煤耗氧速度测试装置及其煤耗氧速度测试方法

文档序号:8255095来源:国知局
煤耗氧速度测试装置及其煤耗氧速度测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及煤耗氧测试相关技术领域,特别是一种煤耗氧速度测试装置及其煤耗 氧速度测试方法。
【背景技术】
[0002] 煤自燃是一个非常复杂的物理、化学变化过程,是多变的自加速的放热过程,该过 程主要是煤氧复合过程。其中,物理变化含有气体的吸附、脱附、水分的蒸发与凝结、热传 导、煤体的升温、结构的松散等;化学变化包含有煤表面分子中各种活性结构与氧发生化 学吸附和化学反应,生成各种含氧基团及产生多种气体,同时伴随着热效应(有放热和吸 热)。由于化学反应,煤的大分子内部交联键发生重新分布,从而使煤的物理、化学性质发生 变化,并进一步影响煤氧复合进程。煤氧复合过程及其放热特性随着温度、煤中孔隙率W及 与空气接触的表面积等不同而不同。
[0003] 耗氧速度是评价煤自燃性的重要指标。煤表面分子中的各种活性结构与氧发生物 理、化学吸附和化学反应,并放出热量,当氧气供给充分且聚热条件较好时,产生的热量积 聚起来使煤温升高,最终将引起煤自燃。因此煤耗氧速度就反映了煤自燃的容易程度,煤耗 氧速度大则单位时间放热量大,越易自燃,研究煤样耗氧速度对煤层自然发火预测具有重 要意义。
[0004] 然而,现有的耗氧速率测试,主要测试煤氧复合过程中,单位煤量单位时间内消耗 氧气的能力,现有的测试方法单纯的把氧气浓度的减少曲线进行积分进行测算,没有把耗 氧速率和流量参数进行关联,导致数据不精确,并不能得到曲线拐点的真实值。

【发明内容】

[0005] 基于此,有必要针对现有技术的煤耗氧速率测试技术中,测试数据不精确的技术 问题,提供一种煤耗氧速度测试装置及其煤耗氧速度测试方法。
[0006] 一种煤耗氧速度测试装置,包括:程序升温炉、测温装置、氧浓度测量装置和供风 装置,所述程序升温炉内设有至少一个用于容纳煤体的导热筒体,所述导热筒体分别与所 述测温装置、所述氧浓度测量装置和所述供风装置连接,所述供风装置上还设有空气流量 测量装置。
[0007] 一种采用上述的煤耗氧速度测试装置进行的煤耗氧速度测试方法,包括:
[000引步骤S1,在所述导热筒体中置入预设粒径的煤体;
[0009] 步骤S2,控制所述程序升温炉加热,并通过所述供风装置送入预热空气;
[0010] 步骤S3,通过所述测温装置测定所述导热筒体的温度作为加热温度,且通过所述 氧浓度测量装置测定在所述加热温度下,所述导热筒体中的第一测试点的第一氧气浓度, W及所述导热筒体中的第二测试点的第二氧气浓度,确定所述第一测试点和所述第二测试 点的水平距离作为加热距离,通过所述空气流量测量装置确定加热供风量;
[0011] 步骤S4,根据所述加热温度下的所述第一氧气浓度、所述第二氧气浓度、所述加热 距离、所述加热供风量、所述煤体的孔隙率和所述导热筒体的供风面积,确定所述加热温度 对应的耗氧速率;
[0012] 步骤S5,如果所述加热温度未达到预设要求温度,则执行步骤S3?步骤S4,直到 所述加热温度达到预设要求温度,从而得到多个加热温度,W及与不同加热温度对应的耗 氧速率作为加热温度与耗氧速率关系。
[0013] 本发明通过煤耗氧速度测试装置,获取对应温度下的各种参数,将各种参数转换 为耗氧速率,从而得到温度与耗氧速率的对应关系。由于各种参数可控,因此解决了单位时 间内不同流量条件下的耗氧速率计算,可W验证相同温度条件下,不同氧气浓度和漏风强 度下的耗氧速率真实数值。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明一种煤耗氧速度测试装置的结构示意图;
[0015] 图2为本发明一种采用上述的煤耗氧速度测试装置进行的煤耗氧速度测试方法 的工作流程图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0017] 如图1所示为本发明一种煤耗氧速度测试装置的结构示意图,包括:程序升温炉 1、测温装置2、氧浓度测量装置3和供风装置4,所述程序升温炉内1设有至少一个用于容 纳煤体的导热筒体5,所述导热筒体5分别与所述测温装置2、所述氧浓度测量装置3和所 述供风装置4连接,所述供风装置4上还设有空气流量测量装置6。
[0018] 其中,优选地,测温装置2为测温表,氧浓度测量装置3为气相色谱仪,空气流量测 量装置6为流量计。其中,燃煤时的气体成分主要包括氧气〇2、一氧化碳CO、二氧化碳〇2、 甲烧邸4、己烧C 2&、己締C2H4、己诀C2H2,通过气相色谱仪能获取氧气浓度。
[0019] 通过测温装置2能获取导热筒体5的温度,通过供风装置4向导热筒体5供风,并 通过空气流量测量装置6确定供风量,而氧浓度测量装置3则能得到导热筒体5内不同点 的氧浓度。计算出不同温度下的耗氧速率,从而得到温度与耗氧速率关系,可W通过曲线方 式显不。
[0020] 当加入不同粒径的煤体,则可W得到不同粒径下的温度与耗氧速率关系。
[0021] 在其一个实施例中,在所述导热筒体5的顶部或底部设置隔煤装置51。
[0022] 本实施例通过在导热筒体5的顶部或底部设置隔煤装置51,W使通气均匀。
[0023] 优选地,所述隔煤装置51为多目铜丝网。
[0024] 优选地,所述导热筒体5为铜管。
[0025] 在其中一个实施例中,所述导热筒体5为两个,所述测温装置2分别通过两个导热 筒体测温通路与两个所述导热筒体5连接,所述氧浓度测量装置3分别通过两个测试通路 与两个所述导热筒体5连接,所述供风装置4分别通过两个供风通路与两个所述导热筒体 5连接,且每个供风通路4上分别设置空气流量测量装置6。
[0026] 本实施例通过两个导热筒体从而进行对比测试,从而使测试数据更为准确。
[0027] 在其中一个实施例中,所述测温装置2还设有用于测定所述程序升温炉度的炉内 测温通路。
[002引测温装置2分别测量两个导热筒体5 W及程序升温炉度的温度,用W调节程序升 温箱内部温度从而使煤温得到更好的控制。
[0029] 优选地,所述炉内测温通路的测温点21置于两个所述导热筒体5之间。
[0030] 如图2所示为本发明一种采用上述的煤耗氧速度测试装置进行的煤耗氧速度测 试方法的工作流程图,包括:
[0031] 步骤S1,在所述导热筒体中置入预设粒径的煤体;
[0032] 步骤S2,控制所述程序升温炉加热,并通过所述供风装置送入预热空气;
[0033] 步骤S3,通过所述测温装置测定所述导热筒体的温度作为加热温度,且通过所述 氧浓度测量装置测定在所述加热温度下,所述导热筒体中的第一测试点的第一氧气浓度, W及所述导热筒体中的第二测试点的第二氧气浓度,确定所述第一测试点和所述第二测试 点的水平距离作为加热距离,通过所述空气流量测量装置确定加热供风量;
[0034] 步骤S4,根据所述加热
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