CN104964291B - 适用于工业大流量大调节比火炬气直接回收方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于工业大流量大调节比火炬气直接回收方法及装置。从火炬气管网送来的火炬气分两路，一路气可输送到气柜，经过压缩机组升压后输送到燃料气管网；另一路气可经过分液罐到水封罐，当火炬气压力大于水封罐的水封高度时，火炬气进入地面火炬或高架火炬焚烧处理；正常工况下，火炬气输送到燃料气管网并熄灭地面火炬和高架火炬；小事故工况下，火炬气排放到地面火炬中焚烧处理，气柜正常运行，熄灭高架火炬；紧急大事故工况下，地面火炬、高架火炬和气柜进行应急处理。本发明处理量大，地面火炬、高架火炬的联合使用可以焚烧处理2000吨/小时以上的火炬气排放量，满足安全泄放的要求。本发明具有安全可靠、配置合理的优点。

Description

适用于工业大流量大调节比火炬气直接回收方法及装置
技术领域
本发明涉及一种适用于工业大流量排放、大调节比、高热值火炬气直接回收方法及装置，具体涉及一种在工业石油化工、煤化工装置中，在事故工况下大流量排放、大调节比、高热值火炬气直接回收方法和装置，在正常工况下可以熄灭高架火炬，完全回收利用火炬气。
背景技术
目前在石油化工行业、煤化工行业，生产装置开停车状态下、正常运行状态下以及在火灾、停电、停水等事故状态下都会产生大量尚无法直接利用而必须排出的可燃火炬气，这些火炬气成分复杂并且流量波动范围大，通常采用高架火炬直接在高空燃烧进行处理。但高架火炬的燃烧效率偏低，运行过程中未完全燃烧的烟气、高温热辐射、燃烧可见光、噪声等严重污染了环境，且烟气中的热能无法回收利用，大量的能源被浪费。
由于现代化工装置中火炬气成分复杂并且流量波动范围大，现有的火炬气回收系统一般难以满足大流量排放、大调节比、高热值火炬气的性能要求，往往存在系统能力低、操作调节比小、火炬气能量回收不完全的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于工业大流量排放、大调节比、高热值火炬气直接回收方法及装置，其只在紧急工况下投用高架火炬处理火炬气，在除此之外时，采用地面火炬和气柜进行处理，在正常工况下完全回收利用火炬气。
实现本发明目的的技术方案：一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其包括火炬气管网，从火炬气管网送来的火炬气分两路，一路气连接气柜入口，另一路气连接分液罐入口；气柜出口连接压缩机组入口，压缩机组出口连接燃料气管网；从火炬气管网送来的火炬气经过压缩机组升压后输送到燃料气管网；分液罐出口连接水封罐入口，水封罐出口分别连接地面火炬和高架火炬；从火炬气管网送来的火炬气当压力大于水封罐的水封高度时，火炬气进入地面火炬或高架火炬焚烧处理。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其所述的火炬气管网与气柜入口的连接管路上设有自控阀门；所述的气柜出口与压缩机组的连接管路上设有自控阀门；所述的燃料气管网上设有手动阀门。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其所述的水封罐出口与地面火炬连接的管路分为4个分支管路，其中第1个分支管路上设有手动阀门，第2个分支管路至第4个分支管路上分别设有自控阀门。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其所述的水封罐出口与高架火炬连接的管路上设有自控阀门。
本发明所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其从火炬气管网送来的火炬气分两路，一路气可输送到气柜，经过压缩机组升压后输送到燃料气管网；另一路气可经过分液罐到水封罐，当火炬气压力大于水封罐的水封高度时，火炬气进入地面火炬或高架火炬焚烧处理；正常工况下，火炬气输送到燃料气管网并熄灭地面火炬和高架火炬；小事故工况下，火炬气排放到地面火炬中焚烧处理，气柜正常运行，熄灭高架火炬；紧急大事故工况下，地面火炬、高架火炬和气柜进行应急处理。