液化石油气的气化.docx

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液化石油气的气化

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文件编号：

KG-AO-8140-35

液化石油气的气化

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　　一、自然气化

　　液态液化石油气吸收本身的显热，或通过器壁吸收周围的热量而进行的气化，称为自然气化。

　　自然气化方式多用于居民用户和用气量不大的商服用户及小型工厂的供应系统中。

　　自然气化的特点

　　1.气化能力的适应性容器或储罐内的液相液化石油气利用显热的气化量及原有容器内气体因降低压力向外导出的气体量与依靠传热的气化量性质不同，前两部分气化量决定于容器内的液体量、内容积、液温变化及压力变化等条件，而与时间无关。

因此可以在短时间内采用较大的气化量，如果减少或停止气化量，液温可以回升，那么还可以再利用由此积蓄起来的显热在短时间内以较大的速度气化。

也就是说，这种气化方式的气化能力，根据实际条件具有一定的缓冲性质，这种性质称为气化能力的适应性，这是自然气化的一个重要特性。

　　对于一般居民用户，一天有几个用气量高峰，要求短时间内用气量较大，而大部分时间用气量较小；对于工业用户的加热炉，在开始升温时用气量较大，而当炉温达到要求时，用气量较小，对这类短时间内需要消耗大量液化石油气的设备，即可以利用气化能力的适应性来确定需要的容器数。

　　2.气化过程是不稳定过程容器中气相不断被引出，液相会不断气化为气相，液相不断减少。

因此气化能力也会随之减少；当液化石油气是非单一成分时，气化过程引出的气相或仍存留在容器内的气相和液相的组成都要发生改变。

轻组分会减少，重组分会增加，因此容器中的饱和蒸气压会逐渐降低。

　　3.再液化问题自然气化时，如果液温与环境温度相同，气化后的气体的压力就相当于那时环境温度下的饱和蒸气压。

因此，只要从容器的出口至调压器入口的高压管道也在同样的环境温度下，气态液化石油气就不会在这段管段内出现再液化现象。

　　在实际使用液化石油气时，主要是依靠传热获得气化潜热，液温一般都低于环境温度。

在这个液温下气化的饱和蒸气，由容器排出后，处在比气化时温度高的环境温度下，即液化石油气蒸气在管道内处于过热状态，因此也不会发生再液化现象。

但是如果长时间停留在输气管道内（例如夜间不用气的情况下），而周围环境的温度又在逐渐下降，当温度低于该压力下的蒸气露点时，一部分气体就要再液化而滞留于低处。

不过像一般的瓶装供应，这部分管道较短，凝结量也极少，而且当再次使用液化石油气时会立即气化，实际上无任何影响。

　　根据上述情况，自然气化方式一般不必特别考虑再液化问题。

但是在容器内气化了的液化石油气，如以很高的蒸气压长距离输送，而且高压管道部分的环境温度比气化容器的环境温度低，那么这部分气体就会出现再液化现象。

　　二、强制气化

　　强制气化就是人为地加热从容器内引出的液态液化石油气使其气化的方法。

气化是在专门的气化装置（气化器）中进行的。

　　在实际工程中，当液化石油气用量较大，采用自然气化很不经济或生产工艺要求液化石油气热值稳定时，多采用强制气化。

（一）强制气化的特点

　　1.对多组分的液化石油气，如采用液相导出强制气化，则气化后的气体组分始终与原料液化石油气的组分相同。

因而可向用气单位供应组分、热值和容重稳定的液化石油气。

　　2.通常在不大的气化装置中可气化大量液体，以满足大量用气的需要，而不像自然气化那样，气化量受容器个数、湿表面积大小和外部气候条件等限制。

　　3.液化石油气气化后，如仍保持气化时的压力进行输送，则可能出现再液化问题。

为防止再液化必须使已气化了的气体尽快降到适当压力，或者继续加热提高温度，使气体处于过热状态后再输送。

（二）强制气化的工艺流程

　　在强制气化系统中，液化石油气从容器中进入气化器的方式有下列几种：

依靠容器自身的压力（等压强制气化）；利用烃泵使液态液化石油气加压到高于容器内的蒸气压后送入气化器，使其在加压后的压力下气化（加压强制气化）；液态液化石油气依靠自身压力从容器进入气化器前先进行减压（减压强制气化）。

