CN106402923A - 一种超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺 - Google Patents

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Abstract

一种超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺，属于燃气制备技术领域。其特征在于：所述的燃气发生罐主体（1）设有超声波分布器（3），超声波分布器（3）上设有与超声波控制器（10）连接的第一超声波换能器（2），燃气发生罐主体（1）的下部中央位置设有旋风发生器（7），超声波分布器（3）的中部环绕在旋风发生器（7）的出风口外，燃气发生罐主体（1）的灌顶设有油料喷雾头（5）。本装置在现有的鼓泡制气的基础彻底改变制气形式，增加了超声换能装置，利用超声波的机械振动、空化作用和热作用，从而实现对轻烃油原料气化效果大幅度提升，提升了设备的整体性能。

Description

一种超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺
技术领域
一种超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺，属于燃气制备技术领域。
背景技术
轻烃燃气发生系统是一种以石化副产品和液化石油气剩余的残液为原料，经专用设备制成燃料气体的技术，可以实现对现有能源的充分利用。现有的燃料气的发生装置全部为鼓泡式，激将空气鼓入到燃气发生罐内，通过气泡在油料中的自然移动与其中轻烃混合形成可以燃烧的轻烃燃气。这阳为了让空气与油料中的轻烃充分混合，需要将空气鼓入一定的深度，这样球燃气发生罐内储油深度大，且要求较大的压力才能将空气鼓入。导致燃气发生罐的整体体积大，占用较大的空间，需要消耗的鼓起动力大，然后最后的产气效率却较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种产气效率大大提高、消耗又小的超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该超声波轻烃燃气发生装置，包括输油管路和燃气发生罐主体，其特征在于：所述的燃气发生罐主体的中部设有一圈与罐壁密封连接的超声波分布器，超声波分布器上设有与超声波控制器连接的第一超声波换能器，所述的超声波分布器自燃气发生罐主体的罐壁一侧至罐心一侧向下倾斜30º ~45º（能够尽可能多的增加对喷雾油滴的运动剪切方向作用），超声波分布器的上表面为平面，燃气发生罐主体的下部中心位置设有旋风发生器，超声波分布器的中部环绕在旋风发生器的出风口外，燃气发生罐主体的灌顶的中心设有燃气出口和与输油管路连接的至少一个油料喷雾头。
本发明的装置能够在灌顶喷出油雾，利用平面型的超声波分布器使罐内分布均匀的超声波，利用旋风发生器发出的旋风与下落的油雾实现较长时间的充分混合，在混合过程中罐内分布的均匀的超声波的机械振动将油料喷雾头喷出的油雾震碎、分裂成更小的雾滴，不但整体增加了空气和液态轻烃的接触面积，气体和液体接触面积越大，越有利于液体的气化，而且更小的油雾雾滴的下落速度更慢，两者接触更充分。而且不断正东的雾滴能够将其中的轻烃较完全的释放，充分的保证燃起的质量。本发明的燃气发生装置彻底的改变了传统轻烃燃气的发生形式，实现了燃气发生器的小型化，使用时只需按比例加入油料和空气，即可快速高效的产生高质量轻烃燃气。
所述的油料喷头外侧设有一圈超声波反射板，超声波反射板与超声波分布器相对设置，且超声波反射板与超声波分布器上表面的倾斜角度相同。将超声波再以平面的形式均匀的反射，实现超声波的叠加，增强超声波的作用效果，可以在降低第一超声波换能器的的功率的情况下，保正常声波的对轻烃燃气产生的作用效果。
所述的超声波分布器的下表面为弧形。超声波分布器的弧形下表面将超声波换能器昌盛的超声波集中到上表面，增强所发出的超声波的强度。
所述的旋风发生器的出风口外设有一圈与超声波分布器密封连接挡液板，出风口的位置高于挡液板与超声波分布器的连接边，挡液板与超声波分布器的连接边上设有回油管路。没有反应的油料进行回收，回收的油料可以输出至其它工序使用，也可以返回至输油管路重复使用。
所述的输油管路上设有稠度调节罐，稠度调节罐内设有第二超声波换能器。石化副产品和液化石油气剩余的残液的稠度一般较大，直接利用喷头喷雾不易实现，在输油管路上加设稠度调节罐，利用超声波的空化作用，降低液态轻烃油的稠度（密度），即有利于油的喷雾和气化，同时也避免的残液长生。正常设备使用的最佳轻烃油的密度在0.63—0.65之间，本发明的输油管路上加入超声模块后，可以扩展到0.67。
