[发明专利]一种可自动控制的煤低温氧化动力学参数测定系统及其实验步骤

说明书

本发明公开了一种可自动控制的煤低温氧化动力学参数测定系统及其实验步骤，包括供气系统、煤氧反应室、温控系统、数据记录系统和油池系统；所述供气系统包括氮气罐和氧气罐，所述氮气罐和氧气罐通过管道插入煤氧反应室内并对煤氧反应室内进行供气；所述煤氧反应室用于放置煤样；所述温控系统包括温度控制单元、热电偶、浸入式加热器和油浴，所述热电偶放入油浴和煤样中用于检测其温度，所述浸入式加热器放置在油浴中；所述数据记录系统为数据采集器和温度控制单元联合工作进行数据采集记录；所述油池系统包括外壳，所述外壳内放置有油浴，所述外壳底部放置有搅拌装置，本发明实现了自动控制，更能准确测出其动力学参数。

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术和煤化工领域，尤其涉及一种可自动控制的煤低温氧化动力学参数测定系统。

背景技术

煤氧化动力学的研究与一般化学动力学研究方法类似，主要在建立反应过程中的速率方程的基础上，通过测试反应过程中的物理量变化，计算反应动力学参数，主要包括反应速率、指前因子、活化能和反应级数等。目前，测算煤氧化动力学参数的实验方法较多，主要包括热分析实验以及程序升温实验等，目前应用较多的为热分析方法，主要是热重法和差示扫描量热法。无论是热分析实验还是程序升温实验都是采用外部热电元件人为的为煤样供热使其升温测试其动力学参数，这样能较准确地测定出高温氧化阶段或者燃烧阶段的动力参数，但是由于低温阶段的升温不全是由于煤氧反应引起的，所以这些实验方法对于低温氧化阶段的测试精度较低，无法准确反应出真实的煤氧低温反应动力特征。若要测量实际的煤低温氧化反应动力学参数，就要利用实验手段捕捉整个煤低温反应的整个过程中的一些实验参数，这样就需要较长的实验时间。

为了实现长时间的实验数据记录以及自动控制，为了更好的保存煤氧反应产热以及更精确的测定煤低温氧化动力学参数，本发明设计了一种可自动控制的煤低温氧化动力学参数测试系统及其实验步骤。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可自动控制的煤低温氧化动力学参数测定系统，其特征在于：包括供气系统、煤氧反应室、温控系统、数据记录系统和油池系统；

所述供气系统包括氮气罐和氧气罐，所述氮气罐和氧气罐通过管道插入煤氧反应室内并对煤氧反应室内进行供气；

所述煤氧反应室用于放置煤样；

所述温控系统包括温度控制单元、热电偶、浸入式加热器和油浴，所述热电偶放入油浴和煤样中用于检测其温度，所述浸入式加热器放置在油浴中；

所述数据记录系统为数据采集器和温度控制单元联合工作进行数据采集记录；

所述油池系统包括外壳，所述外壳内放置有油浴，所述外壳底部放置有搅拌装置。

进一步的，作为优选，所述外壳为不锈钢材质，其结构为内外双层，内层与外层之间填充有绝热材料，所述绝热材料的材质为保温棉，所述搅拌装置包括磁力发生器和磁力搅拌棒，所述磁力搅拌棒设置在外壳的底部，所述磁力搅拌棒的下方且位于外壳的外部位置对应设置有磁力发生器，所述外壳的上方开有若干孔用于通过热电偶和浸入式加热器。

进一步的，作为优选，所述油浴为高强度抗氧化硅油。

进一步的，作为优选，所述煤氧反应室包括外部固定壳体和内部活动壳体，所述外部固定壳体为不锈钢材质，其结构为内外双层，内层与外层之间填充有绝热材料，所述外部固定壳体的底部留有进气口，所述内部活动壳体的底部镶嵌有透气隔片，所述外部固定壳体的上部螺纹连接有罐盖，所述罐盖上开有多个孔用于通过热电偶和安装出气孔。

进一步的，作为优选，所述氮气罐和氧气罐的上方管道上均设置有流量计和电磁阀，并一同连入进气预热绕管，所述进气预热绕管自上而下螺旋缠绕在煤氧反应室的外部，并接入外部固定壳体底部的进气口。