CN104214791A - 甲醇气化机及甲醇气化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气化设备和气化方法。一种甲醇气化充分的甲醇气化机，包括导热油箱、气态甲醇出口和甲醇输入泵，导热油箱内设有加热器、加热盘管和若干个串联连接在一起的喷淋式气化室，加热盘管的一端同甲醇输入泵连接在一起，喷淋式气化室包括气化腔和一端穿设在气化腔内的喷淋管，气化腔的内表面构成气化面，气化腔设有气化室出口，喷淋管位于气化腔外的一端设有气化室入口、位于气化腔内的部分上设有喷孔，喷淋式气化室中的第一个喷淋式气化室的气化室入口同加热盘管的另一端连接在一起、最后一个喷淋式气化室的气化室出口同气态甲醇出口连接在一起。本发明解决了现有的气化设备不能够使甲醇充分气化的问题。

Description

甲醇气化机及甲醇气化方法

技术领域

    本发明涉及气化设备和气化方法，尤其涉及一种甲醇气化机及甲醇气化方法。

背景技术

甲醇的火焰温度最高可达在1100℃左右,如果在富氧充分燃烧下火焰温度可达1200℃左右，并且焰心、内焰和外焰的温度依次增高，外焰燃烧充分时温度最高，要想使甲醇的燃烧火焰温度更高应提前预热，另外科学的调节甲醇与氧气的比例后，燃烧就会很充分，高含氧量下的甲醇充分燃烧后其燃烧值及火焰温度会增加70%左右。传统甲醇燃烧是液体燃烧，燃烧的很不充分，大大降低了热值的发挥，并且有刺激性的味道产生，既不利于环保，又很难使甲醇当作工业燃烧能源来普及。汽化后的气态甲醇既可以单独燃烧也可以与液化气、天然气或氧气等可燃性气体进行掺混，更进一步最大限度发挥甲醇的燃烧效益，其热值完全可以和天然气相媲美，甚至在一定程度上其热值超过天然气。是21世纪用来替代液化气、柴油、天然气及煤等工业燃料最理想的清洁、环保新能源，大大降低了企业的生产成本，是目前正在使用柴油、液化气、煤、等作为主要燃料的工厂及餐饮行业进行节能降耗全方位改造的首选节能设备，可为企业不同程度的降低35%—10%的经营成本。甲醇气化后进行燃烧则需要有气化机来完成。现有的对甲醇进行气化的方法为采用加热煮沸的方法进行气化，对应的气化设备为加热煮沸式的结构。如在中国专利号为032720823、授权公告日为2004年8月25日、名称为“一种轻羟气化装置”的专利文件中公开了一种煮沸式的气化设备，该气化设备通过导热油给流过盘管的液体进行加热、使得液体产生气化。该气化设备用于气化甲醇时存在以下不足：气化过程中甲醇会产生沸腾现象而导致甲醇气体中含有甲醇液体，也即甲醇气化不彻底；导热油容易产生喷油现象；不能够将甲醇气体中的水分离出。

发明内容

本发明的第一目的旨在提供一种甲醇气化充分的甲醇气化机及甲醇气化方法，解决了现有的气化设备不能够使甲醇充分气化的问题。

本发明的第二目的旨在第一目的的基础上进一步提高一种能够防止导热油产生喷油现象的甲醇气化机，解决了现有的通过导热油进行加热的气化装置会产生导热油喷油现象的问题。

本发明的第三个目的旨在第一目的的基础上进一步提供一种能够将甲醇气体中的液体水分离出的甲醇气化机，解决了现有的气化设备气化甲醇时不能够将水分离出的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种甲醇气化机，包括导热油箱、位于导热油箱外部的气态甲醇出口、位于导热油箱内的若干个串联连接在一起的喷淋式气化室和出口同加热盘管一端连接在一起的甲醇输入泵，所述导热油箱内设有加热器和加热盘管，所述喷淋式气化室包括气化腔和一端穿设在气化腔内的喷淋管，所述气化腔的内表面构成气化面，所述气化腔设有气化室出口，所述喷淋管位于气化腔外的一端设有气化室入口、位于气化腔内的部分上设有喷孔，所述喷淋式气化室中的第一个喷淋式气化室的气化室入口同所述加热盘管的另一端连接在一起、最后一个喷淋式气化室的气化室出口同所述气态甲醇出口连接在一起。使用时，将导热油加添到导热油箱内，通过加热器对导热油进行加热，液体甲醇在甲醇输入泵的作用下进入加热盘管而被导热油加热，然后经气化室进口进入喷淋管而喷淋到气化腔的内表面（即气化面）上，气化腔由于受到导热油的加热处于热的状态、使得喷到气化面上的甲醇被气化，喷淋过程中可能由于没有碰到气化面或气化面提供的热量不够等因素导致甲醇有部分没有被气化的现象产生，此时在进入下一级喷淋式气化室时甲醇被进一步气化和提高温度、最后使得甲醇气体以高温状态从气体甲醇出口流出而进入燃烧炉进行燃烧。本申请的若干喷淋式气化室包括只有一个气化室的方案。两个或以上喷淋式气化室并联连接在一起则等同于一个喷淋式气化室，因此将若干个喷淋式气化室采用串联、并列的方式混联在一起也为本申请的等同的技术方案。

