CN105737189A - 一种管道式轻烃气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道式轻烃气化装置，包括：混空管、热风变量泵、输油管、油料变量泵和可编程控制器；混空管的进风端安装有进风单向阀，出气端安装有燃气出气单向阀，进风单向阀与热风变量泵相连；混空管内由上往下依次安装有旋风装置、防静电网、压力传感器和热电偶；混空管的管体上开设有输油管入口，输油管的出口端通过输油管入口伸入混空管内，输油管伸入部分的管壁上开设有若干油料出口，输油管的入口端连接有输油单向阀，输油单向阀与油料变量泵相连；可编程控制器分别与热风变量泵、油料变量泵、压力传感器及热电偶电性连接。通过上述方式，本发明可省减设备，降低造价、提高产量、稳定质量和提高经济效益。

Description

一种管道式轻烃气化装置

技术领域

本发明涉及轻烃气化装置领域，特别是涉及一种管道式轻烃气化装置。

背景技术

轻烃气化装置是把轻烃类轻质油气化，同时按一定比例与空气混合，形成混合气体的装置。用于制气的轻烃类轻质油，主要是C5（碳五）、C6（碳六）和C7（碳七）等。目前，可以将C5（碳五）从液态转变为气态，并与空气混合形成可燃气体，供人们使用，但难于将C6（碳六）和C7（碳七）制成燃气，并且，现有的气化装置存在安全性差、加热效率低、设备体积大、造价高、产气量小和油气混合配比不能定量控制、所产燃气质量不稳定等弊端。

在已公开的中国专利文献中，有一种《液态碳五气化装置》（专利号：ZL200720037587.9），使用“犹日常所见的热得快、电水壶用的加热元件”，将这种加热元件伸入于装有油料的罐腔中通电后给油料加热。这样加热，极不安全，会发生严重事故。日常使用中，即使将加热元件置于夹套管中，也难于杜绝安全隐患，并且明显降低加热效率。

另有一种《液态碳五气化装置》（发明专利号：ZL200910182911.X；实用新型专利授权公告号：CN201502867U），采用一组加热元件对加热介质（水）加热，并通过介质（水）隔着罐壁对罐内油料传热。其加热能耗高、效率低，且设备结构复杂、体积大、产气量小。

还有一种《高能混空轻烃反应釜》（专利申请号：201510538133.9），应用PLC智能控制，以水循环加热系统对轻烃类轻质油加热、并采用自然空气将油料鼓泡气化，同时与空气混合形成可燃气体。但也未能解决加热效率低、设备体积大、产气量小的问题，其智能控制系统未能实现对油料和空气定量、定比混合且自动控制，所产燃气质量不稳定。

上述现有技术，存在四大问题：（一）油料加热装置设计不合理。其中，采用电热棒加热者不安全；采用水循环系统加热者不经济。（二）产气质量不稳定。由于自然空气的温度不稳定，采用空气鼓泡使油料气化并与之混合，所制燃气受空气温度变化的影响而其产量和质量极不稳定。尤其在冬季，大量冷空气的混入，会降低加热效果、抑制油料的气化。因此，不仅不能正常产气，而且，制气原料局限于沸点较低的C5，无法将C6、C7等轻质油制成燃气。（三）现有生产轻烃混空燃气的控制技术，都未能有效控制油料与空气的混合配比，未能实现油料的定量供给，对于产气量、用气量及成本难于精确计量及核算，难于达到节能目的。（四）工艺复杂，设备庞大。制气工艺流程中除了动力系统和控制系统，还有水循环系统；油料提存、输送、加热、吹风鼓泡和气化系统；油气和空气混合系统；混空气体的缓存系统、分储与输送系统；油沫分离及未气化油料的回流系统等。与此工艺流程相应的可省改的设备有：反应釜、空气罐、油料提存罐、储气罐和分气罐等等，这些设备体积大、造价高、功效低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种管道式轻烃气化装置，能够利用给用户输送燃气的管道完成油气混合工艺，缩减设备，降低造价，节省能耗，保障生产安全，稳定产气质量，提高产气量。所产燃气能够替代天然气、液化气和煤炭，为工业和民用提供清洁能源。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种管道式轻烃气化装置，包括：混空管、热风变量泵、输油管、油料变量泵和可编程控制器；所述混空管的进风端安装有进风单向阀，出气端安装有燃气出气单向阀，所述进风单向阀与所述热风变量泵相连；所述混空管内由上往下依次安装有旋风装置、防静电网、压力传感器和热电偶；且所述混空管的管体上开设有输油管入口，所述输油管的出口端通过所述输油管入口伸入所述混空管内，且所述输油管伸入部分的管壁上开设有若干油料出口，所述输油管的入口端连接有输油单向阀，所述输油单向阀与所述油料变量泵相连；所述可编程控制器分别与所述热风变量泵、油料变量泵、压力传感器及热电偶电性连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述混空管的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温功能的低温型防爆电伴热带和第一保温层。

在本发明一个较佳实施例中，所述输油管的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温功能的中温型防爆电伴热带和第二保温层。

