[发明专利]一种高效液体升温气化装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效液体升温气化装置及其方法，属液体气化装置设备技术领域。

背景技术

在将液态物质进行气化时，当前的主要做法是将液态物质通过气化装置使其与热源物质间发生热交换，从而由液态物质升温至气态物质，但经过这种方法得到的气化后的气体温度往往低于热源物质温度，最理想状态下气化后的气体温度也仅仅是与热源物质的温度相同，因此，若需要得到较高温度的气化气体时，往往需要温度远超过目标温度的热源物质与液体物质进行热交换，或者对经过气化后的物质再次进行加热处理，因此需要消耗大量的热量，造成了较大的能源损耗，于此同时，由于处于液体状态下的物质，其自身流动性相对较差，从而造成液态物质在气化装置内发生沉积，换热过程不均匀，从而一方面进一步降低了换热作业的工作效率，增加了能量损耗，于此同时，当前的利用气化装置进行热交换对液体进行气化时，驱动液态物质自身流动性的动能，以及在换热过程中气体体积膨胀后势能转化产生的动能均无法得到有效的利用，从而进一步的降低了当前气化装置的工作效率，因此，这对当前气化装置运行中存在的众多不足，迫切需要开发一种全新的液体气化装置以满足使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种高效液体升温气化装置及其方法，该发明设计合理，能源利用率高，节能效果显著，一方面极大的提高液态物质与热源物质间的换热效率，并有效拓宽了气化后的气体最终温度范围，使其具备利用较大热源物质即可得到远高于热源物质温度的气化气体，另一方面在充分利用热源物质蕴含能量的同时，另可对驱动液体物质流动的动力及液态物质气化膨胀时产生的动力进行直接利用，从而有效的提高了换热系统的能换利用率，从而进一步降低了换热系统的能换损耗，提高能源利用率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种高效液体升温气化装置，其特征在于：所述的高效液体升温气化装置包括壳体、射流真空泵、回热器、换热管路、涡流管及混气三通，所述的壳体为密封结构，其上对应位置的两个端面上分别设热源入口、热源出口、注液口及排气口，其中热源入口与排气口在壳体同一侧面上，热源出口与注液口在壳体另一侧面上，所述的射流真空泵、回热器、换热管路、涡流管及混气三通均位于壳体内部，其中回热器通过连接管路一端与注液口连通，所述连接管路的另一端与射流真空泵连通；所述的回热器另通过连接管路与混气三通一端连通；所述的换热管路另通过连接管路分别与射流真空泵及涡流管连通，且连接处均设连接器；所述的射流真空泵另通过连接管路与回热器和混气三通相连的连接管路连通，所述的涡流管的低温气体出口通过连接管路另与回热器连通，涡流管高温气体出口通过连接管路另与混气三通一端连通，所述的混气三通另与排气口连通，所述的换热器管路包括换热管及渐变增压管，所述渐变增压管呈锥形，所述渐变增压管的锥顶处与涡流管进气口连接，所述渐变增压管的锥底处通过连接器与换热管连接，所述的换热管由至少三级管径逐级递增的换热管路构成，且各级换热管路间有连接器连接。

进一步的，所述的渐变增压管、涡流管高温气体出口及混气三通外表面均设保温层。

进一步的，所述的换热管两相邻换热管路间后一级管径为前一级管径的至少1倍。

进一步的，所述的涡流管至少一个，且多个涡流管间并联。

进一步的，所述的渐变增压管进气端管径与出气端管径比例至少为2：1。

利用上述高效液体升温气化装置的气化方法，包括如下步骤：

第一步，换热环境准备，首先利用壳体上的热源入口将用于进行换热的热源介质充入动壳体内部，并从热源出口排出，然后再通过壳体上的注液口将待气化的液态目标介质引入到壳体内部的回热器中；

第二步，射流驱动，利用待气化液体自身的压力，将回热器内的待气化的液态目标介质一部分经过射流真空泵的驱动高速喷射到换热管路内，并使待气化液体雾化，另由于射流泵的真空抽吸作用，吸入一部分经回热器升温后的汽体与待汽化液体混合，进一步改善雾化作用，使得射流雾化作用更加充分，利于后一步汽化、气化；

第三步，多级换热，从射流真空泵喷射出的雾化待气化的液态目标介质进入换热管路中，一方面与壳体内部的热源介质进行热交换升温气化形成气态目标介质，且在升温气化过程中，气态目标介质随着换热管路中的换热管路管径依次至少三次扩张，实现在吸热气化过程中进行至少三次膨胀降温，从而与热源介质间进行多阶段吸热气化，并最终通过换燃气末端的渐变增压管对气态目标介质体积进行收缩、增压，并进一步提升气态目标介质温度；