甲醇氣化機及甲醇氣化方法
2023-05-02 15:57:16 3
甲醇氣化機及甲醇氣化方法
【專利摘要】本發明涉及氣化設備和氣化方法。一種甲醇氣化充分的甲醇氣化機，包括導熱油箱、氣態甲醇出口和甲醇輸入泵，導熱油箱內設有加熱器、加熱盤管和若干個串聯連接在一起的噴淋式氣化室，加熱盤管的一端同甲醇輸入泵連接在一起，噴淋式氣化室包括氣化腔和一端穿設在氣化腔內的噴淋管，氣化腔的內表面構成氣化面，氣化腔設有氣化室出口，噴淋管位於氣化腔外的一端設有氣化室入口、位於氣化腔內的部分上設有噴孔，噴淋式氣化室中的第一個噴淋式氣化室的氣化室入口同加熱盤管的另一端連接在一起、最後一個噴淋式氣化室的氣化室出口同氣態甲醇出口連接在一起。本發明解決了現有的氣化設備不能夠使甲醇充分氣化的問題。
【專利說明】甲醇氣化機及甲醇氣化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣化設備和氣化方法，尤其涉及一種甲醇氣化機及甲醇氣化方法。
【背景技術】
[0002]甲醇的火焰溫度最高可達在1100°C左右，如果在富氧充分燃燒下火焰溫度可達1200°C左右，並且焰心、內焰和外焰的溫度依次增高，外焰燃燒充分時溫度最高，要想使甲醇的燃燒火焰溫度更高應提前預熱，另外科學的調節甲醇與氧氣的比例後，燃燒就會很充分，高含氧量下的甲醇充分燃燒後其燃燒值及火焰溫度會增加70%左右。傳統甲醇燃燒是液體燃燒，燃燒的很不充分，大大降低了熱值的發揮，並且有刺激性的味道產生，既不利於環保，又很難使甲醇當作工業燃燒能源來普及。汽化後的氣態甲醇既可以單獨燃燒也可以與液化氣、天然氣或氧氣等可燃性氣體進行摻混，更進一步最大限度發揮甲醇的燃燒效益，其熱值完全可以和天然氣相媲美，甚至在一定程度上其熱值超過天然氣。是21世紀用來替代液化氣、柴油、天然氣及煤等工業燃料最理想的清潔、環保新能源，大大降低了企業的生產成本，是目前正在使用柴油、液化氣、煤、等作為主要燃料的工廠及餐飲行業進行節能降耗全方位改造的首選節能設備，可為企業不同程度的降低35% —10%的經營成本。甲醇氣化後進行燃燒則需要有氣化機來完成。現有的對甲醇進行氣化的方法為採用加熱煮沸的方法進行氣化，對應的氣化設備為加熱煮沸式的結構。如在中國專利號為032720823、授權公告日為2004年8月25日、名稱為「一種輕羥氣化裝置」的專利文件中公開了一種煮沸式的氣化設備，該氣化設備通過導熱油給流過盤管的液體進行加熱、使得液體產生氣化。該氣化設備用於氣化甲醇時存在以下不足:氣化過程中甲醇會產生沸騰現象而導致甲醇氣體中含有甲醇液體，也即甲醇氣化不徹底；導熱油容易產生噴油現象；不能夠將甲醇氣體中的水分罔出。
【發明內容】
[0003]本發明的第一目的旨在提供一種甲醇氣化充分的甲醇氣化機及甲醇氣化方法，解決了現有的氣化設備不能夠使甲醇充分氣化的問題。
[0004]本發明的第二目的旨在第一目的的基礎上進一步提高一種能夠防止導熱油產生噴油現象的甲醇氣化機，解決了現有的通過導熱油進行加熱的氣化裝置會產生導熱油噴油現象的問題。
[0005]本發明的第三個目的旨在第一目的的基礎上進一步提供一種能夠將甲醇氣體中的液體水分離出的甲醇氣化機，解決了現有的氣化設備氣化甲醇時不能夠將水分離出的問題。
