[發明專利]自熱物質熱反應測試系統

有效

• 申請號: 201410043576.6
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103808543B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 蔣軍成;竇站;趙聲萍;毛光斌;趙冬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N25/22
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 徐冬濤,苗建

技術領域

本發明涉及一種熱反應測試裝置，尤其是一種密封環境下自熱物質生成與氧化自燃的測試裝置，具體地說是一種自熱物質熱反應測試系統。

背景技術

????目前，化工和石油化工生產過程中，油品儲罐氣相空間內壁表面上常形成低溫硫腐蝕產物，儲罐運行過程中常伴隨空氣進入儲罐氣相空間、氣相空間腐蝕性氣體經呼吸閥排出兩階段循環過程。低溫硫腐蝕產物在有氧氣存在情況下極易發生自熱反應放出大量熱，在聚熱環境良好的條件下放出的熱量使低溫硫腐蝕產物的自身溫度升高直至超過產物的自燃點形成自燃，由于氧化自燃過程中儲罐內壁表面常有易燃固體單質硫生成、儲罐內部氣相空間是易燃氣體與空氣混合形成的火災爆炸環境、儲罐內部附件含有可燃材料等原因，極易形成火災、爆炸事故，影響著化工和石油化工生產的正常運行。因此有必要對低溫硫腐蝕產物氧化自燃過程進行研究，尤其是對氧化自燃過程初期的研究更加顯得迫切。如果可以掌握低溫硫腐蝕產物初期的氧化自燃過程，尋找到可以用于監測預警的氧化自燃性指標，就可以在氧化自燃初期采取措施減少或杜絕自燃現象的發生，從而保障化工和石油化工生產的正常運行。?

目前，市面上還未出現用于自熱物質熱反應測試的系統或裝置，一些類似的系統和裝置均為各研究機構自制、功能單一，而具備自熱物質生成與氧化兩種功能的熱反應測試系統從未出現。加拿大Noranda技術研究中心曾公開了一種測試硫化礦石自熱速率的裝置及其測定方法，中南大學自行研制了專門用于測試硫化礦石氧化自熱的實驗系統，西安科技大學自行建造了煤自燃發火實驗臺，以上所涉及到的裝置、系統或實驗臺均無法用于自熱物質的生成、功能擴展性不強、實驗對象單一。目前還沒有功能多樣、擴展性較強、實驗對象多樣的自熱物質熱反應測試系統，也沒有相關文獻報道。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，設計一種功能多樣、擴展性較強的自熱物質熱反應測試系統。

本發明采用的技術方案如下：

一種自熱物質熱反應測試系統，其特征是：它包括有配氣裝置和氣源裝置，所述氣源裝置的出氣端與配氣裝置的進氣端對應連接，所述配氣裝置的出氣端與氣體潤濕裝置的進氣端相連，氣體潤濕裝置的出氣端與石英玻璃反應釜的進氣端相連，石英玻璃反應釜安裝于加熱套內，石英玻璃反應釜的出氣端設有氣體濃度傳感器，所述石英玻璃反應釜內裝有熱電偶。

所述配氣裝置包括有氮氣-還原性氣體配氣室、氮氣緩沖罐和氮氣-氧氣配氣室，它們具有各自的進氣端，所述氣源裝置包括有還原性氣體鋼瓶、氮氣鋼瓶和氧氣鋼瓶，氣源裝置通過軟管與配氣裝置上述三個進氣端連接，配氣裝置的三個出氣端與氣體潤濕裝置的進氣端連接，配氣裝置上設有可對氣體組分進行控制的配氣裝置控制面板。

所述配氣裝置的3個進氣端均各自包括一個閥門和一個質子流量計，其中氮氣鋼瓶的進氣端在連接其對應的閥門和質子流量計后，再通過三個閥門及氣體支路分別連接到氮氣-還原性氣體配氣室、氮氣緩沖罐和氮氣-氧氣配氣室，所述氮氣-還原性氣體配氣室、氮氣緩沖罐和氮氣-氧氣配氣室均有一個對應的帶閥門的出氣端。

所述的氮氣-還原性氣體配氣室、氮氣緩沖罐、氮氣-氧氣配氣室的尺寸和體積均相同。

所述氣體潤濕裝置包括流量計、盛有水的錐形瓶和安裝在錐形瓶上的管路，所述配氣裝置出氣端同時與錐形瓶上的進氣管及流量計的進氣口相連，錐形瓶上的出氣管連接所述流量計的進氣口，所述錐形瓶的進氣管下端處于液面以下，其出氣管下端處于液面以上。

所述錐形瓶的進氣管和出氣管上均設有閥門，所述配氣裝置出氣端與流量計進氣口相連的與錐形瓶進氣管和出氣管并列的支路上亦設有閥門。

所述石英玻璃反應釜的底部設有進油管。

所述石英玻璃反應釜由石英玻璃篩、石英玻璃反應釜蓋以及石英玻璃反應釜身組成，所述石英玻璃篩安裝于英玻璃反應釜身內部，石英玻璃反應釜蓋安裝在石英玻璃反應釜身上，石英玻璃反應釜蓋上設有出氣口及12個供熱電偶通過的預留孔；所述加熱套由加熱套桶身和保溫蓋組成，加熱套桶身上配有加熱套控制面板，用于調節石英玻璃反應釜內的環境溫度，所述保溫蓋上設有與石英玻璃反應釜蓋上預留孔對應的12個小孔。

所述氣體濃度傳感器和熱電偶的信號輸出端連接至數據采集模塊的信號輸入端，數據采集模塊的輸號輸出端連接至電腦。

所述石英玻璃反應釜身內壁同一高度上設有4個用于支撐石英玻璃篩的凸出點，所述石英玻璃篩上覆蓋有一層玻璃纖維層，待測試的自熱物質放置于所述玻璃纖維層上。

本發明的有益效果有：