在本发明一个较佳实施例中，所述混空管的两端均为束接口，且所述束接口的口径与所述热风变量泵的输出口的口径相等。

在本发明一个较佳实施例中，所述混空管的管体直径不小于所述热风变量泵的输出口直径的2倍，且所述混空管的长度不小于所述混空管的管体直径的3倍。

在本发明一个较佳实施例中，所述若干油料出口的直径不大于2mm，且所述若干油料出口的截面积之和不小于所述输油管的截面积。

在本发明一个较佳实施例中，所述旋风装置为固定在所述混空管的进风端内的圆形旋风板。

在本发明一个较佳实施例中，所述压力传感器用于将所述混空管内的压力信息传输给所述可编程控制器。

在本发明一个较佳实施例中，所述热电偶用于将所述混空管内的温度信息传输给所述可编程控制器。

在本发明一个较佳实施例中，所述防静电网的材质为H62黄铜。

本发明的有益效果是：本发明能将轻烃类轻质油C5、C6、C7通过气化变成燃气。其最突出的有益效果为：

（1）简化了制气工艺。采用自动控温的电伴热带给油料加热，既使油料充分气化，又使工艺流程精简，且安全可靠。用简洁的装置、极低的造价实现了使轻烃油料安全地、可控地、持续地、经济地充分气化的目的，省减了水循环加热系统、复杂的鼓泡装置和油料气化系统，从而缩小油料气化设备的体积99.%以上、降低造价95%以上。

（2）减缩了设备体积。以混空管替代现有轻烃制气工艺流程中的反应釜、气化罐、分气罐和储气罐等系统设备，将经过加热气化的油料与热空气混合这个工艺流程置于输气管道之中，将混空过程与输气过程合二为一，据此，可减缩现有等效设备的体积近100%。如此改进后，可将混空管视同输气管，只要辅之于适当的防护措施，便可置之于地下。其它机械设备，如油料变量泵、热风变量泵，可以按照安全、环保和工艺方面的要求在工厂内集合组装成箱体，实现定型化、规范化、规模化生产。这样，用户只需有一处适当的空地安装这种箱体，将储油罐、输油管、输气管置于地下，将电器监控器安装于室内，便可建成一个制气站。管道式轻烃气化装置产气量高而规模小、造价低，便于推广使用。

（3）提高了产气质量。通过有效的控制油料与空气的混合配比及其供给量，实现了油气的定比、定量供给，实现了对轻烃燃气的质量和产量的有效控制，同时，便于精确计量及核算产气量、用气量及成本，便于节能减排。

（4）扩充了制气原料。电伴热带可以给油料加热到135℃，可满足各种轻烃类油料气化所需的温度，只要按工艺要求调整温度、压力和油气配比等参数，就能将C5、C6或C7等轻烃类轻质油转变为轻烃混空燃气。

附图说明

图1是本发明一种管道式轻烃气化装置一较佳实施例的结构图；

附图中各部件的标记如下：1、混空管，2、进风单向阀，3、燃气出气单向阀，4、旋风装置，5、防静电网，6、压力传感器，7、热电偶，8、低温型防爆电伴热带，9、第一保温层，10、输油管，11、中温型防爆电伴热带，12、第二保温层，13、油料出口，14、输油单向阀，15、油料变量泵，16、热风变量泵，17、可编程控制器，18、输油管入口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种管道式轻烃气化装置，包括：混空管1、热风变量泵16、输油管10、油料变量泵15和可编程控制器17；所述混空管1的进风端安装有进风单向阀2，出气端安装有燃气出气单向阀3，所述进风单向阀2与所述热风变量泵16相连；所述混空管1内由上往下依次安装有旋风装置4、防静电网5、压力传感器6和热电偶7；且所述混空管1的管体上开设有输油管入口18，所述输油管10的出口端通过所述输油管入口18伸入所述混空管1内，且所述输油管10伸入部分的管壁上开设有若干油料出口13，所述输油管10的入口端连接有输油单向阀14，所述输油管10的作用是将轻烃液体气化并输送到所述混空管1内，所述输油单向阀14与所述油料变量泵15相连；所述可编程控制器17分别与所述热风变量泵16、油料变量泵15、压力传感器5及热电偶6电性连接。

所述混空管1的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温和防爆功能的低温型防爆电伴热带8和第一保温层9。可以根据工艺设计要求选用市售的电伴热带。其作用是防止暂时停机状态下管内油气冷凝还原为液态和保持设备的待起动状态。

所述输油管10的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温和防爆功能的中温型防爆电伴热带11和第二保温层12。可以根据工艺设计要求选用市售的电伴热带，采用自动控温的电伴热带给油料加热，既使油料充分气化，又使工艺流程精简，且安全可靠。

所述压力传感器6用于将所述混空管1内的压力信息传输给所述可编程控制器17；所述热电偶7用于将所述混空管1内的温度信息传输给所述可编程控制器17。根据不同型号设备的不同产气量，计算设定供油量、供风量的工艺技术参数，由可编程控制器17控制油料变量泵15和热风变量泵16，实现定量、定比输入轻烃油料和热空气，并自动控制工作系统中的压力和温度。

