阅读说明：本技术 一种轻烃油制气装置 (Light hydrocarbon oil gas making device ) 是由 王景刚 熊楚超 罗景辉 侯立泉 魏莹 刘欢 孟志群 祁佳雯 于 2020-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种轻烃油制气装置,它应用于燃气制备领域,其包括汽化器、与所述汽化器连接的供气装置和与所述汽化器连接的供油装置,所述汽化器内设有轻烃油,所述轻烃油内设有与蒸汽发生器连接的冷凝器,轻烃油液面的上方设有挡液孔板,所述汽化器的顶部与抽气管连接,汽化器的底部与排污口连接；本发明设计新颖,布局合理,能量利用率高,制气量调节范围大,利用自身制造的轻烃燃气驱动制气装置,减少了其它方式的加热需求,合理利用了轻烃资源,避免高品位能源的消耗,其制得的轻烃气的稳定性好,制气质量有保证,可能满足不同用户的多种需求,有大力推广的必要。(The invention discloses a light hydrocarbon oil gas making device, which is applied to the field of gas preparation and comprises a vaporizer, a gas supply device connected with the vaporizer and an oil supply device connected with the vaporizer, wherein light hydrocarbon oil is arranged in the vaporizer, a condenser connected with a steam generator is arranged in the light hydrocarbon oil, a liquid blocking hole plate is arranged above the liquid level of the light hydrocarbon oil, the top of the vaporizer is connected with an exhaust pipe, and the bottom of the vaporizer is connected with a sewage outlet; the invention has novel design, reasonable layout, high energy utilization rate and large gas production regulating range, utilizes the self-made light hydrocarbon gas to drive the gas production device, reduces the heating requirements of other modes, reasonably utilizes light hydrocarbon resources, avoids the consumption of high-grade energy, has good stability of the produced light hydrocarbon gas, ensures the gas production quality, can meet various requirements of different users, and has the need of vigorous popularization.)

一种轻烃油制气装置

技术领域

本发明涉及燃气制备领域，具体的说是一种轻烃油制气装置。

背景技术

轻烃油的来源十分广泛、产量巨大，是油田、气田、天然气净化厂等生产流程中的伴生副产品（C5、C6为主的烷烃类混合物）。由于轻烃油沸点较低，容易气化，有***风险，在石化和炼油行业中通常分离，轻烃资源未得到充分利用。

通过轻烃燃气发生装置，采用物理气化方式，可将液态轻烃转变为轻烃燃气。轻烃燃气与天然气一样，都是清洁燃料，具有热值高、安全、环保、使用方便、价格适中等优点。对于天然气管网输配和建设困难的偏远地区，可以在每个村庄建设一个轻轻燃气气化站，通过村落管网将轻烃燃气送往各户，用于解决供暖问题。

轻烃制气过程通常采用鼓泡制气方法，是一种动态蒸发过程，即通过罗茨风机将大量空气送入轻烃油中气化。在液体中形成大量空气气泡，由于气液两相之间存在浓度差异，轻烃油中易气化挥发成分进入气泡内部。在气泡逸出液面的过程中进行着传质过程，当气泡冲出液面后形成一定浓度的轻烃混空燃气。随着气化的进行轻烃油需要从外部吸收热量，传统的气化装置，通常在汽化罐外部设置加热设备，通过电加热或燃气燃烧加热热水来实现加热达到轻烃油气化的目的。

在制气量加大的情况下会出现加热面积不足，供热量不能满足制气需求，制气设备的可调控范围较小的弊端。并且采用电加热会耗费大量的电能资源，而采用燃气炉设备加热，燃气热能利用率有待提高。有必要开发一种新型轻烃燃气制气装置。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种轻烃油制气装置，通过轻烃燃气驱动制气设备运行，利用工质相变放出的热量供轻烃气化的需要，提高了制气系统的产气能力和装置整体的能源利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括汽化器、与所述汽化器连接的供气装置和与所述汽化器连接的供油装置，所述汽化器内设有轻烃油，所述轻烃油内设有与蒸汽发生器连接的冷凝器，轻烃油液面的上方设有挡液孔板，所述汽化器的顶部与抽气管连接，汽化器的底部与排污口连接。

本发明的进一步改进在于：所述供气装置包括依次通过进气管连接的进气口、罗茨风机、空气缓冲预热器和空气分布器，所述空气分布器设置在汽化器内冷凝器的下方。

本发明的进一步改进在于：所述空气分布器与空气缓冲预热器连接的进气管上设有流速调节阀。

本发明的进一步改进在于：所述供油装置包括通过油管依次连接的储油罐、油泵和油预热器，所述油预热器通过补油调节阀与汽化器的下部连接。

本发明的进一步改进在于：所述蒸汽发生器通过比例调节阀分别与冷凝器的进口和空气缓冲预热器的进口连接，所述冷凝器的出口与空气缓冲预热器的进口连接，所述空气缓冲预热器的出口通过工质节流阀与蒸发器的进口连接，所述蒸发器的出口与吸收器连接。

