煤耗氧速度測試裝置及其煤耗氧速度測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及煤耗氧測試相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種煤耗氧速度測試裝置及其煤耗 氧速度測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤自燃是一個非常復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程，是多變的自加速的放熱過程，該過 程主要是煤氧復(fù)合過程。其中，物理變化含有氣體的吸附、脫附、水分的蒸發(fā)與凝結(jié)、熱傳 導(dǎo)、煤體的升溫、結(jié)構(gòu)的松散等；化學(xué)變化包含有煤表面分子中各種活性結(jié)構(gòu)與氧發(fā)生化 學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，生成各種含氧基團及產(chǎn)生多種氣體，同時伴隨著熱效應(yīng)（有放熱和吸 熱）。由于化學(xué)反應(yīng)，煤的大分子內(nèi)部交聯(lián)鍵發(fā)生重新分布，從而使煤的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生 變化，并進(jìn)一步影響煤氧復(fù)合進(jìn)程。煤氧復(fù)合過程及其放熱特性隨著溫度、煤中孔隙率W及 與空氣接觸的表面積等不同而不同。
[0003] 耗氧速度是評價煤自燃性的重要指標(biāo)。煤表面分子中的各種活性結(jié)構(gòu)與氧發(fā)生物 理、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)，并放出熱量，當(dāng)氧氣供給充分且聚熱條件較好時，產(chǎn)生的熱量積 聚起來使煤溫升高，最終將引起煤自燃。因此煤耗氧速度就反映了煤自燃的容易程度，煤耗 氧速度大則單位時間放熱量大，越易自燃，研究煤樣耗氧速度對煤層自然發(fā)火預(yù)測具有重 要意義。
[0004] 然而，現(xiàn)有的耗氧速率測試，主要測試煤氧復(fù)合過程中，單位煤量單位時間內(nèi)消耗 氧氣的能力，現(xiàn)有的測試方法單純的把氧氣濃度的減少曲線進(jìn)行積分進(jìn)行測算，沒有把耗 氧速率和流量參數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不精確，并不能得到曲線拐點的真實值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的煤耗氧速率測試技術(shù)中，測試數(shù)據(jù)不精確的技術(shù) 問題，提供一種煤耗氧速度測試裝置及其煤耗氧速度測試方法。
[0006] 一種煤耗氧速度測試裝置，包括：程序升溫爐、測溫裝置、氧濃度測量裝置和供風(fēng) 裝置，所述程序升溫爐內(nèi)設(shè)有至少一個用于容納煤體的導(dǎo)熱筒體，所述導(dǎo)熱筒體分別與所 述測溫裝置、所述氧濃度測量裝置和所述供風(fēng)裝置連接，所述供風(fēng)裝置上還設(shè)有空氣流量 測量裝置。
[0007] 一種采用上述的煤耗氧速度測試裝置進(jìn)行的煤耗氧速度測試方法，包括：
[000引步驟S1，在所述導(dǎo)熱筒體中置入預(yù)設(shè)粒徑的煤體；
[0009] 步驟S2,控制所述程序升溫爐加熱，并通過所述供風(fēng)裝置送入預(yù)熱空氣；
[0010] 步驟S3,通過所述測溫裝置測定所述導(dǎo)熱筒體的溫度作為加熱溫度，且通過所述 氧濃度測量裝置測定在所述加熱溫度下，所述導(dǎo)熱筒體中的第一測試點的第一氧氣濃度， W及所述導(dǎo)熱筒體中的第二測試點的第二氧氣濃度，確定所述第一測試點和所述第二測試 點的水平距離作為加熱距離，通過所述空氣流量測量裝置確定加熱供風(fēng)量；
[0011] 步驟S4,根據(jù)所述加熱溫度下的所述第一氧氣濃度、所述第二氧氣濃度、所述加熱 距離、所述加熱供風(fēng)量、所述煤體的孔隙率和所述導(dǎo)熱筒體的供風(fēng)面積，確定所述加熱溫度 對應(yīng)的耗氧速率；
[0012] 步驟S5,如果所述加熱溫度未達(dá)到預(yù)設(shè)要求溫度，則執(zhí)行步驟S3?步驟S4,直到 所述加熱溫度達(dá)到預(yù)設(shè)要求溫度，從而得到多個加熱溫度，W及與不同加熱溫度對應(yīng)的耗 氧速率作為加熱溫度與耗氧速率關(guān)系。
