全自动管式汽化设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种全自动管式汽化设备，包括贮液罐，所述贮液罐通过设有高压加液泵的加液管与一组串联或并联汽化管连接，所述汽化管内上部设有汽化室，下部设有汽化液室；所述汽化管的上部接有压力传感器、电接点真空压力表和超压放气管，下部设有与其底部相贴合的电加热底座；所述汽化管的两端封闭，两端分别设有与汽化管内相连通的液位计，所述电加热底座上和汽化管内均设有温度传感器。本实用新型的优点是加液量可调可控，用一点加一点，严格控制液位，使汽化压力相对稳定，设有液位报警器和超液位切断总电源，避免因液体不足或液体过量引起的安全事故，可以适应各种窑炉，应用于汽化石油气，还可用于化工生产液体的汽化分离和提纯上，或者混合液体的精馏提纯。
【专利说明】全自动管式汽化设备
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种工业液体汽化设备，具体涉及一种全自动管式汽化设备。
【背景技术】
[0002]目前，节能和环保燃料是人类社会追寻的目标。碳五至碳十作为石油化工产业的副产品，利用率一直很低。多年来，人们一直在做利用碳五至碳十中的一种作为燃料气原料的尝试，如在碳五内添加甲醇、二甲醚、乙醚，而这些成分均为中性毒害物质，已被国家明令禁止；还有将精碳五与暖气管道上并排输送，利用其热量加热，使碳五达到饱和蒸汽压，使用时能充分燃烧，但由于暖气温度不均，造成燃烧程度不一致，产生了大量的几页，很不安全，不能完全燃烧，很难解决几页回流问题；另一种将碳五用锅炉加热，也因积液问题而告失败。因此，使碳五保持气化状态，解决积液是一直困扰人们的一个难题。
[0003]据了解， 申请人:曾经提出两项发明专利，专利号分别为:00112399.8和200410066010.1，解决了上述现有技术存在的缺点，而这两项专利存在以下缺陷:(I)设备造价高，供气量每小时50kg，每套设备造价在3-4万；(2 )自动化程度低，工作人员需在设备上直接进行人工操作，以控制加液、加热等，安全系数低，安全事故发生率很高；(3)使用导热油传热，由于导热油质量不稳定，造成严重的迟后现象，使供气压力不稳定，并且带来了安全隐患。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种全自动管式汽化设备，汽化压力和加热温度可调可控，自动化程度高，设备简化。
[0005]本实用新型解决以上技术问题的技术方案是:
[0006]一种全自动管式汽化设备，包括贮液罐，其特征在于:所述贮液罐通过设有高压加液泵的加液管与一组串联或并联汽化管连接，所述汽化管内上部设有汽化室，下部设有汽化液室；所述汽化管的上部接有压力传感器、电接点真空压力表和超压放气管，下部设有与其底部相贴合的电加热底座；所述汽化管的两端封闭，两端分别设有与汽化管内相连通的液位计，所述电加热底座上和汽化管内均设有温度传感器。
[0007]这样，将原有设备的汽化罐和集气管合二为一，简化了设备，设备构造简单，便于大规模生产安装，使控制更为便捷优越，降低了设备的运营成本，每套设备的成本降低了30%。采用管式汽化装置，直径相应减小(汽化管直径一般不大)，安全系数增大，操作更为简便。
[0008]本实用新型进一步限定的技术方案是:
[0009]前述的全自动管式汽化设备，其中还包括自动控制柜，所述自动控制柜的信号输入端与压力传感器、液位计和温度传感器连接，控制输出端分别与高压加液泵、与电加热底座连接的温控继电器、燃烧器和各管路阀门的受控端连接。
[0010]前述的全自动管式汽化设备，其中所述自动控制柜上设有显示器、报警器和编程数显仪表，所述编程数显仪表，用于人工输入汽化管内汽化石油液的加液液位和报警液位，蒸汽使用压力和报警压力，以及电加热底座的设定温度和报警温度；所述自动控制柜含有判断单元和控制单元，所述判断单元，用于接收传感器采集的液位、压力和温度等参数并判断上述参数是否符合人工设定的标准；所述控制单元，用于根据判断结果控制各管路阀门的打开，高压加液泵和电加热底座的启闭。
