CN107469369A - 一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统 - Google Patents

一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种燃料供给工艺系统，用于产生气体燃气，所述燃料供给工艺系统至少包含：加料泵、第一原料罐、第二原料罐、加热装置、气体发生器、第一风机、第二风机、残液回收罐和控制柜；其中，所述加料泵通过加料管道与第一原料罐、第二原料罐相连接；所述第一原料罐、第二原料罐通过进料管道与气体发生器相连接；所述加热装置通过进液管、出液管与气体发生器相连接，形成加热回路；所述残液回收罐通过残液回收管道与气体发生装置相连接；所述第一风机和第二风机通过第一进气管道分别与原料罐、残液回收罐相连接；所述第一风机和第二风机通过第二进气管道与气体发生器相连接。

Description

一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统
技术领域
本发明涉及一种可燃气体供应系统，具体设计一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统。
技术背景
常见的气体发生装置一般利用加热器的热使液体原料气化的方式来制备气体燃料，这样的气化装置，为了提高气化效果，往往采取的手段是提高气化温度；然而提高气化温度，不仅使得液体原料气化，而且由于液体原料本身产生热分解，故产生化学变质，不仅使得产生的可燃气体不纯，出现热值不够或者爆炸、污染环境等情况以外，还会出现气化装置发生堵塞、堆积等情况，造成很大的安全隐患。同时，市面上现存的气体发生装置为小型的工厂用，不适应大型工业生产。
常规使用的气体发生装置是通过不断的加入高温液体来对液体燃料进行加热，促进它的气化，这样会造成温度的不稳定同时也会浪费能源，造成结果的适得其反。本发明提供一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，可以对高温液体进行保温处理，可以稳定而高效的产生燃气。
发明内容
本发明提供一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，用于产生气体燃气，所述可产生高燃烧率的大型气体发生系统至少包含：加料泵、第一原料罐、第二原料罐、加热装置、气体发生器、第一风机、第二风机、残液回收罐和控制柜；
其中，所述加料泵通过加料管道与第一原料罐、第二原料罐相连接；所述第一原料罐、第二原料罐通过进料管道与气体发生器相连接；所述加热装置通过进液管、出液管与气体发生器相连接，形成加热回路；所述残液回收罐通过残液回收管道与气体发生装置相连接；所述第一风机和第二风机通过第一进气管道分别与原料罐、残液回收罐相连接；所述第一风机和第二风机通过第二进气管道与气体发生器相连接；
所述进液管、出液管的管壁为三层结构，从外到里分别为第一层、第二层和第三层；
所述加料管道上设置有加料管第一分支和加料管第二分支，所述加料管第一分支和第一原料罐相连接，所述加料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述进料管道上设置有进料管第一分支和进料管第二分支，所述进料管第一分支和第一原料罐相连接，所述进料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述第一进气管道上设置有进气管第一分支、进气管第二分支和进气管第三分支，所述进气管第一分支和第一原料罐相连接，所述进气管第二分支和第二原料罐相连接，所述进气管第三分支和残液回收罐相连接；
所述加料管第一分支、加料管第二分支、进料管第一分支、进料管第二分支、进气管第一分支、进气管第二分支、进气管第三分支、第二进气管道和进液管上均设置有压力表和电磁阀；
所述气体发生器的顶部设置有出气管道；
所述气体发生器的外壁上设置有液位计，所述液位计为侧装式磁翻板液位计，所述侧装式磁翻板液位计向控制柜传送电信号，根据电流的数值判断液位。
作为本发明的一种实施方式，所述第一层为保温层。
作为本发明的一种实施方式，所述保温层的保温材料的制备方法如下：
(1)将0.1mol聚乙二醇和1.4mol 2,2-二羟甲基丁酸、1.2g对甲苯磺酸和15mL二甲苯加入到四口圆底烧瓶中；反应混合物在氮气、140℃下搅拌反应至酸值低于10mg KOH/g后停止反应，制备粗品经四氢呋喃溶解后用正己烷沉淀，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质1；