本发明的进一步改进在于：所述吸收器的下部设有油预热器。

本发明的进一步改进在于：所述蒸汽发生器内设有溴化锂溶液，所述溴化锂溶液的下方设有炉膛，所述炉膛分别与储气罐和空气烟气换热器连接，所述空气烟气换热器与蒸发器的进气口连接。

本发明的进一步改进在于：所述溴化锂溶液依次经溶液换热器、节流阀与吸收器的进液口连接，所述吸收器的出液口依次通过溶液泵和溶液换热器与蒸汽发生器连接。

本发明的进一步改进在于：所述抽气管上依次设有氧分析仪、液滴分离器和稳压罐，所述氧分析仪与空气缓冲预热器连接，所述抽气管的出气端分别与储气罐和轻烃出口连接。

本发明的进一步改进在于：所述抽气管上还设有压力调节阀和热值分析仪。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：

本发明设计新颖，布局合理，能量利用率高，制气量调节范围大，利用汽化器内部设置的冷凝器内工质冷凝释放大量潜热，与轻烃油气化需要的热量耦合，可满足较大制气量的热量需求，制气效率大大提高。利用自身制造的轻烃燃气驱动制气装置，减少了其它方式的加热需求，合理利用了轻烃资源，避免高品位能源的消耗。

该装置通过轻烃燃气燃烧驱动制气装置，利用燃烧热量的同时，还使用烟气余热加热轻烃燃气燃烧和制气需要的空气。并在蒸发器内与循环工质进一步换热，使烟气温度降低，提高了燃气利用效率。

该装置气化所需要的原料油和空气均经预热后送入汽化器内制气。室外空气在冷凝器与工质换热吸收冷凝潜热，轻烃油在吸收器内吸收溶液的溶解热进行预热。主要气化热量由汽化器内冷凝器提供，并增设旁通，增加了设备制气可调节性能。其制得的轻烃气的稳定性好，制气质量有保证，可能满足不同用户的多种需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中，1、进气口；2、罗茨风机；3、空气缓冲预热器；4、流速调节阀 ；5、空气分布器；6、储油罐；7、溶液泵；8、油泵；9、油预热器；10、补油调节阀；11、储气罐；12、轻烃燃气燃烧炉膛；13、溶液换热器；14、吸收器；15、节流阀；16、空气烟气换热器；17、排污口；18、蒸发器；19、工质节流阀；20、烟气出口；21、冷凝器；22、挡液孔板；23、氧分析仪；24、汽化器；25、抽气管；26、比例调节阀；27、液滴分离器；28、稳压罐；29、压力调节阀；30、蒸汽发生器；31、热值分析仪；32、溴化锂溶液；33、轻烃出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

一种轻烃油制气装置，如图1所示，其包括内部设有轻烃油的汽化器24、与所述汽化器24连接的供气装置和与所述汽化器24连接的供油装置，通过物理气化方式可将液态轻烃油转化为清洁燃料轻烃燃气，可在每个村庄建设一个轻烃燃气气化站，通过村落官网将燃气送往各户，用于取暖，方便天然气管网输配和建设困难的偏远地区使用。

所述轻烃油内设有与蒸汽发生器30连接的冷凝器21，所述蒸汽发生器30内生成的蒸汽在冷凝器21内变为液态的水滴释放热量用于轻烃油的气化。所述汽化器24的顶部与抽气管25连接，随着供气装置向轻烃油内空气的鼓入，在轻烃油内形成大量的气泡，这时，由于气-液两相间相互的动力作用造成气泡破碎和聚并,且在此相接触面积上各组分浓度差的推动力下,轻烃液体中易挥发成分逸出相界面进入气泡内部(质扩散过程)。含有轻烃挥发的可燃成分的气泡冲出液面后, 形成了浓度符合安全及燃烧要求的混空轻烃燃气。该混空轻烃燃气从汽化器24内轻烃油的表面脱离，经与汽化器24顶部连通的抽气管25送出，供用户使用。

如图1所示，轻烃油液面的上方设有挡液孔板22，挡液孔板22的设置可防止较大液滴混入轻烃燃气中，使鼓泡的形成更均匀，制气效率更高。制气过程不可挥发的杂质经汽化器24底部的排污口17排出。

所述供气装置包括依次通过进气管连接的进气口1、罗茨风机2、空气缓冲预热器3和空气分布器5，所述空气分布器5设置在汽化器24内冷凝器21的下方。所述空气分布器5与空气缓冲预热器3连接的进气管上设有流速调节阀4。空气在鼓入轻烃油时通过空气分布器5，由于空气分布器5的设置可使空气与轻烃油得到强烈混合。气泡之间破碎和聚并又产生大量气泡，使得气-液相接触面积成倍增加，传质效率得到提升。流速调节阀4的设置能严格控制空气通过空气分布器5射入时的射流速度，使得空气流动速度场和轻烃油挥发组分浓度场相协调，制气效率更高。

