專利名稱：一種環(huán)保高效火炬氣焚燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工廠不可回收可燃?xì)馓幚砑夹g(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型環(huán)保高效火炬氣焚燒裝置。
背景技術(shù)：
石油化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中或在停電、停水等事故狀態(tài)下或開停工狀態(tài)下產(chǎn)生大量無(wú)法回收而必須排出的可燃?xì)怏w，具有氣體組分復(fù)雜、氣量變化范圍大、熱值較高等特點(diǎn)。而現(xiàn)有的高空直接放空、火炬處理方式在工程實(shí)際運(yùn)行過程中都不能達(dá)到令人滿意的效果高空直接放空對(duì)可燃尾氣直接排入大氣，污染環(huán)境大氣質(zhì)量，同時(shí)具有安全隱患火炬處理則為通過安裝在煙 頂部的火炬頭燃燒器對(duì)可燃尾氣進(jìn)行燃燒處理，該方式相對(duì)于前者對(duì)大氣污染有所減輕，但仍存在燃燒不完全、熱輻射強(qiáng)度大、噪音大、火污染和點(diǎn)火不易等缺點(diǎn)，維修保養(yǎng)困難。針對(duì)上述兩種對(duì)排放尾氣處理方式存在的諸多缺點(diǎn)，中國(guó)專利 ZL02265117. 9提出一種環(huán)保型尾氣排放地面焚燒裝置，該裝置通過若干個(gè)地面燃燒氣燃燒排放尾氣，空氣與排放氣混合通過排放氣自身壓力實(shí)現(xiàn)，燃燒后的高溫?zé)煔庵苯臃趴铡Ｔ撗b置在處理大量的排放氣時(shí)，空氣量引射量不足，排放氣不完全燃燒產(chǎn)生大量碳黑，需消耗大量蒸汽水解消除。裝置需要增加額外的防輻射消音屏，占地面積大，高溫?zé)煔庵苯优欧艧彷椛鋸?qiáng)度大，造成二次污染，熱效率低。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在諸多安全隱患、熱利用率低以及仍然存在二次污染等問題，本實(shí)用新型提出了一種高效環(huán)保、低熱輻射、安全、熱效率高的新型火炬氣焚燒裝置。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案一種火炬氣焚燒裝置，其包括固定在若干個(gè)鞍座上的焚燒爐本體，焚燒爐本體的爐外殼內(nèi)側(cè)圓周依次設(shè)置了隔熱層和耐火層，焚燒爐本體的爐膛內(nèi)通過花墻分為第一燃燒室和第二燃燒室；在第一燃燒室的端部開設(shè)火道；在焚燒爐本體前端部上固定一級(jí)燃燒器殼體，一級(jí)燃燒器殼體上開有一級(jí)助燃空氣入口 ；輔助燃料燃燒器穿過一級(jí)燃燒器殼體、其端部置于第一燃燒室的火道處，在輔助燃料燃燒器的端部還設(shè)有穩(wěn)焰器；至少一只長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器穿過一級(jí)燃燒器殼體、其端部置于第一燃燒室的火道處；若干個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管布置在一級(jí)燃燒器殼體內(nèi)部，一級(jí)火炬氣分配環(huán)管(9)進(jìn)氣口伸出一級(jí)燃燒器殼體外、其端部置于第一燃燒室的火道處，在每個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管的端部還設(shè)有一級(jí)火炬氣燃燒器；在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離一級(jí)燃燒器殼體一定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管，每個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管內(nèi)、在焚燒爐本體上開設(shè)若干排、呈幾何均勻分布的多個(gè)二級(jí)助燃空氣噴口 ；在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管一定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管，每個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管內(nèi)、焚燒爐本體上開設(shè)單排呈幾何均勻分布的多個(gè)二級(jí)火炬氣噴口 ；在焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離花墻一定距離處設(shè)置防爆門；焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離防爆門一定距離處設(shè)置高溫?zé)煔獬隹?。