[发明专利]一种基于PLC监控的煤自燃升温研究装置及方法

权利要求书

1.一种基于PLC监控的煤自燃升温研究装置，其特征在于：包括煤自燃氧化升温系统和信号采集系统；所述煤自燃氧化升温系统包含干空气源(1)、氮气源(2)、稳压阀(3)、稳流阀(4)、流量计(5)、温度传感器(6)、反应室(7)、管式炉(8)、干燥瓶(9)；所述信号采集系统包括CO传感器(10)、CO₂传感器(11)、PLC控制器(13)和采集数据的上位机(14)；所述空气源(1)和氮气源(2)分别通过第一管路连接到反应室(7)的气源入口，所述稳压阀(3)、稳流阀(4)、流量计(5)设置在所述第一管路上，所述反应室(7)的气源出口通过第二管路连接到集气瓶，所述CO传感器(10)和CO₂传感器(11)设置在所述集气瓶中，所述干燥瓶(9)设置在第一管路上，所述排气口(12)设置在所述集气瓶上，所述温度传感器(6)设置在所述管式炉(8)中，CO传感器(10)和CO₂传感器(11)的信号输出通过所述PLC控制器(13)，所述PLC控制器(13)连接所述采集数据的上位机(14)。

2.根据权利要求1所述的基于PLC监控的煤自燃升温研究装置，其特征在于：所述流量计(5)为lzb-2玻璃转子流量计。

3.根据权利要求1所述的基于PLC监控的煤自燃升温研究装置，其特征在于：所述CO₂传感器(11)为安费洛T661型二氧化碳传感器；所述CO传感器(10)为DDS一氧化碳传感器。

4.根据权利要求1所述基于PLC监控的煤自燃升温研究装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，取煤样3～10g放置于管式炉中的反应室(7)内；

步骤2，开启氮气源(2)，向装置充入氮气，用流量计(5)控制充入流量，使其保持在20ml/min，充入时长为1小时；

步骤3，控制管式炉(8)开始预热，然后打开信号采集系统，实时采集数据；

步骤4，开启干空气源(1)，向装置通入干空气，用流量计(5)控制其流量，使其通入速率维持在10ml/min，为煤样的低温氧化提供相应的氧气；

步骤5，设置管式炉(8)升温速率为1℃/min，并设置升温范围为30～250℃，开始为反应室(7)中的煤样加热；

步骤6，当管式炉(8)升温至250℃时，关闭管式炉(8)及干空气源(1)，同时打开氮气源(2)，控制通入氮气流量为50ml/min，等待管式炉(8)冷却；

步骤7，当管式炉(8)温度降至30℃时，关闭信号采集系统，关闭氮气源(2)。