CN105299661B - 一种适用于富乙炔火炬气的处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于富乙炔火炬气的处理系统及方法，其包括并联设置的事故排放系统和小量排放系统；本发明通过设置燃料气和氮气互为备用的吹扫系统，保证火炬系统排放管网微正压。本发明针对乙炔气体特性，合理设置阻火器，当万一发生回火时，阻火器能够有效地阻火。本发明设置氧含量分析仪能够在线实时监测火炬筒体顶部氧气含量，从根本上降低排放气发生爆燃、回火的可能性。本发明火炬筒体底部设置排污系统，由于乙炔燃烧极易产生炭黑，炭黑混合蒸汽凝液落入火炬筒体底部，将该污水自动排出，防止含炭黑污水堵塞阻火器，造成憋压。

Description

一种适用于富乙炔火炬气的处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种乙炔火炬的工艺处理方法，具体涉及一种适用于富乙炔火炬气的工艺处理系统及方法。

背景技术

1,4丁二醇(BDO)是一种重要的有机和精细化工原料，广泛应用于医药、化工、纺织和日用化工等领域，BDO装置在正常运行和事故状态下排放富乙炔火炬气，需要在BDO装置区设置乙炔火炬处理该股排放气，富乙炔火炬气富含乙炔含量高达60％，且排放压力较低，一般低于10kPa。

乙炔气体自燃点低，爆炸极限范围宽(2.5％-82％)，不易完全燃烧。传统火炬的工艺处理流程一般是排放气经过火炬管网进入火炬界区，经过分液罐，分离出600um的小液滴，然后进入水封罐，破水封后进入火炬筒体，出火炬头燃烧处理，配套设置吹扫系统、点火系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于富乙炔火炬气的处理系统及方法，其确保乙炔装置在开/停车状态、正常运行状态和事故状态时产生的富乙炔气事故气能够及时、安全、可靠的燃烧，并满足热辐射、有害气体排放浓度等环保要求。

本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，该系统包括并联设置的事故排放系统和小量排放系统；所述的事故排放系统包括排放管网一，富乙炔气事故气进入排放管网一，排放管网一通过管路与水封罐一入口相连，水封罐一出口通过管路与火炬筒体一入口相连；在水封罐一出口与火炬筒体一入口相连的管路上还设有阻火器一；火炬筒体一顶部为火炬头一，火炬头一附近设置氧含量分析仪，火炬头一附近处还设置点火系统；新鲜水进入新鲜水补水系统一，新鲜水补水系统一通过管路连接水封罐一入口，以进行补水；燃料气一路进入点火系统，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一，燃料气吹扫系统一通过管路连接水封罐一出口与火炬筒体一入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一，氮气吹扫系统一通过管路连接水封罐一出口与火炬筒体一入口相连的管路；火炬筒体一底部内设置污水回流系统一，污水回流系统一通过管路连接水封罐一入口；水封罐一底部出口通过管路连接污水系统；

所述的小量排放系统包括排放管网二，富乙炔气小量进入排放管网二，排放管网二通过管路与水封罐二入口相连，水封罐二出口通过管路与火炬筒体二入口相连；在水封罐二出口与火炬筒体二入口相连的管路上还设有阻火器二；火炬筒体二顶部为火炬头二，火炬头二临近点火系统；新鲜水进入新鲜水补水系统二，新鲜水补水系统二通过管路连接水封罐二入口，以进行补水；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二，燃料气吹扫系统二通过管路连接水封罐二出口与火炬筒体二入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二，氮气吹扫系统二通过管路连接水封罐二出口与火炬筒体二入口相连的管路；火炬筒体二底部内设置污水回流系统二，污水回流系统二通过管路连接水封罐二入口；水封罐二底部出口通过管路连接污水系统。

如上所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其所述的火炬头一顶端设置了蒸汽吹扫系统一；所述的火炬头二顶端设置了蒸汽吹扫系统二。

如上所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其所述的火炬头一和火炬头二结构同时还包括长明灯、内传焰枪、点火枪。

