TWI793413B - 液態燃料汽化設備 - Google Patents

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Abstract

一種液態燃料汽化設備，以非石油或柴油且選自C5至C10的烷基溶劑的液態烷基類燃料供給一燃燒單元作為燃燒的燃料，該液態燃料汽化設備包含一供料單元、一由該供料單元輸入該液態烷基類燃料的相變化單元、一用於加熱該相變化單元以使該相變化單元內的該液態烷基類燃料汽化成氣態並供給該燃燒單元的加熱單元，及一設置於該相變化單元內以使該相變化單元內的該液態烷基類燃料細微化的共振元件。該共振元件的元素波長介於1100奈米至2500奈米之間，且波動頻率為1.2×1014至2.7×1014赫茲，能使該液態烷基類燃料進一步細微化，增加在該燃燒單元中的燃燒效率，達到降低燃料供給量的功效。

Description

液態燃料汽化設備
本發明是有關於一種汽化設備，特別是指一種使液態烷基類燃料汽化的液態燃料汽化設備。
現時常利用燃料燃燒所產生的熱能或蒸氣來進行發電或驅動設備，並常使用固態、液態、氣態等燃油作為燃料，但由於以燃油作為燃料會產生較多的汙染物，且成本較高，因此現時也開始使用天然氣作為燃料，以期降低燃燒時碳、粒狀汙染物、二氧化硫、氮氧化物等汙染物的排放量。儘管以天然氣作為燃料有著前述的優勢，但在成本及汙染物排放量上仍有進步的空間，因此市場上也不斷尋覓表現更佳的燃料，此外，若燃燒的效率較低，則需提高燃料的供給量，間接導致成本的提升，同時也會造成汙染物的排放量升高，因此提高燃燒效率也是改善設備的重要目標之一。
因此，本發明之目的，即在提供一種以烷基溶劑作為燃料，且使燃燒單元燃燒效率提高的液態燃料汽化設備。
於是，本發明液態燃料汽化設備，以非石油或柴油且選自C5至C10的烷基溶劑的液態烷基類燃料供給一燃燒單元作為燃料，該液態燃料汽化設備包含一用於容置該液態烷基類燃料的供料單元、一由該供料單元輸入該液態烷基類燃料的相變化單元、一用於加熱該相變化單元以使該相變化單元內的該液態烷基類燃料汽化成氣態並供給該燃燒單元燃燒的加熱單元，及一設置於該相變化單元內以使該相變化單元內的該液態烷基類燃料細微化的共振元件。該共振元件的元素波長介於1100奈米至2500奈米之間，且波動頻率為1.2×1014至2.7×1014赫茲。
本發明之功效在於：由於烷基類燃料具有成本較低且熱值高的優勢，搭配該共振元件可透過波的形式將能量傳遞至該液態烷基類燃料中，使其同步達到1014赫茲的共振頻率，使該液態烷基類燃料進一步細微化，細微化後的該液態烷基類燃料由於接觸面積較大，因此可在相對較低的加熱溫度下汽化，並增加在該燃燒單元中的燃燒效率，達到降低燃料供給量的功效。
1:液態燃料汽化設備
11:供料單元
12:相變化單元
121:汽化器
122:送料管線
123:燃氣管線
124:攪動裝置
13:加熱單元
131:加熱管線
132:蒸氣循環管路
14:供氣單元
141:氣泵
15:輔助單元
151:奈米鉑金觸媒模組
152:偵測模組
16:共振元件
17:共振介質
2:燃燒單元
21:進水管路
22:燃燒機
3:液態烷基類燃料
本發明之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一示意圖，說明本發明液態燃料汽化設備之一實施例。
參閱圖1，本發明液態燃料汽化設備1之一實施例，是以液態烷基類燃料供給一燃燒單元2以作為燃燒的燃料。該燃燒單元2包括一用於供水的進水管路21，及一燃燒機22。在本實施例中，該燃燒單元2為鍋爐，但當然也可為內燃機或其它透過燃燒機22產生熱能或蒸氣，以轉換為動力或直接供應使用的設備，不以鍋爐為限。前述的液態烷基類燃料非石油或柴油且選自C5至C10的烷基溶劑，例如混合了95%以上的正己烷、庚烷，及辛烷的混合己烷，相較於天然氣約9000kcal/m3的熱值而言，混合己烷具有約36000kcal/m3的熱值，且天然氣的成本約為15元/立方公尺，混合己烷的成本僅需7.75/立方公尺，且相較於天然氣需以高壓低溫的方式儲存，混合己烷可在常溫常壓的寬鬆條件下儲存。
該液態燃料汽化設備1包含一用於容置液態烷基類燃料3的供料單元11、一由該供料單元11輸入該液態烷基類燃料3的相變化單元12、一用於加熱該相變化單元12的加熱單元13、一輸送空氣至該燃燒單元2的供氣單元14、一輔助單元15、一設置於該相變化單元12內的共振元件16，及複數設置於該相變化單元12及該輔助單元15內的共振介質17。
