CN103836634B - 预混式酸性气火炬燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种预混式酸性气火炬燃烧器，包括进气筒、预混燃烧室、引风罩、助燃气输送管和S型多孔聚火块；引风罩为缩口形式，其设在预混燃烧室的下端；进气筒轴向延伸到预混燃烧室的腔室内且其上端相对预混燃烧室的上端有一定缩入量；进气筒的上端为缩口形式；助燃气输送管轴向延伸到进气筒的内部，且助燃气输送管的上端相对进气筒的上端有一定缩入量；助燃气输送管的上端为扩口形式，且助燃气输送管的上端延伸到进气筒的缩口部分的下端；S型多孔聚火块设在预混燃烧室的上端，其通过增加空气的引入量，通入助燃气，以及增加各种气体的混合均匀程度，提高了酸性气的燃尽率，实现达标排放，此外能够稳定火焰，实现即时燃烧。

Description

预混式酸性气火炬燃烧器

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，具体地说是一种预混式酸性气火炬燃烧器。

背景技术

火炬气是石油化工行业生产过程中产生的废气或烟气，属于易燃、易爆、有毒的有害气体。由于火炬气对环境危害很大，不能采用直接排放的处理方式，目前的处理方式广泛采用的是高架火炬或者是地面火炬燃烧排放的处理方式。高架火炬和地面火炬均包括的火炬燃烧器是火炬系统的一个关键组成部分。在整个火炬系统中会布置多个火炬燃烧器，主要作用就是通过燃烧的方式处理排放产生的酸性气体（如H₂S）。

现有的酸性气火炬燃烧器采用的是直筒式结构，输送的酸性气气压低，火焰在燃烧器上面扩散燃烧，酸性气与空气的混合程度差，燃烧不充分，排放不达标，容易造成环境污染，甚至人身伤害事故；且酸性气的燃烧温度较高，如H₂S的燃烧温度在800℃以上，所以目前需要使用预燃筒进行预加热，然后再对酸性气进行燃烧处理，所以使得火炬燃烧器的结构复杂，可靠性差，使用成本高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠，能够使酸性气与空气进行充分混合，提高酸性气的燃烧率，并能够实现稳定燃烧的一种预混式酸性气火炬燃烧器。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案如下：

本发明公开了一种预混式酸性气火炬燃烧器，其包括进气筒、长明灯点火组件、预混燃烧室、引风罩和助燃气输送管；所述进气筒、预混燃烧室、引风罩及助燃气输送管均轴向设置；所述引风罩设置在所述预混燃烧室的下端；所述引风罩为缩口形式，其扩口端向下，缩口端向上，所述引风罩的缩口端连接所述预混燃烧室；所述进气筒由所述引风罩的扩口端伸入，并轴向延伸到所述预混燃烧室的腔室内；所述进气筒的上端相对所述预混燃烧室的上端基准面有一定的缩入量；所述进气筒的上端为自下而上的缩口形式；所述助燃气输送管轴向延伸到所述进气筒的内部，且所述助燃气输送管的上端相对所述进气筒的上端基准面有一定的缩入量。

作为对本发明的进一步改进，所述进气筒、预混燃烧室、引风罩及助燃气输送管为轴向同轴设置。

作为对本发明的进一步改进，所述助燃气输送管的上端为由下而上的扩口形式，且所述助燃气输送管的上端口延伸到所述进气筒的缩口部分的下端附近。

作为对本发明的进一步改进，在所述进气筒的出气口下方，周向设有多个喷射孔。

作为对本发明的进一步改进，在所述预混燃烧室的上端设置多个S型多孔聚火块。

作为对本发明的进一步改进，所设置的多个S型多孔聚火块在所述预混燃烧室的上端围成一个稳火圈。

本发明的有益效果是：

（1）通过在预混燃烧室的下部设置引风罩，增加与酸性气混合的空气量，增加酸性气的可燃性，提高酸性气的燃尽率；

（2）通过向酸性气中通入助燃气，更进一步增加酸性气的可燃性，并进一步提高其燃尽率；

（3）通过在进气筒上端设置缩口结构，在助燃气输送管上端设置扩口结构，一方面增加了引入预混燃烧室内的空气量，另一方面促进了酸性气、助燃气及空气的混合均匀程度，极大程度地提高酸性气的燃尽率；

