CN104415637B

CN104415637B - 废气分级水封装置

Info

Publication number: CN104415637B
Application number: CN201310368711.XA
Authority: CN
Inventors: 吴晓阳
Original assignee: 吴晓阳
Current assignee: Beijing Yumao Fuyuan Technology Co., Ltd.
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-08-22
Also published as: CN104415637A

Abstract

本发明公开了一种废气分级水封装置，其包括可燃气入口（1）、水封罐（2），所述水封罐（2）包括与所述可燃气入口（1）相连通的分级水封室，其水封内以不同深度插入多个与所述可燃气入口（1）相连通的可燃气入口管线，可燃气出口（3）外套一块有孔的圆形或者椭圆型的钢板，该钢板固定在入口管线上并与入口管线垂直，该出口的出口处还套有可燃气出口筛网（4），所述水封罐（2）的顶部设置可燃气分级出口（11、12、13、14、15），一个可燃气分级入口管线对应一个可燃气分级出口所连管线，形成一个可燃气管线组，每个分级水封室内各设置一组可燃气管线组。本发明能够防止回火保证安全，并能将装置排放的可燃气用于不同装置。

Description

废气分级水封装置

技术领域

本发明涉及一种石油化工生产企业燃烧设备的防回火安全装置及气体分级控制装置，具体而言，本发明涉及一种废气分级水封装置。

背景技术

石油化工生产企业生产装置事故状态下排放的可燃气体，以及正常生产过程中产生的无法利用但必须排出的可燃气体，由于包含有毒有害成分，必须经过处理。绝大多数企业采用火炬装置对上述可燃气体进行燃烧处理。作为主要安全排放燃烧措施的火炬装置主要包括高架火炬装置、地面密闭式火炬装置、地面开放式火炬装置（石油化工生产过程中所产生的大量可燃废气通常采用回收的处理措施，在无法回收时进行大气焚烧处理，一般分三种方式：高架火炬焚烧、地面密闭式火炬焚烧、地面开放式火炬焚烧）。为保证安全运行，火炬系统需要考虑可靠的防回火安全措施，目前，主要采用水封罐防止回火，常规水封灌将可燃气排放管出口插入水封灌液面下一定深度,可燃气在管道内压力高于其管道插入液面端的压力，可燃气将通过排放气入口管、水、排放出口形成的排放通道排出，再排入火炬或其他燃烧装置。当可燃气在管道内压力低于其管道插入液面端的压力时，水封罐内液体将排放气封在管道内与排放管出口隔开，这就是水封原理。

中国实用新型专利CN201513901U公开了一种水封罐，其包括罐体、位于罐体上的进气管道及出气孔，所述进气管道插入罐体内水封的液面下，其所述进气管道包括主插管和分支插管，分支插管的管径和水封深度小于主插管。上述装置虽然能防止火炬系统的回火，但不能将生产装置事故状态下排放的可燃气体或者正常生产过程中产生的无法利用的可燃气体分级回收利用。

发明内容

为了解决现有的水封罐不能分级回收利用可燃废气的缺陷，本发明提供了一种废气分级水封装置，在其水封罐内设置不同高度的可燃气分级入口和出口，利用水封不同水位的高度差，使可燃废气在不同压力下排出，并使不同压力下的可燃废气分别进入不同处理装置，并能将正常排放气及事故排放气作为长明灯气源或者其他加热装置气源使用，有效利用了可燃废气，节约能源。

本发明所提供的一种废气分级水封装置，其包括可燃气入口1、水封罐2，所述水封罐2内所装水为水封，在其水封内插入多个与所述可燃气入口1相连通的可燃气入口管线，各入口管线的插入深度不同，所述可燃气分级入口管线与水封接触的端口为可燃气出口3，所述水封罐2的顶部设置可燃气分级出口11、12、13、14、15，一个可燃气分级入口管线对应一个可燃气分级出口所连管线，形成一个可燃气管线组，所述废气分级水封装置的特征在于：

所述水封罐2包括与所述可燃气入口1相连通的分级水封室，每个分级水封室内各设置一组可燃气管线组，各组的可燃气分级入口管线的入口高度随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级入口管线与水封接触的可燃气出口3的高度也随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级出口11、12、13、14、15的出口高度随其距可燃气入口1距离的增大而降低。