(2)将0.5mol的1,2-双(氯二甲基硅基)乙烷和1.3mol异氰酸-三甲基硅烷和0.1mol四氯化锡加入到四口圆底烧瓶中，然在60℃下反应30小时，粗品经乙醇洗涤后，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质2；
(3)将8mmol聚乙二醇和24mmol物质2在新蒸馏的50mL DMF混合搅拌在80℃下反应4h，将物质1溶解在10mL DMF中然后逐滴滴入反应物中，在80℃下搅拌1小时后，将粗品用乙醇和水交替洗涤三次，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质3；
(4)将上述制备得到的物质3和过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙混合，混合物经双螺杆挤出机挤出得到保温材料。
作为本发明的一种实施方式，所述第三层为防护层。
作为本发明的一种实施方式，所述防护层的防护材料的制备方法如下：
a、在空气中，采用β射线对超高分子量聚乙烯进行预辐照，预辐照剂量为40kGy；
b、将70重量份步骤a得到经预辐照的超高分子量聚乙烯和400重量份甲苯、0.5重量份的硫酸亚铁混合，在氮气气氛下，加热搅拌至60℃，然后加入8重量份1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷，将反应器内液体温度升到90℃，反应5小时后结束反应；反应产物经过滤、洗涤、干燥，得到防护材料；
作为本发明的一种实施方式，所述第二层为合金层。
作为本发明的一种实施方式，所述第一层、第二层和第三层的厚度比：1:50:1。
作为本发明的一种实施方式，所述出气管道上设置有热值计。
作为本发明的一种实施方式，所述气体发生器的外壁设置有加热套。
作为本发明的一种实施方式，所述气体发生器的内壁设置有防腐蚀层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：实施例1的所述大型气体发生系统的结构示意图；
图2：实施例1的气体发生器的结构示意图。
图3：实施例1的进液管、出液管管壁的结构示意图。
图4：实施例9的所述大型气体发生系统的结构示意图；
图5：实施例10的所述大型气体发生系统的结构示意图；
符号说明：加料泵1、第一原料罐2、第二原料罐3、加热装置4、气体发生器5、第一风机6、第二风机7、残液回收罐8、控制柜9、加料管道10、进料管道11、进液管12、出液管13、残液回收管道14、第一进气管道15、第二进气管道16、压力表17、电磁阀18、出气管道19、热值计20、加热套21、液位计22、放空阀23、出液口24。
加料管第一分支10-1、加料管第二分支10-2、进料管第一分支11-1、进料管第二分支11-2
进气管第一分支15-1、进气管第二分支15-2、进气管第三分支15-3；
第一层25、第二层26和第三层27。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。
“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合四或更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
本发明提供一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，用于产生气体燃气，所述可产生高燃烧率的大型气体发生系统至少包含：加料泵、第一原料罐、第二原料罐、加热装置、气体发生器、第一风机、第二风机、残液回收罐和控制柜；
其中，所述加料泵通过加料管道与第一原料罐、第二原料罐相连接；所述第一原料罐、第二原料罐通过进料管道与气体发生器相连接；所述加热装置通过进液管、出液管与气体发生器相连接，形成加热回路；所述残液回收罐通过残液回收管道与气体发生装置相连接；所述第一风机和第二风机通过第一进气管道分别与原料罐、残液回收罐相连接；所述第一风机和第二风机通过第二进气管道与气体发生器相连接；
所述进液管、出液管的管壁为三层结构，从外到里分别为第一层、第二层和第三层；
所述加料管道上设置有加料管第一分支和加料管第二分支，所述加料管第一分支和第一原料罐相连接，所述加料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述进料管道上设置有进料管第一分支和进料管第二分支，所述进料管第一分支和第一原料罐相连接，所述进料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述第一进气管道上设置有进气管第一分支、进气管第二分支和进气管第三分支，所述进气管第一分支和第一原料罐相连接，所述进气管第二分支和第二原料罐相连接，所述进气管第三分支和残液回收罐相连接；
