阅读说明：本技术 一种高温条件下危化品***极限测定装置 (Dangerous chemical explosive limit measuring device under high-temperature condition ) 是由 周宁 王腾 李雪 倪鹏飞 袁雄军 李恩田 赵会军 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高温条件下危化品爆炸极限测定装置,包括气体制备单元、液体高温加热单元、固体材料高温分解单元、爆炸试验单元以及数据采集处理系统。通过气体制备单元、液体高温加热单元和固体材料高温分解单元分别向爆炸试验单元通入三相气液固混合物组成的可燃混合气体,对高温条件下危化品爆炸极限进行测试。本发明测试过程中可以根据实际需要进行气液固三相在高温高压下一定的配比,从而可以更贴切的模拟实际工业环境下的三相气液固混合物组成的可燃混合气体,并对其爆炸极限进行测试,为工业生产提供边界条件。(The invention relates to a device for determining the explosion limit of hazardous chemicals under a high-temperature condition, which comprises a gas preparation unit, a liquid high-temperature heating unit, a solid material pyrolysis unit, an explosion test unit and a data acquisition and processing system. Combustible mixed gas consisting of three-phase gas-liquid-solid mixture is respectively introduced into the explosion test unit through the gas preparation unit, the liquid high-temperature heating unit and the solid material high-temperature decomposition unit, and the explosion limit of hazardous chemicals under the high-temperature condition is tested. In the test process, the gas, the liquid and the solid can be mixed at a certain ratio under high temperature and high pressure according to actual needs, so that the combustible mixed gas consisting of three-phase gas, liquid and solid mixtures in the actual industrial environment can be more closely simulated, the explosion limit of the combustible mixed gas can be tested, and boundary conditions are provided for industrial production.)

一种高温条件下危化品***极限测定装置

技术领域

本发明涉及***极限测试技术领域，尤其是一种高温条件下危化品***极限测定装置。

背景技术

目前的***极限测试，主要是依据一些国家标准及行业标准，如GB/T21844-2008《化合物(蒸汽和气体)易燃性浓度限值的标准试验方法》、GB/T12474-2008《空气中可燃气体***极限测定方法》、ASTME681-04《化学品(蒸汽和气体)***极限标准测试方法》等，其测试对象主要针对气体或者蒸汽。CN201010509028.X涉及一种非标状态下可燃气体***极限测试系统,其包括配气装置、***装置、温控装置、数据采集处理装置；所述***装置包括防爆罐体和保温护套,防爆罐体和保温护套之间安装有加热元件,防爆罐体中安装有隔板,隔板将防爆罐体的内腔分隔成气体缓冲室和气体***室,隔板上安装有导通气体缓冲室和气体***室的电磁阀,***装置的输入口与气体缓冲室相连通,所述的输入口还旁接有真空泵；在所述的气体缓冲室中安装有缓冲压力传感器和缓冲温度传感器,在所述的气体***室中安装有***前温度传感器、***前压力传感器、点火器以及作为***测试用的***压力传感器。

现有技术在应用于液体固态混合物的测试时存在一些问题，当液体混合物中含有水时，按现有测试装置抽真空后进样，造成在正常使用过程中本来挥发量较小的水无形中扩大，对测试结果影响非常大；其次，即使液体混合物中都是可燃的有机物，在测量的时候抽真空后进样，使得测试时蒸汽的成分和液体混合物在生产、储存、运输及使用过程中自然挥发的气相成分存在明显的差别，导致现有测试装置的测试结果应用在化学品生产、储存、运输及使用过程中并不很准确。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种高温条件下危化品***极限测定装置，克服目前测试技术中只能进行单相可燃气体或液体混合物***极限测定的问题，在测试时可根据实际需要对气液固三相在高温高压下进行一定的配比，从而更贴切地模拟实际工业环境下三相气液固混合物组成的可燃混合气体，以测试可燃混合气体的***极限。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温条件下危化品***极限测定装置，包括气体制备单元、液体高温加热单元、固体材料高温分解单元、***试验单元以及数据采集处理系统。