該供料單元11可為一儲存液態烷基燃料3的燃料槽。該相變化單元12包括一汽化器121、一連通該汽化器121及該供料單 元11的送料管線122、一連通該汽化器121及該燃燒機22的燃氣管線123，及一設置於該汽化器121內且位於底部的攪動裝置124。該加熱單元13包括一通過該汽化器121的加熱管線131，及一連通該燃燒單元2且通過該汽化器121的蒸氣循環管路132。該加熱管線131是利用循環熱水所產生的熱能對該汽化器121內的空間進行加熱，該蒸氣循環管路132可將該燃燒單元2燃燒時產生的蒸氣回流循環通過該汽化器121中，以輔助加熱該汽化器121。該供氣單元14包括一供應空氣給該汽化器121的氣泵141。該輔助單元15包括一設置於該燃氣管線123中的奈米鉑金觸媒模組151，及一設置於該燃氣管線123上的偵測模組152。該奈米鉑金觸媒模組151作為助燃劑而與通過的已汽化之烷基類燃料氣體一同進入該燃燒單元2內燃燒，這些助燃劑可與燃燒單元2中的水氣反應，以將水氣分解為可自燃及可助燃的氫氣及氧氣，產生二次燃燒的效果而能提高該燃燒單元2的燃燒效率，並且大幅減少廢氣排出至外界的量，達到節省燃油消耗及降低空汙之功效。該偵測模組152是用於偵測該燃氣管線123內的汽化烷基類燃料之濃度，並回饋所偵測到的濃度訊號至該氣泵141，以對應控制該氣泵141供應至該相變化單元12內的空氣量。
該共振元件16置於該汽化器121底部，而該等共振介質17置於該送料管線122、該燃氣管線123、該進水管路21，及該燃 燒機22內。該共振元件16及每一共振介質17的元素波長介於1100奈米至2500奈米之間，且波動頻率為1.2×1014至2.7×1014赫茲。需要特別說明的是，該等共振介質17並不一定要同時設置於該送料管線122、該燃氣管線123、該進水管路21，及該燃燒機22內，也可以僅設置於其中的一個或任兩個內。
本實施例的運作過程如下：該供料單元11將液態烷基類燃料3由該送料管線122送入該汽化器121中，該等共振介質17可透過波的形式將能量傳遞至該液態烷基類燃料3中，使其同步達到1014赫茲的共振頻率，進而使該液態烷基類燃料3細微化。接著，熱水會在通過該汽化器121的該加熱管線131中循環，以對該汽化器121加熱，而該燃燒單元2的蒸氣則會在通過該汽化器121的該蒸氣循環管路132中循環，並同樣對該汽化器121加熱，該加熱管線131及該蒸氣循環管路132所產生的熱能會使該液態烷基類燃料3在該汽化器121中達到沸點，並汽化成氣態，此時該氣泵141可對該汽化器121供給空氣，以使汽化後的烷基類燃料與空氣混合至適當的空燃比，需要特別說明的是，該攪動裝置124可攪動該汽化器121底部的該液態烷基類燃料3，配合該共振元件16的共振作用使該液態烷基類燃料3同步達到1014赫茲的共振頻率，可使該液態烷基類燃料3進一步細微化，並降低沸點溫度而使該液態烷基類燃料3易於汽化，如此可降低所需的進氣量、進料量及所需的熱能。汽化後的 烷基類燃料透過該燃氣管線123及該燃燒機22送入該燃燒單元2中，此時該偵測模組152會持續偵測該燃氣管線123內汽化後之該烷基類燃料的濃度，並回饋所偵測到的濃度訊號至該氣泵141，以對應控制該氣泵141供應至該汽化器121內的空氣量，進而確保汽化後之該烷基類燃料與空氣的空燃比。這些已汽化成氣態之烷基類燃料中仍可能含有部分液態的烷基類燃料，因此可透過該等共振介質17使其更加細微化，以減少對燃燒作業的干擾，如此一來該燃燒單元2便能以較佳的燃燒效率燃燒烷基類燃料，另一方面，若該燃燒單元2為一鍋爐，則該進水管路21中的共振介質17也可使通過的水細微化及活躍，進而降低水的沸點溫度，減少燃料的使用量，該奈米鉑金觸媒模組151則可與已汽化之烷基類燃料氣體一同進入該燃燒單元2內燃燒，並與該燃燒單元2中的水氣反應，以將水氣分解為可自燃及可助燃的氫氣及氧氣，產生二次燃燒的效果，以提高助燃效率。
天然氣及混合己烷依照CNS2124標準所測得的空氣汙燃實測值如下方表一所示，由表一可看出烷基類燃料的排汙量較天然氣輕微，此外尚有單價低及儲存環境僅需常溫常壓而可降低成本之優勢。
Figure 109111623-A0305-02-0008-1
Figure 109111623-A0305-02-0009-2
綜上所述，本發明液態燃料汽化設備1以成本較低的烷基類溶劑作為燃料，並透過該共振元件16及該等共振介質17將該液態烷基類燃料3細微化，以提升燃料運用效率，降低燃料供給量，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:液態燃料汽化設備
11:供料單元
12:相變化單元
121:汽化器
122:送料管線
123:燃氣管線
124:攪動裝置
13:加熱單元
131:加熱管線
132:蒸氣循環管路
14:供氣單元
141:氣泵
15:輔助單元
151:奈米鉑金觸媒模組
152:偵測模組
16:共振元件
17:共振介質
2:燃燒單元
21:進水管路
22:燃燒機
3:液態烷基類燃料

