一种煤中碳元素含量的监测装置的制作方法

1.本技术涉及碳元素含量检测技术领域，特别是涉及一种煤中碳元素含量的监测装置。


背景技术：

2.碳在煤中的含量约为50％～90％，是煤的主要成分，是可燃元素，是发热量的主要来源。
3.测量煤中碳元素含量的方法通常为，通过锅炉对煤进行燃烧，然后测煤燃烧所产生气体中的二氧化碳含量，再根据二氧化碳含量测得煤中碳元素含量，目前的锅炉为具有通风装置的腔体，例如，煤样堆积在一起，煤与氧气的接触面小，燃烧煤时会存在燃烧不充分的问题，从而导致煤中碳元素含量测量不准确。
4.因此，如何提高煤中碳元素含量测量的准确性是本领域技术人员亟需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种煤中碳元素含量的监测装置，用于使煤充分燃烧，提高煤中碳元素含量测量的准确性。
6.为解决上述技术问题，本技术提供一种煤中碳元素含量的监测装置，包括：
7.第一管道，用于输送氧气；
8.燃烧装置，用于燃烧煤样，所述燃烧装置包括加热腔体，蛇形管和加热丝，所述加热腔体设有气体入口和气体出口，所述加热腔体的气体入口与所述第一管道连通，所述加热腔体内部设有蛇形管，所述蛇形管从所述加热腔体的底部弯曲延伸至所述加热腔体的顶部，所述蛇形管的一端与所述加热腔体的气体入口连通，所述蛇形管表面设有通孔，所述加热丝缠绕于所述蛇形管表面；
9.二氧化碳检测装置，所述二氧化碳检测装置通过第二管道与所述加热腔体的气体出口连通，用于检测所述燃烧装置燃烧煤样所产生的气体中二氧化碳含量，以便根据所述二氧化碳含量确定所述煤样中的碳元素含量。
10.优选地，所述蛇形管靠近加热腔体底部的一端与所述加热腔体的气体入口连通。
11.优选地，还包括预处理装置和第三管道，所述第二管道分别与所述加热腔体的气体出口和所述预处理装置的气体入口连通，所述第三管道分别与所述预处理装置的气体出口和所述二氧化碳检测装置连通，所述预处理装置用于盛放二氧化锰和无水氯化钙，用于去除所述煤样燃烧所产生的气体中氮氧化物。
12.优选地，还包括称重传感器，所述称重传感器设于所述燃烧装置的底部，用于检测所述燃烧装置中煤样的质量。
13.优选地，还包括干燥装置和第四管道，所述干燥装置分别与所述第一管道和所述第四管道连通，所述第四管道用于将所述氧气输送至所述干燥装置，所述干燥装置用于对
所述氧气进行干燥，所述第一管道用于将干燥后的氧气输送至所述燃烧装置。
14.优选地，所述第四管道设有第一流量计，所述第一流量计用于检测所述氧气的输送流量。
15.优选地，所述二氧化碳检测装置包括气体吸收瓶、密度计、数模转换装置和控制模块，所述控制模块与所述数模转换装置连接，所述数模转换装置分别与所述密度计、所述第一流量计、所述称重传感器和所述加热丝连接，所述气体吸收瓶中盛放吸收液，所述吸收液用于吸收所述煤样燃烧所产生的气体中的二氧化碳，所述密度计用于监测所述吸收液的密度值，所述控制模块用于根据所述密度值确定二氧化碳含量，以便根据所述二氧化碳含量确定所述煤样中的碳元素含量。
16.优选地，还包括尾气回收装置，所述尾气回收装置通过第五管道与所述气体吸收瓶连接，所述尾气回收装置用于回收所述煤样燃烧所产生的气体中除二氧化碳气体的其余气体。
17.优选地，还包括废液盒，所述废液盒通过第六管道与所述气体吸收瓶连通，所述第六管道上设于第一蠕动泵，所述第一蠕动泵与所述控制模块连接，用于将所述气体吸收瓶中已吸收二氧化碳的吸收液回收至所述废液盒。
18.优选地，还包括储液盒，所述储液盒通过第七管道与所述气体吸收瓶连通，所述第七管道设有第二蠕动泵和第二流量计，所述第二蠕动泵与所述控制模块连接，用于将所述储液盒中未吸收二氧化碳的吸收液输送至所述气体吸收瓶，第二流量计与所述数模转换装置连接，用于检测未吸收二氧化碳的吸收液的输送流量。