[0011]前述的全自动管式汽化设备，其中所述电加热底座为U型，所述电加热底座上设有与电源连接的加热电棒接线柱。电加热底座的电源为50Hz，220V/380V，功率0.25—XKff,根据需要确定可以为1.00，1.50，2.00，2.50和3.00等，其直径为50，100，200，300和400cm,长度为 500,1000,1500cm。
[0012]前述的全自动管式汽化设备，其中所述汽化管的下部设有通过管路和阀门与残液罐连通的残液出口。
[0013]前述的全自动管式汽化设备，其中所述贮液罐通过单向阀和过滤器与高压加液泵连接，所述加液泵通过阀门与汽化管连接。
[0014]前述的全自动管式汽化设备，其中所述超压放气管通过一个单向阀和一个全封闭安全放气阀与汽化管连接。
[0015]前述的全自动管式汽化设备，其中所述汽化管为卧式汽化管，在所述相邻的两汽化管上设有气相压力平衡管和液相压力平衡管，用于连通相邻两汽化管的汽化室和汽化液室。该组汽化管的数目为一个、两个或两个以上，规格相同，上述两个或两个以上汽化管为串联管路或并联管路，在上述相邻的两汽化管上均设有气相压力平衡管(设于汽化室位置)和液相压力平衡管(设于汽化液室位置)，使这些汽化管内气压和液位相同，所有汽化管内的液位在同一水平面上。其中，卧式汽化管直径为50?400cm，长度为500?1500cm。
[0016]前述的全自动管式汽化设备，其中所述汽化管通过主供气管和阀门与一组燃烧器连接。其中主供气管接有自吸式无焰烧嘴或鼓风烧嘴。
[0017]前述的全自动管式汽化设备，其中所述汽化管通过主供气管和阀门与一组冷凝器连接。
[0018]本实用新型的优点是:(1)使用电加热底座直接加热，采用集汽化罐和集气管于一体的管式汽化装置，构造简单，可以规范化生产和安装；(2)压力稳定，通过自动控制柜自动调节管内蒸汽压力和温度，不需要人工操作，节能效果更佳，安全系数高；(3)使用电加热底座加热，加热面积大，汽化效果好，汽化过程更为稳定、安全；(4)加液量可调可控，用一点加一点，严格控制液位，使汽化压力相对稳定，设有液位报警器和超液位切断总电源，避免因液体不足或液体过量引起的安全事故；(5)具有超压报警和超压切断总电源的电接点真空压力表，以避免超压引起的安全事故；(6)可以适应各种窑炉，其供气量可由每小时几公斤到几百公斤，从宾馆饭店的灶具到工业窑炉，例如热电厂的锅炉，煅烧窑，焙烧窑，煺火窑，熔铝窑，抽屉窑和隧道窑等；(7)该设备不仅可以应用于汽化石油气，还可用于化工生产液体的汽化分离和提纯上，或者混合液体的精馏提纯，此时该设备是一套全自动混合液体精馏设备，也是一套全自动汽化分离提纯设备，可广泛应用于油品精炼，污油处理，精细化工，日用化工，医药化工等领域。
【专利附图】
【附图说明】[0019]图1是本实用新型实施例一的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型中电加热底座的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]实施例一
[0022]本实施例的全自动管式汽化设备，结构如图1所示，包括贮液罐1，贮液罐I通过设有高压加液泵2的加液管与一组串联或并联汽化管3连接，汽化管3内上部设有汽化室，下部设有汽化液室；汽化管3的上部接有压力传感器4、电接点真空压力表5、超压放气管6和一组燃烧器7，下部设有与其底部相贴合的电加热底座8 ;汽化管3的两端封闭，两端分别设有与汽化管3内相连通的液位计9 (液位计9带有液位传感器，通过阀门和管路与汽化管3内连通)，电加热底座8上和汽化管3内均设有温度传感器10。其中，电加热底座8为U型，电加热底座8的下部设有与电源连接的加热电棒接线柱81和接地线82 (见图2)，电源为 50Hz，220V/380V，功率 0.25—XKff,根据需要确定可以为 1.00，1.50，2.00，2.50 和 3.00等，其直径为400cm，长度为1500cm。汽化管3的下部设有通过管路和阀门与残液罐11连通的残液出口，贮液罐I通过单向阀和过滤器与高压加液泵2连接，高压加液泵2通过阀门与汽化管3连接，超压放气管6通过一个排气阀15和一个全封闭安全放气阀12与汽化管3连通，燃烧器7通过主供气管13和供气阀门14与汽化管3连通，主供气管13接有自吸式无焰烧嘴或鼓风烧嘴。汽化管3为卧式汽化管(卧式汽化管直径为400cm，长度1500cm，应用于隧道窑)，在相邻的两汽化管3上设有气相压力平衡管和液相压力平衡管，用于连通相邻两汽化管的汽化室和汽化液室，该组汽化管3的数目为一个、两个或两个以上，规格相同，上述两个或两个以上汽化管3为串联管路或并联管路，在上述相邻的两汽化管3上均设有气相压力平衡管(设于汽化室位置)和液相压力平衡管(设于汽化液室位置)，使这些汽化管3内气压和液位相同，所有汽化管3内的液位在同一水平面上。