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其所述的焚燒爐本體為立式或臥式，形狀為圓形狀或方形狀。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其所述的耐火層由厚度為250 350mm的剛玉磚砌筑，耐火度大于1790°C，可持續(xù)使用在1200°C的環(huán)境中；所述的隔熱層由厚度為114 250mm的粘土或高鋁質(zhì)隔熱耐火磚砌筑；所述的花墻為方型耐火磚砌筑或圓環(huán)狀耐火磚砌筑，厚度為250 350mm。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其所述的長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器數(shù)量在1 4個(gè)；所述的一級(jí)火炬氣分配環(huán)管和一級(jí)火炬氣燃燒器數(shù)量在4 16個(gè)。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其所述的二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管數(shù)量在1 3 個(gè)，每個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管內(nèi)、在焚燒爐本體上開設(shè)若干排、呈幾何均勻分布8 20個(gè)二級(jí)助燃空氣噴口 ；各排二級(jí)助燃空氣噴口口孔徑不同，同排二級(jí)助燃空氣噴口孔徑相同。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其所述的二級(jí)火炬氣分配環(huán)管數(shù)量在1 3個(gè)， 每個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管內(nèi)、焚燒爐本體上開設(shè)單排呈幾何均勻分布8 M個(gè)二級(jí)火炬氣噴口。如上所述的一種火炬氣焚燒裝置，其在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，還開有人孔。本實(shí)用新型的效果在于本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，先通過輔助燃燒器將裝置提升到一定溫度，再投入火炬氣參與燃燒。該裝置可通過一級(jí)燃燒器內(nèi)設(shè)置的一級(jí)火炬氣燃燒器和環(huán)設(shè)在焚燒爐本體的若干個(gè)二級(jí)火炬氣噴口滿足火炬氣處理氣量、組分大范圍波動(dòng)對(duì)爐內(nèi)耐火保溫材料的熱震影響，并對(duì)上述兩級(jí)火炬氣燃燒器分別配風(fēng)，合理組織燃燒，使火炬氣在燃燒室內(nèi)高溫分解、氧化，處理后的煙氣排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。焚燒后的高溫?zé)煔馔ㄟ^高溫?zé)煔獬隹谒椭劣酂徨仩t回收器，提高熱效率。本實(shí)用新型裝置具有以下特點(diǎn)(1)火炬氣在封閉燃燒室內(nèi)燃燒，既保證了燃燒效率，又有效避免了高空火炬的光污染；( 裝置外殼溫度低，熱輻射低；C3)低噪音；(4) 占地面積??；( 維護(hù)方便。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于石油化工、天然氣等行業(yè)生產(chǎn)裝置尾氣排放處理。

圖1為本實(shí)用新型所述的一種火炬氣焚燒裝置示意圖；圖中1. 一級(jí)助燃空氣入口 ；2.火道；3. —級(jí)燃燒器殼體；4.長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器； 5.輔助燃料燃燒器；6.看火孔；7.穩(wěn)焰器；8. —級(jí)火炬氣燃燒器；9. 一級(jí)火炬氣分配環(huán)管； 10.爐外殼；11.隔熱層；12.耐火層；13. 二級(jí)助燃空氣噴口 ；14. 二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管; 15. 二級(jí)火炬氣分配環(huán)管；16. 二級(jí)火炬氣噴口 ；17.防爆門；18.高溫?zé)煔獬隹?；19.花墻； 20.人孔；21.鞍座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型所述的一種火炬氣焚燒裝置作進(jìn)一步描述。