[0006]以上技術問題是通過下列技術方案解決的:一種甲醇氣化機，包括導熱油箱、位於導熱油箱外部的氣態甲醇出口、位於導熱油箱內的若干個串聯連接在一起的噴淋式氣化室和出口同加熱盤管一端連接在一起的甲醇輸入泵，所述導熱油箱內設有加熱器和加熱盤管，所述噴淋式氣化室包括氣化腔和一端穿設在氣化腔內的噴淋管，所述氣化腔的內表面構成氣化面，所述氣化腔設有氣化室出口，所述噴淋管位於氣化腔外的一端設有氣化室入口、位於氣化腔內的部分上設有噴孔，所述噴淋式氣化室中的第一個噴淋式氣化室的氣化室入口同所述加熱盤管的另一端連接在一起、最後一個噴淋式氣化室的氣化室出口同所述氣態甲醇出口連接在一起。使用時，將導熱油加添到導熱油箱內，通過加熱器對導熱油進行加熱，液體甲醇在甲醇輸入泵的作用下進入加熱盤管而被導熱油加熱，然後經氣化室進口進入噴淋管而噴淋到氣化腔的內表面(即氣化面)上，氣化腔由於受到導熱油的加熱處於熱的狀態、使得噴到氣化面上的甲醇被氣化，噴淋過程中可能由於沒有碰到氣化面或氣化面提供的熱量不夠等因素導致甲醇有部分沒有被氣化的現象產生，此時在進入下一級噴淋式氣化室時甲醇被進一步氣化和提高溫度、最後使得甲醇氣體以高溫狀態從氣體甲醇出口流出而進入燃燒爐進行燃燒。本申請的若干噴淋式氣化室包括只有一個氣化室的方案。兩個或以上噴淋式氣化室並聯連接在一起則等同於一個噴淋式氣化室，因此將若干個噴淋式氣化室採用串聯、並列的方式混聯在一起也為本申請的等同的技術方案。
[0007]本發明還包括位於導熱油箱上方的導熱室，所述導熱室底壁內表面呈傾斜狀態，所述導熱室和導熱油箱之間通過第一油管和第二油管連通，所述第一油管的上埠位於導熱室底壁高端、下埠位於導熱油箱頂壁，所述第二油管的上埠位於導熱室底壁低端、下埠低於第一油管的下埠。能夠有效防止導熱油產生噴油現象。當導熱油品質不良而產生噴油現象時，油經第一油管而進入導熱室被降溫去沸、然後迅速下流而經第二油管回流到導熱油箱內，從而起到防止噴油的作用。
[0008]作為優選，所述第一油管呈傾斜狀態。能夠有效防止導熱油產生假噴油現象。
[0009]作為優選，所述第一油管的傾斜角為度為45°?60°。既能夠有效防止真假噴油現象。
[0010]作為優選，所述加熱器位於導熱油箱的下部、噴淋式氣化室和加熱盤管位於導熱油箱的上部，所述第二油管的下埠位於噴淋式氣化室和加熱盤管二者的下方。既能對淹沒住加熱盤管和噴淋式氣化室的導熱油進行充分加熱，又能夠防止導熱油不能夠添加到導熱油箱的下部而覆蓋住加熱器而產生幹燒現象(從頂部加油時，由於盤管和噴淋式氣化室的設置、連通導熱油箱上下部的空間通道時較小的、容易產生回氣不暢而導致下部無油而產生幹燒的現象)。
[0011]本發明還包括使導熱油在導熱油箱的下部空間和上部空間之間進行循環的導熱油循環泵。現有的對同一箱體內的流體進行加熱的慣用手段都為將加熱器放置在容器的底部而通過流體自然對流的方式使得容器內流體各個部分的溫度保持一致，該方法對於上部不停地進行熱量流失(甲醇氣化時吸收掉)且有物體阻礙流動的結構時、則導熱的及時性會較差。本技術方案能夠克服上述問題，使導熱油箱內的噴淋式氣化室及盤管受熱均勻，有效杜絕導熱油噴油現象。
[0012]作為優選，所述氣態甲醇出口對接有第一氣液分離器。避免設備啟動時，由於預熱不充分而產生少量液體甲醇，流動到燃燒裝置的用火端頭。
[0013]作為優選，所述噴淋式氣化室中的最後一個噴淋式氣化室的氣化腔中設有甲醇排殘出口，所述甲醇排殘出口對接有第二氣液分離器。避免甲醇含水，隨甲醇氣體流動到燃燒裝置的用火端頭。實現了第三個發明目的。
[0014]作為優選，所述甲醇輸入泵為調速泵，所述甲醇輸入泵的出口端設有第一壓力表。能夠及時獲知甲醇壓力並調整到壓力符合要求，使液體甲醇進入設備時氣化平穩，流速穩定，杜絕出現甲醇回流現象。
[0015]一種甲醇氣化方法，包括以下步驟:
