CN205586958U - 一种液态轻烃气化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液态轻烃气化装置，可将C₅~C₆等轻烃类轻质油气化为可燃气体，为工业和民用提供新型清洁能源。所述液态轻烃气化装置，主要由气化筒、油料变量泵、热风变量泵和可编程控制器组成。所述气化筒安装有进油装置、进风装置、安全阀、压力传感器、热电偶、燃气出气阀接口、排污阀接口和筒体底脚及接地；所述气化筒内有热风缓冲稳压室、旋风气化道、混空室、油沫分离装置、储气室和防静电网。油料和热风由控制器自动控制的油料变量泵、热风变量泵定量、定温、定比供给，经过气化筒气化为混空可燃气体。本实用新型可使产气设备体积缩小、造价降低、产量提高、质量稳定，既节能又环保。

Description

一种液态轻烃气化装置

技术领域

本实用新型涉及一种将液态轻烃转变为可燃气体的气化装置。

背景技术

液态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。但现有的气化装置存在安全性差、加热效率低、设备体积大、产气量小和所产燃气质量不稳定等弊端。

现有一种《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。

现另有一种《液态碳五气化装置》（实用新型专利号：ZL2009 10182911.X；实用新型专利授权公告号：CN 201502867U），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。

现还有一种《高能混空轻烃反应釜》（专利申请号：201510538133.9），应用PLC智能控制，将轻烃类轻质油加热鼓泡气化，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、产气量小和燃气质量不稳定等问题。其控制系统并没有将油料和空气的混合配比纳入控制范围，未能实现对油料和空气配比的最佳的、有效的、随时的控制。

以上三种现有技术，都是利用C₅（碳五）沸点低的特性将其加热鼓泡气化，与空气混合形成轻烃混空燃气。但在轻烃混空燃气中，轻烃类轻质油所占比例不足千分之一，其他都是空气，因此，仅仅给油料加热难于保证正常产气，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，其所产燃气的质量难于稳定。并且，由于加热效果差，制气原料局限于沸点较低的C₅，无法将C₆、C₇等轻质油气化为燃气。此外，现有生产轻烃混空燃气的技术，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，节能效果欠佳。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种液态轻烃气化装置，能够降低造价和产气成本，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，为工业和民用提供热能，既节能又环保。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

提供一种液态轻烃气化装置，包括气化筒、油料变量泵、热风变量泵和可编程控制器，所述气化筒外筒的上部安装有燃气出气阀接口、安全阀、热电偶和压力传感器，所述气化筒外筒的中下部装有进油装置和进风装置，所述气化筒的底部安装有排污阀接口、筒体底脚及接地；所述气化筒内下方的腔室为热风缓冲稳压室，所述热风缓冲稳压室的上部装有旋风气化道，所述旋风气化道的入口与热风缓冲稳压室相通，并安装有进油管及油料喷淋口，所述旋风气化道的出口与混空室相通；所述混空室上部为油沫分离装置和油气分离装置所述油气分离装置的上部是储气室，所述储气室内安装有防静电网。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述进油装置包括第一单向阀、进油管接口、进油管和油料喷淋口，所述进油管一端通过进油管接口伸入所述气化筒内的旋风气化道中，伸入所述旋风气化道的所述进油管管壁上有均匀分布有若干油料喷淋口，所述进油管的另一端与第一单向阀相接，所述第一单向阀与油料变量泵连接，所述油料变量泵与可编程控制器电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述油料喷淋口的直径不大于1.5mm，所述若干喷淋口截面积之和不大于所述进油管的截面积。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述进风装置包括第二单向阀和进风阀接口，所说的进风阀接口的一端接通气化筒内的热风缓冲稳压室，另一端与第二单向阀相接，所述第二单向阀的另一端与热风变量泵连接，所述热风变量泵与可编程控制器电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述进风阀接口的口径与燃气出气阀接口的口径相等。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述压力传感器的探头伸入所述气化筒内的储气室中，并将所述储气室内的压力信息通过电性连接传输到所述可编程控制器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述热电偶的探头伸入所述气化筒内的储气室中，并将所述储气室内的温度信息通过电性连接传输到所述可编程控制器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述旋风气化道倾斜固定于所述气化筒的内壁上并呈螺旋形上升。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述旋风气化道的螺旋结构不少于一层，所述旋风气化道的截面积不小于所述进风接口截面积的1.1倍。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够充分利用石油加工中的副产品轻烃类轻质油，通过气化变成燃气。其最特出的有益效果为：

（1）采用热风给油料加热，将油料的加热过程、气化过程和混空过程融合在同一设备中完成，因此，在设备制造方面，精简了工艺流程，省减了水循环加热系统，缩小了设备体积，降低了设备造价；在产气效果方面，气化速度快、产量高；一个直径为1000毫米的气化筒，可实现24小时产气12000立方米；在生产安全方面，排除了加热元件对油料加热的危险性，保障了生产安全；

（2）采用可编程控制器对工作温度、压力、进油与进风定比定量自动控制，使产气过程安全可靠，所产燃气优质稳定、节能环保；

（3）制气原料不限于C₅，按工艺要求调整温度、压力和油气配比等参数后，可将C₆、C₇等轻烃类轻质油转变为轻烃混空燃气。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示较佳实施例中的旋风气化道和进油管装置的俯视图；

