专利名称：外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气制备塔，特别是涉及外循环式给热可控弹性 轻烃混空燃气制备塔。
技术背景轻烃混空燃气技术在国内已经有20多年的发展和应用，制气方式分为 加热气化和鼓泡气化，轻烃混空燃气的制备，其核心为气化器。传统和流 行的鼓泡气化器形式多种多样，从结构上可以分为填料式和喷射式，但是 传统和市面上流fi^的气化器对装备的工程特性考虑不够，技术含量不高， 存在很多缺陷和不足，包括1、结构过于简单，操作弹性小，产气能力小， 而且用户用气量的变化也带来浓度的不稳定和波动，操作上只能被动适应， 对诸如地理环境、季节、天气变化的适应性也不强；2、在设备结构上没有 有效地实现制气过程的温度调节和控制，不利于能量的利用和节能技术的 展开；3、可控性差，不能在设备结构功能方面实现有效的液位向上特别是 向下的调控，不能实现气液接触面积及接触时间的多重动力学控制，也就 不能有效地实现燃气浓度的调节和控制；4、填料简单，空气和油料的流动 形式多为并流，传质传热效能低推动力不足，且对原料依赖性强，只能使 用高挥发性的1号轻烃油；5、需要设置容积相当可观的缓冲罐和气液分离 设备，设备容积利用率低下，增加了投资，而且占用了相当的总图面积， 也增加了投资和耕地占用。6、没有实现有效的油水分离和固体聚合物的分 离和脱除，至使装置和管网不能长周期稳定运行；7、传统和流行设备的结 构形式，也不利于流程和自控的设置，没有能为轻烃混空燃气装置运行的 质量控制、安全控制和成本控制创造有利的硬件条件和可以依赖的核心和 利用的接口。 发明内容本实用新型的目的是提供一种可控性强，安全性能高的外循环式给热 可控弹性轻烃混空燃气制备塔。所采用的技术方案为外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 包括裙座、位于裙座上方的填料层、位于填料层上方的制气段直筒、空气 进口管、位于制气段直筒上方的分离除沬段、位于分离除沫段顶部的燃气 出口接管、位于填料层上方的油料喂料进口管构成，所述制气段直筒的侧 壁内部水平安装有至少一个筛板。所述制气段直筒上可开有二次空气进口管。所述填料层的填料可为陶瓷填料。所述填料层的底部可以安装有分风板。所述制气段直筒上端有油料循环进口管，所述裙座下端有油料循环出 口管。所述油料循环进口管上安装有布料器。本实用新型的工作原理如下1、给油和油位控制轻烃油由外部设备通过油料喂料进口管加入本实用新型内，并由安装 在仪表自控接管口上的仪表控制进料大小，以确保制气处在最适宜的操作 液位高度上。2 、加气、制气和调整浓度一部分空气(一次空气)从空气进口管加入设备经过全程塔高制气， 一部分空气(二次空气)经过外部控制后从二次空气进口管加入，从二次 空气进口管加入的空气是只经过部分传质单元数完成制气而实现燃气浓度 的控制的，而这两部分空气，在上游仍然通过了总的控制和调节，它以实 现燃气压力的控制和调节为依据。3、外加热和循环喷淋量的控制外加热和液体循环喷淋是通过油料循环进口管和油料循环出口管完成 的。油料循环出口管和油料循环进口管在设备外部有设备和管道相连，经 过传质和传热制气温度降低后的轻烃油从油料循环出口管用泵抽出，经过 利用装置余热或者太阳能加热补偿，经过油水分离设备进行油水分离和固 体颗粒脱除，再通过油料循环进口管进入制气塔布料器均匀分布到最上面 一块筛板上，最终加热温度是受控制的，液体循环喷淋流量也是受控制的， 这些控制是由制气目标、制气条件和天气条件共同决定，由安装在仪表自 控接管口上的检测仪表控制完成的。
4、制气机理(1) 、填料层内传热传质一次空气通过空气进口管加入，通过鼓风管分散，进入分风板下的气 室，再通过分风板，将空气均匀地分布到填料层的底部，在填料层，空气 自下而上，油料自上而下，这里布置了由设计决定的相当的传热传质表面 积和传质空间的填料，空气在这里和轻烃油充分接触，进行传质传热，空 气将本身的热量传递给轻烃油料，而轻烃油从液相不断地蒸发并扩散到气 相。填料层内油料蒸发气化所需热量主要来自空气，而自筛板和气体逆流 而下的轻烃油液相余热，只占相当小的比重。(2) 、外循环升温和油水分离本实用新型设置了轻烃油油料循环出口管和油料循环进口管接口 ，经 过传热传质制气的轻烃油靠重力流至塔底油料循环出口管，经由外部油泵 抽出，经流量控制，到换热器加热，经加热终点温度控制后，再进行油水 和固体物离心分离后的油料，从油料循环进口管注入到本实用新型，进入 到筛板段制气。(3) 、筛板段内传质传热和燃气浓度调节筛板段是典型的气液传热传质化工单元，通过热量控制和液气比的调 节而具有较大的操作弹性，而因为筛板段属于空塔设备，气相空速可以在 较大的范围调节和波动，所以筛板段具有相当的操作弹性。在筛板段，轻烃油经过筛板上的小孔均匀分布成液体束自上而下靠重 力作用流下，和向上流动的气体(半燃气)接触，进行传热传质，液相在 较高的蒸汽压下蒸发进入气相。在筛板段，设置了二次空气进口管，通过 调节二次空气的气量，可以很方便地达到调节燃气浓度的目的。由于在整个制气塔内，液相温度是自上而下递减的，而气相浓度则是 自下而上递增的，所以，通过这样的逆流传热传质设置、温度梯度设置、 气相浓度梯度及突变特征(鼓入二次空气)的设置，使塔内传热传质推动 力得以均化，提高了设备利用效率，从而实现了平稳而有效的燃气浓度调控。(4) 、分离除沫段
经填料层和筛板段制气的气体，最终进入到分离除沫段，对液沫进行 重力沉降分离，它是经过设计计算控制，设置出分离除沫段直径和高度而 实现的。成品燃气最终从燃气出口接管引出进入燃气管网。
5、本实用新型的应用
本实用新型"外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔"，通过筛板 段和填料层的有机组合，通过二次空气进口管的设置，通过油料循环出口 管和油料循环进口管的设置，通过仪表自控接管口的设置，在外部工艺、 设备、自控系统的配合下，为轻烃混空燃气的制备，提供了一个可以对热 量、液位、液相逆流循环量、燃气浓度等关键工艺指标进行大范围平稳控 制的硬件条件，为气液相传热传质提供了足够的弹性空间组合，为大中型 轻烃混空燃气站(1000户一10000户)的实现和运行提供了关键设备保障 和技术支撑。
图1为本实用新型的结构示意图 1—裙座2—鼓风管3—填料层4~空气进口管5—筛板6~布料器 7—分离除沫段8—分风板9一二次空气进口管IO—制气段直筒11-油料循环进口管12—油料循环出口管13—油料喂料进口管14—燃气 出口接管具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明