本发明的废气分级水封装置中各分级水封室通过可燃气入口管线与所述可燃气入口1相连通的，同一水平面下，各入口管线的插入深度不同，压力不同。在可燃气排放时，压力较低时，气体从分级水封室E经过管线11排出；当可燃气排放压力升高时，可燃气将从D经过15排出，随着压力排放的升高，可燃气从C经过14排出，压力更高时，从B经过13排出，最高压力的可燃气从A经过12排出，即不同压力的可燃气按照不同管线排出燃烧，当可燃气压力降低时，由于水封水位高低不同，压力低于水位压力将自动降至排出压力最小的E排出。所述分级水封室通过在一个水封罐2内设置多个水封罐分级隔板6、7、8、9形成一体水封罐式分级水封室A、B、C、D、E，所述水封罐外设置排污水管线。所述水分罐分级隔板6、7、8、9将水封罐隔开，如果一个分级水封室内有可燃气回火现象，不会影响与其他分级水封室相连的燃烧装置。此外，阻火器阀组16作为石油化工常用防回火设备，由能够通过气体的许多细小、均匀或不均匀的通道或孔隙的固体材质所组成，以使火焰进入阻火器后被分成许多细小的火焰流而被熄灭，有效防止回火。

所述分级水封室或由多个独立的水封罐2形成，所述多个独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1均与可燃气入口1相连通，各独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1外均设置排污水管线26。

上述一体水封罐式分级水封室或独立水封罐式分级水封室的个数均不小于两个。

所述可燃气出口3外套一块圆形或者椭圆型的钢板，该钢板固定在入口管线上并与入口管线垂直，在该钢板上不规则地开设有孔，该可燃气出口3出口处还套有可燃气出口筛网4，能够防止可燃气排放时发生喘振。可燃气出口筛网4防止可燃液体大液滴随气体排出，能将大液滴变为小液滴，有利于燃烧。

所述可燃气分级出口11、12、13、14、15与长明灯装置和/或加热装置（如各种加热炉等）相连。

所述长明灯装置包括阻火器阀组16和长明灯气源管线24，该阻火器阀组16的一侧与至少一个所述可燃气分级出口11、12、13、14、15相连，该阻火器阀组16的另一侧与该长明灯气源管线24相连。长明灯气源管线24与长明灯相连。

所述长明灯装置还包括稳压罐18和/或天然气入口17，所述稳压罐18与所述阻火器阀组16和至少一个所述可燃气分级出口11、12、13、14、15相连，所述天然气入口17插入所述稳压罐18内或在不存在该稳压罐18时插入距离可燃气入口1最远的分级水封室内。

所述稳压罐18、天然气入口17、阻火器阀组16能稳定排放气，保证水封罐安全。

在石油化工生过程中会产生高热值或低热值的有毒有害气体等废气，如硫化氢气体、氨气、笨，不同的气体需要经过不同的方式处理：高热值烃类气体往往经回收用于其他加热装置（锅炉、加热炉等）；硫化氢气体、氨气等气体往往采用焚烧处理，处理时会加入大量的天然气拌烧，用高温分解后排放。本发明通过不同的可燃气分级出口11、12、13、14、15，除了将出口气体作为长明灯装置气源，还可与加热装置相连，或送去与有毒有害气体拌烧，本发明能够根据不同气体的需要分别处理，充分利用了废气。

所述水封罐2内每个分级水封室内设置Y型漏斗，所述Y型漏斗与虹吸连接管5相连，各虹吸连接管5与水封罐外的虹吸管10相连。所述虹吸管10为相连通的正反U型管。所述Y型漏斗，通过与虹吸连接管5和虹吸管10相连，将油污排出，防止可燃气溢出。

每个分级水封室内各设置补水管进口25。

本发明的废气分级水分罐处理废气的过程如下：

石油化工装置生产所产生的可燃废气通过可燃气入口1进入水封罐，水封罐包括多个水封室A、B、C、D、E（多个小水封），可燃气通过插入水中的入口管线进入水封，每根入口管线插入水中深度不同，使火炬气或者可燃气排放压力不同。可排出的火炬气或者可燃气冲破水的压力通过可燃气分级出口11、12、13、14、15排放，上述出口的排放压力由低到高依次为11、15、14、13、12。当火炬气或者可燃气压力降低时，分级水封室的水位压力从A至E由高到低依次封住分级出口。水位压力最低一级的水封室E的出口11与长明灯相连，通过分级水封灌的可燃气被分到长明灯作为气源，在正常排放量小、热值低时通过控制另接入稳压罐18的高热值燃料气（如天然气）实现出口气体的稳定排放，再将其接入长明灯或者其他装置以稳定燃烧。

本发明所提供的废气分级水封装置能够防止回火保证安全，并能对装置排放的可燃气分为不同压力的可燃气排出，用于不同工艺要求的各种装置。排放的可燃气作为长明灯或其他加热装置的气源，有效回收利用了装置可燃气，减少能源浪费，减少二氧化碳及NO₂的排放，同时减少运行成本。