19.本技术所提供的一种煤中碳元素含量的监测装置，包括：第一管道，用于输送氧气；燃烧装置，用于燃烧煤样，燃烧装置包括加热腔体，蛇形管和加热丝，加热腔体设有气体入口和气体出口，加热腔体的气体入口与第一管道连通，加热腔体内部设有蛇形管，蛇形管从加热腔体的底部弯曲延伸至加热腔体的顶部，蛇形管的一端与加热腔体的气体入口连通，蛇形管表面设有通孔，加热丝缠绕于蛇形管表面；二氧化碳检测装置，二氧化碳检测装置通过第二管道与加热腔体的气体出口连通，用于检测燃烧装置燃烧煤样所产生的气体中二氧化碳含量，以便根据二氧化碳含量确定煤样中的碳元素含量。加热腔体内部的蛇形管及其表面分布的通孔增大了煤样与加热后的氧气的接触面积，能够保证煤样的充分燃烧，从而二氧化碳检测装置检测的二氧化碳含量的准确性提高，进而提高煤中碳元素含量测量的准确性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例提供的一种煤中碳元素含量的监测装置的结构图；
22.附图标记如下：1为第一管道、2为加热腔体、3为蛇形管、4为加热丝、5为第二管道、6为称重传感器、7为预处理装置、8为第三管道、9为干燥装置、10为第四管道、11为第一流量计、12为气体吸收瓶、13为密度计、14为数模转换装置、15为控制模块、16为尾气回收装置、17为第五管道、18为废液盒、19为第六管道、20为第一蠕动泵、21为储液盒、22为第七管道、
23为第二蠕动泵、24为第二流量计。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
24.本技术的核心是提供一种煤中碳元素含量的监测装置。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
26.图1为本技术实施例提供的一种煤中碳元素含量的监测装置的结构图，如图1所示，煤中碳元素含量的监测装置，包括：第一管道1，用于输送氧气；燃烧装置，用于燃烧煤样，燃烧装置包括加热腔体2，蛇形管3和加热丝4，加热腔体2设有气体入口和气体出口，加热腔体2的气体入口与第一管道1连通，加热腔体2内部设有蛇形管3，蛇形管3从加热腔体2的底部弯曲延伸至加热腔体2的顶部，蛇形管3的一端与加热腔体2的气体入口连通，蛇形管3表面设有通孔，加热丝4缠绕于蛇形管3表面；二氧化碳检测装置，二氧化碳检测装置通过第二管道5与加热腔体2的气体出口连通，用于检测燃烧装置燃烧煤样所产生的气体中二氧化碳含量，以便根据二氧化碳含量确定煤样中的碳元素含量。
27.本技术实施中的加热腔体2用来盛放煤样，第一管道1将氧气输送至蛇形管3内，蛇形管3内的氧气被加热丝4加热，加热后的氧气通过蛇形管3表面分布的通孔进入加热腔体2内使煤样燃烧。本技术实施例中的蛇形管3从加热腔体2的底部延伸至顶部，蛇形管3表面分布有多个通孔，加热丝4缠绕于蛇形管3的表面。如图1所示，氧气经第一管道1从加热腔体2的气体入口进入，若气体入口靠近加热腔体2的顶部，可经过一个导气管与蛇形管3靠近加热腔体底部的一端连通，使氧气缓缓从蛇形管3的底部上升至顶部。本技术实施例对二氧化碳的检测装置不作具体限定，结合检测出的二氧化碳含量，再根据二氧化碳的化学式即可推算出碳元素的含量，此方法为现有技术，在此不展开说明。
28.本技术实施例所提供的一种煤中碳元素含量的监测装置，包括：第一管道，用于输送氧气；燃烧装置，用于燃烧煤样，燃烧装置包括加热腔体，蛇形管和加热丝，加热腔体设有气体入口和气体出口，加热腔体的气体入口与第一管道连通，加热腔体内部设有蛇形管，蛇形管从加热腔体的底部弯曲延伸至加热腔体的顶部，蛇形管的一端与加热腔体的气体入口连通，蛇形管表面设有通孔，加热丝缠绕于蛇形管表面；二氧化碳检测装置，二氧化碳检测装置通过第二管道与加热腔体的气体出口连通，用于检测燃烧装置燃烧煤样所产生的气体中二氧化碳含量，以便根据二氧化碳含量确定煤样中的碳元素含量。加热腔体内部的蛇形管及其表面分布的通孔增大了煤样与加热后的氧气的接触面积，能够保证煤样的充分燃烧，从而二氧化碳检测装置检测的二氧化碳含量的准确性提高，进而提高煤中碳元素含量测量的准确性。
29.基于上述实施例，本技术实施例还包括预处理装7置和第三管道8，第二管道5分别与加热腔体2的气体出口和预处理装置7的气体入口连通，第三管道8分别与预处理装置7的气体出口和二氧化碳检测装置连通，预处理装置7用于盛放二氧化锰和无水氯化钙，用于去
