本發(fā)明屬于天然氣、石油、石油化工、化工等領(lǐng)域，具體涉及一種分級(jí)燃燒火炬頭裝置。國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)：F23G7/06。

背景技術(shù)：

火炬系統(tǒng)是用來(lái)處理天然氣、石油、煉油、化工等工廠(chǎng)及焦?fàn)t無(wú)法回收和在加工的可燃有毒氣體的特殊燃燒設(shè)施，能夠在開(kāi)停工及非正常工況下將各裝置緊急排放的烴類(lèi)氣體和酸性氣體及時(shí)燃燒排放?；鹁嫦到y(tǒng)是保證工廠(chǎng)安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染的重要設(shè)施?；鹁嫦到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。

火炬系統(tǒng)主要分為高架火炬和地面火炬兩種，無(wú)論在何種形式的火炬系統(tǒng)中，火炬頭應(yīng)滿(mǎn)足裝置正常操作和開(kāi)停工時(shí)無(wú)煙燃燒的需要，具有良好的防護(hù)性能及使用壽命。如火炬頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，容易出現(xiàn)空氣供給不足，排放氣體燃燒不充分，造成CO、NOx等污染物的過(guò)量排放。

申請(qǐng)?zhí)枮椋?01510871481.8中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，公開(kāi)了一種“多工況低噪高效火炬頭”，該發(fā)明屬于石化行業(yè)尾氣處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低噪高效火炬頭；具體技術(shù)方案為：多工況低噪高效火炬頭，包括事故放空氣組件，事故放空氣組件的四周均布有多組燃燒裝置，每組燃燒裝置包括長(zhǎng)明燈、小量放空氣組件和高空點(diǎn)火器，小量放空氣組件通過(guò)分配環(huán)管與小量放空氣噴嘴相連通，事故放空氣組件的頂部裝有環(huán)形的穩(wěn)焰塊，小量放空氣噴嘴的外部均套裝有小量放空氣火焰保護(hù)罩，事故放空氣組件的上部還設(shè)有伴燒組件，伴燒組件通過(guò)管道與多個(gè)伴燒噴嘴相連通，小量放空氣火焰保護(hù)罩的端口處開(kāi)設(shè)有開(kāi)口槽，伴燒噴嘴置于對(duì)應(yīng)位置的小量放空氣火焰保護(hù)罩的開(kāi)口槽內(nèi)，事故放空氣組件的上部還設(shè)有半封閉的防護(hù)組件，本發(fā)明提高了火炬頭的燃燒效果。

申請(qǐng)?zhí)枮椋?01410091288.8，公開(kāi)了名為“一種高效能組合式火炬頭”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，該申請(qǐng)包括筒體、點(diǎn)火裝置、蒸汽立管、蒸汽環(huán)管、梅花形蒸汽噴咀、穩(wěn)燃裝置以及能夠形成旋轉(zhuǎn)射流的射流密封器；位于筒體頂部燃?xì)獬隹谔幵O(shè)置的點(diǎn)火裝置至少包括與半導(dǎo)體高能電咀連接的點(diǎn)火槍和長(zhǎng)明燈組件；在筒體頂部出口處沿周向設(shè)置多個(gè)梅花形蒸汽噴咀，梅花形蒸汽噴咀連通蒸汽環(huán)管，蒸汽環(huán)管連通蒸汽立管；穩(wěn)燃裝置設(shè)置在筒體的上部；射流密封器設(shè)置在筒體的下端進(jìn)口處，筒體的下端進(jìn)口與射流密封器之間設(shè)置連通有氮?dú)獯祾吖?。其具有消煙、穩(wěn)定燃燒，有效避免黑煙現(xiàn)象，避免了回火逆燃，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行的作用；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用型強(qiáng)，耐高溫、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)?！?/p>