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其正常工况下，气柜出口与入口处设有的自控阀门打开，从火炬气管网送来的火炬气直接进入气柜进行缓冲储存，通过压缩机组升压后进入燃料气管网供用户回收利用；地面火炬和高架火炬熄灭；气柜回收的火炬气压力由水封罐内水封高度来平衡，正常情况下低于水封高度压力的排放气进入气柜回收。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其小事故工况下，突破水封罐水封压力的火炬气排放到地面火炬中焚烧处理，高架火炬不投用，气柜正常运行。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其地面火炬采用分级燃烧方式，共分4级，第1级管路上设有的手动阀门常开，第2级管路到第4级管路上设有的自控阀门根据火炬气压力的升高逐步开启，实现地面火炬处理量由少到多的过程；自控阀门根据排放气压力的降低从第4级到第2级的逐步关闭，实现地面火炬的关闭过程。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其紧急大事故工况下，突破水封罐水封压力的火炬气的排放量超过地面火炬的处理能力时，高架火炬投用；地面火炬、高架火炬的联合使用可以处理2000吨/小时以上的火炬气的需求。
如上所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，当气柜柜位高于低柜位设定值时，气柜出口自控阀门开启，压缩机组启动，火炬气升压送往燃料气管网；当柜位达到设定的临界上限高度时，气柜入口自控阀门自动关闭，将气柜从回收系统中切除，这时压缩机组全部启动；当柜位达到警戒下限时，气柜出口自控阀门自动关闭，同时压缩机组自动联锁停机。
本发明的效果在于：
本发明针对化工企业生产过程产生的火炬排放气的特点，采用地面火炬、气柜、高架火炬组合方案，具有满足大流量排放、大调节比、高热值火炬气直接回收的特殊性，可以在安全处理工厂火炬排放气的同时，尽可能多地回收火炬排放气或燃烧热量。
本发明解决了目前石油化工行业、炼油行业、煤化工行业火炬排放气大量排放无法安全利用的问题，熄灭高架火炬的同时实现对火炬气进行回收利用。能够保证石油化工装置事故状态时火炬气的安全排放以及正常工况条件下火炬气的回收利用。通过气柜回收大量火炬气，减少火炬的使用频率，达到节约能源和环保的目的。
本发明处理量大，地面火炬、高架火炬的联合使用可以焚烧处理2000吨/小时以上的火炬气排放量，满足安全泄放的要求。本发明具有安全可靠、配置合理的优点，具有节能减排的突出特性，能够为企业创造显著的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置示意图；
图中：1.火炬气管网；2.分液罐；3.水封罐；4.高架火炬；5.地面火炬；6.手动阀门；7.自控阀门；8.气柜；9.压缩机组；10.燃料气管网。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法及装置作进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其包括火炬气管网1，从火炬气管网1送来的火炬气分两路，一路气连接气柜8入口，另一路气连接分液罐2入口；
气柜8出口连接压缩机组9入口，压缩机组9出口连接燃料气管网10；从火炬气管网1送来的火炬气经过压缩机组9升压后输送到燃料气管网10。上述火炬气管网1与气柜8入口的连接管路上设有自控阀门7，气柜8出口与压缩机组9的连接管路上设有自控阀门，燃料气管网10上设有手动阀门6。
分液罐2出口连接水封罐3入口，水封罐3出口分别连接地面火炬5和高架火炬4。水封罐3出口与地面火炬5连接的管路分为4个分支管路，其中第1个分支管路上设有手动阀门6，第2个分支管路至第4个分支管路上分别设有自控阀门7。水封罐3出口与高架火炬4连接的管路上设有自控阀门7。从火炬气管网1送来的火炬气当压力大于水封罐3的水封高度时，火炬气进入地面火炬5或高架火炬4焚烧处理。
本发明所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置，其流量范围：0～2000吨/小时，调节比：1:20，火炬气热值范围：1000～18000大卡/标立方米。
实施例2
采用实施例1所述装置的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，具体如下：