（4）在进气筒上端出口处附近设置周向的多个喷射孔，不仅减小噪音，促进各气体的混合，而且还缩短了进气筒上端缩口结构的轴向长度；

（5）进气筒上部设置的多个S型多孔聚火块，稳定了火焰，避免火焰被吹灭，实现对产生的酸性气的即时燃烧，且形成稳火圈时由于每个聚火块上有孔，可在块后形成回流区，回流来的已燃热气与从孔中出来的混合气接触，靠分子扩散和湍流来输送点火能量，在小孔处形成“袖火”，这样不容易被吹灭，起到保证火焰的稳定目的；

（6）不在需要单独设置预燃筒及防风罩等部件，从而使得本发明的结构更简单、可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明布置的S型多孔聚火块的示意图；

图中：1 进气筒、11 喷射孔、2 长明灯点火组件、3 预混燃烧室、4 引风罩、5 助燃气输送管、6 S型多孔聚火块。

具体实施方式

为便于理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1和图2所示，一种预混式酸性气火炬燃烧器，其包括进气筒1、长明灯点火组件2、预混燃烧室3、引风罩4、助燃气输送管5和S型多孔聚火块。

所述进气筒1、预混燃烧室3、引风罩4及助燃气输送管5均为轴向设置，且最好为同轴设置。其中所述引风罩4设置在所述预混燃烧室3的下端。

所述引风罩4为缩口形式，其扩口端向下，缩口端向上，以确保能够将足够量的空气引射到预混燃烧室内。所述引风罩4可以为锥形体。所述引风罩4的缩口端（即上端）连接所述预混燃烧室3的下端。

所述进气筒1由所述引风罩4的扩口端伸入，并轴向延伸到所述预混燃烧室3的腔室内。所述进气筒1的上端相对所述预混燃烧室3的上端基准面有一定的缩入量，以确保酸性气由所述进气筒1的上端口进入所述预混燃烧室3中后有足够的混合空间及预混时间。

所述助燃气输送管5伸入到所述进气筒1的内部，并轴向延伸。如图1所示，所述进气筒1的上端由下而上为缩口形式。在所述进气筒1的出气口下方，周向设有多个喷射孔11。

如图1所示，所述助燃气输送管5的上端由下而上为扩口形式，且所述助燃气输送管5的上端口延伸到所述进气筒1的缩口部分的下端附近，既可以处在缩口部分起始处位置的上面，也可以处在其下面，但是最好设置在缩口部分起始处位置的下面，至少助燃气输送管5的上端口要与该位置对齐。

助燃气由所述助燃气输送管5上端口以一定角度的扩径喷出后，会形成一个倒置的锥形气场，从而增大与来自所述进气筒1的酸性气的接触面积（引射面增大），实现充分混合，克服酸性气需高温进行燃烧的缺陷。同时，所述进气筒1上端缩口段会对引射到该部分的酸性气进行轴向加速，所以会增加对助燃气的轴向引射，带动助燃气快速轴向扩散，进一步提高助燃气与酸性气的混合均匀性。助燃气与酸性气的混合气体（以下称为混合气）高速由所述进气筒1上端的缩口喷出，因为混合气相对于引射进入所述预混燃烧室3内的空气的轴向速度差很大，所以会进一步增加对空气的引射程度，即，使更多的空气通过所述引风罩进入所述预混燃烧室3内与混合气混合，进一步克服酸性气需高温进行燃烧的缺陷，因为助燃气与空气混合后极易燃烧，而燃烧产生高温对酸性气加热，又加热后的酸性气因混合有空气及助燃气，所以燃烧性能明显提高。故，助燃气输送管5轴向射出的助燃气会对由进气筒1下端口进入的酸性气有一个轴向引射，克服酸性气的低压状态对其自身流动的不利；助燃气与酸性气混合后所得混合气由进气筒1上端的缩口喷射出时被加速，从而对由引风罩4进入的空气实现引射，增加了空气的引入量。所以，在本发明中不在需要单独设置预燃筒及防风罩等设施，使得结构简单、可靠性提高。