所述供油装置包括通过油管依次连接的储油罐6、油泵8和油预热器9，所述油预热器9通过补油调节阀10与汽化器24的下部连接。轻烃油经油泵8被送入汽化器24内，补油调节阀10的设置利于制气过程油量调节的控制，满足制气需要。经预热后的轻烃油和空气更易于制气。

如图1所示，所述蒸汽发生器30通过比例调节阀26分别与冷凝器21的进口和空气缓冲预热器3的进口连接，所述冷凝器21的出口与空气缓冲预热器3的进口连接，所述空气缓冲预热器3的出口通过工质节流阀19与蒸发器18的进口连接，所述蒸发器18的出口与吸收器14连接。在蒸汽发生器30内蒸发的工质在比例调节阀19的作用下部分进入冷凝器21，在冷凝器21内冷凝放热为轻烃制气过程提供气化潜热；部分工质直接与流出冷凝器21的工质混合后进入空气缓冲预热器3，在空气缓冲加热器3中管内工质与管外空气进行换热，经过冷凝器21和空气缓冲预热器3后，水工质凝结变为液体，经过工质节流阀21节流降压，使得水工质在较低温度下就可以在蒸发器18内蒸发。

所述空气烟气换热器16与蒸发器18的进气口连接。工质蒸发所吸收的热量由轻烃燃气燃烧产生的烟气提供。烟气余热得到充分利用，排烟温度大大降低，利于环保。在蒸发器22中产生的低压蒸汽直接进入吸收器23中。

所述蒸汽发生器30内设有溴化锂溶液32，所述溴化锂溶液32的下方设有炉膛12，所述炉膛12分别与储气罐11和空气烟气换热器16连接，被送入炉膛12内的轻烃气和经空气烟气换热器16预热后的空气燃烧放出热量加热上方的溴化锂溶液32使其沸腾，由于在溴化锂溶液17中，水的沸点比溴化锂的沸点低，水工质吸热气化形成蒸气。

所述溴化锂溶液32依次经溶液换热器13、节流阀15与吸收器14的进液口连接，所述吸收器14的出液口依次通过溶液泵7和溶液换热器13与蒸汽发生器30连接。蒸汽发生器30中溴化锂溶液32蒸发后，浓度较高的溴化锂溶液32经过溶液换热器13和节流阀15送入吸收器14内，在吸收器14中与蒸发器18送来的低压蒸汽混合，并且吸收这些蒸汽。溴化锂溶液32浓度降低后经过溶液泵24和溶液换热器25，进入蒸汽发生器30中进行下一次循环过程。在吸收器中的溶液吸收蒸汽释放大量热量，对吸收器14下部的油预热器9中轻烃油加热。

综上所述，该装置包括为制气提供原料的空气环路和轻烃油环路、保证气化热量需求的水工质环路和溴化锂工质环路，驱动顺利制气的轻烃燃气环路和轻烃燃烧烟气余热回收利用的烟气环路，其设计新颖，利用冷凝器21内工质冷凝释放大量的潜热，与轻烃油气化需要的热量耦合，满足较大制气量的热量需求，其能量利用率高，制气量调节范围大，有推广的必要。

如图1所示，所述抽气管25上依次设有氧分析仪23、液滴分离器27、稳压罐28、压力调节阀29和热值分析仪31，所述氧分析仪23与空气缓冲预热器3连接，所述抽气管25的出气端分别与储气罐11和轻烃出口33连接。经过汽化器24制取的轻烃燃气从顶部的抽气管25排出，在供用户使用前还需经过氧分析仪23、液滴分离器27、稳压罐28、压力调节阀29和热值分析仪器31等设备。氧分析仪23确保轻烃燃气中氧气含量在许可范围内。轻烃燃气在输送过程中受环境温度和压力的影响会存在凝油问题，而轻烃燃气中含凝油会存在安全问题。通过液滴分离器27提高轻烃燃气流动阻力，使得部分小液滴析出，进而降低燃气在输送过程的凝油可能性。稳压罐28可保证气体的输送压力稳定。热值分析仪31确保轻烃燃气符合用户需求，在不同环境条件和用户热负荷需求条件下，需要对燃气热值进行检测。另外，该新型燃气制气装置，由轻烃燃气进行驱动，燃气制备过程也需要对设备进行实时供气。

最后应该说明的是：上述实例只是为清楚表述本发明而做的举例，并不具备唯一性，亦绝非是对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，在此无法对所有的实施方式进行穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。