如上所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其所述的点火系统包括长明灯燃料气管网、内传焰燃料气管网和高空点火燃料气管网，三条管网分别给火炬头的长明灯、内传焰枪和点火枪供燃料气；其中长明灯采用高空点火和地面内传焰点火两种点火方式，长明灯保持常燃。

如上所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其所述的阻火器一和阻火器二均采用波纹板式防爆轰阻火器，防止火焰从火炬头处回火蔓延至水封罐；阻火器一和阻火器二的安装位置均为水平安装，防止蒸汽凝液或雨水混合炭黑形成的污水倒流至阻火器，导致阻火器堵塞。

本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理方法，其从排放源头分别设置事故气排放系统和小量排放系统，其中事故气排放系统处理在停电、停水或火灾等事故状态下的排放量大的富乙炔气事故气；小量排放系统处理连续生产时产生的连续排放的废富乙炔气；

事故气排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网一，通过排放管网一进入水封罐一，破水封后从水封罐一出口出来后进入火炬筒体一，在火炬头一处通过点火系统点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统一连续补充进入水封罐一；燃料气一路进入点火系统，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一，通过燃料气吹扫系统一进入火炬筒体一；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一，通过氮气吹扫系统一进入火炬筒体一；火炬筒体一底部的污水通过污水回流系统一返回水封罐一；水封罐一内的污水进入底部污水系统排除；火炬头一附近设置的氧含量分析仪实时在线监测火炬筒体一内部的氧气含量，当氧气浓度超过设定值时，自动联锁打开氮气吹扫系统一；

小量排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网二，通过排放管网二进入水封罐二，破水封后从水封罐二出口出来后进入火炬筒体二，在火炬头二处通过点火系统点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统二连续补充进入水封罐二；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二，通过燃料气吹扫系统二进入火炬筒体二；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二，通过氮气吹扫系统二进入火炬筒体二；火炬筒体二底部的污水通过污水回流系统二返回水封罐二；水封罐二内的污水进入底部污水系统排除。

如上所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理方法，其所述的水封罐一、水封罐二内设置固定水封高度。

本发明的效果在于：本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的工艺处理系统及方法，通过设置固定水封高度，防止水封高度增加导致低压排放气无法排出火炬；通过设置燃料气和氮气互为备用的吹扫系统，保证火炬系统排放管网微正压。本发明针对乙炔气体特性，合理设置阻火器，当万一发生回火时，阻火器能够有效地阻火。本发明设置氧含量分析仪能够在线实时监测火炬筒体顶部氧气含量，从根本上降低排放气发生爆燃、回火的可能性。本发明火炬筒体底部设置排污系统，由于乙炔燃烧极易产生炭黑，炭黑混合蒸汽凝液落入火炬筒体底部，将该污水自动排出，防止含炭黑污水堵塞阻火器，造成憋压。

附图说明

图1为本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的工艺处理系统及方法的流程图。

图中：1.排放管网一；2.水封罐一；3.阻火器一；4.火炬筒体一；5.氧含量分析仪；6.火炬头一；7.燃料气吹扫系统一；8.氮气吹扫系统一；9.点火系统；10.蒸汽吹扫系统一；11.污水回流系统一；12.新鲜水补水系统一；1’.排放管网二；2’.水封罐二；3’.阻火器二；4’.火炬筒体二；6’.火炬头二；7’.燃料气吹扫系统二；8’.氮气吹扫系统二；10’.蒸汽吹扫系统二；11’.污水回流系统二；12’.新鲜水补水系统二。

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富乙炔火炬气的工艺处理系统及方法作进一步描述。

实施例1

如图1所示，本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的工艺处理系统，其火炬排放分为事故排放和小量排放，因此火炬设置分为两套排放系统，包括事故排放系统和小量排放系统。

