CN105927992A - 一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器 - Google Patents

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李兆力
韩宗捷
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吴红英
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范帆
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程文祥
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Abstract

本发明涉及一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器。该燃烧器火炬气筒体设置在空气夹套筒体内，形成夹套筒体结构，在夹套筒体结构中设置旋流片；火炬气喷嘴安装在火炬气筒体上端；燃烧室通过支撑组件与空气夹套筒体上部外壁相连接，空气夹套筒体伸入到燃烧室内部；温度监测元件安装在燃烧室内壁；燃烧室呈圆筒状，其下部与空气夹套筒体之间有空隙，供二次空气的进入；所述长明灯、点火器、伴烧器周向布置在空气夹套筒体外部、与空气夹套筒体连接，并且伸入到燃烧室内部。本发明所述的火炬燃烧器采用空气部分助燃型式，火焰短，燃烧稳定，大大提高了有毒排放气的燃尽率；相同排放条件下，可有效降低火炬高度和造价。

Description

一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器
技术领域
本发明属于一种火炬燃烧器，具体涉及一种可用来处理有毒火炬气体的空气预混型火炬燃烧器。
背景技术
火炬系统是石油化工企业中重要的安全排放措施，作用是处理石油化工装置中的不平衡气体，开停车、事故时的紧急排放气。其性能指标应达到安全、环保的各项要求。
国民经济的发展，特别是现代化学工业的发展，推动了以丙烯腈生产装置为代表的有机化工新建及扩建装置的繁荣。由于生产工艺的特殊性，典型的丙烯腈生产装置排入火炬系统的火炬气组分复杂，且多含高毒、易爆等成分。一些难以处理的高毒火炬气，例如HCN，其排放要求极为苛刻，在较大的排放处理量下，为使排放达标，要求火炬燃烧器达到极高的燃尽率。
现有火炬燃烧器多为扩散燃烧型式，存在以下不足：(1)火炬燃烧火焰暴露在外界大气环境中，无有效的空气助燃，受外界影响大，火炬气燃烧分解不完全，易对环境造成极端危害；(2)常用的管式火炬头在火炬出口气流过于集中，火焰为一团集中火焰，火焰区内外空气分布极不均匀，常常出现中心“贫氧”现象，影响燃烧效果；(3)火炬气的伴烧气量与火炬燃烧器出口蓄热室内部燃烧温度无有效的串级调节，对燃尽率要求高的排放气缺乏有效的燃尽保障；(4)在有限的燃尽率条件下，为应对环保指标的要求，除采取高热值气伴烧等有限手段外，有时只能人为地提高火炬设计高度，而火炬工程造价也相应增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火焰短、燃烧稳定、大大提高有毒排放气的燃尽率的可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器。
实现本发明目的技术方案：一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，该燃烧器包括空气夹套筒体、火炬气筒体、火炬气喷嘴、旋流片、长明灯、伴烧器、燃烧室、温度监测元件、支撑组件；所述火炬气筒体设置在空气夹套筒体内，形成夹套筒体结构，在夹套筒体结构中设置旋流片；火炬气喷嘴安装在火炬气筒体上端；所述燃烧室通过支撑组件与空气夹套筒体上部外壁相连接，空气夹套筒体伸入到燃烧室内部；温度监测元件安装在燃烧室内壁；燃烧室呈圆筒状，其下部与空气夹套筒体之间有空隙，供二次空气的进入；所述长明灯、点火器、伴烧器周向布置在空气夹套筒体外部、与空气夹套筒体连接，并且伸入到燃烧室内部。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的火炬气喷嘴为多点式喷嘴，沿周向均布若干分支喷嘴，喷嘴上有多个喷口，喷口沿喷嘴中心线对称分布。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的旋流片焊接在火炬气筒体外侧，并与空气夹套筒体留有缝隙。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的燃烧室内部使用耐火砖砌筑，耐火砖相互咬合，并留有膨胀缝隙。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的伴烧器有4-6支，周向均布在空气夹套筒体外部。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的燃烧室顶部设置5-40块稳焰块。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的旋流片数量为4-12片。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其点火器支板连接空气夹套筒体及高空点火器；所述的点火器支板与空气夹套筒体连接，位置在空气夹套筒体及燃烧室之间。
如上所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其所述的长明灯支板连接空气夹套筒体及长明灯。
本发明的效果在于：本发明所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器采用空气部分助燃型式，火焰短，燃烧稳定，大大提高了有毒排放气的燃尽率；相同排放条件下，可有效降低火炬高度和造价。火炬燃烧器采用多点式喷嘴结构，火炬气在周向与助燃风均匀交叉分布，预混效果好，且火炬气喷嘴与火炬气筒体采用螺栓联接型式，方便拆卸检修。火炬气筒体与空气夹套筒体采用夹套结构型式，结构紧凑、节约占地，投资低。空气夹套筒体内部在助燃风出口前设置旋流片，与火炬气形成有效对冲，加强掺混效果。燃烧室内部设置温度监测元件，温度信号与高热值伴烧气的流量信号进行串级调节，保证有毒气体分解所需的温度环境。
附图说明
图1为本发明所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器示意图。
图2为本发明所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器中伴烧器的安装示意图。
图3为本发明所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器中高空点火器示意图。
图中：1-空气夹套筒体；2-火炬气筒体；3-长明灯；4-长明灯支板；5-火炬气喷嘴；6-燃烧室；7-耐火砖；8-稳焰块；9-旋流片；10-支撑组件；11-点火器支板；12-高空点火器；13-伴烧器；14-温度检测元件。
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可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器作进一步描述。
如图1和图2所示，本发明所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其包括空气夹套筒体1、火炬气筒体2、火炬气喷嘴5、旋流片9、长明灯3、伴烧器13、燃烧室6、温度监测元件15、支撑组件10。
所述火炬气筒体2设置在空气夹套筒体1内，形成夹套筒体结构，在夹套筒体结构内中上部设置旋流片9；火炬气喷嘴5采用螺栓安装在火炬气筒体2上端，可拆卸更换。
所述燃烧室6通过支撑组件10与空气夹套筒体1上部外壁相连接，空气夹套筒体1伸入到燃烧室6内部；温度监测元件14安装在燃烧室6内壁；燃烧室6呈圆筒状，其下部与空气夹套筒体1之间有空隙，供二次空气的进入。
所述长明灯3、点火器4、伴烧器13周向布置在空气夹套筒体1外部，用点火器支板11与空气夹套筒体1连接，并且伸入到燃烧室6内部。
所述的火炬气喷嘴5为多点式喷嘴，沿周向均布若干分支喷嘴，喷嘴上有多个喷口，喷口沿喷嘴中心线对称分布。
所述的旋流片9焊接在火炬气筒体2外侧，并与空气夹套筒体1留有缝隙。旋流片9数量为4-12片(例如：4片、8片或12片)。
所述的燃烧室6内部使用耐火砖7砌筑，耐火砖7相互咬合，并留有膨胀缝隙。
所述的伴烧器13有4-6支(例如：4支、5支或6支)，周向均布在空气夹套筒体1外部。
所述的燃烧室6顶部设置5-40块稳焰块8(例如：5块、20块或40块)。
点火器支板11连接空气夹套筒体1及高空点火器12；所述的点火器支板11与空气夹套筒体1连接，位置在空气夹套筒体1及燃烧室6之间。长明灯支板4连接空气夹套筒体1及长明灯3。
具体工作流程为：高空点火器12引燃长明灯3，长明灯3引燃伴烧器13，在由耐火砖7砌筑而成的蓄热燃烧室6中形成高温环境。有毒火炬气从火炬气筒体2排出，由火炬气喷嘴5以一定角度均匀喷出。助燃空气由空气夹套筒体1鼓入，流经旋流片9形成旋转一次风。火炬气喷嘴5中喷出的火炬气与旋转一次风混合，形成旋流预混可燃气。可燃气由长明灯3和伴烧器13引燃，并在燃烧室6中快速达到高温分解状态。可燃气在燃烧室内旋转流动，可延长可燃气在燃烧室内的停留时间，促进有毒成分的分解。由燃烧室烟囱效应吸入的助燃二次空气加入到燃烧反应中，促进火炬气的完全分解。燃烧室内的温度监测元件14实时监测高温区火焰温度，可反馈温度信号到控制系统，由控制系统依据温度信号控制伴烧器气体使用量，使得高温区温度均衡保持在有利于有毒成分分解的状态，也可达到节能目的。经过充分燃烧分解后的火炬燃烧尾气由燃烧室出口排出，外界无可见明火。
本发明专利并不限于上述实施例，在不脱离本发明专利范围的情况下，本领域技术人员进行的各种变形和改进均落入本发明专利的权利要求记载的保护范围。

