一种可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统

本发明属于轻烃燃气制备，更为具体地讲，涉及一种可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统。

背景技术：

1、轻烃燃气制备系统是一种能源利用技术，可将石化和炼油行业的副产品轻烃液体，经专业设备进行汽化并混合空气后制备成混空轻烃燃气，从而将副产品轻烃液体转化为清洁高效的燃气，实现能源的高效利用，同时也可以补充我国天然气供给的缺口。

2、现有混空轻烃燃气的制备装置主要为鼓泡式，即将空气鼓入盛有轻烃液体即轻烃燃料液的罐体中，在轻烃燃料液中形成大量气泡，气泡在移动过程中与汽化的轻烃燃料混合，从而形成可燃的混空轻烃燃气。

3、但是鼓泡式轻烃燃气制备装置无法准确控制所制备的混空轻烃燃气中轻烃和空气的比例，从而影响混空轻烃燃气的性质、热值和爆炸极限，导致轻烃燃烧利用率较低且危险性较大。

4、鼓泡式轻烃燃气制备装置采用热水浴对轻烃燃料液进行加热，加热面积较小且加热温度受限，传热效率较低。当鼓气量较大时，可能会导致热量供应不足，从而影响混空轻烃燃气的制备效率，不利于大量制备混空轻烃燃气。

5、为了制备安全高效的混空轻烃燃气，亟需开发一种可以解决上述问题的新型混空轻烃燃气制备系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，以安全高效制备任意混空比的轻烃燃气。

2、为实现上述发明目的，本发明可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，其特征在于，包括：

3、供油单元，包括轻烃油储罐、液位计以及针形阀，轻烃油储罐与针形阀相连，位于液态轻烃燃料的液位线以上，液位计与轻烃汽化器相连，用于测量轻烃汽化器中液态轻烃燃料的液位，低于设定的下限液位，开启针形阀，将轻烃油储罐中的液态轻烃燃料加入到轻烃汽化器中，高于设定的上限液位，关闭针形阀，停止加入液态轻烃燃料；

4、轻烃燃料汽化单元，包括轻烃汽化器、真空泵以及燃料流量计，真空泵通过管道与轻烃汽化器内上部空间连通并位于汽化器上方，真空泵抽取轻烃汽化器内气态轻烃燃料，并降低轻烃汽化器内的压强，进而降低液态轻烃燃料的沸点，加速液态轻烃燃料汽化蒸发转化为气态轻烃燃料的过程，同时，轻烃汽化器下部设置液态轻烃燃料换热器，利用混空轻烃燃气燃烧加热空气后产生的废气余热来加热液态轻烃燃料，真空泵将气态轻烃燃料从汽化器内抽取出并通过管道输送到燃料流量计，燃料流量计用于测量真空泵抽取的气态轻烃燃料，测量后的气态轻烃燃料通过管道输送到管道混合器；

5、空气预处理单元，包括空气泵、空气换热器、燃烧器、燃烧室以及空气流量计，其中，空气换热器、燃烧器置于燃烧室中，混空轻烃燃气在燃烧器内燃烧，释放的热能使空气换热器升温，空气泵将空气加压，加压的空气通过管道送入空气换热器内吸收热量变为热空气，热空气通过管道输送到空气流量计，空气流量计用于测量空气换热器传送过来的热空气并将测量后的热空气通过管道输送到管道混合器；

6、管道混合单元，包括管道混合器，管道混合器由外管道以及内置的双螺旋套管组成，外管道一端为气态轻烃燃料输入端，用于接收测量后的气态轻烃燃料，双螺旋套管由两根螺旋结构管子沿外管道轴向交错缠绕构成，两根螺旋结构管子通过管道接收测量后的热空气，其上布置孔道，热空气从孔道中流出，在外管道中与气态轻烃燃料混合，形成混空轻烃燃气，并从外管道另一端流出到稳压罐；

7、通过燃料流量计测量的气态轻烃燃料流量以及空气流量计测量的热空气流量，计算两者的摩尔分数，确定混空轻烃燃气的混空比，通过调节真空泵的转速调节气态轻烃燃料流量、调节空气泵的转速调节空气流量，使气态轻烃燃料和热空气在轻烃燃气的安全混空比内以任意比例混合；