所述的事故排放系统包括排放管网一1，富乙炔气事故气进入排放管网一1，排放管网一1通过管路与水封罐一2入口相连，水封罐一2出口通过管路与火炬筒体一4入口相连；在水封罐一2出口与火炬筒体一4入口相连的管路上还设有阻火器一3；火炬筒体一4顶部为火炬头一6，火炬头一6顶端设置了蒸汽吹扫系统一10。

火炬头一6附近设置氧含量分析仪5，火炬头一6附近处还设置点火系统9。所述的火炬头一6结构同时还包括长明灯、内传焰枪、点火枪。所述的点火系统9包括长明灯燃料气管网、内传焰燃料气管网和高空点火燃料气管网，三条管网分别给火炬头的长明灯、内传焰枪和点火枪供燃料气；其中长明灯采用高空点火和地面内传焰点火两种点火方式，长明灯保持常燃。

新鲜水进入新鲜水补水系统一12，新鲜水补水系统一12通过管路连接水封罐一2入口，以进行补水；燃料气一路进入点火系统9，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一7，燃料气吹扫系统一7通过管路连接水封罐一2出口与火炬筒体一4入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一8，氮气吹扫系统一8通过管路连接水封罐一2出口与火炬筒体一4入口相连的管路；

火炬筒体一4底部内设置污水回流系统一11，污水回流系统一11通过管路连接水封罐一2入口；水封罐一2底部出口通过管路连接污水系统。

所述的小量排放系统包括排放管网二1’，富乙炔气小量进入排放管网二1’，排放管网二1’通过管路与水封罐二2’入口相连，水封罐二2’出口通过管路与火炬筒体二4’入口相连；在水封罐二2’出口与火炬筒体二4’入口相连的管路上还设有阻火器二3’；火炬筒体二4’顶部为火炬头二6’，火炬头二6’临近点火系统9；火炬头二6’顶端设置了蒸汽吹扫系统二10’。所述的火炬头二6’结构同时还包括长明灯、内传焰枪、点火枪。

新鲜水进入新鲜水补水系统二12’，新鲜水补水系统二12’通过管路连接水封罐二2’入口，以进行补水；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二7’，燃料气吹扫系统二7’通过管路连接水封罐二2’出口与火炬筒体二4’入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二8’，氮气吹扫系统二8’通过管路连接水封罐二2’出口与火炬筒体二4’入口相连的管路；

火炬筒体二4’底部内设置污水回流系统二11’，污水回流系统二11’通过管路连接水封罐二2’入口；水封罐二2’底部出口通过管路连接污水系统。

上述阻火器一3和阻火器二3’均采用波纹板式防爆轰阻火器，防止火焰从火炬头处回火蔓延至水封罐；阻火器一3和阻火器二3’的安装位置均为水平安装，防止蒸汽凝液或雨水混合炭黑形成的污水倒流至阻火器，导致阻火器堵塞。

本发明所述的水封罐指的是利用水封的方法，为防止空气渗入火炬管网发生爆炸、或转移流量而设置的隔离火炬与上游装置的隔离设施，其主要作用是阻火，防止火炬系统发生回火后，火焰影响水封罐上游装置。所述的阻火器是安装在管道中，防止火焰传播的装置。所述的火炬筒体是火炬支撑排放设施，其主要作用是将火炬气引至高空，并起一定的支撑作用。所述的火炬头是火炬排放气的燃烧器，其主要作用是通过燃烧方法处理送至火炬界区的可燃排放气。所述的燃料气吹扫系统是为避免空气进入火炬系统发生爆炸而将燃料气注入火炬总管，维持管道微正压的系统。所述的氮气吹扫系统是为避免空气进入火炬系统发生爆炸而将氮气注入火炬总管，维持管道微正压的系统，氮气吹扫作为燃料气吹扫的备用。所述的新鲜水补水系统指的是采用新鲜水源作为水封罐的密封水。所述的污水回流系统指的是火炬筒体底部的污水经过污水回流系统倒流回水封罐。

实施例2

如图1所示，本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理方法，该方法从排放源头分别设置事故气排放系统和小量排放系统，其中事故气排放系统处理在停电、停水或火灾等事故状态下的排放量大的富乙炔气事故气；小量排放系统处理连续生产时产生的连续排放的废富乙炔气；

