CN1067447A

CN1067447A - 一种将戊烷转化为通用燃气的方法及其设备

Info

Publication number: CN1067447A
Application number: CN 92103433
Authority: CN
Inventors: 顾建平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-05
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1992-12-30

Abstract

本发明涉及一种将戊烷(C₅)转化为通用燃气的戊烷管道燃气发生方法及其设备。它采用压缩空气使戊烷气化，通过电器控制其浓度与压力，使气化的气流始终保持稳定的浓度与压力，再以管道的形式直接输送给用户使用。其优点是：技术较为简单，设备的结构合理，体积小巧；安全可靠，无需人员监控，只要定期添加燃料即可；成本低，建成一个供千户以上居民使用的本装置，投资仅10万元；节约能源、减少污染、变废为宝；可替代管道煤气，无需使用专用炉具，适合于为小区域居民或中小型企业提供管道燃气。

Description

本发明涉及一种燃气发生方法及其使用该方法的设备，特别是涉及一种将戊烷（C5）转化为通用燃气的方法及其设备。

在现有技术中，已有采用介于汽油（C6～C12）与石油液化气（C3、C4）的中间馏份-戊烷（C5）为主要成分的燃料。戊烷（C5）是生产乙烯的副产品，也可由炼油厂的加氢重整获得。它的来源丰富，在我国目前主要用于制造C5溶剂，用量很少，其沸点在7.6～50℃之间，不易贮存，大部分都被放天火烧掉。它具有高热值、无毒、无烟、无污染的特点，但它常温下为液态，蒸汽压不如石油液化气高，不能靠自身的压力点燃普通液化气燃具。目前使用戊烷为民用燃气还仅限于采用罐装形式，内加多种添加剂，并需使用专用炉具才行，该专用炉具配有预热装置，点火需先预热一段时间才能点燃，操作使用极不方便，且换瓶加气也很麻烦。目前城市的管道煤气是最理想的民用燃料，但是，现有的城市管道煤气发生站，一般采用煤的气化炉和重油高温催化裂解产生工业及民用煤气（燃气），技术复杂，一次性投资极大，如一个容量为30万户的制气厂及相应的配套设施，需要十几亿元的投资，而且整个系统的建成完善需耗费数年时间，这在我国只能是少量的大城市才可能建立，而对于广大中小城镇及远离现有煤气管道网的居民生活小区来说，就难以实现管道煤气化了。

本发明的目的就是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种能将戊烷转化为持续稳定的燃气的方法及其设备，本发明的另一个目的是提供一种利用戊烷为原料，无需使用专用炉具，可替代管道煤气的、高效、安全、成本低廉的戊烷管道燃气发生方法及其设备。

本发明的目的可以通过以下的技术措施来实现：由于戊烷在常温常压下为液态，蒸汽压很低，在0.001～0.008Mpa，由其本身的压力点燃普通的液化气燃具。它的沸点较低，在7.6～50℃之间，现有技术是采用直接加热的形式使其蒸发，但这种方式很难控制，状态极不稳定，极易重新液化，无法使其管道燃气化，而且也不安全。但它具有遇流动空气极易挥发的特点，本发明采用的将戊烷转化为通用燃气的方法就是利用戊烷（C5）的上述特点，其特征是在常温常压的状态下，将带有0.01～0.08Mpa压力的连续气流（即压缩空气）引入戊烷燃料贮缸中，由于连续气流的压力远大于缸内液态戊烷（C5）的压力，而空气比重又小于戊烷（C5），因此，戊烷（C5）立即会在连续气流的冲击下挥发气化，使原引入的连续气流含有戊烷成分，其浓度应至少在15%以上，通过电器控制其浓度与压力，使气化的气流始终保持相对稳定的浓度与压力，再将此混合气体进行调压，使其压力低于0.023Mpa，符合液化气燃具气压标准，再以管道的形式输送给用户使用。

由于液态的戊烷（C5）在气化过程中吸收热量，导致液体温度会不断地下降，甚至可降到-40℃以下，如果燃料温度低于-15℃的话，将影响戊烷继续气化，因此要给液态燃料适当地加温，使液态燃料的温度保持在-15～50℃之间。