[0019]如1圖所示，本實(shí)用新型所述的一種火炬氣焚燒裝置主要包括焚燒爐本體、一級(jí)燃燒器、若干個(gè)長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器4、若干個(gè)置于一級(jí)燃燒器殼體3內(nèi)的一級(jí)火炬氣燃燒器 8、環(huán)設(shè)在焚燒裝置本體的二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管14和二級(jí)火炬氣分配環(huán)管15、花墻19、防爆門17。其中，焚燒爐本體可為立式或臥式，形狀為常用的圓形狀或方形狀(也可為其他形狀)。焚燒爐本體的爐外殼10內(nèi)側(cè)圓周依次設(shè)置了隔熱層11和耐火層12。焚燒爐本體固定在若干個(gè)起支撐作用的鞍座21上，鞍座21由碳鋼制成。爐外殼10厚度按壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)壓力為0. 3-0. 6Mpa(g)。耐火層12由厚度為250 350mm的剛玉磚砌筑(例如厚度為250mm、300mm或350mm)，耐火度大于1790°C，可持續(xù)使用在1200°C的環(huán)境中，熱穩(wěn)定性好。隔熱層11由厚度為114 250mm的粘土或高鋁質(zhì)隔熱耐火磚砌筑(例如厚度為 114mm,200mm或250mm)。焚燒爐本體的爐膛內(nèi)通過花墻19將爐膛分為兩個(gè)燃燒室(第一燃燒室和第二燃燒室)，第一燃燒室的端部開設(shè)火道2?；▔?9可為方型耐火磚砌筑，也可為圓環(huán)狀耐火磚砌筑，厚度為250 350mm (例如厚度為250mm、300mm或350mm)?；▔?9 的設(shè)置使高溫氣流進(jìn)一步整流，使各股氣流進(jìn)一步混合，實(shí)現(xiàn)完全燃燒。一級(jí)燃燒器安裝在焚燒爐本體的前端部。一級(jí)燃燒器包括固定在焚燒爐本體前端部上的一級(jí)燃燒器殼體3，在一級(jí)燃燒器殼體3上開有一級(jí)助燃空氣入口 1，在一級(jí)燃燒器殼體3上還開有看火孔6。輔助燃料燃燒器5穿過一級(jí)燃燒器殼體3、其端部置于第一燃燒室的火道2處，在輔助燃料燃燒器5的端部還設(shè)有穩(wěn)焰器7。1 4個(gè)長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器 4(例如1個(gè)、2個(gè)或4個(gè))穿過一級(jí)燃燒器殼體3、其端部置于第一燃燒室的火道2處。4 16個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管9 (例如4個(gè)、10個(gè)或16個(gè))呈幾何均布在一級(jí)燃燒器殼體3圓周，每個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管9穿過一級(jí)燃燒器殼體3、其端部置于第一燃燒室的火道2處， 在每個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管9的端部還設(shè)有一級(jí)火炬氣燃燒器8。在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離一級(jí)燃燒器一定距離處沿圓周設(shè)置 1 3個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管14 (例如1個(gè)、2個(gè)或3個(gè))，每個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管 14內(nèi)、在焚燒爐本體上開設(shè)若干排、呈幾何均勻分布8 20個(gè)二級(jí)助燃空氣噴口 13(例如 8個(gè)、15個(gè)或20個(gè))。各排二級(jí)助燃空氣噴口 13 口孔徑不同，同排二級(jí)助燃空氣噴口 13孔徑相同，二級(jí)助燃空氣噴口 13形狀可為常用的圓形狀或方形狀，也可為其他形狀。在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管14 一定距離處沿圓周設(shè)置1 3個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管15 (例如1個(gè)、2個(gè)或3個(gè))，每個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管15內(nèi)、焚燒爐本體上開設(shè)單排呈幾何均勻分布8 M個(gè)二級(jí)火炬氣噴口 16(例如 8個(gè)、15個(gè)或?qū)€(gè))。在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，還開有人孔20。在焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離花墻后一定距離處設(shè)置防爆門17。焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離防爆門17 —定距離設(shè)置高溫?zé)煔獬隹?18。本實(shí)用新型所述的一種火炬氣焚燒裝置工作過程如下①一級(jí)火炬氣燃燒器8采用多股擴(kuò)散式燃?xì)鈬姌?，將焚燒裝置界區(qū)來(lái)的部分火炬排放氣分成若干小股噴入到一級(jí)助燃空氣流中，以利于空氣混合，增加與空氣接觸面積，實(shí)現(xiàn)完全燃燒，燃燒溫度為1100°c，在此溫度下，火炬排放氣中的有機(jī)組分及其他可燃組分完全分解為壓0和C02。燃燒后的煙氣在爐中停留1.0秒。空氣與排放氣的混合主要依靠排放氣自身的壓力和特殊設(shè)計(jì)的燃燒器來(lái)完成。為了預(yù)防火炬氣來(lái)壓過低，火炬燃燒器熄滅工況，本裝置設(shè)置至少一只長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器4。②燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入爐膛中部，與二級(jí)助燃空氣噴口 13來(lái)的二次助燃空氣混合。二次助燃空氣一方面使高溫?zé)煔庵械挠袡C(jī)組分二次高溫氧化分解，一方面提供裝置二級(jí)火炬氣噴口 16來(lái)的二次火炬氣燃燒所需空氣，該部位燃燒溫度為1000°C，燃燒后的煙氣在爐中停留1.0秒，避免了 NOx的生成。設(shè)計(jì)的二級(jí)助燃空氣噴口 13和二級(jí)火炬氣噴口 16使高溫?zé)煔馀c二次助燃空氣、二次火炬氣均勻混合，保證燃燒完全。本實(shí)用新型采用兩級(jí)事故應(yīng)急響應(yīng)，當(dāng)爐膛內(nèi)火炬氣因有機(jī)組分、壓力等波動(dòng)較大而發(fā)生爆燃時(shí)，爐膛內(nèi)壓力隨之波動(dòng)，高壓煙氣首先從防爆門17中泄壓，從而穩(wěn)定爐膛內(nèi)氣流，減小爐內(nèi)氣流對(duì)裝置耐火層12的沖擊；若爐膛內(nèi)壓力變化巨大時(shí)，為保證設(shè)備周邊人員、設(shè)備的安全性，防止裝置因內(nèi)壓波動(dòng)較大而發(fā)生泄露、爆炸等重大安全事故，裝置外殼10按壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)壓力為0. 3-0. 6Mpa(g)。本實(shí)用新型裝置可根據(jù)火炬氣來(lái)壓大小將火炬氣分別送入焚燒爐的兩個(gè)燃燒室， 分別供入火炬氣燃燒所需助燃空氣量，合理組織燃燒，保證燃燒效果，使火炬氣燃燒更穩(wěn)定，裝置運(yùn)行安全；本實(shí)用新型熱利用率高，節(jié)能環(huán)保，運(yùn)行成本低，操作簡(jiǎn)單可行，實(shí)現(xiàn)了火炬氣排放燃燒處理的無(wú)煙、底噪音和低熱輻射，無(wú)高空火炬的光污染，占地面積小，維護(hù)方便。該裝置設(shè)置了多級(jí)的低壓、大調(diào)解比燃燒器，滿足負(fù)荷在10% 140%范圍內(nèi)正常工作，保證火炬氣燃燒效率在99. 99%以上。
權(quán)利要求1.一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于該裝置包括固定在若干個(gè)鞍座上的焚燒爐本體，焚燒爐本體的爐外殼(10)內(nèi)側(cè)圓周依次設(shè)置了隔熱層(11)和耐火層(12)，焚燒爐本體的爐膛內(nèi)通過花墻(19)分為第一燃燒室和第二燃燒室；在第一燃燒室的端部開設(shè)火道 ⑵；在焚燒爐本體前端部上固定一級(jí)燃燒器殼體(3)，一級(jí)燃燒器殼體C3)上開有一級(jí)助燃空氣入口(1)；輔助燃料燃燒器(5)穿過一級(jí)燃燒器殼體(3)、其端部置于第一燃燒室的火道( 處，在輔助燃料燃燒器( 的端部還設(shè)有穩(wěn)焰器(7)；至少一只長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器 (4)穿過一級(jí)燃燒器殼體(3)、其端部置于第一燃燒室的火道( 處；若干個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管(9)布置在一級(jí)燃燒器殼體(3)內(nèi)部，一級(jí)火炬氣分配環(huán)管(9)進(jìn)氣口伸出一級(jí)燃燒器殼體C3)外、其端部置于第一燃燒室的火道( 