事故气排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网一1，通过排放管网一1进入水封罐一2，破水封后从水封罐一2出口出来后进入火炬筒体一4，在火炬头一6处通过点火系统9点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统一12连续补充进入水封罐一2；燃料气一路进入点火系统9，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一7，通过燃料气吹扫系统一7进入火炬筒体一4；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一8，通过氮气吹扫系统一8进入火炬筒体一4；火炬筒体一4底部的污水通过污水回流系统一11返回水封罐一2；水封罐一2内的污水进入底部污水系统排除；火炬头一6附近设置的氧含量分析仪5实时在线监测火炬筒体一4内部的氧气含量，当氧气浓度超过设定值时，自动联锁打开氮气吹扫系统一8。

小量排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网二1’，通过排放管网二1’进入水封罐二2’，破水封后从水封罐二2’出口出来后进入火炬筒体二4’，在火炬头二6’处通过点火系统9点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统二12’连续补充进入水封罐二2’；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二7’，通过燃料气吹扫系统二7’进入火炬筒体二4’；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二8’，通过氮气吹扫系统二(8’)进入火炬筒体二4’；火炬筒体二4’底部的污水通过污水回流系统二11’返回水封罐二2’；水封罐二2’内的污水进入底部污水系统排除。

上述水封罐一2、水封罐二2’内设置固定水封高度。水封高度需要依据排放管网阻力进行核算。

本发明从装置排放源头分别设置富乙炔气事故气排放系统和富乙炔气小量排放系统，其中事故气排放系统主要处理进入该排放系统的排放气，主要是前端装置在停电、停水、火灾等事故状态下的排放，一般排放量较大；小量排放系统主要处理装置连续生产时产生的废气，一般为连续排放，由于连续排放，空气无法倒流回火炬筒体，因此无需设置氧气分析仪。

本发明所述的一种适用于富乙炔火炬气的工艺处理方法，通过在工艺中优化管网阻力设计，采用多种阻火措施、互为备用的吹扫气系统、氧含量分析仪的在线监测及火炬头、火炬筒体和水封罐的优化结构设计，共同形成了一套安全可靠、高燃尽率的富乙炔火炬气的处理方法，并且满足环境保护的要求。

Claims (5)

1.一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其特征在于：该系统包括并联设置的事故排放系统和小量排放系统；

所述的事故排放系统包括排放管网一(1)，富乙炔气事故气进入排放管网一(1)，排放管网一(1)通过管路与水封罐一(2)入口相连，水封罐一(2)出口通过管路与火炬筒体一(4)入口相连；在水封罐一(2)出口与火炬筒体一(4)入口相连的管路上还设有阻火器一(3)；火炬筒体一(4)顶部为火炬头一(6)，火炬头一(6)附近设置氧含量分析仪(5)，火炬头一(6)附近处还设置点火系统(9)；

新鲜水进入新鲜水补水系统一(12)，新鲜水补水系统一(12)通过管路连接水封罐一(2)入口，以进行补水；燃料气一路进入点火系统(9)，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一(7)，燃料气吹扫系统一(7)通过管路连接水封罐一(2)出口与火炬筒体一(4)入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一(8)，氮气吹扫系统一(8)通过管路连接水封罐一(2)出口与火炬筒体一(4)入口相连的管路；

火炬筒体一(4)底部内设置污水回流系统一(11)，污水回流系统一(11)通过管路连接水封罐一(2)入口；水封罐一(2)底部出口通过管路连接污水系统；

所述的小量排放系统包括排放管网二(1’)，富乙炔气小量进入排放管网二(1’)，排放管网二(1’)通过管路与水封罐二(2’)入口相连，水封罐二(2’)出口通过管路与火炬筒体二(4’)入口相连；在水封罐二(2’)出口与火炬筒体二(4’)入口相连的管路上还设有阻火器二(3’)；