因为混合气（助燃气与酸性气）由所述进气筒1的出口喷出时的速度很高，且进气筒1的出口口径较小，高速气流经较小的喷口喷出时必然会产生较大的噪音，为减小产生的噪音，所以在所述进气筒1的出气口下方，周向设置了多个喷射孔11。所述喷射孔11的大小、形状及数目，可以根据气流量、气流流速等具体情况，在满足进气筒1出口的引射效果的前提下，数目及形状进行具体设计。此外，通过设置喷射孔11可以增加混合气与空气的接触面积，增加混合气与空气的混合均匀程度，从而与进气筒1上端缩口段的高速引射作用形成互补，即减小了设置在进气筒1上端的缩口段的轴向长度。通过实践证实，采用上述喷射孔11与缩口段的结构形式后，缩口段的轴向长度可减短进1/3，从而使本发明的结构更加紧凑。

在所述预混燃烧室3的上端设置多个S型多孔聚火块（为现有构件），如图2所示，最好使所设置的S型多孔聚火块在所述预混燃烧室3的上端围成一个稳火圈。进气筒1上部设置的由S型多孔聚火块形成的稳火圈，由于每个聚火块上有孔，可在块后形成回流区，回流来的已燃热气与从孔中出来的混合气接触，靠分子扩散和湍流来输送点火能量，在小孔处形成“袖火”，这样不容易被吹灭，起到保证火焰的稳定目的。

助燃气、酸性气及空气三者混合均匀后，在所述预混燃烧室3的上端口被引燃（预混燃烧室3上端起到防风罩的作用），因为所述S型多孔聚火块的稳火作用，所产生的酸性气会即时被燃烧，避免火焰被吹灭时导致的酸性气排放现象。

根据产生的酸性气的热值，所述助燃气可以采用煤气、液化石油气或天然气等易燃气体中的一种。

参照现有技术，可以在所述预混燃烧室3的外围设置多个长明灯点火组件，且使长明灯点火组件的点火端头靠近所述预混燃烧室的上端口，更为具体的结构及布置的位置关系，为本领域普通技术人员所知，此处不再赘述。

本发明中各部件所使用的材料可以为耐酸性的不锈钢。

上述描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。对于本领域的技术人员来说，其应该了解本发明并不受上述实施方式的限制，其作为一种最佳的实施方式，目的是说明本发明的技术特点和原理。本发明的保护范围由其权利要求书界定。在不脱离本发明的设计思想和范围的情况下，本领域的技术人员结合公知性常识，可以作出多种改变或者等同替换，它们都应落入本发明的保护范围内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (4)

1.一种预混式酸性气火炬燃烧器，其包括进气筒、长明灯点火组件及预混燃烧室，其特征是：还包括引风罩、助燃气输送管；所述进气筒、预混燃烧室、引风罩及助燃气输送管均轴向设置；所述引风罩设置在所述预混燃烧室的下端；所述引风罩为缩口形式，其扩口端向下，缩口端向上，所述引风罩的缩口端连接所述预混燃烧室；所述进气筒由所述引风罩的扩口端伸入，并轴向延伸到所述预混燃烧室的腔室内；所述进气筒的上端相对所述预混燃烧室的上端基准面有一定的缩入量；所述进气筒的上端为自下而上的缩口形式；所述助燃气输送管轴向延伸到所述进气筒的内部，且所述助燃气输送管的上端相对所述进气筒的上端基准面有一定的缩入量；所述进气筒、预混燃烧室、引风罩及助燃气输送管为轴向同轴设置；所述助燃气输送管的上端为由下而上的扩口形式，且所述助燃气输送管的上端口延伸到所述进气筒的缩口部分的下端。

2.根据权利要求1所述的预混式酸性气火炬燃烧器，其特征是：在所述进气筒的出气口下方，周向设有多个喷射孔。

3.根据权利要求1或2所述的预混式酸性气火炬燃烧器，其特征是：在所述预混燃烧室的上端设置多个S型多孔聚火块。

4.根据权利要求3所述的预混式酸性气火炬燃烧器，其特征是：所设置的多个S型多孔聚火块在所述预混燃烧室的上端围成一个稳火圈。