所述加料管第一分支、加料管第二分支、进料管第一分支、进料管第二分支、进气管第一分支、进气管第二分支、进气管第三分支、第二进气管道和进液管上均设置有压力表和电磁阀；
所述气体发生器的顶部设置有出气管道；
所述气体发生器的外壁上设置有液位计，所述液位计为侧装式磁翻板液位计，所述侧装式磁翻板液位计向控制柜传送电信号，根据电流的数值判断液位。
作为本发明的一种实施方式，所述第一层为保温层。
作为本发明的一种实施方式，所述保温层的保温材料的制备方法如下：
(1)将0.1mol聚乙二醇和1.4mol 2,2-二羟甲基丁酸、1.2g对甲苯磺酸和15mL二甲苯加入到四口圆底烧瓶中；反应混合物在氮气、140℃下搅拌反应至酸值低于10mg KOH/g后停止反应，制备粗品经四氢呋喃溶解后用正己烷沉淀，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质1；
(2)将0.5mol的1,2-双(氯二甲基硅基)乙烷和1.3mol异氰酸-三甲基硅烷和0.1mol四氯化锡加入到四口圆底烧瓶中，然在60℃下反应30小时，粗品经乙醇洗涤后，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质2；
(3)将8mmol聚乙二醇和24mmol物质2在新蒸馏的50mL DMF中混合搅拌，在80℃下反应4h；将物质1溶解在10mL DMF中，然后逐滴滴入反应物中，在80℃下搅拌1小时后，将粗品用乙醇和水交替洗涤三次，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质3；
(4)将上述制备得到的物质3和过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙混合，混合物经双螺杆挤出机挤出得到保温材料。
其中，步骤(1)中聚乙二醇的Mn为1000，步骤(3)中聚乙二醇的Mn为56000；
步骤(4)中，所述物质3、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙的重量份比为10：0.1：50：20。
上述步骤(4)中，经过双螺杆挤出机挤出得到保温材料的具体步骤为：
所述双螺杆挤出机包括喂料系统、双螺杆挤出机主机、超临界CO2注入系统、挤出模头，所述喂料系统和所述超临界CO2注入系统依次设置在所述双螺杆挤出机主机上，该挤出模头与所述双螺杆挤出机主机的出口连通；所述双螺杆挤出机主机的螺杆由输送元件、剪切元件和混合元件排列组合而成。
进一步地，双螺杆挤出机主机的出口与挤出模头之间设有静态混合器。
进一步地，双螺杆挤出机主机的筒体采用电-油双回路温控系统。
进一步地，所述挤出模头开有模孔，模孔为矩形排布，孔径为3mm，孔距为5mm，长径比为6。
双螺杆挤出机主机螺杆直径为48mm，长径比为40∶1，螺杆转速为100r/min。
先将物质3、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙预混干燥7h。根据电、油加热效果的不同，双螺杆挤出机主机采用电-油双回路温控系统，先开启电加热、后进行油加热系统。双螺杆挤出机升温至250℃，保温45min。经过电-油双回路温控，用喂料机将混合、干燥好的物料，以25kg/h的速率喂入双螺杆挤出机主机，经过16个螺杆长径比的距离，物料完成塑化。在距离喂料口18个螺杆长径比的位置，注入气量为80％的超临界CO2，注入压力为5.5MPa，(CO2钢瓶压力为6.5MPa，通过BOOST增压系统对其增压并保证其临界状态)，同时保证挤出机内压力为5～6MPa；在5～6MPa高压下，将超临界CO2液体注入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机主机设置小导程输送元件和剪切元件，使半熔融状态的物料形成致密的料封，防止气化的CO2向喂料口方向回流；通过螺杆的剪切，使气化的CO2分散混合于熔体。电加热系统和导热油控温系统设置大导程输送元件，以便注入的超临界CO2具有充分的混合空间；注入的CO2与物料熔体经过为14个螺杆长径比的距离充分混合后被推入静态混合器，静态混合器设置大量的分散剪切元件如齿形盘，以提高物料停留时间，最大限度对CO2和熔体进行混合，气化的CO2与熔体通过静态混合器进一步形成气体-非晶相聚合物构相体系进行进一步的分散混合，混合好的熔体由过渡体进入方形模头。模头设置小导程输送元件。由于外部压力急剧下降，溶解于熔体内部的气体呈现热力学上的过饱和转台，瞬间形成大量泡核，体系分相，气体继续向泡核扩散，气泡开始膨胀，在保温材料内部形成大量气泡，完成保温材料的连续发泡挤出。
作为本发明的一种实施方式，所述第三层为防护层。