实施例1
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5。
实施例2
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接
管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9。 实施例3
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒IO上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的填料为陶瓷填料。
实施例4
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沬段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的底部安装有分风板8。
实施例5
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的填料为陶瓷填料，所述制气段直筒10上端 有油料循环进口管11，所述裙座1下端有油料循环出口管12。
实施例6
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10
的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5,所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的底部安装有分风板8，所述制气段直筒10 上端有油料循环进口管11，所述裙座1下端有油料循环出口管12。 实施例7
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的填料为陶瓷填料，所述制气段直筒10上端 有油料循环进口管ll，所述裙座1下端有油料循环出口管12，所述油料循 环进口管11上安装有布料器6 。
实施例8
外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座1、位于裙座1 上方的填料层3、位于填料层3上方的制气段直筒10、空气进口管4、位于 制气段直筒10上方的分离除沫段7、位于分离除沫段7顶部的燃气出口接 管14、位于填料层3上方的油料喂料进口管13构成，所述制气段直筒10 的侧壁内部水平安装有至少一个筛板5，所述制气段直筒10上可开有二次 空气进口管9，所述填料层3的底部安装有分风板8,所述制气段直筒10 上端有油料循环进口管ll，所述裙座1下端有油料循环出口管12,所述油 料循环进口管11上安装有布料器6。
权利要求1、外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，包括裙座(1)、位于裙座(1)上方的填料层(3)、位于填料层(3)上方的制气段直筒(10)、空气进口管(4)、位于制气段直筒(10)上方的分离除沫段(7)、位于分离除沫段(7)顶部的燃气出口接管(14)、位于填料层(3)上方的油料喂料进口管(13)构成，其特征在于所述制气段直筒(10)的侧壁内部水平安装有至少一个筛板(5)。
2、 根据权利要求1所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 其特征在于所述制气段直筒(10)上开有二次空气进口管(9)。
3、 根据权利要求1或2所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备 塔，其特征在于所述填料层(3)的填料为陶瓷填料。
4、 根据权利要求1或2所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备 塔，其特征在于所述填料层(3)的底部安装有分风板(8)。
5、 根据权利要求3所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 其特征在于所述填料层(3)的底部安装有分风板(8)。
6、 根据权利要求1或2所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备 塔，其特征在于所述制气段直筒(10)上端有油料循环进口管(11)， 所述裙座(1)下端有油料循环出口管(12)。
7、 根据权利要求5所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 其特征在于所述制气段直筒(10)上端有油料循环进口管(11)，所述 裙座(1)下端有油料循环出口管(12)。
8、 根据权利要求6所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 其特征在于所述油料循环进口管(11)上安装有布料器(6)。
9、 根据权利要求7所述的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔， 其特征在于所述油料循环进口管(11)上安装有布料器(6)。
专利摘要本实用新型为外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔，涉及一种燃气制备塔。本实用新型的目的是提供一种可控性强，安全性能高的外循环式给热可控弹性轻烃混空燃气制备塔。采用的技术方案为包括裙座、位于裙座上方的填料层、位于填料层上方的制气段直筒、空气进口管、位于制气段直筒上方的分离除沫段、位于分离除沫段顶部的燃气出口接管、位于填料层上方的油料喂料进口管，制气段直筒的侧壁内部水平安装有至少一个筛板。制气段直筒上开有二次空气进口管。填料层的填料为陶瓷填料。填料层的底部安装有分风板。制气段直筒上端有油料循环进口管，裙座下端有油料循环出口管。油料循环进口管上安装有布料器。本实用新型可用于轻烃混空燃气的制备。
文档编号F23K5/02GK201043754SQ200720079490
公开日2008年4月2日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者李传金 申请人:绵阳市星火科技有限公司