[0013] 本發(fā)明通過煤耗氧速度測試裝置，獲取對應(yīng)溫度下的各種參數(shù)，將各種參數(shù)轉(zhuǎn)換 為耗氧速率，從而得到溫度與耗氧速率的對應(yīng)關(guān)系。由于各種參數(shù)可控，因此解決了單位時 間內(nèi)不同流量條件下的耗氧速率計算，可W驗證相同溫度條件下，不同氧氣濃度和漏風(fēng)強 度下的耗氧速率真實數(shù)值。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明一種煤耗氧速度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明一種采用上述的煤耗氧速度測試裝置進(jìn)行的煤耗氧速度測試方法 的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017] 如圖1所示為本發(fā)明一種煤耗氧速度測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：程序升溫爐 1、測溫裝置2、氧濃度測量裝置3和供風(fēng)裝置4,所述程序升溫爐內(nèi)1設(shè)有至少一個用于容 納煤體的導(dǎo)熱筒體5,所述導(dǎo)熱筒體5分別與所述測溫裝置2、所述氧濃度測量裝置3和所 述供風(fēng)裝置4連接，所述供風(fēng)裝置4上還設(shè)有空氣流量測量裝置6。
[0018] 其中，優(yōu)選地，測溫裝置2為測溫表，氧濃度測量裝置3為氣相色譜儀，空氣流量測 量裝置6為流量計。其中，燃煤時的氣體成分主要包括氧氣〇2、一氧化碳CO、二氧化碳〇2、 甲燒邸4、己燒C 2&、己締C2H4、己訣C2H2,通過氣相色譜儀能獲取氧氣濃度。
[0019] 通過測溫裝置2能獲取導(dǎo)熱筒體5的溫度，通過供風(fēng)裝置4向?qū)嵬搀w5供風(fēng)，并 通過空氣流量測量裝置6確定供風(fēng)量，而氧濃度測量裝置3則能得到導(dǎo)熱筒體5內(nèi)不同點 的氧濃度。計算出不同溫度下的耗氧速率，從而得到溫度與耗氧速率關(guān)系，可W通過曲線方 式顯不。
[0020] 當(dāng)加入不同粒徑的煤體，則可W得到不同粒徑下的溫度與耗氧速率關(guān)系。
[0021] 在其一個實施例中，在所述導(dǎo)熱筒體5的頂部或底部設(shè)置隔煤裝置51。
[0022] 本實施例通過在導(dǎo)熱筒體5的頂部或底部設(shè)置隔煤裝置51，W使通氣均勻。
[0023] 優(yōu)選地，所述隔煤裝置51為多目銅絲網(wǎng)。
[0024] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱筒體5為銅管。
[0025] 在其中一個實施例中，所述導(dǎo)熱筒體5為兩個，所述測溫裝置2分別通過兩個導(dǎo)熱 筒體測溫通路與兩個所述導(dǎo)熱筒體5連接，所述氧濃度測量裝置3分別通過兩個測試通路 與兩個所述導(dǎo)熱筒體5連接，所述供風(fēng)裝置4分別通過兩個供風(fēng)通路與兩個所述導(dǎo)熱筒體 5連接，且每個供風(fēng)通路4上分別設(shè)置空氣流量測量裝置6。
[0026] 本實施例通過兩個導(dǎo)熱筒體從而進(jìn)行對比測試，從而使測試數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。
[0027] 在其中一個實施例中，所述測溫裝置2還設(shè)有用于測定所述程序升溫爐度的爐內(nèi) 測溫通路。
[002引測溫裝置2分別測量兩個導(dǎo)熱筒體5 W及程序升溫爐度的溫度，用W調(diào)節(jié)程序升 溫箱內(nèi)部溫度從而使煤溫得到更好的控制。
[0029] 優(yōu)選地，所述爐內(nèi)測溫通路的測溫點21置于兩個所述導(dǎo)熱筒體5之間。
[0030] 如圖2所示為本發(fā)明一種采用上述的煤耗氧速度測試裝置進(jìn)行的煤耗氧速度測 試方法的工作流程圖，包括：
[0031] 步驟S1，在所述導(dǎo)熱筒體中置入預(yù)設(shè)粒徑的煤體；
[0032] 步驟S2,控制所述程序升溫爐加熱，并通過所述供風(fēng)裝置送入預(yù)熱空氣；
[0033] 步驟S3,通過所述測溫裝置測定所述導(dǎo)熱筒體的溫度作為加熱溫度，且通過所述 氧濃度測量裝置測定在所述加熱溫度下，所述導(dǎo)熱筒體中的第一測試點的第一氧氣濃度， W及所述導(dǎo)熱筒體中的第二測試點的第二氧氣濃度，確定所述第一測試點和所述第二測試 點的水平距離作為加熱距離，通過所述空氣流量測量裝置確定加熱供風(fēng)量；
[0034] 步驟S4,根據(jù)所述加熱