作为本发明的一种实施方式，所述防护层的防护材料的制备方法如下：
a、在空气中，采用β射线对超高分子量聚乙烯进行预辐照，预辐照剂量为40kGy；
b、将70重量份步骤a得到经预辐照的超高分子量聚乙烯和400重量份甲苯、0.5重量份的硫酸亚铁混合，在氮气气氛下，加热搅拌至60℃，然后加入8重量份1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷，将反应器内液体温度升到90℃，反应5小时后结束反应；反应产物经过滤、洗涤、干燥，得到防护材料；
其中，步骤a中，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为200万。
步骤b中，所述1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷的CAS号为18293-85-1，购买自方舟制药有限公司(Ark Pharm,Inc.)。
作为本发明的一种实施方式，所述第二层为合金层。
作为本发明的一种实施方式，所述第一层、第二层和第三层的厚度比：1:50:1。
作为本发明的一种实施方式，所述出气管道上设置有热值计。
作为本发明的一种实施方式，所述气体发生器的外壁设置有加热套。
作为本发明的一种实施方式，所述气体发生器的内壁设置有防腐蚀层。
本发明中，所述防腐层的制备方法如下：
(1)烯丙基溴(0.9mol)、双酚A(0.3mol)和碳酸钾(0.1mol)溶解在丙酮(50mL)中，室温下搅拌30分钟后加热到80℃，恒温反应12小时，产物经乙醇和水交替洗3次，然后在80℃下真空干燥箱中真空干燥；
(2)将步骤(1)中的产物、环氧氯丙烷(10mol)和四甲基溴化铵(0.06mol)放置在一个装有磁力搅拌器、温度计和回流冷凝管的四颈圆底烧瓶中，反应物在室温下搅拌15分钟后，然后在氮气氛围下，加热到95℃维持2小时，然后滴加氢氧化钠溶液(2mol,48wt％)到四颈圆底烧瓶中，然后将反应温度维持在95℃，反应2小时。将反应过程中的氯化钠滤除，并将剩余的环氧氯丙烷真空蒸馏分离；然后用NaOH水溶液(1mol，质量分数：5％)和甲苯加入粗品进一步反应，反应保持85℃，2小时后，用NaH2PO4和去离子水调节pH至7，再用无水硫酸钠干燥，用旋转蒸发器去除残留ECH和溶剂；
(3)将步骤(2)的产物和1,1,2,2-四甲基乙硅烷为制备原料(烯丙基双键和SiH的摩尔比为1：1)，加入Pt催化剂(浓度为15ppm)，溶解在甲苯中，将上述制备原料一并加入到四颈烧瓶中，在氮气氛围下90℃反应2小时，然后用旋转蒸发器去除多余溶剂，即可制备得到防腐蚀层的防腐蚀材料。
本发明的另一方面，提供所述燃料供给工艺系统产生气体的工艺流程：所述液化燃料通过加料泵经加料管道上的加料管第一分支进入到第一原料罐中，经加料管第二分支进入到第二原料罐中，所述第一风机和第二风机通过第一进气管道上的进气管第一分支和进气管第二分支分别将气体打入到第一原料罐和第二原料罐中，打入的气体产生压强将第一原料罐和第二原料罐中的液化燃料分别经进料管第一分支和进料管第二分支进入到气体发生器中。加热装置内的超导液经进液管进入到加热套内对气体发生器内的液化燃料进行加热，再经出液管回流到加热装置内。所述第一风机和第二风机通过第二进气管将气体打入到气体发生器的内部，深入到发生器的底部，促进液体燃料的气化；气化后的液体燃料经出气管道输送出，待使用。
所述气体发生器外壁设置有侧装式磁翻板液位计，用于监控气体发生器内的液体燃料的液位，液位计在不同液位时可反馈4～20mA的电流，根据电流数值可知液位位置。所以上液位和下液位是我们所设置的液位上限和液位下限。当液位低于液位下限时，所述控制柜会控制风机传输气体的量，及打开进料管道上的电磁阀，增大液体燃料进入气体发生器内的含量；当液位高于液位上限时，控制柜会关闭进料管道上的电磁阀，停止液体燃料的添加。
所述出气管道上设置有热值计，用于监测待输出气体的热值，保证气体的热值稳定。
当热值低于设定值下限时，气化器的液位和加热温度会提高，加大液体燃料气化的速度；当热值高于设定值上限时，气化器的液位和加热温度会降低，减缓液体燃料气化的速度。
所述气体发生器的底部设置有出液口，所述出液口通过残液回收管道与残液回收罐连接，当待输出气体的热值一直很低时，打开残液回收管道上的电磁阀，将残液回收到残液回收罐中。
所述第一原料罐、第二原料罐和残液回收罐上均设置有放空阀和压力表，当输入到第一原料罐、第二原料罐和残液回收罐的气体过多时，可从放空阀释放一些压力，防止爆裂。
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1：本实施例提供一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，用于产生气体燃气，所述可产生高燃烧率的大型气体发生系统至少包含：加料泵1、第一原料罐2、第二原料罐3、加热装置4、气体发生器5、第一风机6、第二风机7、残液回收罐8和控制柜9；