下述为各个装置具体的结构及参数：

所述混空管1采用无缝钢管制造，工作温度为40℃-105℃，工作压力为0.035-0.045Mpa，其两端均为束接口，且所述束接口的口径与所述热风变量泵16的输出口的口径相等。

所述混空管1的管体直径不小于所述热风变量泵16的输出口直径的2倍，且所述混空管1的长度不小于所述混空管1的管体直径的3倍。

所述进风单向阀2和燃气出气单向阀3，根据工艺设计要求选用市售产品。

所述旋风装置4为固定在所述混空管1的进风端内的圆形旋风板，采用H62黄铜制作，其作用是使热风旋转，将油气与热风混合，变成轻烃混空燃气。

所述防静电网5的材质为H62黄铜，可防止气化时混合气流产生静电，确保生气安全。

所述压力传感器6和热电偶7，根据工艺设计要求选用市产品。压力传感器6和热电偶7与可编程控制器电性连接，其作用是将混空管内的压力信息和温度信息传送到控制器。

所述低温型防爆电伴热带8，保温参数根据所用制气原料而定，若采用C5为原料，则保温略高于36℃即可，根据工艺要求选用市售的低温型防爆电伴热带，防爆标志为：ExeIIT4。

所述第一保温层9和第二保温层12，可选用市售的蒸汽输送管保温材料。

所述输油管10，采用H62黄铜管制作，管径的大小与油料变量泵15的输出口径相等，具体根据设备产气量及其供油量的设计要求而定。

所述中温型防爆电伴热带11，具有自动控制温度和防爆的功能，可根据制气油料气化所需的温度而选定其自动控制温度的范围。如C5的气化温度为36.1℃，可选用温控范围38℃-105℃的中温型电伴热带，可根据工艺技术参数选用市售的中温型防爆电伴热带，防爆标志为：ExeIIT4。

所述油料出口13，有若干个，均匀分布在所述油料加热输送管10伸入混空管1内的伸入部分的管壁上，单个口径不大于2mm，且若干油料出口13的截面积之和不小于所述输油管10的截面积。

所述输油单向阀14，根据工艺设计要求选用市售产品。

所述油料变量泵15，根据产气量的设计要求选购相匹配的市售产品，油料变量泵15与可编程控制器17电性连接，其工作状态与热风变量泵16协同，受编程控制。

所述热风变量泵16，根据产气量的设计要求选购相匹配的市售产品，热风变量泵16与可编程控制器17电性连接，其工作状态与油料变量泵15协同，由可编程控制器17依据压力传感器6和热电偶7所采集的混空管1内的压力信息和温度信息控制变量泵的运作。所需热风的热源可利用用户的余热。

所述可编程控制器17，可请专业厂商根据工艺技术参数定制。

本发明的基本工作原理：

液态轻烃达到沸点温度时，会不断从液态转化为气态。根据这一原理，可将轻烃类轻质油加热气化后与热空气混合制成轻烃混空燃气。为了达到这一目的，本发明设计采用安全、自控的中温型防爆电伴热带11给输油管10加热，输油管10内的油料加热到沸点温度后，输入混空管1，同时输入热风。气化的油料和热风经过旋风装置4，在输气管道中混合，变成混空轻烃燃气输出。

本发明揭示了一种管道式轻烃气化装置，设备简洁，工艺精湛，投入小，产量高。制气工艺流程中的温度、压力、流量、油气配比等采用自动控制，安全可靠，节能环保。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种管道式轻烃气化装置，其特征在于，包括：混空管、热风变量泵、输油管、油料变量泵和可编程控制器；所述混空管的进风端安装有进风单向阀，出气端安装有燃气出气单向阀，所述进风单向阀与所述热风变量泵相连；所述混空管内由上往下依次安装有旋风装置、防静电网、压力传感器和热电偶；且所述混空管的管体上开设有输油管入口，所述输油管的出口端通过所述输油管入口伸入所述混空管内，且所述输油管伸入部分的管壁上开设有若干油料出口，所述输油管的入口端连接有输油单向阀，所述输油单向阀与所述油料变量泵相连；所述可编程控制器分别与所述热风变量泵、油料变量泵、压力传感器及热电偶电性连接。

2.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述混空管的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温功能的低温型防爆电伴热带和第一保温层。

3.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述输油管的管体外壁上从内到外依次包覆有具有控温功能的中温型防爆电伴热带和第二保温层。

4.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述混空管的两端均为束接口，且所述束接口的口径与所述热风变量泵的输出口的口径相等。

5.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述混空管的管体直径不小于所述热风变量泵的输出口直径的2倍，且所述混空管的长度不小于所述混空管的管体直径的3倍。

6.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述若干油料出口的直径不大于2mm，且所述若干油料出口的截面积之和不小于所述输油管的截面积。

7.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述旋风装置为固定在所述混空管的进风端内的圆形旋风板。

8.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述压力传感器用于将所述混空管内的压力信息传输给所述可编程控制器。

9.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述热电偶用于将所述混空管内的温度信息传输给所述可编程控制器。

10.根据权利要求1所述的管道式轻烃气化装置，其特征在于，所述防静电网的材质为H62黄铜。