　　1.等压强制气化如图1-9-1所示。

容器1内的液态液化石油气，依靠自压P送入气化器2，进入气化器的液体从热媒获得气化潜热，气化压力为P的气体经调压器3调节到管道要求的压力输送给用户。

　　2.加压强制气化如图1-9-1所示。

容器1内的液化石油气由泵4加压到P′送入气化器2，在气化器内，在P′的压力下气化，然后由调压器3调节到管道要求的压力输送给用户。

　　图1-9-1等压气化原理示意

　　1-容器；2-气化器；3-调压器；4-液相管；5-气相管；6-气相旁通管

　　当用户用气量减少或停止使用时，气化器导出的气体减少或停止，气化器内的压力会升高，将进入气化器的液态液化石油气通过图1-9-2中的回流管8压回容器，气化器内液位下降，传热面积减小，气化速度减小。

当气化器导出气体增加时，气化器的液位会自动上升，传热面积增大，气化速度增加。

　　图1-9-2加压气化原理示意

　　1-容器；2-气化器；3-调压器；4-泵；5-过流阀；

　　6-液相管；7-气相管；8-旁通回流管

　　气化器具有负荷自适应特性：

这是指当用气量减少时，气化器内液化石油气气相压力升高。

在达到以至超过液相进入压力时，将阻止液相继续进入并将液相推回进液管，从而使气化器中液相传热面积减少，气化量减少。

当用气量增大时，则发生相反的过程。

这即是气化器对于负荷变动相应自动调整产气量的一种适应特性。

　　3.减压强制气化如图1-9-3所示。

液体在进入气化器前先通过减压阀4减压，再在气化器内气化。

在这种流程中，当导出气体减少或停止时，气化器内压力升高，则通过回液阀将液体导回容器，通过减少传热面积而降低气化速度。

　　图1-9-3减压加热气化原理示意

　　1-容器（储罐）；2-气化器；3-调压器；4-减压阀；5-回流阀；

　　6-液相管；7-气相管

　　三、气化器

　　气化器按载热体的不同可分为水蒸气、热水、电热和火焰式等。

按换热的形式可以分为蛇管式、列管式、U形管式和套管式等。

　　1.蛇管式气化器

　　蛇管式气化器的热媒可采用水蒸气或热水，一般从蛇管的上端进入，从下端排出。

液态液化石油气与蛇管的外表面换热后蒸发，气态液化石油气便从气相出口引出。

蛇管式气化器的构造简单，气化能力较小，其构造原理如图1-9-4所示。

图1-9-4蛇管式气化器

　　1-液相进口；2-气相出口；3-排污管；4-热媒进口；

　　5-热媒出口；6-液位计接口；7-壳体；8-蛇形管；9-支架

　　2.列管式气化器

　　这种气化器虽然结构比较复杂，但气化能力较大，维修和清扫管束比较方便，其构造如图1-9-5所示。

图1-9-5列管式气化器

　　1-液相进口；2-气相出口；3-排污管；4-热媒进口；

　　5-热媒出口；6-不凝汽出口；7-列管；8-壳体

　　3.火焰式气化器

　　这类气化器可以分为两类，一类是烟气通过壁面与液化石油气换热，它只用于生产量非常大的气化装置中。

第二类是烟气通过中间介质把热量传给液化石油气。

在没有其他热源的情况下，采用自备液化石油气作燃料是很方便的。

火焰式气化器如图1-9-6所示。

　　图1-9-6火焰式气化器

　　1-外壳；2、3-端盖；4-燃烧器；5-调压器；6-双火筒；7-烟筒；8-管组气化系统

　　烟气通过中间介质把热量传给液化石油气的火焰式气化器，加热系统的传热系数为K=0.041～0.047kW／（m2

　　·k），气化系统的传热系数为K=0.233～0.466kW／（m2

　　·K）。

　　4.电热式气化器

　　一般生产量不大时可采用电热式气化器。

这种装置一般气化1kg液化石油气需要消耗432～504kJ的电能。

中间介质可以采用油或者是水。

电热式气化器如图1-9-7所示。

　　图1-9-7电热式气化器

　　1-液化石油气入口；2-气化筒；3-液化石油气出口；4-油箱；

　　5-注油口；6-安全阀接口；7-保温层；8-压力式指示温度连接处；

　　9-油用电热器；10-液位计接口；11-排空气管

　　由于气化器工作条件的特殊性，对制造气化器的材料也有一定要求。

气化器内各种管道及外壳可以用普通碳钢，若液化石油气中含硫化物较多，则建议用含12％的铬、20％的镍合金钢。

为了防止电腐蚀，不要同时使用黑色和有色两种金属。

铜在含硫的湿介质中腐蚀得很严重，所以一般不采用。

　　气化器上一般都装有温度计、压力表、安全阀、液面指示计等仪表。

　　在气化温度较高、沸腾剧烈的气化过程中，往往气体中带有雾状液滴。

故在构造上应考虑设置挡液板或其他类型的液滴分离装置，也可以在气相出口加热，使其过热，液滴气化。

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