第一步、在導熱油箱中加熱導熱油到導熱油完全覆蓋住加熱器、噴淋式加熱室和換熱盤管；
第二步、通過加熱器將導熱油箱箱內的導熱油加熱到200?220°C ；
第三步:通過甲醇輸入泵將甲醇輸入到加熱盤管，甲醇流過加熱盤管時被導熱油加熱，熱的甲醇從噴淋管的噴孔噴射到氣化面上而被氣化。
[0016]本發明具有下述優點:能夠對甲醇進行快速充分的氣化；能夠使流出的甲醇氣體保持高溫且含液體甲醇量少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為實施例一中的甲醇氣化機的結構示意圖。
[0018]圖2為實施例一中的噴淋式氣化室的示意圖。
[0019]圖3為實施例二中的噴淋式氣化室的示意圖。
[0020]圖中:導熱油箱1、液位顯示器11、第一溫度顯示器12、導熱油箱頂壁13、加熱器2、加熱盤管3、甲醇輸入泵4、第一管道41、第一壓力表42、第一控制閥43、第二控制閥44、支架45、噴淋式氣化室5、氣化室入口 51、氣化室出口 52、甲醇排殘出口 53、氣化腔54、第一褶皺部541、導熱油儲存腔542、拓展槽543、噴淋管55、第二褶皺部551、甲醇儲存腔552、噴淋管連接相鄰第二褶皺部的部位553、噴孔56、噴淋管朝向氣化室出口的一端57、氣態甲醇出口 6、第二管道61、第三控制閥62、第七控制閥63、第一氣液分離器64、導熱油循環泵7、第三管道71、第四管道72、第五控制閥73、導熱室8、導熱室底壁81、第二油管82、加油口83、第六控制閥84、安全放散閥85、第三壓力表86、第一油管87、第二氣液分離器9、第四控制閥91、第二壓力表92、第八控制閥93。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。
[0022]實施例一，參見圖1，一種甲醇氣化機，包括導熱油箱1、加熱器2、加熱盤管3、甲醇輸入泵4、噴淋式氣化室5、氣態甲醇出口 6、導熱油循環泵7和導熱室8。
[0023]導熱油箱I設有液位顯示器11和第一溫度顯示器12。
[0024]加熱器2位於導熱油箱I內部的下端。
[0025]加熱盤管3位於導熱油箱I內部的上端。加熱盤管3的進口端同過第一管道41同甲醇輸入泵4的出口端對接在一起。第一管道41上設有第一壓力表42和第一控制閥43。第一控制閥43為球閥。
[0026]甲醇輸入泵4位於導熱油箱I的外部。甲醇輸入泵4為調速泵。更具體地為手動調速泵。甲醇輸入泵4的進口端設有第二控制閥44。第二控制閥44為球閥。甲醇輸入泵4安裝在支架45上。
[0027]噴淋式氣化室5位於導熱油箱I的內部上端。噴淋式氣化室5有5個。噴淋式氣化室5設有氣化室入口 51和氣化室出口 52。5個噴淋式氣化室5串聯連接在一起。5個噴淋式氣化室5中的第一個噴淋式氣化室(即圖中最右端的那個)的氣化室入口同加熱盤管3的出口端連接在一起。5個噴淋式氣化室5中的最後一個噴淋式氣化室的氣化室出口通過第二管道61同氣態甲醇出口 6連接在一起。第二管道61上設有第一氣液分離器64和第三控制閥62。第一氣液分離器64的氣體出口即構成氣態甲醇出口 6。第一氣液分離器64的液體出口上設有第七控制閥63。第三控制閥62為法蘭球閥。氣態甲醇出口 6、第一氣液分離器64和第三控制閥62都位於導熱油箱I的外部。
[0028]5個噴淋式氣化室5中的最後一個噴淋式氣化室設有甲醇排殘出口 53。甲醇排殘出口 53同第二氣液分離器9連接在一起。甲醇排殘出口 53和第二氣液分離器9之間設有第四控制閥91和第二壓力表92。第四控制閥91為球閥。第二氣液分離器9的液體出口上設有第八控制閥93。