气体制备单元：具有可按不同工况条件配置可燃混合气体的配气罐，配气罐管路连接有原料气罐；

液体高温加热单元：具有容置并加热液体物料的釜体，釜体内设有搅拌轴，搅拌轴上安装有上桨叶和下桨叶，上桨叶和下桨叶的侧面之间固定有导流管，釜体底部设有包容于釜体侧面的夹套；

固体材料高温分解单元：具有耐压壳体、终端控制器以及采气管，采气管安装在耐压壳体顶部并连通***试验单元，耐压壳体内设有用于放置引弧固体物料的铂坩埚，铂坩埚底部设有加热棒，铂坩埚上方设有作为电弧引发极的铂针，耐压壳体内壁顶部安装有红外测温探头，所述的加热棒、铂针和红外测温探头均与终端控制器线路连接；

***试验单元：包括柱形高压容器、点火装置以及鼓风机，点火装置与柱形高压容器线路连接，鼓风机与柱形高压容器两端以气管相连，柱形高压容器壁上连接有压力传感器，温度传感器、火焰传感器及应变传感器；

数据采集处理系统：具有与***试验单元线路连接的数据采集仪，数据采集仪内含有超动态电阻应变仪、动态测试分析仪和信号放大器。

进一步地，所述的配气罐管路连接有用于配气罐抽取真空的真空泵，配气罐顶端连接有安全阀，配气罐底部通过单流阀与柱形高压容器进气端管路连通。

所述的釜体呈倒锥形，釜体上端设有搅拌电机，搅拌电机输出轴与搅拌轴传动，导流管与柱形高压容器进气端管路连接。

所述的耐压壳体底部连接有用于耐压壳体抽取真空的真空泵，采气管与柱形高压容器进气端管路连接。

所述的柱形高压容器管路连接有用于柱形高压容器抽取真空的真空泵，柱形高压容器一侧连接有泄压阀，柱形高压容器另一侧连接有废气管，柱形高压容器中间表面开设有可视窗，柱形高压容器的进气端设有针阀。

本发明的有益效果是：本发明克服了目前测试技术中只能进行单相可燃气体或液体混合物***极限测定的问题，测试过程中可以根据实际需要进行气液固三相在高温高压下一定的配比，从而可以更贴切的模拟实际工业环境下的三相气液固混合物组成的可燃混合气体，并对其***极限进行测试，为工业生产提供边界条件，可以防止在化工生产中危险的发生的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、配气罐，2、真空泵，3、针阀，4、原料气罐，5、单流阀，6、压力传感器，7、温度传感器，8、安全阀，9、搅拌电机，10、釜体，11、夹套，12、导流管，13、上桨叶，14、下浆叶，15、搅拌轴，16、引弧固体物料，17、电弧，18、加热棒，19、红外测温探头，20、采气管，21、铂针，22、铂坩埚，23、终端控制器，24、火焰传感器，25、鼓风机，26、应变传感器，27、可视窗，28、点火装置，29、数据采集仪，30、柱形高压容器，31、泄压阀，32、废气管，33.耐热壳体。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的一种高温条件下危化品***极限测定装置，包括：包括气体制备单元、液体高温加热单元、固体材料高温分解单元、***试验单元以及数据采集处理系统。

所述气体制备单元：具有配气罐1，配气罐1管路连接有原料气罐4，配气罐1顶部连接有真空泵2和安全阀8，配气罐1侧壁连接有压力传感器6和温度传感器7，配气罐1底部的管路上设有针阀3。

所述液体高温加热单元：具有加热液体物料呈倒锥形的釜体10，釜体上端设有搅拌电机9，搅拌电机9输出轴传动连接有搅拌轴15，搅拌轴15上相距设有上桨叶13和下桨叶14，位于上桨叶13和下桨叶14的侧面之间固定有导流管12，釜体10底部设有包容于釜体10侧面的夹套11。

所述固体材料高温分解单元：具有加热装置、终端控制器23以及真空泵2，所述加热装置包括耐热壳体33，耐热壳体33内设有铂坩埚22、位于铂坩埚22内的引弧固体物料16及设在铂坩埚22底面的加热棒18，铂坩埚22是固体材料高温分解装置的重要组成部分，它是熔化和精炼金属液体以及固体加热、反应的容器，是保证固体材料高温分解顺利进行的基础。