其中，所述加料泵1通过加料管道10与第一原料罐2、第二原料罐3相连接；所述第一原料罐2、第二原料罐3通过进料管道11与气体发生器5相连接；所述加热装置4通过进液管12、出液管13与气体发生器5相连接，形成加热回路；所述残液回收罐8通过残液回收管道14与气体发生器5相连接；所述第一风机6和第二风机7通过第一进气管道15分别与第一原料罐2、第二原料罐3、残液回收罐8相连接；所述第一风机6和第二风机7通过第二进气管道16与气体发生器5相连接；
所述进液管、出液管的管壁为三层结构，从外到里分别为第一层、第二层和第三层；
所述加料管道10上设置有加料管第一分支10-1和加料管第二分支10-2，所述加料管第一分支10-1和第一原料罐2相连接，所述加料管第二分支10-2和第二原料罐3相连接；
所述进料管道11上设置有进料管第一分支11-1和进料管第二分支11-2，所述进料管第一分支11-1和第一原料罐2相连接，所述进料管第二分支11-2和第二原料罐3相连接；
所述第一进气管道15上设置有进气管第一分支15-1、进气管第二分支15-2和进气管第三分支15-3，所述进气管第一分支15-1和第一原料罐2相连接，所述进气管第二分支15-2和第二原料罐3相连接，所述进气管第三分支15-3和残液回收罐8相连接；
所述加料管第一分支10-1、加料管第二分支10-2、进料管第一分支11-1、进料管第二分支11-2、进气管第一分支15-1、进气管第二分支15-2、进气管第三分支15-3、第二进气管道16和进液管12上均设置有压力表17和电磁阀18；
所述气体发生器5的顶部设置有出气管道19。
所述气体发生器5的外壁上设置有液位计22，所述液位计为侧装式磁翻板液位计，所述侧装式磁翻板液位计向控制柜传送电信号，根据电流的数值判断液位。
所述出气管道19上设置有热值计20。
所述气体发生器5的外壁设置有加热套21。
所述气体发生器5的外壁上设置有液位计22。
所述第一原料罐2、第二原料罐3和残液回收罐8上均设置有放空阀和压力表17。
所述第一层为保温层；所述保温层由保温材料制备得到，所述保温材料的制备原料包含：聚乙二醇、2,2-二羟甲基丁酸、1,2-双(氯二甲基硅基)乙烷、异氰酸-三甲基硅烷；
所述保温材料的制备方法如下：
(1)将0.1mol聚乙二醇和1.4mol 2,2-二羟甲基丁酸、1.2g对甲苯磺酸和15mL二甲苯加入到四口圆底烧瓶中；反应混合物在氮气、140℃下搅拌反应至酸值低于10mg KOH/g后停止反应，制备粗品经四氢呋喃溶解后用正己烷沉淀，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质1；
(2)将0.5mol的1,2-双(氯二甲基硅基)乙烷和1.3mol异氰酸-三甲基硅烷和0.1mol四氯化锡加入到四口圆底烧瓶中，然在60℃下反应30小时，粗品经乙醇洗涤后，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质2；
(3)将8mmol聚乙二醇和24mmol物质2(24mmol)在新蒸馏的50mL DMF混合搅拌在80℃下反应4h，将物质1溶解在10mL DMF中然后逐滴滴入反应物中，在80℃下搅拌1小时后，将粗品用乙醇和水交替洗涤三次，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质3；
(4)将上述制备得到的物质3和过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙混合，混合物经双螺杆挤出机挤出得到保温材料。
其中，步骤(1)中聚乙二醇的Mn为1000，步骤(3)中聚乙二醇的Mn为56000；
步骤(4)中，所述物质3、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙的重量份比为10：0.1：50：20。
上述步骤(4)中，经过双螺杆挤出机挤出得到保温材料的具体步骤为：
所述双螺杆挤出机包括喂料系统、双螺杆挤出机主机、超临界CO2注入系统、挤出模头，所述喂料系统和所述超临界CO2注入系统依次设置在所述双螺杆挤出机主机上，该挤出模头与所述双螺杆挤出机主机的出口连通；所述双螺杆挤出机主机的螺杆由输送元件、剪切元件和混合元件排列组合而成。
进一步地，双螺杆挤出机主机的出口与挤出模头之间设有静态混合器。
进一步地，双螺杆挤出机主机的筒体采用电-油双回路温控系统。
进一步地，所述挤出模头开有模孔，模孔为矩形排布，孔径为3mm，孔距为5mm，长径比为6。