从火炬气管网1送来的火炬气分两路，一路气可输送到气柜8，经过压缩机组9升压后输送到燃料气管网10；另一路气可经过分液罐2到水封罐3，当火炬气压力大于水封罐3的水封高度时，火炬气进入地面火炬5或高架火炬4焚烧处理；
正常工况下，火炬气输送到燃料气管网10并熄灭地面火炬5和高架火炬4。正常工况下，气柜8出口与入口处设有的自控阀门7打开，从火炬气管网1送来的火炬气直接进入气柜8进行缓冲储存，通过压缩机组9升压后进入燃料气管网10供用户回收利用；地面火炬5和高架火炬4熄灭；气柜8回收的火炬气压力由水封罐3内水封高度来平衡，正常情况下低于水封高度压力的排放气进入气柜8回收。
小事故工况下，火炬气排放到地面火炬5中焚烧处理，气柜8正常运行，熄灭高架火炬4。小事故工况下，突破水封罐3水封压力的火炬气排放到地面火炬5中焚烧处理，高架火炬4不投用，气柜8正常运行。地面火炬5采用分级燃烧方式，共分4级，第1级管路上设有的手动阀门6常开，第2级管路到第4级管路上设有的自控阀门7根据火炬气压力的升高逐步开启，实现地面火炬5处理量由少到多的过程；自控阀门7根据排放气压力的降低从第4级到第2级的逐步关闭，实现地面火炬5的关闭过程。
紧急大事故工况下，地面火炬5、高架火炬4和气柜8进行应急处理。紧急大事故工况下，突破水封罐3水封压力的火炬气的排放量超过地面火炬5的处理能力时，高架火炬4投用；地面火炬5、高架火炬4的联合使用可以处理2000吨/小时以上的火炬气的需求。
当气柜8柜位高于低柜位设定值时，气柜8出口自控阀门7开启，压缩机组9启动，火炬气升压送往燃料气管网10；当柜位达到设定的临界上限高度时，气柜8入口自控阀门7自动关闭，将气柜8从回收系统中切除，这时压缩机组9全部启动；当柜位达到警戒下限时，气柜出口自控阀门7自动关闭，同时压缩机组9自动联锁停机。
本发明满足了大多数化工装置的开、停车及小事故状态的处理需求，熄灭了高架火炬。由于地面火炬具有燃烧效率高、火焰粗短、无烟、无可见光而且噪声低等多个优点，解决了高架火炬运行过程中未完全燃烧的烟气、高温热辐射、燃烧可见光、噪声带来的环境污染。通过气柜和地面火炬的使用，可降低高架火炬的使用频率，进而熄灭高架火炬，减少污染满足环保要求；
本发明所述的火炬气管网1指的是将火炬气输送到各个装置的管道。
本发明所述的分液罐2指的是将火炬气管网中火炬气夹带的含液成分离下来的装置，其主要作用是防止高架火炬、地面火炬燃烧时产生火雨现象。
本发明所述的水封罐3指的是利用水封的方法将水封罐上游装置与下游装置隔离的一种装置，其主要作用是阻火，防止火炬系统产生的火源向水封罐上游装置的蔓延。同时，水封罐的水封可以平衡火炬气回收管网的压力，低于水封高度压力的火炬气进入所述气柜装置进行回收，高于水封高度压力的火炬气才进入火炬系统焚烧处理。
本发明所述的气柜8指的是将火炬气收集起来的一种装置，该装置通过储存容积的变化平衡火炬气排放量的无规则波动，大流量排放，为所述回收压缩机组平稳运行操作提供足够的缓冲时间，以实现火炬气的全部回收。最大可储存处理10万立方米/小时的火炬气量。
本发明所述的地面火炬5指的是将火炬气在近地面进行焚烧处理的一种装置。该装置将地面火炬燃烧器放置在近地面处，地面火炬燃烧器外设置筒体及防火衬里，通过筒体烟气产生的抽力自配风燃烧。所述的地面火炬装置的火炬气采用分级燃烧的方式进行处理，根据火炬气的压力开启相应的所述的分级燃烧自控阀门，投用对应的燃烧器，即按需投用燃烧器，地面火炬燃烧器燃烧效率高、火焰粗短、无烟、无可见光而且噪声低。分级的数量可根据地面火炬处理量的需求进行调整，本发明中，地面火炬分为四级，最大可处理100吨/小时左右的火炬气量。
本发明所述的高架火炬4指的是将火炬气在架于高空的燃烧器中进行焚烧处理的一种装置。采用竖立的火炬筒体将燃烧器(火炬头)高架于空中，火炬气通过火炬筒体进入燃烧器，燃烧后的烟气直接进入空气中，随气流扩散。高架火炬的处理能力大，应用比较广泛，但燃烧效率较低，运行过程中未完全燃烧的烟气、高温热辐射、燃烧可见光、噪声等严重污染了环境，且烟气中的热能无法回收利用，大量的能源被浪费。最大可处理2000吨/小时以上的火炬气量。
本发明所述的压缩机组9指的是将火炬气升压的一组装置，主要作用是将所述的气柜装置中的0-6KPa(g)低压气升压到5-6MPa(g)，输送到燃料气管网供下游用户使用。