[0023]另外，该汽化设备还包括自动控制柜，自动控制柜的信号输入端与压力传感器4、液位计9和温度传感器10连接，控制输出端分别与高压加液泵2、与电加热底座8连接的温控继电器、燃烧器7和各管路阀门的受控端连接。自动控制柜上设有显示器、报警器和编程数显仪表，编程数显仪表，用于人工输入汽化管内汽化石油液的加液液位和报警液位，蒸汽使用压力和报警压力，以及电加热底座的设定温度和报警温度；自动控制柜含有判断单元和控制单元，判断单元，用于接收传感器采集的液位、压力和温度等参数并判断上述参数是否符合人工设定的标准；控制单元，用于根据判断结果控制各管路阀门的打开，高压加液泵和电加热底座的启闭。
[0024]本实施例的高效节能窑炉管式汽化控制方法，具体按照以下步骤进行:
[0025]一、将采购的原料按照汽化石油液的理化性能添加添加剂配制成汽化石油液，并将汽化石油液加入贮液罐I,通过编程数显仪表设定汽化管3内汽化石油液的加液液位H，检查各指示灯是否正常，一切正常后，自动控制柜的控制单元启动高压加液泵2，将贮液罐I内的汽化石油液在常温条件下加入汽化管3，自动控制柜的判断单元调汽化管3当前液位h，并根据⑴式(即h = H)判断汽化管液位是否达到加液液位，若h = H，汽化管3液位达到加液液位，停止加液，再次检查仪表阀门的开启情况，进入下一步，其中，加液液位为汽化管中心液位±2.5mm。[0026] 二、设汽化管3内蒸汽的使用压力为0.2±0.005MPa，按照电加热底座8的设定温度开启电加热底座8对汽化管3进行加热，在此过程中，设电加热底座8的设定温度为200°C (汽化石油液的干点一般在180°C以下，燃点在250°C以上，因此设定温度不超过200°C，特殊情况下，短时间内电加热底座8温度可达到230°C，严禁长时间使用230°C加热，以防止配件因高温、高压漏气)，当电加热底座8的温度达到设定温度后自动控制柜的温控继电器控制电加热底座8停止加热，而当电加热底座8的温度低于设定温度后继续温控继电器控制电加热底座8启动加热，如此循环加热，并设电加热底座8的报警温度为230 V，当电加热底座8温度达到报警温度后，切断电源停止加热；
[0027]㈠自动控制柜的判断单元调汽化管3内当前蒸汽压力P并根据⑵式(即P =0.2±0.005MPa)判断是否停止对汽化管3加热，若P = 0.2±0.005MPa，汽化管3内蒸汽压力达到使用压力，停止加热，自动控制柜的控制单元控制打开主供气管13的送气阀门14，并开启燃烧器7点火(点火时，先关闭风门，微开烧嘴阀门试点火，一开始点不着，等空气排完后，烧嘴点着，这时慢慢开启风门和工期阀门，调整火焰达到最佳状态)，进入步骤㈡；
[0028]㈡点火后，自动控制柜的判断单元调汽化管3当前液位h，并根据⑶式(即h < H)判断汽化管3是否需要加液，若h < H，启动高压加液泵继续加液，否则(即h ≥H)，当前液位达到加液液位，加液停止，如此循环加液(判断单元循环判断是否加液，若需要加液，控制单元控制高压加液泵2对汽化管3加液)；
[0029]三、燃烧器7点火后，判断单元调汽化管3内当前蒸汽压力P并根据(5)式(即P
<0.2 - 0.005MPa)判断是否需要继续对汽化管3加热，若P < 0.2 - 0.005MPa，温控继电器控制电加热底座8继续对汽化管加热，否则(即P≥0.2 — 0.005MPa),蒸汽压力达到使用压力，停止加热，如此循环加热(判断单元循环判断是否加热，若需要加热，控制单元控制电加热底座8对汽化管3加热)。