双螺杆挤出机主机螺杆直径为48mm，长径比为40∶1，螺杆转速为100r/min。
先将物质3、过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙预混干燥7h。根据电、油加热效果的不同，双螺杆挤出机主机采用电-油双回路温控系统，先开启电加热、后进行油加热系统。双螺杆挤出机升温至250℃，保温45min。经过电-油双回路温控，用喂料机将混合、干燥好的物料，以25kg/h的速率喂入双螺杆挤出机主机，经过16个螺杆长径比的距离，物料完成塑化。在距离喂料口18个螺杆长径比的位置，注入气量为80％的超临界CO2，注入压力为5.5MPa，(CO2钢瓶压力为6.5MPa，通过BOOST增压系统对其增压并保证其临界状态)，同时保证挤出机内压力为5～6MPa；在5～6MPa高压下，将超临界CO2液体注入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机主机设置小导程输送元件和剪切元件，使半熔融状态的物料形成致密的料封，防止气化的CO2向喂料口方向回流；通过螺杆的剪切，使气化的CO2分散混合于熔体。电加热系统和导热油控温系统设置大导程输送元件，以便注入的超临界CO2具有充分的混合空间；注入的CO2与物料熔体经过为14个螺杆长径比的距离充分混合后被推入静态混合器，静态混合器设置大量的分散剪切元件如齿形盘，以提高物料停留时间，最大限度对CO2和熔体进行混合，气化的CO2与熔体通过静态混合器进一步形成气体-非晶相聚合物构相体系进行进一步的分散混合，混合好的熔体由过渡体进入方形模头。模头设置小导程输送元件。由于外部压力急剧下降，溶解于熔体内部的气体呈现热力学上的过饱和转台，瞬间形成大量泡核，体系分相，气体继续向泡核扩散，气泡开始膨胀，在保温材料内部形成大量气泡，完成保温材料的连续发泡挤出。
作为本发明的一种实施方式，所述第三层为防护层。
作为本发明的一种实施方式，所述防护层的防护材料的制备方法如下：
a、在空气中，采用β射线对超高分子量聚乙烯进行预辐照，预辐照剂量为40kGy；
b、将70重量份步骤a得到经预辐照的超高分子量聚乙烯和400重量份甲苯、0.5重量份的硫酸亚铁混合，在氮气气氛下，加热搅拌至60℃，然后加入8重量份1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷，将反应器内液体温度升到90℃，反应5小时后结束反应；反应产物经过滤、洗涤、干燥，得到防护材料；
其中，步骤a中，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为200万。
步骤b中，所述1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷的CAS号为18293-85-1，购买自方舟制药有限公司(Ark Pharm,Inc.)。
作为本发明的一种实施方式，所述第二层为合金层。
作为本发明的一种实施方式，所述第一层、第二层和第三层的厚度比：1:50:1。
作为本发明的一种实施方式，所述气体发生器的内壁设置有防腐蚀层。
本发明中，所述防腐层的制备方法如下：
(1)烯丙基溴(0.9mol)、双酚A(0.3mol)和碳酸钾(0.1mol)溶解在丙酮(50mL)中，室温下搅拌30分钟后加热到80℃，恒温反应12小时，产物经乙醇和水交替洗3次，然后在80℃下真空干燥箱中真空干燥；
(2)将步骤(1)中的产物、环氧氯丙烷(10mol)和四甲基溴化铵(0.06mol)放置在一个装有磁力搅拌器、温度计和回流冷凝管的四颈圆底烧瓶中，反应物在室温下搅拌15分钟后，然后在氮气氛围下，加热到95℃维持2小时，然后滴加氢氧化钠溶液(2mol,48wt％)到四颈圆底烧瓶中，然后将反应温度维持在95℃，反应2小时。将反应过程中的氯化钠滤除，并将剩余的环氧氯丙烷真空蒸馏分离；然后用NaOH水溶液(1mol，质量分数：5％)和甲苯加入粗品进一步反应，反应保持85℃，2小时后，用NaH2PO4和去离子水调节pH至7，再用无水硫酸钠干燥，用旋转蒸发器去除残留ECH和溶剂；
(3)将步骤(2)的产物和1,1,2,2-四甲基乙硅烷为制备原料(烯丙基双键和SiH的摩尔比为1：1)，加入Pt催化剂(浓度为15ppm)，溶解在甲苯中，将上述制备原料一并加入到四颈烧瓶中，在氮气氛围下90℃反应2小时，然后用旋转蒸发器去除多余溶剂，即可制备得到防腐蚀层的防腐蚀材料。
所述控制柜9用于控制所述加料管第一分支10-1、加料管第二分支10-2、进料管第一分支11-1、进料管第二分支11-2、进气管第一分支15-1、进气管第二分支15-2、进气管第三分支15-3、第二进气管道16和进液管12上的压力表17和电磁阀18。