所述的第二超声波换能器设置在稠度调节罐的轴线上的圆柱形超声波分布器内。圆柱形超声波分布器贯通稠度调节罐，在输油的过程中不断的利用超声波进行空化，调节效果突出。
一种利用上述超声波轻烃燃气发生装置的制气工艺，其特征在于：调整燃气发生罐主体顶部的油料喷雾头进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器向上吹出旋风，超声波分布器斜向上发出频率在4000 HZ ~4500 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器上收集。
再利用上述装置进行制气时，较为关键的点在于超声波频率的控制，本发明的发明人发现只有超声波频率在4000 HZ ~4500 HZ时，能够将油雾中的轻烃直接振荡分离，这才能达到本发明的理想效果，在其它条件下，无法长生能够作为燃气的混合气体。
所述的油料喷雾头喷出油雾的质量与旋风发生器吹出的空气的质量比为0.4~0.6：1。在该质量比下能够达到本发明最大的单次油料利用率并保证燃气质量，其它条件下要么无法保证燃气质量，要么单次油料利用率低，油料回收量大。
所述的超声波分布器发出的超声波的频率在4200 HZ ~4300 HZ。优选的超声波频率能够更充分的轻烃燃气的稳定。
正常工作时，为保证本装置中液态轻烃的气化效果，制气罐中温度应控制在28℃的恒温，正常气化需要吸收热量，因此本发明的燃气发生罐主体的罐壁上设有加热装置以保证制气罐中的温度稳定。
与现有技术相比，本发明的一种超声波轻烃燃气发生装置及其制气工艺所具有的有益效果是：本发明的装置能够在灌顶喷出油雾，利用平面型的超声波分布器使罐内分布均匀的超声波，利用旋风发生器发出的旋风与下落的油雾实现较长时间的充分混合，在混合过程中罐内分布的均匀的超声波的机械振动将油料喷雾头喷出的油雾震碎、分裂成更小的雾滴，不但整体增加了空气和液态轻烃的接触面积，气体和液体接触面积越大，越有利于液体的气化，而且更小的油雾雾滴的下落速度更慢，两者接触更充分。而且不断正东的雾滴能够将其中的轻烃较完全的释放，充分的保证燃起的质量。本发明的燃气发生装置彻底的改变了传统轻烃燃气的发生形式，实现了燃气发生器的小型化，使用时只需按比例加入油料和空气，即可快速高效的产生高质量轻烃燃气。本装置在现有的鼓泡制气的基础彻底改变制气形式，增加了超声换能装置，利用超声波的机械振动、空化作用和热作用，从而实现对轻烃油原料气化效果大幅度提升，提升了设备的整体性能。
附图说明
图1是本发明的一种超声波轻烃燃气发生装置的连接关系示意图，其中燃气发生罐为纵截面图。
其中：1、燃气发生罐主体 2、第一超声波换能器 3、超声波分布器 4、超声波反射板 5、油料喷雾头 6、挡液板 7、旋风发生器 8、稠度调节罐 9、第二超声波换能器 10、超声波控制器 11、油罐输油管路 12、发生罐输油管路 13、回油管路 14、燃气管路。
具体实施方式
图1是本发明的最佳实施例，下面结合附图1对本发明做进一步说明。
参照附图1：本发明的一种超声波轻烃燃气发生装置，包括燃气发生罐主体1、第一超声波换能器2、超声波分布器3、超声波反射板4、油料喷雾头5、挡液板6、旋风发生器7、稠度调节罐8、第二超声波换能器9、超声波控制器10、油罐输油管路11、发生罐输油管路12、回油管路13和燃气管路14，一圈超声波分布器3设在燃气发生罐主体1的中部与罐壁密封连接，超声波分布器3上设有与超声波控制器10连接的第一超声波换能器2，超声波分布器3自燃气发生罐主体1的罐壁一侧至罐心一侧向下倾斜30º ~45º，超声波分布器3的上表面为平面，超声波分布器3的下表面为弧形，将更多的能量通过超声波分布器向上发射；燃气发生罐主体1的下部中央位置设有旋风发生器7，超声波分布器3的中部环绕在旋风发生器7的出风口外，旋风发生器7的出风口外设有一圈与超声波分布器3密封连接挡液板6，出风口的位置高于挡液板6与超声波分布器3的连接边，挡液板6与超声波分布器3的连接边上设有回油管路13，回油管路13的另一端连接至稠度调节罐8前的油罐输油管路11上；稠度调节罐8设在油罐输油管路11和发生罐输油管路12之间，稠度调节罐8内设有第二超声波换能器9，通过超声波的空化作用调节油料的稠度，第二超声波换能器9设置在稠度调节罐8的轴线上的圆柱形超声波分布器内，保证超生波的调节效果；燃气发生罐主体1的灌顶的中心设有与燃气管路14连接的燃气出口和与发生罐输油管路12连接的至少一个油料喷雾头5，油料喷雾头5外侧设有一圈超声波反射板4，超声波反射板4与所对的超声波分布器3的上表面的倾斜角度相同，反射超声波，增强超声波对油雾的作用效果。
实施例1
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.5：1；超声波分布器3斜向上发出频率在4300 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气稳定燃烧。