[0030]在汽化过程中，设汽化管3中心控制液位为H'(中心控制液位H'为汽化管中心液面)，设汽化管3报警液位为H' —15mm或H' + 15mm，判断单元根据⑷式(即h≤H'—15mm或h≥H' + 15mm)判断是否启动液位报警器,若h ≤ H' —15mm或h≥H' + 15mm,启动液位报警器，自动控制柜切断设备总电源，否则(H' - 15mm<h<H’ +15mm)，不启动液位报警器并在预设的一定时间后返回，重新判断是否启动液位报警器。
[0031]在汽化过程中，设蒸汽报警压力为0.25MPa，判断单元调汽化管3内当前蒸汽压力P并根据(6)式(P = 0.25MPa)判断是否需要启动超压报警，若P = 0.25MPa，电接点真空压力表5启动超压报警，否则(即P < 0.25MPa)，不启动超压报警并在预设的一定时间后返回重新判断是否需要超压报警。超压报警启动后，利用电接点真空压力表5设蒸汽终端压力为0.26MPa，判断单元根据(7)式(即P = 0.26MPa)判断是否需要开启终端保护，若P =0.26MPa，开启终端保护，自动控制柜控制电接点真空压力表5切断设备总电源，否则(即P<0.26MPa)，不开启终端保护并在预设的一定时间后，返回重新判断是否需要开启终端保护。终端保护开启后，若汽化管3当前蒸汽压力P达到0.4MPa，开启全封闭安全阀12，打开超压放气管6，具体为判断单元根据(8)式(P = 0.4MPa)判断是否需要打开超压放气管6，若P = 0.4MPa，开启全封闭安全阀12，打开超压放气管6，否则(P < 0.4MPa)不打开超压放气管6。
[0032]实施例二[0033]本实施例的高效节能窑炉管式汽化设备，与实施例一的不同之处在于，汽化管3的直径为300cm，长度为1250cm，应用于煅烧窑，对应的电加热底座8的大小与其相同，工作时，先将采购的原料按照汽化石油液的理化性能添加添加剂配制成汽化石油液，并将汽化石油液加入贮液罐I,通过编程数显仪表设定汽化管3内汽化石油液的加液液位H，检查各指示灯是否正常，一切正常后，自动控制柜的控制单元启动高压加液泵2，将贮液罐I内的汽化石油液在常温条件下加入汽化管3，自动控制柜的判断单元调汽化管3当前液位h，并根据⑴式(即h = H)判断汽化管液位是否达到加液液位，若h ≠ H，汽化管3液位低于加液液位，继续加液，然后根据⑶式(h < H)判断是否需要停止加液，若h < H，继续加液，若h ≥H,停止加液，按照电加热底座8的设定温度开启电加热底座8对汽化管3进行加热，开始汽化，蒸汽压力达到使用压力后，开启燃烧器，点火，在汽化过程中，自动控制柜通过传感器监控汽化管3液位，蒸汽压力和电加热底座8温度，在超标或不达标时采取相应的解决措施。
[0034]实施例三
[0035]本实施例与实施例一的不同之处在于，汽化管3的直径为200cm，长度为1000cm，应用于退火窑，对应的电加热底座8的大小与其相同，应用于锅炉或铝熔窑。工作时，将采购的原料按照汽化石油液的理化性能添加添加剂配制成汽化石油液，并将汽化石油液加入贮液罐1，通过编程数显仪表设定汽化管3内汽化石油液的加液液位H，检查各指示灯是否正常，一切正常后，自动控制柜的控制单元启动高压加液泵2，将贮液罐I内的汽化石油液在常温条件下加入汽化管3，自动控制柜的判断单元调汽化管3当前液位h，并根据⑴式(SPh = H)判断汽化管液位是否达到加液液位，若h = H，汽化管3液位达到加液液位，停止加液；设汽化管3内蒸汽的使用压力为0.2±0.005MPa，按照电加热底座8的设定温度开启电加热底座8对汽化管3进行加热，自动控制柜的判断单元调汽化管3内当前蒸汽压力P并根据⑵式(即P = 0.2±0.005MPa)判断是否停止对汽化管3加热，若P幸0.2±0.005MPa,蒸汽压力低于使用压力，电加热底座8继续对汽化管3加热，加热过程中，自动控制柜的判断单元调汽化管3当前液位h，并根据⑶式判断是否需要加液，若h < H，需要加液，启动高压加液泵2继续加液，若h ≥H，不需要加液，如此循环判断是否需要加液，并在符合条件时由控制单元控制高压加液泵2对汽化管3加液；与此同时，判断单元调汽化管3当前蒸汽压力，并根据(5)式(P < 0.2 - 0.005MPa)判断是否需要停止加热，若P < 0.2 - 0.005MPa,需要继续加热，若P ≥0.2 - 0.005MPa，控制单元控制电加热底座8停止加热，判断单元如此循环判断是否需要加热，并在符合条件时由控制单元控制电加热底座8对汽化管加热，停止加热后，打开送气阀门14，启动燃烧器7点火。
