CN1213692A - 轻烃燃料及其气化方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轻烃燃料及其气化方法和装置。该轻烃燃料包括70—95%重量的轻烃和5—30%重量的水。当将含氧气体通入水层中时产生一种能象液化气一样稳定燃烧的可燃气体,而且能使所有轻烃气化。本发明的轻烃燃烧不仅储存、运输安全,而且气化方法和装置简单,是一种廉价的民用燃料。当气化停止时,即使燃烧器开关打开,不会产生气体泄漏爆炸燃烧,也不存在一氧化碳中毒的危险。
Description
本发明涉及一种轻烃燃料、轻烃燃料的气化方法和装置，特别是涉及含有凝析油、轻石脑油或精碳五的轻烃燃料及其气化方法和装置。
由于煤气、液化气和天然气所需投资大，设备复杂，所以我国约70％地区的中小城镇和农村还不能使用上煤气、液化气和天然气。另一方面，我国有着丰富的凝析油、轻石脑油和精碳五资源。如果能将这部分资源综合开发利用作为民用燃料，不仅会产生良好的经济效益，而且在尽快改变居民燃料结构、节约能源、减少污染和方便居民生活方面有均有重要的意义。
众所周知，液化气能在常压下气化，而凝析油、轻石脑油和精碳五在常压下是液体，因此，如何将它们气化成能在普通民用燃具上使用的燃气是开发凝析油、轻石脑油或精碳五作为民用燃料的关键。
柴虹亮(《城市公用事业》第10卷1996年第1期第30-32页)介绍了C5作为民用燃料的四种应用方法。一是直接将空气通入C5液体，将其气化成可燃性气体。这种方法需要特制的蒸发器和专用燃具，而且在低温下气化成燃气时具有一定的危险性。其次，由于气化时，C5含量不能保持不变，出来的燃气热值波动较大，影响热效率，使燃烧状况不佳，而且有约10-30％的C5不能气化。二是导入加热空气将C5气化成可燃气体，这种方法需用专用的气化装置，以控制导入空气的温度和导出燃气中C5的含量。如果导入空气的温度发生变化，则会影响可燃气体中C5的含量，从而使燃烧不稳定。三是用液化气作为气化剂的双瓶供应法，这种方法需用二个钢瓶，使用相当麻烦，而且无法在没有液化气的条件下使用。四是C5管道供气，这种方法不仅要解决C5液体的气化问题，而且还要解决管道内C5的冷凝问题，需要大量的投资，显然不利于C5作为民用燃料的推广应用。
“轻烃作为民用炊事燃料的研究”(《公用科技》1995年第1期第7-14页)中指出，轻烃作为民用炊事燃料应控制燃料中的含水量。
本发明的目的在于克服上述现有技术中的缺点，提供一种在常压下易于气化、能稳定燃烧的安全轻烃燃料。
本发明的另一目的在于提供一种在常压下使上述轻烃燃料气化的简单方法。
本发明的再一个目的在于提供一种在常压下使上述轻烃燃料气化的装置。
本发明的上述目的可用如下技术方案加以解决。本发明的轻烃燃料含有70-95％重量的轻烃和5-30％重量的水。
将这种轻烃燃料加入一个塑料或金属容器中，该容器上有可燃气体导出口和含氧气体导入管，该导入管深人水层中，通入含氧气体时从燃气导出口中排出可燃气体，这种可燃气体可直接用于民用燃具上进行燃烧。
本发明轻烃燃料的原料易得，常压下容易气化，而且产生燃气中轻烃的含量基本上保持不变，能保持燃烧稳定，燃烧热值高。另外，本发明的轻烃燃料运输、储存比液化气安全，不需要大量的投资，所以本发明为凝析油、轻石脑油或精碳五广泛地用作民用燃料提供了一条良好的途径。
图1是本发明轻烃气化装置的示意图。
图2是超声波气泡分散装置。
本发明的轻烃燃料含有70-95％重量的轻烃和5-30％重量的水，以轻烃和水的总重量为基准。所述的轻烃是指未经处理的凝析油、轻石脑油、精碳五或其混合物。这些原料本身可能含有少量的水，但不包括可分离的水层。所用的水也不是指经特殊处理的水，而是指自然界中任何直接可得的水，如河水、海水、雨水和自来水等。当加入的水量约少于5％重量时，导出的可燃气体中轻烃的含量就不稳定，这种可燃气体就不能稳定地燃烧；当加入的水量超过约30％重量时，虽然导出的可燃气体仍能稳定燃烧，但过量的水不能与轻烃一起气化，而作为残余物残留下来，所以加入超过30％重量的水是没有必要的。本发明轻烃燃料中的轻烃和水能一起被气化，而没有残余物，所以本发明能充分地利用轻烃原料作为民用燃料。
本发明的轻烃燃料气化装置包括一个容器1、装在容器上的可燃气体导出口2和含氧气体导入管3，该导入管深入水层中，如图1所示。所述的容器为常压容器，可以是普通的金属容器或塑料容器。优选的为塑料容器，如塑料桶或可口可乐瓶等。所述的含氧气体导入管是塑料管或金属管。该含氧气体导入管应插入水层中，才能有效地使轻烃气化。实践证明，当含氧气体产生的气泡较小时，产生的可燃气体中轻烃的含量较高，因此，在含氧气体导入管的末端较好装有气体分散装置，这样在使用大效率民用燃具(10000大卡以上)时效果更佳。所述的气体分散装置是微孔排气器或超声波发生器。所述的微孔排气器使含氧气体通过许多较小的孔排出，产生许多小气泡。所述的超声波发生器是如图2所述的装置。将含氧气体导入管(较好是金属管)口压扁，形成一条狭缝4。在该狭缝前固定一块金属片5，该金属片的厚度约为0.05-0.5毫米。当含氧气体流通过该狭缝喷到该金属片上时，该金属片产生超声振动，促使该含氧气体形成微小气泡。所述的金属管可以是紫铜管、铝管、不锈钢管，较好是紫铜管。所述的金属片可以是任何能产生超声振动的金属片，如铜片、不锈钢片、铝合金片等。
当用普通小型空气泵通入空气时，通入的空气在水层产生气泡，这种气泡能夹带大量的轻烃形成可燃气体，这种可燃气体能用于普通民用燃具如家用液化气灶和取暖器上燃烧。所用的普通小型空气泵可用交流电为电源，也可用电池或蓄电池为电源。当用电池或蓄电池为电池时，本发明的轻烃燃料适用于野外或不通电的地区。