图3是图2的正视图；

图4是图1所示较佳实施例中进油管及油料喷淋口的结构示意图。

附图中各部件的标记如下：1、气化筒，2、热风缓冲稳压室，3、旋风气化道，4、油料变量泵，5、第一单向阀，6、进油管接口，7、进油管，8、油料喷淋口，9、进风阀接口，10、热风变量泵，11、第二单向阀，12、混空室，13、油沫分离装置，14、油气分离装置，15、防静电网，16、储气室，17、安全阀，18、压力传感器，19、热电偶，20、燃气出气阀接口，21、排污阀接口，22、筒体底脚。

具体实施方式

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

一种液态轻烃气化装置，包括气化筒1、油料变量泵4、热风变量泵10和可编程控制器，气化筒1外筒的上部安装有燃气出气阀接口20、安全阀17、热电偶19和压力传感器18，气化筒1外筒的中下部装有进油装置和进风装置，气化筒1的底部安装有排污阀接口21、筒体底脚22及接地；气化筒1内下方的腔室为热风缓冲稳压室2，热风缓冲稳压室2的上部装有旋风气化道3，旋风气化道3的入口与热风缓冲稳压室2相通，并安装有进油管7及油料喷淋口8，旋风气化道3的出口与混空室12相通；混空室12上部为油沫分离装置13和油气分离装置14，油气分离装14的上部是储气室16，储气室16内安装有防静电网15。

气化筒1及内部构造，是本实用新型的技术核心部分，它的作用是将轻烃液体气化、混空变为轻烃燃气。根据不同用户的燃气锅炉吨位及热能设备，计算用气量，设定工艺技术参数，定量输入热空气和C₅油料，油气混合配比采用编程自动控制热风变量泵10和油料变量泵4实现，工作系统中的压力与温度采用智能自动控制。

进油装置包括第一单向阀5、进油管接口6、进油管7和油料喷淋口8，进油管7一端通过进油管接口6伸入气化筒1内的旋风气化道3中，伸入旋风气化道3的进油管7管壁上有均匀分布有若干油料喷淋口8，进油管7的另一端与第一单向阀5相接，第一单向阀5与油料变量泵4连接，油料变量泵4与可编程控制器电性连接。

进风装置包括第二单向阀11和进风阀接口9，所说的进风阀接口9的一端接通气化筒1内的热风缓冲稳压室2，另一端与第二单向阀11相接，第二单向阀11的另一端与热风变量泵10连接，热风变量泵10与可编程控制器电性连接。

下述为各个装置具体的结构及参数：

所述气化筒1，采用型号为Q235B的钢材进行制造，工作温度为40℃~45℃，工作压力为0.035~0.045Mpa，属于常温常压，但为确保安全，按照II类压力容器的标准设计、制造，并经探伤检测及三倍工作压力以上的试压，24小时不泄露。

所述热风缓冲稳压室2，通过编程设定风量、压力、温度参数，由控制器自动控制热风变量泵10，将热空气定量、定压、定温送入。

所述旋风气化道3，采用H62黄铜制作，旋风气化道3设计采用倾斜型，固定在气化筒1的内壁上并且螺旋形上升，可以有一层或多层，其作用是延长气化时间、延伸气化空间，使油料C₅充分气化；旋风气化道3的截面积不小于进风接口9截面积的1.1倍。

所述油料变量泵4，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4与控制器电性连接，其工作状态与热风变量泵10协同，受编程控制。

所述第一单向阀5和第二单向阀11，分别安装于进油装置和进风装置中，按工艺要求的技术参数选购相匹配的市售产品，其作用是：停机时防止混合气体倒流。

所述进油管接口6，采用型号为Q235B的钢材进行制造。

所述进油管7，采用20号无缝钢管制作，根据不同用户的耗气量，计算、设定进油管7的大小，定量将油料C₅输入，通过喷淋口8进入旋风气化道3。

所述油料喷淋口8，有若干个，诸喷淋口均匀分布于进油管7管壁上。每个油料喷淋口8的直径为1.2~1.3mm，数量则根据进油管7的大小而定，诸油料喷淋口8的面积之和与进油管7面积相等为最佳。油料喷淋口8的直径太小或数量太少，会使油料喷射，产生静电，且不利于气化；反之，则不能充分分散油料，也不利于气化。

所述进风阀接口9，空气经加热后按设定的温度、压力、流量经此口进入热风缓冲稳压室2内，口径的大小与产气量相匹配。

所述热风变量泵10，根据产气量的设计要求选购相匹配的市售产品。该泵与控制器电连接，其工作状态与上述油料变量泵4协同，受编程控制。所需热风的热源可利用用户的余热，但仍需备有电热风装置，于便在缺乏余热的情况下（如气化装置起动时）使用。

所述混空室12，采用H62黄铜制作，将油料气化并与空气按比例混合成混空轻烃燃气。

所述油沫分离装置13、油气分离装置14，采用H62黄铜制作，在气化过程中将油与气分离，并使混合气体在经过该装置时聚集、充分混合且加快流速，进入储气室16后散开，实现油料气化、混空的最佳状态。