[0029]導熱油循環泵7位於導熱油箱I的外部。導熱油循環泵7的進口端通過第三管道71同導熱油箱I的下部空間(即加熱器所在的部位)連通。導熱油循環泵7的出口端通過第四管道72同導熱油箱I的上部空間(即噴淋式加熱室所在的部位)連通。第三管道71上設有第五控制閥73。第五控制閥73為球閥。
[0030]導熱室8位於導熱油箱I的外部上方。導熱室底壁81內表面呈傾斜狀態。導熱室8和導熱油箱I之間通過第一油管87和第二油管82連通。第一油管87的上埠位於導熱室底壁81高端。第一油管81的下埠位於導熱油箱頂壁13。第一油管87呈傾斜狀態。第一油管87的傾斜角度為45°?60°。第二油管82的上埠位於導熱室底壁81低端。第二油管82的下埠位於導熱油箱I中部以下的部位，本實施例中為位於加熱器2和噴淋式氣化室5之間。導熱室8設有加油口 83、第六控制閥84、安全放散閥85和第三壓力表86。安全放散閥85能夠避免導熱油箱I內導熱油循環時、產生氣體無法排放而導致的安全事故。
[0031]參見圖2，噴淋式氣化室5包括氣化腔54和噴淋管55。氣化腔54的內表面構成氣化面。氣化室出口 52設置於氣化腔54。當設置有甲醇殘餘出口時，甲醇殘餘出口設置於氣化腔54。噴淋管55 —端穿設在氣化腔54內。氣化室進口 51設置於噴淋管55位於氣化腔54外部的部分上。噴淋管55位於氣化腔內的部分上設有若干噴孔56。噴淋管朝向氣化室出口的一端57為封閉結構即沒有設置噴孔，這樣能夠優選避免液態甲醇不被氣化而流出氣化腔。
[0032]噴孔56為直徑為I?1.5毫米的孔。噴孔56的空間距為18?22mm。該結構尺寸關係能夠提高甲醇的氣化效果。
[0033]對甲醇進行氣化的方法為:
參見圖1、第一步、經加油口 83注入導熱油，導熱油經換熱室8、第一油管87和第二油管82而流到導熱油箱I中。導熱油的溫度為320?350°C。導熱油的加入量為能夠淹沒噴淋式氣化室5和換熱盤管3且在導熱油箱I的上方留有空隙即不完全裝滿導熱油箱。
[0034]第二步、通過加熱器2將導熱油箱箱I內的導熱油加熱到200?220°C。通過溫度顯示器12進行觀察溫度是否達到。在加熱的過程中開啟第五控制閥73並通過導熱油循環泵7對導熱油箱I內的導熱油進行循環。
[0035]第三步:先開啟第一控制閥43、第二控制閥44、第四控制閥92和甲醇輸入泵4，然後開啟第三控制閥62。甲醇輸入泵4將甲醇輸入到加熱盤管3，甲醇流過加熱盤管3時被導熱油加熱。
[0036]參見圖2，熱的甲醇從氣化室入口 51進入噴淋管55後經噴孔56噴射到氣化腔54的內表面即氣化面上而被氣化。氣體甲醇及沒有被充分氣化的甲醇經氣化室出口 52流出。
[0037]參見圖1，然後流向下一個噴淋式氣化室5，依次類推，最後氣體(如果甲醇中含有水則氣體為甲醇氣體和水蒸汽)經過第一氣液分離器64分離後而從氣態甲醇出口 6流出到燃燒器。甲醇中所含的沒有被氣體的水等殘留物經甲醇排殘出口 53排到第二氣液分離器9中被氣液分離後排出。
[0038]實施例二，同實施例一的不同之處為:參見圖3，氣化腔54的壁部設有若干朝向氣化腔內部凸起的第一褶皺部541。第一褶皺部541沿氣化腔54的周向分布。第一褶皺部541的外表面形成導熱油儲存腔542。相鄰的第一褶皺部之間形成拓展槽543。拓展槽543的壁面構成氣化面。噴淋管55設有若干朝向噴淋管外部凸起的第二褶皺部551。第二褶皺部551 —一對應地容置在拓展槽543中。第二褶皺部551的內表面之間形成同噴淋管55內部連通的甲醇儲存腔552。第二褶皺部551上設有噴孔56。噴淋管連接相鄰第二褶皺部的部位553上也設有噴孔56。該結構能夠在不增加噴淋式氣化室的外觀體積的情況下增加氣化面的面積、且能夠使得所有的氣化面都能夠被導熱油充分加熱和甲醇能夠有效地噴淋到氣化面的各個部位，從而起到提高氣化效率的作用。