Claims (9)

1.一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：该燃烧器包括空气夹套筒体(1)、火炬气筒体(2)、火炬气喷嘴(5)、旋流片(9)、长明灯(3)、伴烧器(13)、燃烧室(6)、温度监测元件(15)、支撑组件(10)；
所述火炬气筒体(2)设置在空气夹套筒体(1)内，形成夹套筒体结构，在夹套筒体结构内中上部设置旋流片(9)；火炬气喷嘴(5)采用螺栓安装在火炬气筒体(2)上端；
所述燃烧室(6)通过支撑组件(10)与空气夹套筒体(1)上部外壁相连接，空气夹套筒体(1)伸入到燃烧室(6)内部；温度监测元件(14)安装在燃烧室(6)内壁；燃烧室(6)呈圆筒状，其下部与空气夹套筒体(1)之间有空隙，供二次空气的进入；
所述长明灯(3)、点火器(4)、伴烧器(13)周向布置在空气夹套筒体(1)外部、与空气夹套筒体(1)连接，并且伸入到燃烧室(6)内部。
2.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的火炬气喷嘴(5)为多点式喷嘴，沿周向均布若干分支喷嘴，喷嘴上有多个喷口，喷口沿喷嘴中心线对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的旋流片(9)焊接在火炬气筒体(2)外侧，并与空气夹套筒体(1)留有缝隙。
4.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的燃烧室(6)内部使用耐火砖(7)砌筑，耐火砖(7)相互咬合，并留有膨胀缝隙。
5.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的伴烧器(13)有4-6支，周向均布在空气夹套筒体(1)外部。
6.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的燃烧室(6)顶部设置5-40块稳焰块(8)。
7.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的旋流片(9)数量为4-12片。
8.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：点火器支板(11)连接空气夹套筒体(1)及高空点火器(12)；所述的点火器支板(11)与空气夹套筒体(1)连接，位置在空气夹套筒体(1)及燃烧室(6)之间。
9.根据权利要求1所述的一种可处理有毒气体的空气预混型火炬燃烧器，其特征在于：所述的长明灯支板(4)连接空气夹套筒体(1)及长明灯(3)。
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