当压缩空气的压力在0.025～0.07Mpa之间时，戊烷（C5）气化的效果比较理想。

本发明最好将压缩空气直接通入液态燃料内，使其更容易气化。

本发明的方法所用的设备由燃料贮缸、空气压缩机、可燃气体浓度测定传感头和浓度控制阀、加热器、电控箱、气体调压箱和气体联接管组成，其中燃料贮缸为密闭的常压容器，内装液态戊烷（C5），由空气压缩机产生的压缩空气通过气体联接管直接送入燃料贮缸中，使液态的戊烷（C5）气化，含有戊烷（C5）组分的混合气体会充满燃料贮缸的上部，从位于上部的出口出去，通过气体联接管进入调压箱中，经调压箱调压后再经管道输送给用户;可燃气体浓度测定传感头和浓度控制阀安装在燃料贮缸与调压箱之间的气体联接管上，前者将信息反馈给电控箱，由电控箱控制气体浓度控制阀开启的大小，加热器则安装在燃料贮缸上，用于对液态净化石油气进行加热。

本发明的方法所用的设备中还可以在进入燃料贮缸之间的气体联接管上安装空气水分离器，对压缩空气进行干燥，最好使进入贮缸的空气含水量在1%以下，以避免燃料贮缸及管道内产生积水。

在本发明的方法所用的设备中，加热器可设置在贮缸外壁上，也可设置在贮缸内，对液态燃料直接加热，加热器由温控器控制。

工作时，由电控箱启动空气压缩机，空压机产生的压缩空气通过气体联接管进入燃料贮缸中，由于压缩空气的压力远大于缸内液态燃料（C5）的压力，而空气比重又小于C5，缸内随即产生大量的气泡，由下而上的气流携带大量的C5组分充满贮缸的上部，经过位于贮缸上部的出口送入气体调压箱中。在进入调压箱之前，气流在气体联接管中的气压较高，约为0.03Mpa左右，不适合燃具使用，因此要经调压箱调压，使气压降为0.021Mpa后才能送入管道中，输送给用户使用。由于燃料贮缸中气化的戊烷（C5）浓度并不十分稳定，因此需要对进入调压箱之前的燃气进行适当的浓度控制，以保证最终的燃气质量。其浓度由安装在贮缸与调压箱之间的可燃气体浓度测定传感头测定，浓度的变化会使传感头产生电信号反馈给电控箱，使其产生相应的控制电流来驱动浓度控制阀的开启程度，或补充或减少管中的空气量，使气流中的戊烷（C5）浓度保持相对稳定。

本发明与现有技术相比有着许多优点：1.技术简单，结构合理，体积小巧，建成一个供数千居民使用的本装置，只需数十平米即可，且投资仅10万元;2.无须采用化工设备中常用的高压容器，整个装置由电器实现自动控制，安全可靠，无需人员监控，只要定期添加燃料即可;3.节约能源、减少污染、变废为宝;4.由本装置产生的燃气热值高，比液化石油气约高20%，无毒、无烟、无污染，可替代管道煤气，无需使用专用炉具，适用于现有各种型号、规格的液化气燃具（包括炉、热水器、气饭煲等）燃烧效果与管道煤气相似，甚至更好;5.本装置适合于为小区域居民或中小型企业提供管道燃气，易于推广使用，对于中小城镇以至乡村实现燃气管道化具有现实意义和社会经济效益。

下面将结合附图对本发明作进一步详细描述：

图1是本发明实施例之一的原理示意图。

图1所示的将戊烷转化为通用燃气的戊烷管道燃气发生设备是本发明的实施例之一，它可为千户以上用户提供燃气，它主要包括燃料贮缸（5）、空气压缩机（2）、可燃气体浓度测定传感头（10）和浓度控制阀（9）、电热管（6）、温控元件（7）、气体调压箱（11）、电控箱（15）和气体联接管（4）、（8）。其中，空压机（1）通过气体联接管（4）与燃料贮缸（5）的底部联通，并在入口处增设一气体喷头（4），此外，在空压机（1）出口处安装一减压阀（2），因为一般空压机的空气压力在0.04～0.07Mpa之间，本实施例容量较小，故选择经减压阀减压的稍低些的气压0.03Mpa，在压缩空气进入燃料贮缸（5）之前的气体联接管（4）上，还装有空气水分离器（3）使压缩空气的含水量低于10%。气流自下而上携带大量的戊烷组份充满贮缸（5）上部空间，并经贮缸（5）顶部的出口进入气体联接管（8）中。在贮缸内的下部设置了一个电加热器，它采用电热管（6），浸在液态戊烷（C5）中，并设定加热温度为10℃，由温控器（7）控制，一旦液体温度低于设定值时，电热管即开始加温，并使液体恒定在设定的范围中。使戊烷的气化量保持在相对稳定的状况下。

