本發(fā)明是一種混合燃氣的制取裝置,使低熱值的發(fā)生爐煤氣通過吸收高發(fā)熱值的輕烴組份,從而提升燃氣品質(zhì)的工藝設(shè)備,屬煤化工的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,國內(nèi)以煤炭或生物質(zhì)顆粒為氣化原料的固定床煤氣發(fā)生爐,多以空氣和水蒸汽為氣化劑,產(chǎn)出的煤氣熱值僅在4600~6200 KJ/m3之間,使用范圍受到一定的限制,輕烴屬于輕質(zhì)石腦油組份,在常溫常壓下呈液體狀態(tài),是油氣田或石油煉制過程中的副產(chǎn)物,它以戊烷(C5 H12)、己烷(C6 H14)為主要成份的烷烴混合物,其低位發(fā)熱值大于40000KJ/kg。
審視目前社會擁有的液態(tài)輕烴氣化裝置,有立式和臥式兩種類型,均采用空氣鼓泡、加熱工藝方法制取空氣輕烴混合燃氣。外來熱源是以熱水為加熱介質(zhì),經(jīng)列管換熱器、蛇管、套管對液態(tài)輕烴進行加熱。由于空氣鼓泡、液態(tài)輕烴加熱系統(tǒng)在氣化器內(nèi)部各自單獨設(shè)置,關(guān)聯(lián)性不強,加之壓縮空氣鼓入液態(tài)輕烴中分布不均,各點位的空氣流速、流量及加熱溫度差異較大,影響氣
液兩相間均衡的傳質(zhì)、傳熱,尤其是在高負荷制氣時,出現(xiàn)混合
燃氣質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
本發(fā)明根據(jù)“道爾頓氣體分壓理論”,結(jié)合國內(nèi)生物質(zhì)秸稈氣化爐和煤氣發(fā)生爐制取的低熱值燃氣的生產(chǎn)使用現(xiàn)狀,慮這兩種燃氣成份主要為考CO含量為22~30%、CO2含量為2~8%、H2含量為8~18%、CH4含量為2~4%、O2含量為0.2~0.8%、N2含量為50~56%,遠比空氣成份O2佔21%、N2佔79%要繁雜得多,各單一氣體所占據(jù)的分壓,有利于液態(tài)輕烴氣化,不需采用加熱方法制取輕烴混合燃氣。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明基于現(xiàn)有的空氣鼓泡輕烴混合氣化工藝方式,研發(fā)了低熱值燃氣輕烴混合氣化器.該主體設(shè)備從上到下依次包括橢圓型上封頭,立式圓形筒體、橢圓型下封頭構(gòu)成立式容器,所述的整體容器內(nèi)腔上部設(shè)置蓮蓬頭液體輕烴分布器,中部設(shè)有填料,填料下端設(shè)置支撐填料的柵板,在柵板的下部安裝低熱值燃氣進口,在所述的立式容器底部設(shè)有液體輕烴出口。
進一步的,在所述上封頭內(nèi)腔的中心部位設(shè)置捕滴器,上封頭殼體中心設(shè)置燃氣出口,燃氣出口的法蘭與阻火器連接
進一步的,所述的液體輕烴出口管在探入下封頭殼體內(nèi)部的管端設(shè)有隔碴裝置。
進一步的,在所述立式容器的下部外側(cè)設(shè)置液位計,下封頭旁側(cè)有清掃殘渣的手孔。
進一步的,在所述柵板上部的立式筒體外壁設(shè)置卸料口,所述的上封頭設(shè)有智能型遠傳壓力表的接管,并在上封頭的燃氣輸出管側(cè)設(shè)置燃氣在線分析儀的接口。
本發(fā)明低熱值燃氣輕烴混合氣化器具有以下的有益效果:
1、本發(fā)明研發(fā)目的是使發(fā)熱量在5000KJ/Nm33(1200Kcae/Nm3)左右的各種低熱值的然氣體,提質(zhì)到12500KJ/ Nm3(3000Kcae/Nm3)以上的可燃氣體,作為優(yōu)質(zhì)燃氣可用于高溫工業(yè)窯爐和農(nóng)村居民的管道煤氣。使直燃煤炭的工業(yè)窯爐和農(nóng)村居民,改用清潔高效的氣體燃料,解決燃煤給大氣造成的污染問題。
