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原文传递一种超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置及方法

专利名称：	一种超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种超临界水‑含瓦斯煤的气液化实验装置及方法。该装置包括高压供气装置、超临界水生成装置、煤炭气液化装置、压力监测装置、真空装置；所述供气装置包括氦气气瓶、瓦斯气气瓶、气体增压泵；所述超临界水生成装置包括超临界介质生成釜、马弗炉加热器、卫星恒流液体增压泵、温度传感器；所述煤炭气液化装置包括煤炭反应釜、第二马弗炉加热器、温度传感器、第二螺旋管冷凝器、气样袋、液体采集管，防堵超细过滤筛；所述真空装置包括真空泵、真空压力表、负载压力变送器；所述压力监控装置包括：耐高温压力表、高频压力变送器、安全泄压阀。本发明超临界介质生成罐和煤炭气液化罐分开操作，在超临界介质生成釜中加入去离子水研究煤炭气液化效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原理工大学
发明人：	姜海纳;徐乐华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910643731.0
公开号：	CN110376348A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	申艳玲
分类号：	G01N33/22(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号
主权项：	1.一种超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：包括高压供气装置、超临界水生成装置、煤炭气液化装置、压力监测装置、真空装置；所述供气装置包括氦气气瓶、瓦斯气气瓶、气体增压泵，其中氦气气瓶与瓦斯气气瓶分别通过不锈钢高压盘管与气体增压泵连接；所述超临界水生成装置包括超临界介质生成釜、马弗炉加热器、卫星恒流液体增压泵、温度传感器；其中临界介质生成釜置于马弗炉加热器内部，温度传感器置于超临界介质生成釜釜体内部，其端头位置处于反应釜正中心；超临界介质生成釜釜体上端通过三通阀的一端经第一螺旋管冷凝器，依次与第一高温高压电磁阀、第二高温高压电磁阀及卫星恒流液体增压泵连接；所述煤炭气液化装置包括煤炭反应釜、第二马弗炉加热器、温度传感器、第二螺旋管冷凝器、气样袋、液体采集管，防堵超细过滤筛；其中煤炭反应釜置于第二马弗炉加热器内部，温度传感器置于煤炭反应釜釜体内部，其端头位置处于反应釜正中心；煤炭反应釜釜体下端通过第三高温高压电磁阀，经第二螺旋管冷凝器分别与第四高温高压阀门、液体采集管连接；第四高温高压阀门连接气样袋进行气化产物的收集，液体采集管经第五高温高压阀门连接液体出口，方便对液化产物的收集检测；所述真空装置包括真空泵、真空压力表、负载压力变送器；其中真空泵依次通过第六高温高压阀门和第七高温高压阀门与真空压力表及负载压力变送器连接；所述压力监控装置包括：耐高温压力表、高频压力变送器、安全泄压阀；其中耐高温压力表、高频压力变送器、安全泄压阀采用螺纹四通进行连接。 2.根据权利要求1所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：所述供气装置经第八高温高压阀门及第五螺旋管冷凝器与煤炭反应釜的上端连接。 3.根据权利要求1所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：所述的超临界水生成装置经第九高温高压阀门与煤炭气液化装置连接。 4.根据权利要求1所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：所述的真空装置采用卡套四通中的其中一端经第一高温高压阀门与超临界水生成装置连接，另一端依次经第十高温高压阀门、第八高温高压阀门及第五螺旋管冷凝器与煤炭气液化装置连接。 5.根据权利要求1所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：所述螺纹四通的接头为NPT1/4-3mm卡套；螺纹四通的下端采用NPT6mm卡套分别经第三螺旋管冷凝器及第四螺旋管冷凝器与压力监控装置ACQM对应的超临界介质生成釜及煤炭反应釜连接。 6.一种超临界水-含瓦斯煤的气液化实验方法，采用权利要求1~5任一项所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验装置，其特征在于：包括如下步骤：（1）将原煤破碎、筛分得到不同粒径或不同块度的煤试样，为超临界水-含瓦斯煤气液化实验提供所需试样；（2）打开煤炭反应釜罐体，装入垫片，装入试样，垫片的作用是使全部试样处于加热区；（3）关闭阀门第二、第六高温高压阀门，打开其余高温高压阀门，打开氦气气瓶，检测各管路的气密性，测定各管路及罐体的体积，用以计算装样后的煤炭反应釜的死空间；（4）打开十个高温高压阀门，对整个装置进行抽真空；（5）关闭所有阀门，打开第八高温高压阀门，打开瓦斯气气瓶，向煤炭反应釜中充入瓦斯气体，进行吸附平衡测定，记录煤炭反应釜气压及室温、大气压，用以计算充入瓦斯的游离瓦斯量及吸附瓦斯量；（6）关闭所有阀门，打开第六高温高压阀门和第一高温高压电磁阀，采用液体增压泵，向超临界介质生成釜中注入1/3水，关闭所有阀门，并同时加热超临界介质生成釜和煤炭反应釜，使得两者温度都达到超临界水温度临界点以上，保证超临界介质生成釜和煤炭反应釜这两个反应釜中的水能时刻保持超临界状态，或能很快从气液态恢复成超临界状态；（7）在超临界介质生成釜达到超临界状态后打开超临界介质生成釜、煤炭反应釜中间的第九高温高压阀门，使超临界介质生成釜、煤炭反应釜中，超临界二氧化碳由超临界介质生成釜流到煤炭反应釜中，进行含瓦斯煤的超临界水气液化实验；（8）反应完成，关闭所有电磁阀，关闭超临界介质生成釜和煤炭反应釜的温控装置，使两个反应釜的温度自然下降；（9）打开第三高温高压电磁阀、第四高温高压阀门，收集气体试样；打开第五高温高压阀门，收集液体试样。 7.根据权利要求6所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验方法，其特征在于：所述的煤粒径分别为<0.074mm、0.074-0.2mm、0.2-0.25mm、0.25-0.5mm、0.5-1mm、1-3mm、3-5mm、5-10mm中的一种。 8.根据权利要求6所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验方法，其特征在于：高温高压电磁阀采用机械按钮控制通路，保证试验过程中的安全；装置中所有管路、反应罐均采用进口不锈钢314，理论使用温度1250℃，螺栓使用310s理论使用温度1150℃，实际使用温度为理论温度的70%；其中650℃以内能长期使用，800℃低频率使用；超810℃报警并停止加热；所有管路均为不锈钢高压盘管。 9.根据权利要求6所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验方法，其特征在于：所述的马弗炉加热器，分别控制各反应罐内温度，设备温度设置为自动加温，且设备有快速加热和均匀加热两个加热装置，快速加热装置加热速度快，均匀加热装置加热速度慢；马弗炉加热器的体积：400400600mm；防堵过滤超细筛能过滤试样的最小直径可达60微米。 10.根据权利要求6所述的超临界水-含瓦斯煤的气液化实验方法，其特征在于：所述的安全泄压阀最大压力为30Mpa；所述的压力变送器信号范围0-30MPa；所述的负载压力变送器信号范围0-0.1MPa。
所属类别：	发明专利