专利名称：简易可视两用煤自燃试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤自燃研究和焦炭热性能检测技术领域，具体地指一种简易可视两用煤自燃试验装置。
背景技术：
煤自燃常见于煤的开采、运输、储存和加工过程，它是由煤与氧气接触发生持续氧化反应，释放、积累热量并最终达到煤着火点而自发燃烧的过程。煤自燃不仅对煤资源造成巨大浪费，而且给安全生产和人生命财产安全带来极大威胁。因此，对煤自燃相关研究就显得尤为重要。目前，对煤自燃进行模拟研究的装置可以分为大型试验台和小型模拟装置。大型试验台虽模拟结果与实际煤自燃情况接近，但是具有测试周期长，装煤量大，运行成本较高等缺点。小型模拟装置由于测试周期短，煤量小，可进行程序控温而受到越来越多的关注。但是现有的小型煤自燃模拟装置制作较为复杂，成本较高，另外，由于现在的小型煤自燃模拟装置采用金属容器盛装实验用的煤，导致了煤温的有效测试一般只进行到200°C以内，这样只能通过研究该过程的耗氧量和相气体生成量对煤自燃情况进行预测，并未直接研究至着火点温度范围耗氧量和相关气体生成量的变化。此外，已有的煤自燃装置采用的金属容器也不利于对实验过程的观察。同时，现有小型煤自燃模拟装置的功能单一只能模拟煤自燃过程。
发明内容本实用新型的目的就是要提供一种简易可视两用煤自燃试验装置，该装置可对煤自燃至燃烧整个过程进行实时观察和模 拟测试，同时还可作为焦炭热性能炉。为实现此目的，本实用新型所设计的简易可视两用煤自燃试验装置，包括加热炉、温度显示仪、信号输出端与加热炉控制端连接的程序控温柜、与温度显示仪信号输入端连接的第一热电偶、与程序控温柜的信号输入端连接的第二热电偶，其特征在于:它还包括与加热炉连接的石英瓶体、设置在石英瓶体瓶口上的盖子、设置在石英瓶体内的钢丝网，其中，所述第一热电偶和第二热电偶穿过盖子，所述第一热电偶的底部位于钢丝网的上方，第二热电偶的底端位于钢丝网的下方，所述石英瓶体的底部开设有进气管口，所述盖子上开设有出气管口。进一步地，所述第一热电偶和第二热电偶外均套有石英套管，所述套在第二热电偶外的石英套管与石英瓶体的侧壁贴合。进一步地，所述加热炉的壳体与石英瓶体之间设有保温棉。更进一步地，所述石英瓶体的底部设有金属支架，所述钢丝网设置在金属支架上。再进一步地，所述石英瓶体与盖子之间通过磨砂接口或法兰密封连接。本实用新型通过设置加热炉、热电偶、温度显示仪和程序控温柜，形成了结构简单、安全可靠的煤自燃试验温控单元。同时，通过采用具有良好耐高温性能的石英瓶体，使得本实用新型能够模拟煤样从室温到1000°c温度范围内的自燃至燃烧情况，且该管体呈透明状，方便研究人员观察煤自燃到燃烧的整个过程。另外，由于石英瓶体良好的耐高温性能，使得本实用新型还可以作为焦炭热性能炉使用。
图1为本实用新型的结构示意图。其中，I一加热炉、2—第二热电偶、3—石英瓶体、4一盖子、5—磨砂接口、6—进气管口、7—出气管口、8—石英套管、9—第一热电偶、10—金属支架、11—钢丝网、12—保温棉、13—煤样、14一程序控温柜、15—温度显不仪。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明:图1中所示简易可视两用煤自燃试验装置，包括加热炉1、温度显示仪15、信号输出端与加热炉I控制端连接的程序控温柜14、与温度显示仪15信号输入端连接的第一热电偶9、与程序控温柜14的信号输入端连接的第二热电偶2，它还包括与加热炉I连接的石英瓶体3、设置在石英瓶体3瓶口上的盖子4、设置在石英瓶体3内的钢丝网11，其中，第一热电偶9和第二热电偶2穿过盖子4，第一热电偶9的底部位于钢丝网11的上方，第二热电偶2的底端位于钢丝网11的下方，石英瓶体3的底部开设有进气管口 6，盖子4上开设有出气管口 7。上述技术方案中，第一热电偶9和第二热电偶2外均套有石英套管8，套在第二热电偶2外的石英套管8与石英瓶体3的侧壁贴合。上述第一热电偶9使用时插入煤样13，并将煤样13的实时温度传输给温度显示仪15。上述第二热电偶2用于测量气体温度，并将气体温度反馈给程序控 温柜14，程序控温柜14根据反馈的气体温度控制加热炉I的工作状态。上述技术方案中，加热炉I的壳体与石英瓶体3之间设有保温棉12。加热炉I以U性硅碳棒作为加热源。保温棉12对炉内温度进行保温。上述技术方案中，石英瓶体3的底部设有金属支架10，钢丝网11设置在金属支架10上。