申請(qǐng)?zhí)枮椋?01220236792.9的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種改進(jìn)型火炬頭，屬于一種用于處理廢氣的焚化爐機(jī)械裝置。該實(shí)用新型包括火炬主管，還包括設(shè)于火炬主管上部的蒸汽夾套，蒸汽夾套包括沿火炬主管的外側(cè)壁設(shè)置的中空的管狀?yuàn)A套和向管狀?yuàn)A套輸送冷卻蒸汽的輸氣管，管狀?yuàn)A套與火炬主管同軸設(shè)置且管狀?yuàn)A套的內(nèi)側(cè)壁與火炬主管的外側(cè)壁之間設(shè)有間隙，管狀?yuàn)A套的上端開(kāi)口，其底端與火炬主管固定連接。本實(shí)用新型的蒸汽夾套可產(chǎn)生卷吸作用，將火炬頭周?chē)目諝鈳肴紵齾^(qū)，降低了瓦斯?jié)舛?，減少了燃燒黑煙，消除了火炬的霧化蒸汽，節(jié)約了大量能源；改進(jìn)型火炬頭的使用壽命明顯增長(zhǎng)，且使用安全；本實(shí)用新型為今后火炬頭的設(shè)計(jì)提供了幫助，為火炬頭成本的降低打下了基礎(chǔ)。

目前，各單位火炬裝置中所使用的火炬頭，無(wú)需消煙的場(chǎng)合多采用直通式與倒錐形的火炬頭，用于消煙的場(chǎng)合多采用內(nèi)部消煙蒸汽管或外部消煙蒸汽管火炬頭。現(xiàn)有的火炬頭往往技術(shù)陳舊，使用壽命短(1)，且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜(2)，燃燒狀態(tài)難以保持穩(wěn)定(3)，同時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)火炬消煙指標(biāo)硬性要求，也難以滿(mǎn)足日益嚴(yán)苛的環(huán)保與節(jié)能需要(4)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的高溫?zé)煔馊紵实?、消煙效果差的缺陷，而提供一種新型分級(jí)燃燒火炬頭。該火炬頭能夠使高溫?zé)煔饩鶆蚺懦?、分?jí)燃燒；消煙過(guò)程節(jié)能環(huán)保；同時(shí)具有降低地面熱輻射強(qiáng)度、降低污染物落地濃度、減少地面噪聲、延長(zhǎng)火炬頭使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種分級(jí)燃燒火炬頭裝置，該火炬頭裝置包括火炬頭、防風(fēng)降噪保持環(huán)、設(shè)備法蘭、霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)、火炬筒體和分布式燃燒翅片；所述的火炬頭為多翅片結(jié)構(gòu)，在火炬頭外，軸向分布若干分布式燃燒翅片；所述的防風(fēng)降噪保持環(huán)為多孔結(jié)構(gòu)，該防風(fēng)降噪保持環(huán)與火炬頭固定連接；所述的火炬頭通過(guò)設(shè)備法蘭與火炬筒體相連接；所述的霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)包括數(shù)個(gè)噴頭，外連霧化水與壓縮空氣管路，噴頭位于分布式燃燒翅片間隔處下方。

所說(shuō)的霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)含有若干個(gè)夾套結(jié)構(gòu)的噴頭，噴頭可以同時(shí)噴入霧化水與壓縮空氣，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥自由調(diào)節(jié)二者的流量，改變二者的混合比例。

所說(shuō)的分布式燃燒翅片形狀為三角形，與水平面成0～15°角。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用多級(jí)燃燒火炬頭，可燃?xì)膺M(jìn)入火炬頭，按照負(fù)荷依次由火炬頭頂部分布孔(低負(fù)荷)與分布式燃燒翅片分布孔噴出形成小火焰燃燒(高負(fù)荷)，從而達(dá)到分級(jí)燃燒的效果，降低了周?chē)沫h(huán)境噪聲，提高了燃燒效率。同時(shí)，霧化水/壓縮空氣通過(guò)噴頭進(jìn)入燃燒場(chǎng)，降低了燃燒過(guò)程中火焰溫度，減少了對(duì)筒體熱輻射，延長(zhǎng)火炬頭使用壽命。另一方面，霧化水與可燃?xì)獍l(fā)生水煤氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳使燃燒更加充分，提高了消煙效果，減少了CO、NOx等污染物直接排放。采用霧化水替代現(xiàn)行的高溫蒸汽消煙能顯著降低能耗。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明共有3幅附圖。

圖1.為本發(fā)明的主結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2.為本發(fā)明的分級(jí)燃燒火炬頭俯視圖；

圖3.為本發(fā)明的分級(jí)燃燒火炬頭主視圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述。