除煤样燃烧所产生的气体中氮氧化物。如图1所示，燃烧装置与二氧化物检测装置之间设有一预处理装置7，通过预处理装置处理气体中的氮氧化物，进一步提高煤中碳元素含量的准确性。
30.基于上述实施例，本技术实施例还包括称重传感器6，称重传感器6设于燃烧装置的底部，用于检测燃烧装置中煤样的质量。基于此，还包括干燥装置9和第四管道10，干燥装置9分别与第一管道1和第四管道10连通，第四管道10用于将氧气输送至干燥装置9，干燥装置9用于对氧气进行干燥，第一管道1用于将干燥后的氧气输送至燃烧装置。第四管道10设有第一流量计11，第一流量计11用于检测氧气的输送流量。
31.本技术实施例在将氧气通入至燃烧装置之前，设置干燥装置9，干燥装置9装有干燥剂，如无水氯化钙，对氧气进行干燥。通过设置称重传感器6，方便了解燃烧装置中煤样的质量。基于此，在第四管道10设置第一流量计11，第一流量计11检测氧气的输送流量，保证通入氧气量的充足使煤在燃烧装置中能够充分燃烧。
32.基于上述实施例，本技术实施例中的二氧化碳检测装置包括气体吸收瓶、12、密度计13、数模转换装置14和控制模块15，控制模块15与数模转换装置14连接，数模转换装置14分别与密度计13、第一流量计11、称重传感器6和加热丝4连接，气体吸收瓶12中盛放吸收液，吸收液用于吸收煤样燃烧所产生的气体中的二氧化碳，密度计13用于监测吸收液的密度值，控制模块15用于根据密度值确定二氧化碳含量，以便根据二氧化碳含量确定煤样中的碳元素含量。
33.本技术实施例中的气体吸收瓶12中盛放吸收液，吸收液为氢氧化钠溶液，吸收液在吸收二氧化碳时其密度会发生变化。关于如何根据吸收液的密度值计算二氧化碳含量，可以是根据溶液中溶质的质量分数计算的有关公式(溶液的质量＝溶质的质量 溶剂的质量＝溶液的体积*溶液的密度)进行计算，此为常规方法，在此不做具体介绍；还可以对照预设的密度值与二氧化碳含量的关系曲线，通过插值法确定测量的吸收液的密度值对应的二氧化碳含量，密度值和二氧化碳含量的关系曲线的确定方法为，准备已知的不同二氧化碳含量的吸收液，然后分别测量不同二氧化碳含量的吸收液的密度值，得到二氧化碳含量对应密度值的关系曲线。并且本技术实施例对气体吸收瓶12的个数不作具体限定，可以是一个或多个，图1中式出了两个，两个吸收瓶之间通过管道连通。
34.相比红外法和激光法测二氧化碳含量对环境要求高、设备昂贵，测量精度易受到光源因素影响，本技术实施例的二氧化碳检测装置利用吸收剂吸收二氧化碳后密度发生变化，通过测定吸收剂的密度来确定烟气中二氧化碳含量，设备简单，设备成本较低，同时测量结果不会受到光源因素的影响，提高二氧化碳含量监测的准确性。
35.基于上述实施例，还可以包括尾气回收装置16，尾气回收装置16通过第五管道17与气体吸收瓶12连接，尾气回收装置16用于回收煤样燃烧所产生的气体中除二氧化碳气体的其余气体。
36.考虑到煤样燃烧的气体中的二氧化碳气体被吸收后，还会存在一些有害气体，通过设置尾气回收装16置，可防止有害气体直接排放到大气中，尾气回收装置16中可以装有浓硫酸。
37.基于上述实施例，还包括废液盒18和储液盒21，废液盒18通过第六管道19与气体吸收瓶12连通，第六管道19上设于第一蠕动泵20，第一蠕动泵20与控制模块15连接，用于将
气体吸收瓶12中已吸收二氧化碳的吸收液回收至废液盒18。储液盒21通过第七管道22与气体吸收瓶12连通，第七管道22设有第二蠕动泵23和第二流量计24，第二蠕动泵23与控制模块15连接，用于将储液盒21中未吸收二氧化碳的吸收液输送至气体吸收瓶12，第二流量计24与数模转换装置14连接，用于检测未吸收二氧化碳的吸收液的输送流量。基于这些装置，能够实现气体吸收瓶中吸收液的自动更换，节约人力，自动化程度更高。
38.以上对本技术所提供的一种煤中碳元素含量的监测装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
39.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。