位于引弧固体物料16上方设有作为电弧17引发极的铂针21，引弧固体物料16旁侧设有红外测温探头19，加热棒18、红外测温探头19及铂针21均与终端控制器23线路连接，红外测温探头19探测耐压壳体33的温度，反馈至终端控制器23，并通过终端控制器23调节不同温度段气化分解样品，使得复杂组分的采样分析成为可能，这样不仅可以实现根据具体待分析物质选择最优化的分解温度，终端控制器23还可以作为整个测定装置的安全屏障。

耐压壳体33内表面顶部安装有采气管20，耐压壳体33底部管路连接有真空泵2。

所述***试验单元：包括柱形高压容器30，该柱形高压容器30的设计温度范围为常温～600℃，设计压力范围为0～10MPa。所述柱形高压容器30上螺纹连接有压力传感器6、温度传感器7、火焰传感器24以及应变传感器26；位于柱形高压容器30右侧设有与柱形高压容器30线路连接的点火装置28，鼓风机25通过管路连接柱形高压容器30两端，柱形高压容器30左端连接有泄压阀31，柱形高压容器30右端设有废气管32，柱形高压容器30中部设有采用氟胶圈密封的可视窗31，柱形高压容器30左端还管路连接有真空泵2。

数据采集处理系统：包含有超动态电阻应变仪、动态测试分析仪和信号放大器，上述仪器均与数据采集仪29线路连接，数据采集仪29与***试验单元线路连接以记录***压力、***温度、火焰传播速度和容器应力形变等相关数据。

本发明的工作原理及使用流程：各单元安装连接好后，将柱形高压容器30温度加热至相应工况温度，并进行氮气吹扫，排出柱形高压容器30内的其他气体，开启氮气阀门，氮气经管路通入柱形高压容器30，最终由废气管32排出。经过三次吹扫后，关闭氮气阀门和废气管32的阀门，用真空泵2对柱形高压容器30进行抽真空处理，抽真空至0.1MPa。

将相应工况条件下液体物料放入釜体10中，在搅拌电机9的驱动下，搅拌轴15带动上浆叶13、下浆叶14及导流管12转动，在离心力的作用下使导流管12中的液体向上流动，且由于釜体10呈倒锥形，可保证釜体10底部的物料最大限度地与导流管12接触，使物料中的水份被导流管12抽走并蒸发，从而使得蒸汽排出并传输至柱形高压容器30内。

通过真空泵2将配气罐1中抽真空，按不同工况条件下将所需要的氧气和氮气或其它气体燃料由原料气罐4通入配气罐1，通过压力传感器6和温度传感器7进行压力和温度的监控，待配气罐1内的可燃混合气体均匀稳定后，经针阀3并通过单流阀5通入柱形高压容器30内。

将工况条件下的引弧固体物料16放入铂坩埚22内，在终端控制器23的控制下，加热棒18加热铂坩埚22中的引弧固体物料16，并通过铂针21引发产生电弧17，使引弧固体物料16产生等离子体而瞬间达到高温，将铂坩埚22中的引弧固体物料16分解气化，引弧固体物料16汽化后的蒸汽通过采气管20通入到柱形高压容器30内，红外测温探头19检测分解过程中的温度变化并传输至终端控制器23，从而对固体材料的分解气化过程进行监测。

开启鼓风机25，待上述气体制备单元、液体高温加热单元和固体材料高温分解单元所进入柱形高压容器30内的气体、蒸汽混合好后，关闭鼓风机25两端的阀门，同时关闭柱形高压容器30进气端的针阀3，开启柱形高压容器30上的压力传感器6，温度传感器7，火焰传感器24、应变传感器26以及相应的数据采集仪29，通过点火装置28调到相应的点火能进行点火，由数据采集仪29记录测试过程中的***压力、***温度、火焰传播速度和容器应力形变等相关数据，测试完毕后，开启废气管32的阀门，通过废气管32排出废气，根据测试情况确定是否需要调整气体量来进行再一次的测试。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。