8、混空轻烃燃气输配和利用单元，包括稳压罐、止回阀和混空轻烃燃气流量计，来自管道混合器的混空轻烃燃气送入稳压罐进行稳定，稳压罐中混空轻烃燃气一方面进入气网，供给用户使用，另一方面经过止回阀、混空轻烃燃气流量计通过管道送入燃烧室中的燃烧器进行燃烧，释放的热能使空气换热器升温。

9、作为进一步改进，还包括止回阀、引风机，燃烧室内混空轻烃燃气燃烧产生的高温废气，经止回阀和引风机，进入轻烃汽化器内的液态轻烃燃料换热器，与液态轻烃燃料发生热交换，热交换后的废气最终流入废气处理装置。

10、作为进一步改进，还包括混空轻烃燃气监测单元，由氧气检测仪、温度传感器、压力传感器依次连接而成，并设置在管道混合器与稳压罐之间，即管道混合器流出的混空轻烃燃气通过管道依次流过氧气检测仪、温度传感器、压力传感器进入稳压罐，混空轻烃燃气监测单元用于监测混空轻烃燃气的氧气含量、温度和压力，以保证生成的混空轻烃燃气符合民用燃气标准。

11、本发明的发明目的是这样实现的：

12、本发明可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，通过构建轻烃燃料汽化单元以及空气预处理单元，制出气态轻烃燃料以及热空气，并在内置有双螺旋套管的管道混合器中进行充分混合，形成混空轻烃燃气，通过燃料流量计测量的气态轻烃燃料流量以及空气流量计测量的热空气流量，计算两者的摩尔分数，确定混空轻烃燃气的混空比，通过调节真空泵的转速调节气态轻烃燃料流量、调节空气泵的转速调节空气流量，在轻烃燃气的安全混空比内使气态轻烃燃料和热空气以任意比例混合，进而调节到轻烃燃气最佳燃烧混空比，极大提高轻烃燃气的燃烧利用率和安全性。同时，本发明中，空气预处理单元的热源来自本发明装置制备的混空轻烃燃气，减少高品位电能的消耗，降低生产过程中的能源成本，提高经济效益。

技术特征：

1.一种可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，其特征在于，还包括：止回阀、引风机，燃烧室内混空轻烃燃气燃烧产生的高温废气，经止回阀和引风机，进入轻烃汽化器内的液态轻烃燃料换热器，与液态轻烃燃料发生热交换，热交换后的废气最终流入废气处理装置。

3.根据权利要求1所述的可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，其特征在于，还包括：混空轻烃燃气监测单元，由氧气检测仪、温度传感器、压力传感器依次连接而成，并设置在管道混合器与稳压罐之间，即管道混合器流出的混空轻烃燃气通过管道依次流过氧气检测仪、温度传感器、压力传感器进入稳压罐，混空轻烃燃气监测单元用于监测混空轻烃燃气的氧气含量、温度和压力，以保证生成的混空轻烃燃气符合民用燃气标准。

技术总结本发明公开了一种可调控混空比的低压式轻烃燃气制备系统，构建轻烃燃料汽化单元，利用真空泵降低汽化器内压强以及高温废气余热加热轻烃燃料来加快轻烃燃料汽化速率，制备出气态轻烃燃料，构建空气预处理单元制备出热空气，气态轻烃燃料以及热空气在内置有双螺旋套管的管道混合器中进行充分混合，形成混空轻烃燃气。通过燃料流量计测量的气态轻烃燃料流量以及空气流量计测量的热空气流量，计算两者的摩尔分数，确定混空轻烃燃气的混空比。进而调节到轻烃燃气最佳燃烧混空比，极大提高轻烃燃气的燃烧利用率和安全性。同时，本发明中，空气预处理单元的热源来自本发明装置制备的混空轻烃燃气，减少高品位电能的消耗，降低生产过程中的能源成本，提高经济效益。技术研发人员：柳朋浩,白素英,王景刚,罗景辉,鲍玲玲受保护的技术使用者：河北工程大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20