本发明的另一方面，提供所述燃料供给工艺系统产生气体的工艺流程：所述液化燃料通过加料泵经加料管道上的加料管第一分支进入到第一原料罐中，经加料管第二分支进入到第二原料罐中，所述第一风机和第二风机通过第一进气管道上的进气管第一分支和进气管第二分支分别将气体打入到第一原料罐和第二原料罐中，打入的气体产生压强将第一原料罐和第二原料罐中的液化燃料分别经进料管第一分支和进料管第二分支进入到气体发生器中。加热装置内的超导液经进液管进入到加热套内对气体发生器内的液化燃料进行加热，再经出液管回流到加热装置内。所述第一风机和第二风机通过第二进气管将气体打入到气体发生器的内部，深入到发生器的底部，促进液体燃料的气化；气化后的液体燃料经出气管道输送出，待使用。
所述气体发生器外壁设置有侧装式磁翻板液位计，用于监控气体发生器内的液体燃料的液位，液位计在不同液位时可反馈4～20mA的电流，根据电流数值可知液位位置。所以上液位和下液位是我们所设置的液位上限和液位下限。当液位低于液位下限时，所述控制柜会控制风机传输气体的量，及打开进料管道上的电磁阀，增大液体燃料进入气体发生器内的含量；当液位高于液位上限时，控制柜会关闭进料管道上的电磁阀，停止液体燃料的添加。
所述出气管道上设置有热值计，用于监测待输出气体的热值，保证气体的热值稳定。
当热值低于设定值下限时，气化器的液位和加热温度会提高，加大液体燃料气化的速度；当热值高于设定值上限时，气化器的液位和加热温度会降低，减缓液体燃料气化的速度。
所述气体发生器的底部设置有出液口，所述出液口通过残液回收管道与残液回收罐连接，当待输出气体的热值一直很低时，打开残液回收管道上的电磁阀，将残液回收到残液回收罐中。
所述第一原料罐、第二原料罐和残液回收罐上均设置有放空阀和压力表，当输入到第一原料罐、第二原料罐和残液回收罐的气体过多时，可从放空阀释放一些压力，防止爆裂。
实施例2：与实施例1的区别在于，所述进液管和出液管的管壁未设置有保温层。
实施例3：与实施例1的区别在于，所述进液管和出液管的管壁未设置有防护层。
实施例4：与实施例1的区别在于，所述气体发生器的内壁未设置有防腐蚀层。
实施例5：与实施例1的区别在于，所述第一层、第二层和第三层的厚度比为1:25:1。
实施例6：与实施例1的区别在于，所述保温材料的制备原料中，将异氰酸-三甲基硅烷改为1,1,2,2-四甲基乙硅烷。
实施例7：与实施例1的区别在于，所述保温层的保温材料的制备方法中，物质3和过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙混合，混合物后经双螺杆挤出机挤出得到保温材料，所述双螺杆挤出机的参数与实施例1一致，但是在挤出的过程中未加入超临界CO2。
实施例8：与实施例1的区别在于，所述防护层的防护材料的制备原料中，将1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷替换为2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸。
实施例9：与实施例1的区别在于，所述燃料供给工艺系统只有一个风机，为第一风机。与第一风机相连接的管道均去除。
本实施例中与实施例1中的同样结构使用同一符号，并且省略详细说明，仅对不同的结构进行详细说明。
实施例10：与实施例1的区别在于，所述燃料供给工艺系统只有一个原料罐。与第一原料罐连接的管道均去除。
本实施例中与实施例1中的同样结构使用同一符号，并且省略详细说明，仅对不同的结构进行详细说明。
1、对实施例1～10采取下述测试：
测试从出气管道传输出来的燃料气化的气体的热值及其所述热值的稳定性：
上述热值的单位为Kcal。稳定性测试是指在所述中央气站开始工作30分钟后，测量从出气管道出来的气体的热值。开始工作30分钟后，进行测试的第一个数据为“0秒钟的热值”，开始工作30分钟30秒钟后，进行测试的第二个数据为“30秒钟时的热值”，依次类推。
2、防腐蚀性能测试：
将实施例1～8中的进液管(或出液管)放置在二氧化氯水溶液(浓度为50ppm)中进行腐蚀性能测试。
A级：表面光滑、无斑点、无锈蚀；
B级：表面不光滑、有斑点、无锈蚀；
C级：表面不光滑、有斑点、有锈蚀。
3、保温性能测试：
将自来水加热至80℃后，分别置于由实施例1～8的进液管(或出液管)制备得到的密封容器和置于碳钢制备得到的密封容器中24小时，测量24小时后的温度。
测试结果：
其中，室温为25-28℃。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，用于产生气体燃气，其特征在于，所述可产生高燃烧率的大型气体发生系统至少包含：加料泵、第一原料罐、第二原料罐、加热装置、气体发生器、第一风机、第二风机、残液回收罐和控制柜；