一種分級(jí)燃燒火炬頭裝置，該火炬頭裝置包括火炬頭1、防風(fēng)降噪保持環(huán)2、設(shè)備法蘭3、霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4、火炬筒體5和分布式燃燒翅片6；所述的火炬頭1為多翅片結(jié)構(gòu)，在火炬頭1外，軸向分布若干分布式燃燒翅片6；所述的防風(fēng)降噪保持環(huán)2為多孔結(jié)構(gòu)，該防風(fēng)降噪保持環(huán)2與火炬頭1固定連接；所述的火炬頭1通過(guò)設(shè)備法蘭3與火炬筒體5相連接；所述的霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4包括數(shù)個(gè)噴頭，外連霧化水與壓縮空氣管路，噴頭位于分布式燃燒翅片6間隔處下方。

所說(shuō)的霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4含有若干個(gè)夾套結(jié)構(gòu)的噴頭，噴頭可以同時(shí)噴入霧化水與壓縮空氣，并通過(guò)調(diào)節(jié)閥自由調(diào)節(jié)二者的流量，改變二者的混合比例。

所說(shuō)的分布式燃燒翅片6形狀為三角形，與水平面成0～15°角。

實(shí)施例1

以下為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。

如圖1所示，一種高效分級(jí)燃燒火炬頭裝置，包括火炬頭1、防風(fēng)降噪保持環(huán)2、設(shè)備法蘭3、霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4、火炬筒體5。所述的火炬頭1為多翅片結(jié)構(gòu)。所述的防風(fēng)降噪保持環(huán)2與火炬頭1通過(guò)焊接連接，為多孔結(jié)構(gòu)。所述的火炬頭1通過(guò)設(shè)備法蘭3與火炬筒體5相連接。所述的霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4包括數(shù)個(gè)噴頭，外連霧化水與壓縮空氣管路，噴頭位于分布式燃燒翅片6間隔處下方。

如圖2和圖3所示，在火炬頭1外，軸向分布若干分布式燃燒翅片6；其中火炬頭1位于分級(jí)燃燒火炬頭裝置的中央位置，由一個(gè)錐段和布滿(mǎn)若干同心圓形通孔的封頭焊接而成，其錐段上開(kāi)有若干長(zhǎng)形孔，外部焊有若干分布式燃燒翅片6。分布式燃燒翅片6形狀為三角形，與水平面成0～15°角，上部開(kāi)有若干平行圓孔。

當(dāng)裝置發(fā)生排放時(shí)，按照可燃性氣體負(fù)荷通過(guò)分級(jí)燃燒火炬頭裝置的火炬頭1與分布式燃燒翅片6順次排出進(jìn)行燃燒，多孔式結(jié)構(gòu)形成若干小火焰使燃燒更加充分。

具有多孔結(jié)構(gòu)的防風(fēng)降噪保持環(huán)2能夠有效避免高空氣流對(duì)火焰產(chǎn)生的擾動(dòng)。燃燒產(chǎn)生的負(fù)壓可以通過(guò)防風(fēng)降噪保持環(huán)2的開(kāi)孔從外界帶動(dòng)更多的空氣進(jìn)入燃燒場(chǎng)，提高燃燒效率。同時(shí)，防風(fēng)降噪保持環(huán)2的多孔結(jié)構(gòu)能夠有效降低其重量。

霧化水與壓縮空氣噴入系統(tǒng)4可以按一定比例向分級(jí)燃燒火炬頭裝置的燃燒場(chǎng)中噴入霧化水與壓縮空氣。霧化水在燃燒場(chǎng)中受熱轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵饽軌驇ё邿崃浚档突鹧鏈囟?，從而降低地面熱輻射?qiáng)度，延長(zhǎng)火炬頭使用壽命；同時(shí)霧化水與碳煙進(jìn)行反應(yīng)，使可燃?xì)怏w的燃燒更加充分。噴入的壓縮空氣能夠進(jìn)一步的提高燃燒場(chǎng)燃燒效率，減少CO、NOx等污染物生成。

通過(guò)噴頭調(diào)整霧化水與壓縮空氣的噴入角度，使其被嚴(yán)格限定在防風(fēng)降噪保持環(huán)2內(nèi)。由于防風(fēng)降噪保持環(huán)2具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠有效降低燃燒場(chǎng)產(chǎn)生的噪聲。

分級(jí)燃燒火炬頭裝置與火炬筒體5采用設(shè)備法蘭3連接，這種簡(jiǎn)單可靠的連接方式有利于采用本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有火炬系統(tǒng)進(jìn)行改造。