所述防静电网15，采用H62黄铜网制作，可防止气化时混合气流产生静电，确保生气安全。

所述储气室16，将混空室12所制成的轻烃燃气暂存于此。

所述安全阀17，按工艺要求的技术参数选购相匹配的市售产品。

所述压力传感器18和热电偶19，选购市售产品。通过电连接将储气室16内混合气体的压力和温度信息传送到编程控制器，据此控制热风变量泵10所输出的热风的温度和风量，进而控制储气室16内轻烃燃气的温度和压力。

所述出气阀接口20，将制成的轻烃燃气经此接口供给燃气设备，口径的大小与进风阀接口9相等。

所述排污阀接口21，在长期的制气过程中，有少量的树脂、杂质积聚，可定期从此口排出。

所述筒体底脚22，包括接地，筒体底脚22的高度以便于排污操作为宜；接地材料及安装符合规范。

本实用新型的基本工作原理：

液态轻烃达到沸点温度时，就会不断从液态转变为气态。根据这一原理，将少量的轻烃类轻质油置于大量的热空气旋风场中，空气温度达到油料沸点温度时，油料气化，同时混空成为轻烃燃气。据此，本实用新型设计的气化筒1底部为半球结构，如图1所示，组成热风缓冲稳压室2，其上部为热风旋风气化道3，该气化道的进风口与热风缓冲稳压室2相通，热风在此作圆环状流动分布，从筒体底部以切线方向进入旋风气化道3，形成较高风速的旋转风场。油料按一定比例的受控量由喷淋口8出，经旋风气化道3进入混空室12，在离心力、剪切力、碰撞力和热力的共同作用下，油料被微粒化、气化，并与旋转热风充分接触形成混空气态，经油沫分离装置13和油气分离装置14，进入储气室16。

本实用新型揭示了一种液态轻烃气化装置，采用热风将轻烃类轻质油快速沸腾气化成混空轻烃燃气，产气设备体积小，产量高，投入小，生产成本低。制气工艺流程中的温度、压力、流量、油气配比等采用编程控制，使生产更安全，质量更稳定。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种液态轻烃气化装置，包括气化筒（1）、油料变量泵（4）、热风变量泵（10）和可编程控制器，其特征在于，所述气化筒（1）外筒的上部安装有燃气出气阀接口（20）、安全阀（17）、热电偶（19）和压力传感器（18），所述气化筒（1）外筒的中下部装有进油装置和进风装置，所述气化筒（1）的底部安装有排污阀接口（21）、筒体底脚（22）及接地；所述气化筒（1）内下方的腔室为热风缓冲稳压室（2），所述热风缓冲稳压室（2）的上部装有旋风气化道（3），所述旋风气化道（3）的入口与热风缓冲稳压室（2）相通，并安装有进油管（7）及油料喷淋口（8），所述旋风气化道（3）的出口与混空室（12）相通；所述混空室（12）上部为油沫分离装置（13）和油气分离装置（14），所述油气分离装置（14）的上部是储气室（16），所述储气室（16）内安装有防静电网（15）。

2.根据权利要求1所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述进油装置包括第一单向阀（5）、进油管接口（6）、进油管（7）和油料喷淋口（8），所述进油管（7）一端通过进油管接口（6）伸入所述气化筒（1）内的旋风气化道（3）中，伸入所述旋风气化道（3）的所述进油管（7）管壁上有均匀分布有若干油料喷淋口（8），所述进油管（7）的另一端与第一单向阀（5）相接，所述第一单向阀（5）与油料变量泵（4）连接，所述油料变量泵（4）与可编程控制器电性连接。

3.根据权利要求2所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述油料喷淋口（8）的直径不大于1.5mm，所述若干油料喷淋口（8）的截面积之和不大于所述进油管（7）的截面积。

4.根据权利要求1所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述进风装置包括第二单向阀（11）和进风阀接口（9），所说的进风阀接口（9）的一端接通气化筒内的热风缓冲稳压室（2），另一端与第二单向阀（11）相接，所述第二单向阀（11）的另一端与热风变量泵（10）连接，所述热风变量泵（10）与可编程控制器电性连接。

5.根据权利要求4所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述进风阀接口（9）的口径与燃气出气阀接口（20）的口径相等。

6.根据权利要求1所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述压力传感器（18）的探头伸入所述气化筒（1）内的储气室（16）中，并将所述储气室（16）内的压力信息通过电性连接传输到所述可编程控制器。

7.根据权利要求1所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述热电偶（19）的探头伸入所述气化筒（1）内的储气室（16）中，并将所述储气室（16）内的温度信息通过电性连接传输到所述可编程控制器。

8.根据权利要求1所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述旋风气化道（3）倾斜固定于所述气化筒（1）的内壁上并呈螺旋形上升。

9.根据权利要求8所述的液态轻烃气化装置，其特征在于，所述旋风气化道（3）的螺旋结构不少于一层，所述旋风气化道（3）的截面积不小于所述进风接口（9）截面积的1.1倍。