本发明所述的燃料气管网10指的是将收集起来的燃料气输送到下游用户的管道。

Claims (6)

1.一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：
该方法采用的适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收装置包括火炬气管网(1)，从火炬气管网(1)送来的火炬气分两路，一路气连接气柜(8)入口，另一路气连接分液罐(2)入口；气柜(8)出口连接压缩机组(9)入口，压缩机组(9)出口连接燃料气管网(10)；从火炬气管网(1)送来的火炬气经过压缩机组(9)升压后输送到燃料气管网(10)；分液罐(2)出口连接水封罐(3)入口，水封罐(3)出口分别连接地面火炬(5)和高架火炬(4)；从火炬气管网(1)送来的火炬气当压力大于水封罐(3)的水封高度时，火炬气进入地面火炬(5)或高架火炬(4)焚烧处理；所述的水封罐(3)出口与地面火炬(5)连接的管路分为4个分支管路，其中第1个分支管路上设有手动阀门(6)，第2个分支管路至第4个分支管路上分别设有自控阀门(7)；所述的水封罐(3)出口与高架火炬(4)连接的管路上设有自控阀门(7)；
从火炬气管网(1)送来的火炬气分两路，一路气可输送到气柜(8)，经过压缩机组(9)升压后输送到燃料气管网(10)；另一路气可经过分液罐(2)到水封罐(3)，当火炬气压力大于水封罐(3)的水封高度时，火炬气进入地面火炬(5)或高架火炬(4)焚烧处理；
正常工况下，火炬气输送到燃料气管网(10)并熄灭地面火炬(5)和高架火炬(4)；
小事故工况下，火炬气排放到地面火炬(5)中焚烧处理，气柜(8)正常运行，熄灭高架火炬(4)；
紧急大事故工况下，地面火炬(5)、高架火炬(4)和气柜(8)进行应急处理；
地面火炬(5)采用分级燃烧方式，共分4级，第1级管路上设有的手动阀门(6)常开，第2级管路到第4级管路上设有的自控阀门(7)根据火炬气压力的升高逐步开启，实现地面火炬(5)处理量由少到多的过程；自控阀门(7)根据排放气压力的降低从第4级到第2级的逐步关闭，实现地面火炬(5)的关闭过程。
2.根据权利要求1所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：正常工况下，气柜(8)出口与入口处设有的自控阀门(7)打开，从火炬气管网(1)送来的火炬气直接进入气柜(8)进行缓冲储存，通过压缩机组(9)升压后进入燃料气管网(10)供用户回收利用；地面火炬(5)和高架火炬(4)熄灭；气柜(8)回收的火炬气压力由水封罐(3)内水封高度来平衡，正常情况下低于水封高度压力的排放气进入气柜(8)回收。
3.根据权利要求1所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：小事故工况下，突破水封罐(3)水封压力的火炬气排放到地面火炬(5)中焚烧处理，高架火炬(4)不投用，气柜(8)正常运行。
4.根据权利要求1所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：紧急大事故工况下，突破水封罐(3)水封压力的火炬气的排放量超过地面火炬(5)的处理能力时，高架火炬(4)投用；地面火炬(5)、高架火炬(4)的联合使用可以处理2000吨/小时以上的火炬气的需求。
5.根据权利要求1所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：当气柜(8)柜位高于低柜位设定值时，气柜(8)出口自控阀门(7)开启，压缩机组(9)启动，火炬气升压送往燃料气管网(10)；当柜位达到设定的临界上限高度时，气柜(8)入口自控阀门(7)自动关闭，将气柜(8)从回收系统中切除，这时压缩机组(9)全部启动；当柜位达到警戒下限时，气柜出口自控阀门(7)自动关闭，同时压缩机组(9)自动联锁停机。
6.根据权利要求1所述的一种适用于工业大流量、大调节比火炬气直接回收方法，其特征在于：所述的火炬气管网(1)与气柜(8)入口的连接管路上设有自控阀门(7)；所述的气柜(8)出口与压缩机组(9)的连接管路上设有自控阀门；所述的燃料气管网(10)上设有手动阀门(6)。
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