附图说明

图1为现有技术中高架火炬的示意图。

图2为现有技术中地面密闭式火炬的示意图。

图3为现有技术中地面开放式火炬的示意图。

图4为本发明废气分级水封装置的实施例1的示意图。

图5为本发明废气分级水封装置的实施例2的示意图。

图6为本发明废气分级水封装置的实施例3的示意图。

图7为本发明废气分级水封装置的实施例4的示意图。

附图标记说明：

1-可燃气入口

2-水封罐

3-可燃气出口

4-可燃气出口筛网

5-虹吸连接管

6、7、8、9-水封罐分级隔板

10-虹吸管

11、12、13、14、15-可燃气分级出口

16-阻火器阀组

17、19-天然气入口

18-稳压罐

24-长明灯气源管线

25-补水管进口

26-排污水管出口

A、B、C、D、E-一体水封罐式分级水封室

A1、B1、C1、D1-独立水封罐式分级水封室

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1

如图4所示的一种废气分级水封装置，其包括可燃气入口1、水封罐2、所述水封罐2的水封内插入多个与所述可燃气入口1相连通的可燃气入口管线，各入口管线的插入深度不同，所述可燃气分级入口管线与水封接触的端口为可燃气出口3，所述水封罐2的顶部设置可燃气分级出口11、12、13、14、15，一个可燃气分级入口管线对应一个可燃气分级出口所连管线，形成一个可燃气管线组，所述水封罐2包括与所述可燃气入口1相连通的分级水封室，每个分级水封室内各设置一组可燃气管线组，各组的可燃气分级入口管线的入口高度随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级入口管线与水封接触的可燃气出口3的高度也随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级出口11、12、13、14、15的出口高度随其距可燃气入口1距离的增大而降低。

所述分级水封室通过在一个水封罐2内设置多个水封罐分级隔板6、7、8、9形成一体水封罐式分级水封室A、B、C、D、E，所述水封罐外设置排污水管线。

所述可燃气出口3外套一块圆形或者椭圆型的钢板，该钢板固定在入口管线上并与入口管线垂直，在该钢板上不规则地开设有孔，该可燃气出口3、出口处还套有可燃气出口筛网4。

所述可燃气分级出口11与稳压罐18相连，所述稳压罐18内插入天然气入口17和阻火器阀组16，该阻火器阀组16连有长明灯气源管线24。

所述水封罐2内每个一体水封罐式分级水封室A、B、C、D、E内设置Y型漏斗，所述Y型漏斗与虹吸连接管5相连，各虹吸连接管5与水封罐外的虹吸管10相连，所述虹吸管10为相连通的正反U型管。

每个分级水封室内各设置补水管进口25。

本实施例中，可燃气通过可燃气入口1进入水封罐，通过插入水中的入口管线进入水封，每根入口管线插入水中深度不同，使火炬气或者可燃气排放压力不同。可排出的火炬气或者可燃气冲破水的压力通过可燃气分级出口11、12、13、14、15排放，上述出口的排放压力由低到高依次为11、15、14、13、12。当火炬气或者可燃气压力降低时，分级水封室的水位压力从A至E由高到低依次封住分级出口，优选通过补水管进口25进行调节水位，压力最低一级与长明灯相连，通过分级水封灌的部分正常、事故排放的可燃气被分到长明灯作为气源。在正常排放量小、热值低时，通过天然气入口17向稳压罐18输送天然气，以实现出口气体的稳定排放，再将其接入长明灯稳定燃烧。对于要求燃烧特别稳定的装置（如长明灯），实施例1由于连接有稳压罐18和天然气入口17，其压力更容易保持稳定。

实施例2

如图5所示的一种废气分级水封装置，其也具有同一水封罐内的多个分级水封罐结构，与实施例1所示的结构区别在于，所述可燃气分级出口11与阻火器阀组16，该阻火器阀组16连有长明灯气源管线24。

实施例1和实施例2主要适于地面火炬、地面开放火炬或者同时连接多个加热燃烧装置。

实施例3

如图6所示的一种废气分级水封装置，同实施例1，也采用同一水封罐内的多个分级水封罐结构，区别在于本实施例仅设置一个分级隔板，形成水封罐内的两个分级分级室。实施例3主要适于高架火炬或者单一加热装置。