【權利要求】
1.一種甲醇氣化機，包括導熱油箱和位於導熱油箱外部的氣態甲醇出口，所述導熱油箱內設有加熱器和加熱盤管，其特徵在於，還包括位於導熱油箱內的若干個串聯連接在一起的噴淋式氣化室和出口同加熱盤管一端連接在一起的甲醇輸入泵，所述噴淋式氣化室包括氣化腔和一端穿設在氣化腔內的噴淋管，所述氣化腔的內表面構成氣化面，所述氣化腔設有氣化室出口，所述噴淋管位於氣化腔外的一端設有氣化室入口、位於氣化腔內的部分上設有噴孔，所述噴淋式氣化室中的第一個噴淋式氣化室的氣化室入口同所述加熱盤管的另一端連接在一起、最後一個噴淋式氣化室的氣化室出口同所述氣態甲醇出口連接在一起。
2.根據權利要求1所述的甲醇氣化機，其特徵在於，還包括位於導熱油箱上方的導熱室，所述導熱室底壁內表面呈傾斜狀態，所述導熱室和導熱油箱之間通過第一油管和第二油管連通，所述第一油管的上埠位於導熱室底壁高端、下埠位於導熱油箱頂壁，所述第二油管的上埠位於導熱室底壁低端、下埠低於第一油管的下埠。
3.根據權利要求2所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述第一油管呈傾斜狀態。
4.根據權利要求3所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述第一油管的傾斜角為度為45。?60°。
5.根據權利要求2或3或4所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述加熱器位於導熱油箱的下部、噴淋式氣化室和加熱盤管位於導熱油箱的上部，所述第二油管的下埠位於噴淋式氣化室和加熱盤管二者的下方。
6.根據權利要求5所述的甲醇氣化機，其特徵在於，還包括使導熱油在導熱油箱的下部空間和上部空間之間進行循環的導熱油循環泵。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述氣態甲醇出口對接有第一氣液分離器。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述噴淋式氣化室中的最後一個噴淋式氣化室的氣化腔中設有甲醇排殘出口，所述甲醇排殘出口對接有第二氣液分離器。
9.根據權利要求1或2或3或4所述的甲醇氣化機，其特徵在於，所述甲醇輸入泵為調速泵，所述甲醇輸入泵的出口端設有第一壓力表。
10.一種適用於權利要求1所述的甲醇氣化機的甲醇氣化方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步、在導熱油箱中加熱導熱油到導熱油完全覆蓋住加熱器、噴淋式加熱室和換熱盤管； 第二步、通過加熱器將導熱油箱箱內的導熱油加熱到200?220°C ； 第三步:通過甲醇輸入泵將甲醇輸入到加熱盤管，甲醇流過加熱盤管時被導熱油加熱，熱的甲醇從噴淋管的噴孔噴射到氣化面上而被氣化。
【文檔編號】F23K5/22GK104214791SQ201410266488
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】湯偉榮 申請人:湯偉榮