處，在每個(gè)一級(jí)火炬氣分配環(huán)管(9)的端部還設(shè)有一級(jí)火炬氣燃燒器(8)；在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離一級(jí)燃燒器殼體C3) —定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管(14)，每個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管(14)內(nèi)、在焚燒爐本體上開設(shè)若干排、呈幾何均勻分布的多個(gè)二級(jí)助燃空氣噴口(13)；在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，距離二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管(14) 一定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管(15)，每個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管(1 內(nèi)、焚燒爐本體上開設(shè)單排呈幾何均勻分布的多個(gè)二級(jí)火炬氣噴口(16)；在焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離花墻(19) 一定距離處設(shè)置防爆門(17)；焚燒爐本體上、第二燃燒室位置處，距離防爆門(17) —定距離處設(shè)置高溫?zé)煔獬隹?18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于所述的焚燒爐本體為立式或臥式，形狀為圓形狀或方形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于所述的耐火層(12)由厚度為250 350mm的剛玉磚砌筑；所述的隔熱層(11)由厚度為114 250mm的粘土或高鋁質(zhì)隔熱耐火磚砌筑；所述的花墻(19)為方型耐火磚砌筑或圓環(huán)狀耐火磚砌筑，厚度為 250 350mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于所述的長(zhǎng)明燈點(diǎn)火燃燒器(4)數(shù)量在1 4個(gè)；所述的一級(jí)火炬氣分配環(huán)管(9)和一級(jí)火炬氣燃燒器(8)數(shù)量在 4 16個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于所述的二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管(14)數(shù)量在1 3個(gè)，每個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管(14)內(nèi)、在焚燒爐本體上開設(shè)若干排、呈幾何均勻分布8 20個(gè)二級(jí)助燃空氣噴口(13)；各排二級(jí)助燃空氣噴口(13) 口孔徑不同，同排二級(jí)助燃空氣噴口(13)孔徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于所述的二級(jí)火炬氣分配環(huán)管(1 數(shù)量在1 3個(gè)，每個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管(1 內(nèi)、焚燒爐本體上開設(shè)單排呈幾何均勻分布8 M個(gè)二級(jí)火炬氣噴口(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火炬氣焚燒裝置，其特征在于在焚燒爐本體上、第一燃燒室位置處，還開有人孔00)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種火炬氣焚燒裝置，該裝置在焚燒爐本體的爐外殼內(nèi)側(cè)圓周依次設(shè)置了隔熱層和耐火層，焚燒爐本體的爐膛內(nèi)通過花墻分為第一燃燒室和第二燃燒室；一級(jí)火炬氣分配環(huán)管布置在一級(jí)燃燒器殼體內(nèi)部；距離一級(jí)燃燒器殼體一定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管；距離二級(jí)助燃空氣分配環(huán)管一定距離處沿圓周設(shè)置若干個(gè)二級(jí)火炬氣分配環(huán)管；在第一燃燒室的端部開設(shè)火道，設(shè)置一級(jí)燃燒器殼體、一級(jí)助燃空氣入口、輔助燃料燃燒器、穩(wěn)焰器等。本實(shí)用新型裝置既保證了燃燒效率，又有效避免了高空火炬的光污染、維護(hù)方便，可廣泛應(yīng)用于石油化工、天然氣等行業(yè)生產(chǎn)裝置尾氣排放處理。
文檔編號(hào)F23G7/06GK202303408SQ20112039914
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者傅峣, 劉迪, 安兵濤, 張范, 李永勝, 羅秀朋, 董志明, 鄭全軍, 閆彥馨 申請(qǐng)人:北京航天動(dòng)力研究所