[0036]实施例四
[0037]本实施例与实施例一的不同之处在于，汽化管3通过主供气管13和供气阀门14与冷凝器连通，汽化管3的直径为50cm，长度为500cm，可用于液体汽化分离提纯或混合液体精馏提纯，对应的电加热底座8的大小与其相同。电加热底座8对汽化管3加热时，其蒸汽使用压力为0.005~0.01MPa0加热一段时间后,汽化管3内蒸汽压力达到使用压力，开启供气阀门14，将汽化蒸汽输送至冷凝器，高温蒸汽经过冷凝器冷凝后，凝结成液体，由出油口排出。此时该设备是一套全自动混合液体精馏设备，也是一套全自动汽化分离提纯设备，可广泛应用于油品分馏和精馏，污油处理，精细化工，日用化工，医药化工和油品化工等领域。
[0038]除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种全自动管式汽化设备，包括贮液罐，其特征在于:所述贮液罐通过设有高压加液泵的加液管与一组串联或并联汽化管连接，所述汽化管内上部设有汽化室，下部设有汽化液室；所述汽化管的上部接有压力传感器、电接点真空压力表和超压放气管，下部设有与其底部相贴合的电加热底座；所述汽化管的两端封闭，两端分别设有与汽化管内相连通的液位计，所述电加热底座上和汽化管内均设有温度传感器。
2.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:还包括自动控制柜，所述自动控制柜的信号输入端与压力传感器、液位计和温度传感器连接，控制输出端分别与高压加液泵、与电加热底座连接的温控继电器、燃烧器和各管路阀门的受控端连接。
3.如权利要求2所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述自动控制柜上设有显示器、报警器和编程数显仪表，所述编程数显仪表，用于人工输入汽化管内汽化石油液的加液液位和报警液位，蒸汽使用压力和报警压力，以及电加热底座的设定温度和报警温度；所述自动控制柜含有判断单元和控制单元，所述判断单元，用于接收传感器采集的液位、压力和温度等参数并判断上述参数是否符合人工设定的标准；所述控制单元，用于根据判断结果控制各管路阀门的打开，高压加液泵和电加热底座的启闭。
4.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述电加热底座为U型，所述电加热底座上设有与电源连接的加热电棒接线柱。
5.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述汽化管的下部设有通过管路和阀门与残液罐连通的残液出口。
6.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述贮液罐过单向阀和过滤器与高压加液泵连接，所述加液泵通过阀门与汽化管连接。
7.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述超压放气管通过一个单向阀和一个全封闭安全放气阀与汽化管连接。
8.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述汽化管为卧式汽化管，在所述相邻的两汽化管上设有气相压力平衡管和液相压力平衡管，用于连通相邻两汽化管的汽化室和汽化液室。
9.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述汽化管通过主供气管和阀门与一组燃烧器连接。
10.如权利要求1所述的全自动管式汽化设备，其特征在于:所述汽化管通过主供气管和阀门与一组冷凝器连接。
【文档编号】F23D11/44GK203454185SQ201320433384
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年7月19日 优先权日:2013年7月19日
【发明者】黄英巧, 肖秀钗, 王玖兴 申请人:福建省三明长兴机械制造有限公司, 黄英巧, 肖秀钗, 王玖兴