本发明还包括位于导热油箱上方的导热室，所述导热室底壁内表面呈倾斜状态，所述导热室和导热油箱之间通过第一油管和第二油管连通，所述第一油管的上端口位于导热室底壁高端、下端口位于导热油箱顶壁，所述第二油管的上端口位于导热室底壁低端、下端口低于第一油管的下端口。能够有效防止导热油产生喷油现象。当导热油品质不良而产生喷油现象时，油经第一油管而进入导热室被降温去沸、然后迅速下流而经第二油管回流到导热油箱内，从而起到防止喷油的作用。

作为优选，所述第一油管呈倾斜状态。能够有效防止导热油产生假喷油现象。

作为优选，所述第一油管的倾斜角为度为45°～60°。既能够有效防止真假喷油现象。

作为优选，所述加热器位于导热油箱的下部、喷淋式气化室和加热盘管位于导热油箱的上部，所述第二油管的下端口位于喷淋式气化室和加热盘管二者的下方。既能对淹没住加热盘管和喷淋式气化室的导热油进行充分加热，又能够防止导热油不能够添加到导热油箱的下部而覆盖住加热器而产生干烧现象（从顶部加油时，由于盘管和喷淋式气化室的设置、连通导热油箱上下部的空间通道时较小的、容易产生回气不畅而导致下部无油而产生干烧的现象）。

本发明还包括使导热油在导热油箱的下部空间和上部空间之间进行循环的导热油循环泵。现有的对同一箱体内的流体进行加热的惯用手段都为将加热器放置在容器的底部而通过流体自然对流的方式使得容器内流体各个部分的温度保持一致，该方法对于上部不停地进行热量流失（甲醇气化时吸收掉）且有物体阻碍流动的结构时、则导热的及时性会较差。本技术方案能够克服上述问题，使导热油箱内的喷淋式气化室及盘管受热均匀，有效杜绝导热油喷油现象。

作为优选，所述气态甲醇出口对接有第一气液分离器。避免设备启动时，由于预热不充分而产生少量液体甲醇，流动到燃烧装置的用火端头。

作为优选，所述喷淋式气化室中的最后一个喷淋式气化室的气化腔中设有甲醇排残出口，所述甲醇排残出口对接有第二气液分离器。避免甲醇含水，随甲醇气体流动到燃烧装置的用火端头。实现了第三个发明目的。

作为优选，所述甲醇输入泵为调速泵，所述甲醇输入泵的出口端设有第一压力表。能够及时获知甲醇压力并调整到压力符合要求，使液体甲醇进入设备时气化平稳，流速稳定，杜绝出现甲醇回流现象。

一种甲醇气化方法，包括以下步骤：

第一步、在导热油箱中加热导热油到导热油完全覆盖住加热器、喷淋式加热室和换热盘管；

第二步、通过加热器将导热油箱箱内的导热油加热到200～220℃；

第三步：通过甲醇输入泵将甲醇输入到加热盘管，甲醇流过加热盘管时被导热油加热，热的甲醇从喷淋管的喷孔喷射到气化面上而被气化。

本发明具有下述优点：能够对甲醇进行快速充分的气化；能够使流出的甲醇气体保持高温且含液体甲醇量少。

附图说明

图1为实施例一中的甲醇气化机的结构示意图。

图2为实施例一中的喷淋式气化室的示意图。

图3为实施例二中的喷淋式气化室的示意图。

图中：导热油箱1、液位显示器11、第一温度显示器12、导热油箱顶壁13、加热器2、加热盘管3、甲醇输入泵4、第一管道41、第一压力表42、第一控制阀43、第二控制阀44、支架45、喷淋式气化室5、气化室入口51、气化室出口52、甲醇排残出口53、气化腔54、第一褶皱部541、导热油储存腔542、拓展槽543、喷淋管55、第二褶皱部551、甲醇储存腔552、喷淋管连接相邻第二褶皱部的部位553、喷孔56、喷淋管朝向气化室出口的一端57、气态甲醇出口6、第二管道61、第三控制阀62、第七控制阀63、第一气液分离器64、导热油循环泵7、第三管道71、第四管道72、第五控制阀73、导热室8、导热室底壁81、第二油管82、加油口83、第六控制阀84、安全放散阀85、第三压力表86、第一油管87、第二气液分离器9、第四控制阀91、第二压力表92、第八控制阀93。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种甲醇气化机，包括导热油箱1、加热器2、加热盘管3、甲醇输入泵4、喷淋式气化室5、气态甲醇出口6、导热油循环泵7和导热室8。