实施例2
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.5：1；超声波分布器3斜向上发出频率在4200 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气稳定燃烧。
实施例3
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.4：1；超声波分布器3斜向上发出频率在4000 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气稳定燃烧。
实施例4
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.6：1；超声波分布器3斜向上发出频率在4500 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气稳定燃烧。
对比例1
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.4~0.6：1；超声波分布器3斜向上发出频率在2500 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气无法燃烧。
对比例2
调整燃气发生罐主体1顶部的油料喷雾头5进行喷雾，形成下落为油雾，同时开启旋风发生器7向上吹出旋风，油料喷雾头5喷出油雾的质量与旋风发生器7吹出的空气的质量比为0.2：1；超声波分布器3斜向上发出频率在4300 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器3上，汇集在罐心处收集，由回油管路13返回至油罐输油管路11重复使用。燃气管路14输出的燃气燃烧不稳定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种超声波轻烃燃气发生装置，包括输油管路和燃气发生罐主体（1），其特征在于：所述的燃气发生罐主体（1）的中部设有一圈与罐壁密封连接的超声波分布器（3），超声波分布器（3）上设有与超声波控制器（10）连接的第一超声波换能器（2），所述的超声波分布器（3）自燃气发生罐主体（1）的罐壁一侧至罐心一侧向下倾斜30 º ~45º，超声波分布器（3）的上表面为平面，燃气发生罐主体（1）的下部中心位置设有旋风发生器（7），超声波分布器（3）的中部环绕在旋风发生器（7）的出风口外，燃气发生罐主体（1）的灌顶的中心设有燃气出口和与输油管路连接的至少一个油料喷雾头（5）。
2.根据权利要求1所述的一种超声波轻烃燃气发生装置，其特征在于：所述的油料喷雾头（5）外侧设有一圈超声波反射板（4），超声波反射板（4）与超声波分布器（3）相对设置，且超声波反射板（4）与超声波分布器（3）上表面的倾斜角度相同。
3.根据权利要求1所述的一种超声波轻烃燃气发生装置，其特征在于：所述的超声波分布器（3）的下表面为弧形。
4.根据权利要求1所述的一种超声波轻烃燃气发生装置，其特征在于：所述的旋风发生器（7）的出风口外设有一圈与超声波分布器（3）密封连接挡液板（6），出风口的位置高于挡液板（6）与超声波分布器（3）的连接边，挡液板（6）与超声波分布器（3）的连接边上设有回油管路（13）。
5.根据权利要求1所述的一种超声波轻烃燃气发生装置，其特征在于：所述的输油管路上设有稠度调节罐（8），稠度调节罐（8）内设有第二超声波换能器（9）。
6.根据权利要求5所述的一种超声波轻烃燃气发生装置，其特征在于：所述的第二超声波换能器（9）设置在稠度调节罐（8）的轴线上的圆柱形超声波分布器内。
7.一种利用权力要求1~6任一项所述的超声波轻烃燃气发生装置的制气工艺，其特征在于：调整燃气发生罐主体（1）顶部的油料喷雾头（5）进行喷雾，同时开启旋风发生器（7）向上吹出旋风，超声波分布器（3）斜向上发出频率在4000 HZ ~4500 HZ的超声波，油雾在超声波的作用下与旋风中的气体充分混合，形成的可燃气体由燃气出口输出，过多的油雾落至倾斜的超声波分布器（3）上收集。
8.根据权利要求7所述的一种利用超声波轻烃燃气发生装置的制气工艺，其特征在于：所述的油料喷雾头（5）喷出油雾的质量与旋风发生器（7）吹出的空气的质量比为0.4~0.6：1。
9.根据权利要求7所述的一种利用超声波轻烃燃气发生装置的制气工艺，其特征在于：所述的超声波分布器（3）发出的超声波的频率在4200 HZ ~4300 HZ。
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