至于本发明方法能有效稳定地使轻烃气化的详细机理还不完全清楚，但估计由于水的表面张力比轻烃大，所以含氧气体能在水层中形成大量的小气泡，这些小气泡夹带了大量的轻烃，形成可燃气体。用本发明方法产生的轻烃可燃气体比用现有方法产生的可燃气体燃烧更稳定、热值更高，能象普通液化气一样用作民用燃料。本发明的轻烃燃料能使所含的所有凝析油、轻石脑油和精碳五燃烧，所以其燃烧热值高。
表1
| 热值 | |
| 煤气 | 500(大卡/公斤) |
| 液化石油气 | 7000(大卡/公斤) |
| 天然气 | 7500(大卡/公斤) |
| 凝析油 | 19077(千卡/标米3) |
| 轻石脑油 | 17760(千卡/标米3) |
| 精碳五 | 13381(千卡/标米3) |
由于凝析油、轻石脑油、精碳五或其混合物在常温下是不易挥发的液体，这些液体的运输和储存比液化气更安全。由于使用的气化装置较简单，所以本发明的轻烃燃料可适用于大多数家庭和企业单位的使用。而且当气化停止时，即使燃烧器开关打开，不会产生气体泄漏爆炸燃烧，也不存在一氧化碳中毒的危险。
现在用如下的实施例对本发明作进一步的说明。但这些实施例仅用于对本发明的实施方式作解释性的说明，而不用于对本发明的保护范围作限定。
实施例1
在一个1升塑料瓶中加入950毫升的凝析油和50毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约8瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例2
在一个1升塑料瓶中加入850毫升的凝析油和150毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约12瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例3
在一个1升塑料瓶中加入700毫升的凝析油和300毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约24瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例4
在一个1升塑料瓶中加入600毫升的凝析油和400毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约40瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例5
在一个1升塑料瓶中加入950毫升的轻石脑油和50毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约8瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例6
在一个1升塑料瓶中加入850毫升的轻石脑油和150毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约12瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例7
在一个1升塑料瓶中加入700毫升的轻石脑油和300毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约24瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例8
在一个1升塑料瓶中加入600毫升的轻石脑油和400毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约40瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例9
在一个1升塑料瓶中加入950毫升的精碳五和50毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约8瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例10
在一个1升塑料瓶中加入850毫升的精碳五和150毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约12瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例11
在一个1升塑料瓶中加入700毫升的精碳五和300毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约24瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例12
在一个1升塑料瓶中加入600毫升的精碳五和400毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约40瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例13
在一个1升塑料瓶中加入400毫升凝析油和400毫升精碳五和200毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约12瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
实施例14
在一个1升塑料瓶中加入400毫升凝析油和400毫升轻石脑油和200毫升的水。将一根直径约为2毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约12瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入家用液化气灶燃烧。燃烧结果列于如下表2中。