导热油箱1设有液位显示器11和第一温度显示器12。

加热器2位于导热油箱1内部的下端。

加热盘管3位于导热油箱1内部的上端。加热盘管3的进口端同过第一管道41同甲醇输入泵4的出口端对接在一起。第一管道41上设有第一压力表42和第一控制阀43。第一控制阀43为球阀。

甲醇输入泵4位于导热油箱1的外部。甲醇输入泵4为调速泵。更具体地为手动调速泵。甲醇输入泵4的进口端设有第二控制阀44。第二控制阀44为球阀。甲醇输入泵4安装在支架45上。

喷淋式气化室5位于导热油箱1的内部上端。喷淋式气化室5有5个。喷淋式气化室5设有气化室入口51和气化室出口52。5个喷淋式气化室5串联连接在一起。5个喷淋式气化室5中的第一个喷淋式气化室（即图中最右端的那个）的气化室入口同加热盘管3的出口端连接在一起。5个喷淋式气化室5中的最后一个喷淋式气化室的气化室出口通过第二管道61同气态甲醇出口6连接在一起。第二管道61上设有第一气液分离器64和第三控制阀62。第一气液分离器64的气体出口即构成气态甲醇出口6。第一气液分离器64的液体出口上设有第七控制阀63。第三控制阀62为法兰球阀。气态甲醇出口6、第一气液分离器64和第三控制阀62都位于导热油箱1的外部。

5个喷淋式气化室5中的最后一个喷淋式气化室设有甲醇排残出口53。甲醇排残出口53同第二气液分离器9连接在一起。甲醇排残出口53和第二气液分离器9之间设有第四控制阀91和第二压力表92。第四控制阀91为球阀。第二气液分离器9的液体出口上设有第八控制阀93。

导热油循环泵7位于导热油箱1的外部。导热油循环泵7的进口端通过第三管道71同导热油箱1的下部空间（即加热器所在的部位）连通。导热油循环泵7的出口端通过第四管道72同导热油箱1的上部空间（即喷淋式加热室所在的部位）连通。第三管道71上设有第五控制阀73。第五控制阀73为球阀。

导热室8位于导热油箱1的外部上方。导热室底壁81内表面呈倾斜状态。导热室8和导热油箱1之间通过第一油管87和第二油管82连通。第一油管87的上端口位于导热室底壁81高端。第一油管81的下端口位于导热油箱顶壁13。第一油管87呈倾斜状态。第一油管87的倾斜角度为45°～60°。第二油管82的上端口位于导热室底壁81低端。第二油管82的下端口位于导热油箱1中部以下的部位，本实施例中为位于加热器2和喷淋式气化室5之间。导热室8设有加油口83、第六控制阀84、安全放散阀85和第三压力表86。安全放散阀85能够避免导热油箱1内导热油循环时、产生气体无法排放而导致的安全事故。

参见图2，喷淋式气化室5包括气化腔54和喷淋管55。气化腔54的内表面构成气化面。气化室出口52设置于气化腔54。当设置有甲醇残余出口时，甲醇残余出口设置于气化腔54。喷淋管55一端穿设在气化腔54内。气化室进口51设置于喷淋管55位于气化腔54外部的部分上。喷淋管55位于气化腔内的部分上设有若干喷孔56。喷淋管朝向气化室出口的一端57为封闭结构即没有设置喷孔，这样能够优选避免液态甲醇不被气化而流出气化腔。

喷孔56为直径为1～1.5毫米的孔。喷孔56的空间距为18～22mm。该结构尺寸关系能够提高甲醇的气化效果。

对甲醇进行气化的方法为：

参见图1、第一步、经加油口83注入导热油，导热油经换热室8、第一油管87和第二油管82而流到导热油箱1中。导热油的温度为320～350℃。导热油的加入量为能够淹没喷淋式气化室5和换热盘管3且在导热油箱1的上方留有空隙即不完全装满导热油箱。

第二步、通过加热器2将导热油箱箱1内的导热油加热到200～220℃。通过温度显示器12进行观察温度是否达到。在加热的过程中开启第五控制阀73并通过导热油循环泵7对导热油箱1内的导热油进行循环。

