一種超聲波輕烴燃氣發生裝置及其制氣工藝的製作方法

2023-05-14 05:14:26

一種超聲波輕烴燃氣發生裝置及其制氣工藝，屬於燃氣製備技術領域。

背景技術：

輕烴燃氣發生系統是一種以石化副產品和液化石油氣剩餘的殘液為原料，經專用設備製成燃料氣體的技術，可以實現對現有能源的充分利用。現有的燃料氣的發生裝置全部為鼓泡式，激將空氣鼓入到燃氣發生罐內，通過氣泡在油料中的自然移動與其中輕烴混合形成可以燃燒的輕烴燃氣。這陽為了讓空氣與油料中的輕烴充分混合，需要將空氣鼓入一定的深度，這樣球燃氣發生罐內儲油深度大，且要求較大的壓力才能將空氣鼓入。導致燃氣發生罐的整體體積大，佔用較大的空間，需要消耗的鼓起動力大，然後最後的產氣效率卻較低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種產氣效率大大提高、消耗又小的超聲波輕烴燃氣發生裝置及其制氣工藝。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：該超聲波輕烴燃氣發生裝置，包括輸油管路和燃氣發生罐主體，其特徵在於：所述的燃氣發生罐主體的中部設有一圈與罐壁密封連接的超聲波分布器，超聲波分布器上設有與超聲波控制器連接的第一超聲波換能器，所述的超聲波分布器自燃氣發生罐主體的罐壁一側至罐心一側向下傾斜30º ~45º（能夠儘可能多的增加對噴霧油滴的運動剪切方向作用），超聲波分布器的上表面為平面，燃氣發生罐主體的下部中心位置設有旋風發生器，超聲波分布器的中部環繞在旋風發生器的出風口外，燃氣發生罐主體的灌頂的中心設有燃氣出口和與輸油管路連接的至少一個油料噴霧頭。

本發明的裝置能夠在灌頂噴出油霧，利用平面型的超聲波分布器使罐內分布均勻的超聲波，利用旋風發生器發出的旋風與下落的油霧實現較長時間的充分混合，在混合過程中罐內分布的均勻的超聲波的機械振動將油料噴霧頭噴出的油霧震碎、分裂成更小的霧滴，不但整體增加了空氣和液態輕烴的接觸面積，氣體和液體接觸面積越大，越有利於液體的氣化，而且更小的油霧霧滴的下落速度更慢，兩者接觸更充分。而且不斷正東的霧滴能夠將其中的輕烴較完全的釋放，充分的保證燃起的質量。本發明的燃氣發生裝置徹底的改變了傳統輕烴燃氣的發生形式，實現了燃氣發生器的小型化，使用時只需按比例加入油料和空氣，即可快速高效的產生高質量輕烴燃氣。

所述的油料噴頭外側設有一圈超聲波反射板，超聲波反射板與超聲波分布器相對設置，且超聲波反射板與超聲波分布器上表面的傾斜角度相同。將超聲波再以平面的形式均勻的反射，實現超聲波的疊加，增強超聲波的作用效果，可以在降低第一超聲波換能器的的功率的情況下，保正常聲波的對輕烴燃氣產生的作用效果。

所述的超聲波分布器的下表面為弧形。超聲波分布器的弧形下表面將超聲波換能器昌盛的超聲波集中到上表面，增強所發出的超聲波的強度。

所述的旋風發生器的出風口外設有一圈與超聲波分布器密封連接擋液板，出風口的位置高於擋液板與超聲波分布器的連接邊，擋液板與超聲波分布器的連接邊上設有回油管路。沒有反應的油料進行回收，回收的油料可以輸出至其它工序使用，也可以返回至輸油管路重複使用。

所述的輸油管路上設有稠度調節罐，稠度調節罐內設有第二超聲波換能器。石化副產品和液化石油氣剩餘的殘液的稠度一般較大，直接利用噴頭噴霧不易實現，在輸油管路上加設稠度調節罐，利用超聲波的空化作用，降低液態輕烴油的稠度（密度），即有利於油的噴霧和氣化，同時也避免的殘液長生。正常設備使用的最佳輕烴油的密度在0.63—0.65之間，本發明的輸油管路上加入超聲模塊後，可以擴展到0.67。

所述的第二超聲波換能器設置在稠度調節罐的軸線上的圓柱形超聲波分布器內。圓柱形超聲波分布器貫通稠度調節罐，在輸油的過程中不斷的利用超聲波進行空化，調節效果突出。

一種利用上述超聲波輕烴燃氣發生裝置的制氣工藝，其特徵在於：調整燃氣發生罐主體頂部的油料噴霧頭進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器向上吹出旋風，超聲波分布器斜向上發出頻率在4000 HZ ~4500 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器上收集。

再利用上述裝置進行制氣時，較為關鍵的點在於超聲波頻率的控制，本發明的發明人發現只有超聲波頻率在4000 HZ ~4500 HZ時，能夠將油霧中的輕烴直接振蕩分離，這才能達到本發明的理想效果，在其它條件下，無法長生能夠作為燃氣的混合氣體。

所述的油料噴霧頭噴出油霧的質量與旋風發生器吹出的空氣的質量比為0.4~0.6：1。在該質量比下能夠達到本發明最大的單次油料利用率並保證燃氣質量，其它條件下要麼無法保證燃氣質量，要麼單次油料利用率低，油料回收量大。