上述钢丝网11用于盛放煤样13。上述技术方案中，石英瓶体3与盖子4之间通过磨砂接口 5或法兰密封连接。上述磨砂接口 5保证了石英瓶体3与盖子4之间的气密性。本实用新型作为煤自燃装置使用时的实验过程为:首先将金属支架10和钢丝网11依次放入石英瓶体3内，称取IOOg煤样13，盛放在钢丝网11上，再轻轻扣上盖子4 ;再将氧气瓶和氮气瓶分别连上进气管口 6，出气管口 7连烟气分析仪；然后程序控温柜14和温度显示仪15分别连接上对应的热电偶，将电偶分别放入石英瓶体3中，分别用于测定气体温度和煤样13温度其中，第一热电偶9需要插入煤样13中；最后分别调节氧气和氮气的流量来控制氧气的百分含量，对程序控温柜14进行升温设定，观察烟气分析仪中氧气百分含量和一氧化碳浓度的变化，整个石英瓶体3内的反应过程可透过石英瓶体3清楚的观察到。本实用新型作为焦炭热性能装置使用时的实验过程为:首先将金属支架10和钢丝网11依次放入石英瓶体3内，在钢丝网11上缓缓铺入部分高铝球，上面平放带有通气管的耐高温合金筛板，再缓缓放入200g焦炭试样，使第一热电偶9正好位于焦炭中心位置，盖上盖子4 ；再将石英瓶体3的进气管口 6和出气管口 7分别于与供气系统和排气系统相连；然后接通电源，对程序控温柜14进行程序升温。当温度达到400°C时，通氮气保护；当温度稳定在1100°c时，切断氮气，改通二氧化碳，反应2小时；最后当反应完后，切断电源，同时停止通二氧化碳，切换成氮气保护冷却降温。本说 明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求1.一种简易可视两用煤自燃试验装置，包括加热炉(1)、温度显示仪(15)、信号输出端与加热炉(1)控制端连接的程序控温柜(14)、与温度显示仪(15)信号输入端连接的第一热电偶(9)、与程序控温柜(14)的信号输入端连接的第二热电偶(2)，其特征在于:它还包括与加热炉(1)连接的石英瓶体(3 )、设置在石英瓶体(3 )瓶口上的盖子(4 )、设置在石英瓶体(3)内的钢丝网(11)，其中，所述第一热电偶(9)和第二热电偶(2)穿过盖子(4)，所述第一热电偶(9 )的底部位于钢丝网(11)的上方，第二热电偶(2 )的底端位于钢丝网(11)的下方，所述石英瓶体(3)的底部开设有进气管口(6)，所述盖子(4)上开设有出气管口(7)。
2.根据权利要求1所述的简易可视两用煤自燃试验装置，其特征在于:所述第一热电偶(9 )和第二热电偶(2 )外均套有石英套管(8 )，所述套在第二热电偶(2 )外的石英套管(8 )与石英瓶体(3)的侧壁贴合。
3.根据权利要求1或2所述的简易可视两用煤自燃试验装置，其特征在于:所述加热炉(I)的壳体与石英瓶体(3 )之间设有保温棉(12)。
4.根据权利要求1或2所述的简易可视两用煤自燃试验装置，其特征在于:所述石英瓶体(3)的底部设有金属支架(10)，所述钢丝网(11)设置在金属支架(10)上。
5.根据权利要求3所述的简易可视两用煤自燃试验装置，其特征在于:所述石英瓶体(3)的底部设有金属支架(10)，所述钢丝网(11)设置在金属支架(10)上。
6.根据权利要求1或2所述的简易可视两用煤自燃试验装置，其特征在于:所述石英瓶体(3)与盖子(4)之间通过磨砂接口(5)或法兰密封连接。
专利摘要本实用新型公开了一种简易可视两用煤自燃试验装置，包括加热炉、温度显示仪、信号输出端与加热炉控制端连接的程序控温柜、与温度显示仪信号输入端连接的第一热电偶、与程序控温柜的信号输入端连接的第二热电偶，它还包括与加热炉连接的石英瓶体、设置在石英瓶体瓶口上的盖子、设置在石英瓶体内的钢丝网，第一热电偶和第二热电偶穿过盖子，第一热电偶的底部位于钢丝网的上方，第二热电偶的底端位于钢丝网的下方，石英瓶体的底部开设有进气管口，盖子上开设有出气管口。本实用新型具有结构简单、安全可靠的煤自燃试验温控单元。同时，方便操作人员观察煤自燃到燃烧整个过程的试验过程。本实用新型还可以作为焦炭热性能炉使用。
文档编号G01N31/12GK203117176SQ20132011135
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月12日 优先权日2013年3月12日
发明者陈细涛, 陈鹏, 鲍俊芳, 薛改凤, 项茹, 张雪红, 宋子逵, 任玉明, 詹立志, 万基才 申请人:武汉钢铁(集团)公司