含有戊烷（C5）组分的混合气体在进入调压箱（11）前由装于联接管（8）上的可燃气体浓度测定传感头（10）和气体浓度控制阀（9）分别监测和控制气体中C5的浓度，其中浓度控制阀（9）采用比例式电动三通阀，该阀一端联接贮缸引出的气体联接管（8），另一端联接经减压干燥的压缩空气，第三端为出口，它可通过调节压缩空气的进量来控制混合空气戊烷的浓度，使它的含量在15～50%之间。浓度稳定的混合气体进入调压箱（11）中调压，使最后终端出口的燃气压力在±0.023Mpa的范围内，符合液化气燃具使用的要求（液化气燃具气压标准为0.0298Mpa），使用安全可靠，为便于观察整个装置的运行情况，确保安全，分别在贮缸（5）上和调压箱（11）的出入口处安装有压力表（12）以便随时了解气体的压力状况。最后，在本装置的输出端与输送管道（20）间装有一阀门（19），电控箱（15）实现整个装置的自动控制，它分别控制空压机（1）、加热器（6）、浓度控制阀（9）和空气水分离器（3），为以防停电，电控箱还配备有备用电源（16）。

本发明实施例之二是，电加热器（6）设定的加热温度为18℃。

本发明的实施例之三是在调压箱（11）出口至终端阀（19）之间还联接有防回火装置（18），以确保安全。

本发明的实施例之四是设置自控灭火器（14）和报警装置（17），一旦发现火情，可自行报警并灭火。

Claims

1、一种将戊烷(C5)转化为通用燃气的戊烷管道燃气发生方法，其特征是在常温常压的状态下，将带有0.01～0.08Kpa压力的连续气流(即压缩空气)引入戊烷燃料贮缸中，戊烷(C5)立即会在连续气流的冲击下挥发气化，使原引入的连续气流含有戊烷成分，其浓度应至少在15%以上，通过电器控制其浓度与压力，使混合气流始终保持相对稳定的浓度与压力，再将此混合气体进行调压，使其压力低于0.023Kpa，再以管道的形式输送给用户使用。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是要给戊烷燃料贮缸中的液态燃料适当地加温，使液态燃料的温度保持在-15～50℃之间。

3、根据权利要求1或2中所述的方法，其特征是压缩空气的压力应在0.025～0.07Mpa之间。

4、根据权利要求3中所述的方法，其特征是压缩空气直接通入液态燃料内部，使其更容易气化。

5、戊烷管道燃气发生设备，其特征是它由燃料贮缸（5）、空气压缩机（1）、可燃气体浓度测定传感头（10）和浓度控制阀（9）、加热器（6）和温控元件（7）、电控箱（15）、气体调压箱（11）和气体联接管（4）、（8）组成。其中燃料贮缸（5）为密闭常压容器，内装液态戊烷（C5），通过位于贮缸（5）上部的出口和气体联接管（8）进入调压器（11）中调压后，再经管道（20）输送给用户;可燃气体浓度测定传感头（10）和浓度控制阀（9）设置在燃料贮缸（5）与调压箱（11）之间的气体联接管（8）上，另外，加热器（6）则安装在燃料贮缸（5）上。

6、根据权利要求5所述的戊烷管道燃气发生设备，其特征是在气体联接管（4）进入燃料贮缸（5）的入口上还安装有一个气体喷头（14）。

7、根据权利要求5或6所述的戊烷管道燃气发生设备，其特征是在进入燃料贮缸（5）之前，气体联接管（4）上安装一个空气水分离器（3），使进入贮缸（5）的空气含水量在1%以下。

8、根据权利要求5或6所述的戊烷管道燃气发生设备，其特征是加热器（6）可设置在贮缸（5）外壁上，也可设置在贮缸（5）内，对液体直接加热。

9、根据权利要求8所述的戊烷管道燃气发生设备，其特征是加热器（6）所设定的加热温度为18℃。

10、根据权利要求5或6或9所述的戊烷管道燃气发生设备，其特征是气体浓度控制阀（9）采用比例式电动三通阀。