Claims (5)

  1. 一種液態燃料汽化設備，將非石油或柴油且選自C5至C10的烷基溶劑的液態烷基類燃料供給一燃燒單元作為燃燒的燃料，該燃燒單元為一鍋爐而包含一用於供水的進水管路，及一燃燒機，該液態燃料汽化設備包含：一供料單元，用於容置該液態烷基類燃料；一相變化單元，由該供料單元輸入該液態烷基類燃料，包括一汽化器、一連通該汽化器及該供料單元且用於輸送該液態烷基類燃料的送料管線，及一連通該汽化器及該燃燒機且用於輸送汽化後之該烷基類燃料的燃氣管線；一加熱單元，用於加熱該相變化單元之汽化器，使該相變化單元內的該液態烷基類燃料汽化成氣態並供給該燃燒單元燃燒；一共振元件，設置於該相變化單元內，使該相變化單元內的該液態烷基類燃料細微化，該共振元件的元素波長介於1100奈米至2500奈米之間，且波動頻率為1.2×1014至2.7×1014赫茲；一供氣單元，包括一供應空氣給該相變化單元以與該汽化後之烷基類燃料混合的氣泵；及複數共振介質，設置於該送料管線、該燃氣管線、該進水管路，及該燃燒機內，該等共振介質的元素波長介於1100奈米至2500奈米之間，且波動頻率為1.2×1014至2.7×1014赫茲。
  2. 如請求項1所述的液態燃料汽化設備，其中，該加熱單元 包括一通過該相變化單元以加熱該相變化單元的加熱管線，及一連通該燃燒單元而將該燃燒單元產生的蒸氣通過該相變化單元的蒸氣循環管路，以加熱該相變化單元。
  3. 如請求項1所述的液態燃料汽化設備，其中，該相變化單元還包括一設置於該汽化器內且位於底部，並用於攪動該液態烷基類燃料的攪動裝置。
  4. 如請求項1所述的液態燃料汽化設備，其中，該液態燃料汽化設備還包含一設置於該燃氣管線內的奈米鉑金觸媒模組。
  5. 如請求項1所述的液態燃料汽化設備，其中，該液態燃料汽化設備還包含一設置於該燃氣管線上的偵測模組，該偵測模組用於偵測該燃氣管線內汽化後之該烷基類燃料的濃度，並回饋所偵測到的濃度訊號至該氣泵，以對應控制該氣泵供應至該相變化單元內的空氣量。
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