较佳的能够完成自燃测试的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，标准说法。本发明提供一种原理简单、操作简便、测试精度高、测试可靠性好的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，将待测煤样预热到第一预设温度Tl后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度Tl升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。作为本发明的进一步改进: 将待测煤样放入处于水浴中的反应器后，通入惰性气体使待测煤样升温到第一预设温度Tl。所述第一预设温度Tl为35 45° C，所述第二预设温度T2为65 75° C。所述第一预设温度Tl为40° C，所述第二预设温度T2为70° C。采集待测煤样时，取用新鲜开采的煤样，并进行制样、干燥。在制样得到的待测煤样放置惰性气体环境下进行干燥。与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明原理简单、操作简便，通过温度为Tl的恒温水浴预热后的惰性气体将新鲜煤样预热到温度Tl。当煤样温度达到Tl时，将惰性气体切换为氧气，温度为Tl的煤样在氧气作用下温度缓慢上升，采用多路温度传感器和控制器使水浴中的温度跟随煤样温度上升，为煤样的自燃提供一个绝热环境。当煤样温度达到T2 (低于煤的自燃点)时，关闭氧气流量。煤样从温度Tl升至温度T2的时间和温度严密监视并记录，这段时间越长，煤越不容易发生自燃，这段时间越短，煤越容易发生自燃。这种方法操作简单，煤样自燃倾向性分类标准统一。
图1是本发明方法的流程示意图。
具体实施例方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。如图1所示，本发明的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其流程为:
(I)采集煤样。在较佳实施例中，应取用新鲜开采的煤样，以保证每次煤样的初始条件最大程度上保持 相同，还可以保证煤样没有被认为氧化。(2)制样、干燥。采用常规制样方法逐次对煤样进行破碎，可以使每次煤样的粒度大小相近。将制样得到的煤样在惰性气体环境下进行干燥，以使煤样在干燥过程中防止被氧化。(3)放样。将干燥后的煤样放置于一个反应器中，然后将反应器放置在水浴装置中。反应器内煤样的初始温度Tl (如:40° C)通过水浴预热的惰性气体预热达到，可以精确控制。例如，煤样在氮气气氛下加热至40° C。(4)通入氧气、控温。往反应器中通入氧气，通入的氧气经过了恒温水浴的预热，且通过温度传感器检测气体的温度跟水浴相同，以防止气体带走煤样所产生的热量。在较佳实施例中，氧气的流量通过精确控制，保持反应器内一直处于富氧环境。实时采集反应器内的温度、水浴装置中水介质所形成的环境温度，采用控温手段(如:加热器等)使水浴装置中的温度跟随反应器内的温度变化，为反应器内的煤样提供一个绝热环境。整个过程中，气体及水的温度将被严密控制，同时煤在反应器中的温度也被严密监测。所有的温度都被监测和记录。在上述过程中，煤的温度将会随着自燃过程的发生而上升，同时反应器周围的环境的温度将与反应器(绝热)内部的温度保持一致。(5)到达预设温度，停止测试。一旦反应器内的温度达到T2 (如:70° C)，停止测试。达到这一温度所花费的时间随着煤种的变化而不一样，并且这是煤的反应性往自燃性的标志。记录煤样从第一预设温度Tl升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。例如:为了量化煤的自燃性倾向，从40 ° C到70 ° C (R70 )的自加热平均速率被用作一个指标。随着R70的升高，煤的反应性也随之增加，换句话说，煤的自燃性倾向也在增加。示例公式:R70 =温度/时间=70° C 40° C /25小时=1.30° C /小时。上述整个测试的流程均可在实验室中进行，水浴设备体积小，所需要的煤量小，相比于大中型煤自燃倾向性测试方法更简单，所需时间更段，操作更方便。本发明采用绝热式的方法更接近于真实煤样的自燃，整个测试过程中气体的通断、切换，温度的采集与跟随，数据与时间的记录均是全自动控制，实验过程简单，容易控制。由上可知，由于本发明采用水浴绝热的形式，因此可以为煤样提供一个理想的绝热环境，实验结果可重复性好，使不同煤样的自燃性倾向有一个统一的标准。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，将待测煤样预热到第一预设温度Tl后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度Tl升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。
2.根据权利要求1所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，将待测煤样放入处于水浴中的反应器后，通入惰性气体使待测煤样升温到第一预设温度Tl。
3.根据权利要求1或2所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，所述第一预设温度Tl为30 50° C，所述第二预设温度T2为60 80° C。
4.根据权利要求3所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，所述第一预设温度Tl为40° C，所述第二预设温度T2为70° C。
5.根据权利要求1或2所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，采集待测煤样时，取用新鲜开采的煤样，并进行制样、干燥。
6.根据权利要求5所述的水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，其特征在于，在制样得到的待测煤样放 置惰性气体环境下进行干燥。
全文摘要
本发明公开了一种水浴绝热测试煤自燃倾向性的方法，将待测煤样预热到第一预设温度T1后放入处于水浴中的反应器中或者直接在反应器中预热；往反应器中通入氧气，待测煤样在氧气作用下温度上升，此时令水浴中的温度跟随煤样温度上升，以使煤样的自燃处于绝热环境中；当待测煤样温度达到第二预设温度T2时，停止通入氧气；记录煤样从第一预设温度T1升至第二预设温度T2的时间和温度构成待测煤样自燃反应性结果。本发明具有原理简单、操作简便、测试精度高、测试可靠性好等优点。
文档编号G01N25/20GK103217455SQ20131014157
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者朱先德, 李冬军, 吴汉炯, 方伟, 王芹 申请人:湖南三德科技股份有限公司