第三步：先开启第一控制阀43、第二控制阀44、第四控制阀92和甲醇输入泵4，然后开启第三控制阀62。甲醇输入泵4将甲醇输入到加热盘管3，甲醇流过加热盘管3时被导热油加热。

参见图2，热的甲醇从气化室入口51进入喷淋管55后经喷孔56喷射到气化腔54的内表面即气化面上而被气化。气体甲醇及没有被充分气化的甲醇经气化室出口52流出。

参见图1，然后流向下一个喷淋式气化室5，依次类推，最后气体（如果甲醇中含有水则气体为甲醇气体和水蒸汽）经过第一气液分离器64分离后而从气态甲醇出口6流出到燃烧器。甲醇中所含的没有被气体的水等残留物经甲醇排残出口53排到第二气液分离器9中被气液分离后排出。

实施例二，同实施例一的不同之处为:参见图3，气化腔54的壁部设有若干朝向气化腔内部凸起的第一褶皱部541。第一褶皱部541沿气化腔54的周向分布。第一褶皱部541的外表面形成导热油储存腔542。相邻的第一褶皱部之间形成拓展槽543。拓展槽543的壁面构成气化面。喷淋管55设有若干朝向喷淋管外部凸起的第二褶皱部551。第二褶皱部551一一对应地容置在拓展槽543中。第二褶皱部551的内表面之间形成同喷淋管55内部连通的甲醇储存腔552。第二褶皱部551上设有喷孔56。喷淋管连接相邻第二褶皱部的部位553上也设有喷孔56。该结构能够在不增加喷淋式气化室的外观体积的情况下增加气化面的面积、且能够使得所有的气化面都能够被导热油充分加热和甲醇能够有效地喷淋到气化面的各个部位，从而起到提高气化效率的作用。

Claims (10)

1.一种甲醇气化机，包括导热油箱和位于导热油箱外部的气态甲醇出口，所述导热油箱内设有加热器和加热盘管，其特征在于，还包括位于导热油箱内的若干个串联连接在一起的喷淋式气化室和出口同加热盘管一端连接在一起的甲醇输入泵，所述喷淋式气化室包括气化腔和一端穿设在气化腔内的喷淋管，所述气化腔的内表面构成气化面，所述气化腔设有气化室出口，所述喷淋管位于气化腔外的一端设有气化室入口、位于气化腔内的部分上设有喷孔，所述喷淋式气化室中的第一个喷淋式气化室的气化室入口同所述加热盘管的另一端连接在一起、最后一个喷淋式气化室的气化室出口同所述气态甲醇出口连接在一起。

2.根据权利要求1所述的甲醇气化机，其特征在于，还包括位于导热油箱上方的导热室，所述导热室底壁内表面呈倾斜状态，所述导热室和导热油箱之间通过第一油管和第二油管连通，所述第一油管的上端口位于导热室底壁高端、下端口位于导热油箱顶壁，所述第二油管的上端口位于导热室底壁低端、下端口低于第一油管的下端口。

3.根据权利要求2所述的甲醇气化机，其特征在于，所述第一油管呈倾斜状态。

4.根据权利要求3所述的甲醇气化机，其特征在于，所述第一油管的倾斜角为度为45°～60°。

5.根据权利要求2或3或4所述的甲醇气化机，其特征在于，所述加热器位于导热油箱的下部、喷淋式气化室和加热盘管位于导热油箱的上部，所述第二油管的下端口位于喷淋式气化室和加热盘管二者的下方。

6.根据权利要求5所述的甲醇气化机，其特征在于，还包括使导热油在导热油箱的下部空间和上部空间之间进行循环的导热油循环泵。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的甲醇气化机，其特征在于，所述气态甲醇出口对接有第一气液分离器。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的甲醇气化机，其特征在于，所述喷淋式气化室中的最后一个喷淋式气化室的气化腔中设有甲醇排残出口，所述甲醇排残出口对接有第二气液分离器。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的甲醇气化机，其特征在于，所述甲醇输入泵为调速泵，所述甲醇输入泵的出口端设有第一压力表。

10.一种适用于权利要求1所述的甲醇气化机的甲醇气化方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、在导热油箱中加热导热油到导热油完全覆盖住加热器、喷淋式加热室和换热盘管；

第二步、通过加热器将导热油箱箱内的导热油加热到200～220℃；

第三步：通过甲醇输入泵将甲醇输入到加热盘管，甲醇流过加热盘管时被导热油加热，热的甲醇从喷淋管的喷孔喷射到气化面上而被气化。