2、近年來,我國部分鄉(xiāng)村依靠國家財政補貼先后建起數(shù)以千計的“秸稈氣化站”,由于供給農(nóng)戶的煤氣熱值僅為4600 KJ/Nm33(1100Kcae/Nm3)而城市煤氣熱值一般大于12500KJ/Nm3(3000Kcae/Nm3),因此不受用戶青睞,絕大多數(shù)“秸稈氣化站”處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài),本發(fā)明的研發(fā),也是受此啟迪而運作的。
3、以輕烴為低熱值燃氣提質(zhì)的混合氣化器,不需對液態(tài)輕烴進行加熱就可氣化,達到低熱值燃氣的提質(zhì)目的,滿足工業(yè)企業(yè)對燃氣的高熱值的要求,顯而易見,本發(fā)明具有節(jié)能降耗的特點。
4、采用環(huán)形填料作為氣體吸收液體的接觸、傳質(zhì)媒介,比現(xiàn)有空氣鼓泡氣化輕烴的傳質(zhì)、傳熱效率高,在負荷聚烈變動的條件下,燃氣質(zhì)量也處于穩(wěn)狀態(tài)。
附圖說明
圖1:為本發(fā)明低熱值燃氣輕烴混合氣化混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明:
1—橢圓型上封頭;2—立式筒體;3—液體輕烴分布器; 4—填料床層;5—柵板;6—橢圓型下封頭;7—隔渣裝置; 8—液位計;9—捕滴裝置;10—阻火器;a—可燃氣體在線分析儀接口,b—人孔,c—低熱值燃氣進口管,d—清掃孔,e—液體輕烴出口,f—卸料口,g—液體輕烴進口, h—混合燃氣出口管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖,對本發(fā)明做進一步地詳細說明:
圖1所示為本發(fā)明低熱值燃氣輕烴混合氣化器實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述低熱值燃氣輕烴混合氣化器的殼體為一圓形立式容器,由上至下依次包括橢圓型上封頭1、立式筒體2、橢圓型下封頭6,其上封頭1和下封頭6與立式筒體2采用焊接方式連接,構(gòu)成封閉的氣化器殼體。所述殼體上端設(shè)有混合燃氣出口h,殼體上部側(cè)壁設(shè)有用法蘭連接的液體輕烴進口管g,它與殼體內(nèi)部的液體輕烴分布器3,采用焊接方式相連接;殼體中部設(shè)有填料床層4,由其下部的柵板5支撐,柵板5是焊接固定在立式筒體2的側(cè)壁上,在柵板5的下方設(shè)有低熱值燃氣進口管c;立式筒體下部的外側(cè)壁設(shè)置液位計8,橢圓型下封頭的中心部位開孔焊接液體輕烴出口管e,液體輕烴出口管e內(nèi)探進下封頭內(nèi)腔的管端上方,設(shè)有避免破損的填料堵塞管路的隔渣裝置7,在所述的橢圓型下封頭6外側(cè)設(shè)置除渣用的清掃孔d,所述的傾斜焊在填料床層4下方的筒壁外側(cè)卸料口f是為更換填料而設(shè)置的排出管。
本發(fā)明低熱值燃氣輕烴混合氣化器的工藝過程是這樣實現(xiàn)的,來自低熱值燃氣進口管e的氣體輸入到立式筒體2的下部,經(jīng)柵板5上行,與填料床層4來自液體輕烴進口管g,并經(jīng)液體輕烴分布器3噴淋下行的液體逆向密切接觸,進行傳質(zhì),低位燃氣在吸收發(fā)熱值高的戊烷、己烷組分后,繼續(xù)上行,通過捕滴器9,脫去液態(tài)輕烴,由混合燃氣出口管h導(dǎo)出,最終經(jīng)阻火器10進入煤氣輸配管網(wǎng),供用戶使用。