其中，所述加料泵通过加料管道与第一原料罐、第二原料罐相连接；所述第一原料罐、第二原料罐通过进料管道与气体发生器相连接；所述加热装置通过进液管、出液管与气体发生器相连接，形成加热回路；所述残液回收罐通过残液回收管道与气体发生装置相连接；所述第一风机和第二风机通过第一进气管道分别与原料罐、残液回收罐相连接；所述第一风机和第二风机通过第二进气管道与气体发生器相连接；
所述进液管、出液管的管壁为三层结构，从外到里分别为第一层、第二层和第三层；
所述加料管道上设置有加料管第一分支和加料管第二分支，所述加料管第一分支和第一原料罐相连接，所述加料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述进料管道上设置有进料管第一分支和进料管第二分支，所述进料管第一分支和第一原料罐相连接，所述进料管第二分支和第二原料罐相连接；
所述第一进气管道上设置有进气管第一分支、进气管第二分支和进气管第三分支，所述进气管第一分支和第一原料罐相连接，所述进气管第二分支和第二原料罐相连接，所述进气管第三分支和残液回收罐相连接；
所述加料管第一分支、加料管第二分支、进料管第一分支、进料管第二分支、进气管第一分支、进气管第二分支、进气管第三分支、第二进气管道和进液管上均设置有压力表和电磁阀；
所述气体发生器的顶部设置有出气管道；
所述气体发生器的外壁上设置有液位计，所述液位计为侧装式磁翻板液位计，所述侧装式磁翻板液位计向控制柜传送电信号，根据电流的数值判断液位。
2.权利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述第一层为保温层。
3.权利要求2所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述保温层的保温材料的制备方法如下：
(1)将0.1mol聚乙二醇和1.4mol 2,2-二羟甲基丁酸、1.2g对甲苯磺酸和15mL二甲苯加入到四口圆底烧瓶中；反应混合物在氮气、140℃下搅拌反应至酸值低于10mg KOH/g后停止反应，制备粗品经四氢呋喃溶解后用正己烷沉淀，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质1；
(2)将0.5mol的1,2-双(氯二甲基硅基)乙烷和1.3mol异氰酸-三甲基硅烷和0.1mol四氯化锡加入到四口圆底烧瓶中，然在60℃下反应30小时，粗品经乙醇洗涤后，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质2；
(3)将8mmol聚乙二醇和24mmol物质2在新蒸馏的50mL DMF混合搅拌在80℃下反应4h，将物质1溶解在10mL DMF中然后逐滴滴入反应物中，在80℃下搅拌1小时后，将粗品用乙醇和水交替洗涤三次，随后在80℃下真空干燥，即可制备得到物质3；
(4)将上述制备得到的物质3和过氧化二异丙苯、甲基丙烯酸酯、纳米碳酸钙混合，混合物经双螺杆挤出机挤出得到保温材料。
4.权利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述第三层为防护层。
5.权利要求4所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述防护层的防护材料的制备方法如下：
a、在空气中，采用β射线对超高分子量聚乙烯进行预辐照，预辐照剂量为40kGy；
b、将70重量份步骤a得到经预辐照的超高分子量聚乙烯和400重量份甲苯、0.5重量份的硫酸亚铁混合，在氮气气氛下，加热搅拌至60℃，然后加入8重量份1,1,3,3-四甲氧基-1,3–二乙烯基二硅氧烷，将反应器内液体温度升到90℃，反应5小时后结束反应；反应产物经过滤、洗涤、干燥，得到防护材料。
6.利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述第二层为合金层。
7.权利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述第一层、第二层和第三层的厚度比：1:50:1。
8.权利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述出气管道上设置有热值计。
9.权利要求1所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述气体发生器的外壁设置有加热套。
10.权利要求9所述的一种可产生高燃烧率的大型气体发生系统，其特征在于，所述气体发生器的内壁设置有防腐蚀层。
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