火炬筒体二(4’)顶部为火炬头二(6’)，火炬头二(6’)临近点火系统(9)；

新鲜水进入新鲜水补水系统二(12’)，新鲜水补水系统二(12’)通过管路连接水封罐二(2’)入口，以进行补水；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二(7’)，燃料气吹扫系统二(7’)通过管路连接水封罐二(2’)出口与火炬筒体二(4’)入口相连的管路；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二(8’)，氮气吹扫系统二(8’)通过管路连接水封罐二(2’)出口与火炬筒体二(4’)入口相连的管路；

火炬筒体二(4’)底部内设置污水回流系统二(11’)，污水回流系统二(11’)通过管路连接水封罐二(2’)入口；水封罐二(2’)底部出口通过管路连接污水系统；

所述的火炬头一(6)顶端设置了蒸汽吹扫系统一(10)；所述的火炬头二(6’)顶端设置了蒸汽吹扫系统二(10’)；

所述的火炬头一(6)和火炬头二(6’)结构同时还包括长明灯、内传焰枪、点火枪。

2.根据权利要求1所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其特征在于：所述的点火系统(9)包括长明灯燃料气管网、内传焰燃料气管网和高空点火燃料气管网，三条管网分别给火炬头的长明灯、内传焰枪和点火枪供燃料气；其中长明灯采用高空点火和地面内传焰点火两种点火方式，长明灯保持常燃。

3.根据权利要求1所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理系统，其特征在于：所述的阻火器一(3)和阻火器二(3’)均采用波纹板式防爆轰阻火器，防止火焰从火炬头处回火蔓延至水封罐；阻火器一(3)和阻火器二(3’)的安装位置均为水平安装，防止蒸汽凝液或雨水混合炭黑形成的污水倒流至阻火器，导致阻火器堵塞。

4.采用权利要求1至3所述任一系统的适用于富乙炔火炬气的处理方法，其特征在于：该方法从排放源头分别设置事故气排放系统和小量排放系统，其中事故气排放系统处理在停电、停水或火灾事故状态下的排放量大的富乙炔气事故气；小量排放系统处理连续生产时产生的连续排放的废富乙炔气；

事故气排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网一(1)，通过排放管网一(1)进入水封罐一(2)，破水封后从水封罐一(2)出口出来后进入火炬筒体一(4)，在火炬头一(6)处通过点火系统(9)点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统一(12)连续补充进入水封罐一(2)；燃料气一路进入点火系统(9)，一路作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统一(7)，通过燃料气吹扫系统一(7)进入火炬筒体一(4)；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统一(8)，通过氮气吹扫系统一(8)进入火炬筒体一(4)；火炬筒体一(4)底部的污水通过污水回流系统一(11)返回水封罐一(2)；水封罐一(2)内的污水进入底部污水系统排除；火炬头一(6)附近设置的氧含量分析仪(5)实时在线监测火炬筒体一(4)内部的氧气含量，当氧气浓度超过设定值时，自动联锁打开氮气吹扫系统一(8)；

小量排放系统处理方法为：富乙炔气事故气进入排放管网二(1’)，通过排放管网二(1’)进入水封罐二(2’)，破水封后从水封罐二(2’)出口出来后进入火炬筒体二(4’)，在火炬头二(6’)处通过点火系统(9)点燃；新鲜水通过新鲜水补水系统二(12’)连续补充进入水封罐二(2’)；燃料气作为吹扫密封气进入燃料气吹扫系统二(7’)，通过燃料气吹扫系统二(7’)进入火炬筒体二(4’)；作为备用吹扫气源的氮气进入氮气吹扫系统二(8’)，通过氮气吹扫系统二(8’)进入火炬筒体二(4’)；火炬筒体二(4’)底部的污水通过污水回流系统二(11’)返回水封罐二(2’)；水封罐二(2’)内的污水进入底部污水系统排除。

5.根据权利要求4所述的一种适用于富乙炔火炬气的处理方法，其特征在于：所述的水封罐一(2)、水封罐二(2’)内设置固定水封高度。