实施例4

如图4所示的一种废气分级水封装置，其包括可燃气入口1、多个独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1，其均与可燃气入口1相连通，各独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1外均设置排污水管线26。各水封罐的水封内插入多个与所述可燃气入口1相连通的可燃气入口管线，各入口管线的插入深度不同，各可燃气分级入口管线与水封接触的端口为可燃气出口，各水封罐的顶部设置可燃气分级出口，一个可燃气分级入口管线对应一个可燃气分级出口所连管线，形成一个可燃气管线组，每个独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1内各设置一组可燃气管线组，各组的可燃气分级入口管线的入口高度随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级入口管线与水封接触的可燃气出口的高度也随其距可燃气入口1距离的增大而升高，各组的可燃气分级出口的高度随其距可燃气入口1距离的增大而降低。

所述可燃气出口外套一块圆形或者椭圆型的钢板，该钢板固定在入口管线上并与入口管线垂直，在该钢板上不规则地开设有孔，该出口的出口处还套有可燃气出口筛网。所述可燃气分级出口压力最低一级（即距离可燃气入口最远的分级水封室）内接入天然气入口并与阻火器阀组相连，该阻火器阀组与长明灯气源管线相连接，其他分级出口可另与燃烧装置相连接。设置天然气入口共同控制气体压力，便于长明灯或燃烧装置运行稳定，更能有效利用废气。

每个独立水封罐式分级水封室A1、B1、C1、D1内设置Y型漏斗，通过虹吸连接管5与水封罐外的虹吸管10相连，所述虹吸管10为相连通的正反U型管。

每个分级水封室内各设置补水管进口25。

本实施例中，可燃气通过可燃气入口1进入水封罐，通过插入水中的入口管线进入水封，各独立水封罐式分级水封室内每根入口管线插入水中深度不同，使火炬气或者可燃气排放压力不同。当火炬气或者可燃气压力降低时，独立水封罐式分级水封室的水位压力封住分级出口。水位压力最低一级与长明灯相连，可燃气被分到长明灯作为气源。

实施例4的原理与实施例1和实施例2相同，其主要适于地面火炬、地面开放火炬或者同时连接多个加热燃烧装置。

Claims

1.一种废气分级水封装置，其包括可燃气入口(1)、水封罐(2)，所述水封罐(2)的水封内插入多个与所述可燃气入口(1)相连通的可燃气入口管线，各入口管线的插入深度不同，所述可燃气分级入口管线与水封接触的端口为可燃气出口(3)，所述水封罐(2)的顶部设置可燃气分级出口(11、12、13、14、15)，一个可燃气分级入口管线对应一个可燃气分级出口所连管线，形成一个可燃气管线组，所述废气分级水封装置的特征在于：

所述水封罐(2)包括与所述可燃气入口(1)相连通的分级水封室，每个分级水封室内各设置一组可燃气管线组，同一水平面下，各组的可燃气分级入口管线的插入深度不同，各组的可燃气分级入口管线的入口高度随其距可燃气入口(1)距离的增大而升高，各组的可燃气分级入口管线与水封接触的可燃气出口(3)的高度也随其距可燃气入口(1)距离的增大而升高，各组的可燃气分级出口(11、12、13、14、15)的出口高度随其距可燃气入口(1)距离的增大而降低；

所述分级水封室通过在一个水封罐(2)内设置多个水封罐分级隔板(6、7、8、9)形成一体水封罐式分级水封室(A、B、C、D、E)，所述水封罐外设置排污水管线；

所述水封罐(2)内每个分级水封室内设置Y型漏斗，所述Y型漏斗与虹吸连接管(5)相连，各虹吸连接管(5)与水封罐外的虹吸管(10)相连；

所述虹吸管(10)为相连通的正反U型管。

2.根据权利要求1所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

所述分级水封室的个数不小于两个。

3.根据权利要求1所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

所述可燃气出口(3)外套一块圆形或者椭圆型的钢板，该钢板固定在入口管线上并与入口管线垂直，在该钢板上不规则地开设有孔，该可燃气出口(3)出口处还套有可燃气出口筛网(4)。

4.根据权利要求1所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

所述可燃气分级出口(11、12、13、14、15)与长明灯装置和/或加热装置相连。

5.根据权利要求4所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

所述长明灯装置包括阻火器阀组(16)和长明灯气源管线(24)，该阻火器阀组(16)的一侧与至少一个所述可燃气分级出口(11、12、13、14、15)相连，该阻火器阀组(16)的另一侧与该长明灯气源管线(24)相连。

6.根据权利要求5所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

所述长明灯装置还包括稳压罐(18)和/或天然气入口(17)，所述稳压罐(18)与所述阻火器阀组(16)和至少一个所述可燃气分级出口(11、12、13、14、15)相连，所述天然气入口(17)插入所述稳压罐(18)内或在不存在该稳压罐(18)时插入距离可燃气入口(1)最远的分级水封室内。

7.根据权利要求1所述的一种废气分级水封装置，其特征在于：

每个分级水封室内各设置补水管进口(25)。