所述的超聲波分布器發出的超聲波的頻率在4200 HZ ~4300 HZ。優選的超聲波頻率能夠更充分的輕烴燃氣的穩定。

正常工作時，為保證本裝置中液態輕烴的氣化效果，制氣罐中溫度應控制在28℃的恆溫，正常氣化需要吸收熱量，因此本發明的燃氣發生罐主體的罐壁上設有加熱裝置以保證制氣罐中的溫度穩定。

與現有技術相比，本發明的一種超聲波輕烴燃氣發生裝置及其制氣工藝所具有的有益效果是：本發明的裝置能夠在灌頂噴出油霧，利用平面型的超聲波分布器使罐內分布均勻的超聲波，利用旋風發生器發出的旋風與下落的油霧實現較長時間的充分混合，在混合過程中罐內分布的均勻的超聲波的機械振動將油料噴霧頭噴出的油霧震碎、分裂成更小的霧滴，不但整體增加了空氣和液態輕烴的接觸面積，氣體和液體接觸面積越大，越有利於液體的氣化，而且更小的油霧霧滴的下落速度更慢，兩者接觸更充分。而且不斷正東的霧滴能夠將其中的輕烴較完全的釋放，充分的保證燃起的質量。本發明的燃氣發生裝置徹底的改變了傳統輕烴燃氣的發生形式，實現了燃氣發生器的小型化，使用時只需按比例加入油料和空氣，即可快速高效的產生高質量輕烴燃氣。本裝置在現有的鼓泡製氣的基礎徹底改變制氣形式，增加了超聲換能裝置，利用超聲波的機械振動、空化作用和熱作用，從而實現對輕烴油原料氣化效果大幅度提升，提升了設備的整體性能。

附圖說明

圖1是本發明的一種超聲波輕烴燃氣發生裝置的連接關係示意圖，其中燃氣發生罐為縱截面圖。

其中：1、燃氣發生罐主體 2、第一超聲波換能器 3、超聲波分布器 4、超聲波反射板 5、油料噴霧頭 6、擋液板 7、旋風發生器 8、稠度調節罐 9、第二超聲波換能器 10、超聲波控制器 11、油罐輸油管路 12、發生罐輸油管路 13、回油管路 14、燃氣管路。

具體實施方式

圖1是本發明的最佳實施例，下面結合附圖1對本發明做進一步說明。

參照附圖1：本發明的一種超聲波輕烴燃氣發生裝置，包括燃氣發生罐主體1、第一超聲波換能器2、超聲波分布器3、超聲波反射板4、油料噴霧頭5、擋液板6、旋風發生器7、稠度調節罐8、第二超聲波換能器9、超聲波控制器10、油罐輸油管路11、發生罐輸油管路12、回油管路13和燃氣管路14，一圈超聲波分布器3設在燃氣發生罐主體1的中部與罐壁密封連接，超聲波分布器3上設有與超聲波控制器10連接的第一超聲波換能器2，超聲波分布器3自燃氣發生罐主體1的罐壁一側至罐心一側向下傾斜30º ~45º，超聲波分布器3的上表面為平面，超聲波分布器3的下表面為弧形，將更多的能量通過超聲波分布器向上發射；燃氣發生罐主體1的下部中央位置設有旋風發生器7，超聲波分布器3的中部環繞在旋風發生器7的出風口外，旋風發生器7的出風口外設有一圈與超聲波分布器3密封連接擋液板6，出風口的位置高於擋液板6與超聲波分布器3的連接邊，擋液板6與超聲波分布器3的連接邊上設有回油管路13，回油管路13的另一端連接至稠度調節罐8前的油罐輸油管路11上；稠度調節罐8設在油罐輸油管路11和發生罐輸油管路12之間，稠度調節罐8內設有第二超聲波換能器9，通過超聲波的空化作用調節油料的稠度，第二超聲波換能器9設置在稠度調節罐8的軸線上的圓柱形超聲波分布器內，保證超生波的調節效果；燃氣發生罐主體1的灌頂的中心設有與燃氣管路14連接的燃氣出口和與發生罐輸油管路12連接的至少一個油料噴霧頭5，油料噴霧頭5外側設有一圈超聲波反射板4，超聲波反射板4與所對的超聲波分布器3的上表面的傾斜角度相同，反射超聲波，增強超聲波對油霧的作用效果。

實施例1

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.5：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在4300 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣穩定燃燒。

實施例2

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.5：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在4200 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣穩定燃燒。

實施例3

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.4：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在4000 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣穩定燃燒。

實施例4

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.6：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在4500 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣穩定燃燒。

對比例1

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.4~0.6：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在2500 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣無法燃燒。

對比例2

調整燃氣發生罐主體1頂部的油料噴霧頭5進行噴霧，形成下落為油霧，同時開啟旋風發生器7向上吹出旋風，油料噴霧頭5噴出油霧的質量與旋風發生器7吹出的空氣的質量比為0.2：1；超聲波分布器3斜向上發出頻率在4300 HZ的超聲波，油霧在超聲波的作用下與旋風中的氣體充分混合，形成的可燃氣體由燃氣出口輸出，過多的油霧落至傾斜的超聲波分布器3上，匯集在罐心處收集，由回油管路13返回至油罐輸油管路11重複使用。燃氣管路14輸出的燃氣燃燒不穩定。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。