表2
| 编号 | 火焰稳定性 | 残液量 |
| 实施例1 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例2 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例3 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例4 | 稳定燃烧 | 约140水 |
| 实施例5 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例6 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例7 | 稳定燃烧 | 少许 |
| 实施例8 | 稳定燃烧 | 约135毫升 |
| 实施例9 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例10 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例11 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例12 | 稳定燃烧 | 约140毫升 |
| 实施例13 | 稳定燃烧 | 无 |
| 实施例14 | 稳定燃烧 | 无 |
从表中的数据可知，在凝析油、轻石脑油、精碳五或其混合物中加入约5-30％重量的水，不仅能使它们稳定地气化，产生的可燃气体能象液化气一样稳定地燃烧，而且燃烧热值高，取得了意想不到的效果。
实施例15
在一个13升塑料瓶中加入8000毫升的凝析油和3000毫升的水。将一根直径约为3毫米的塑料管插入水层中，作为空气导入管，塑料管的末端配一个多孔喷头。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约24瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入一只一万大卡的液化气灶燃烧。该液化气灶能稳定燃烧，直至所有液体烧完为止。
实施例16
在一个13升金属桶中加入4000毫升凝析油和和4000毫升轻石脑油以及3000毫升的水。将一根直径约为3毫米的紫铜管插入水层中，作为空气导入管，塑料管的末端配一个如图1所示的超声波发生器。瓶上配置一个可燃气体排出口，将该瓶密封。用一只小型空气泵(约24瓦)通入空气，将从排出口排出的可燃气体通入两只一万大卡的液化气灶燃烧。两只液化气灶都能稳定燃烧，直至所有液体烧完为止。
Claims (19)
1．一种轻烃燃料，其特征在于它包括70-95％重量的轻烃和5-30％重量的水。
2．如权利要求1所述的轻烃燃料，其特征在于所述的轻烃选自凝析油、精碳五、轻石脑油及其混合物。
3．如权利要求1所述的轻烃燃料的气化方法，其特征在于该方法包括将5-30％重量的水、70-95％重量的轻烃加入轻烃气化装置，该装置包括容器、装在容器上的燃气导出口和含氧气体导入管，该导入管深入水层中，通入有氧气体时从燃气导出口中排出可燃气体，这种可燃气体可直接用于民用燃具上进行燃烧。
4．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的容器选自塑料容器和金属容器。
5．如权利要求4所述的气化方法，其特征在于所述的容器是塑料容器。
6．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的含氧气体是空气。
7．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的含氧气体导入管选自金属管或塑料管。
8．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的含氧气体导入管末端装有气体分散装置。
9．如权利要求8所述的气化方法，其特征在于所述的气体分散装置是微孔排气器。
10．如权利要求8所述的气化方法，其特征在于所述的气体分散装置是超声波发生器。
11．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的民用燃具是普通液化气燃具。
12．如权利要求3所述的气化方法，其特征在于所述的含氧气体用小型空气泵通入。
13．一种轻烃气化装置，其特征在于该装置包括容器、装在容器上的燃气导出口和含氧气体导入管，该导入管深入水层中。
14．如权利要求13所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的容器选自塑料容器和金属容器。
15．如权利要求14所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的容器是塑料容器。
16．如权利要求13所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的含氧气体导入管选自金属管或塑料管。
17．如权利要求13所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的含氧气体导入管末端装有一个气体分散装置。
18．如权利要求17所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的气体分散装置是微孔排气头。
19．如权利要求17所述的轻烃气化装置，其特征在于所述的气体分散装置是超声波发生器。
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