JP2010236856A - フレアスタック燃焼方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高圧エアーは、フレア端からの所定の距離に置かれたフレアスタック内部のリングにマウントされたノズルから高速度で移動するジェットの形で放出され、ジェットの下流のスタック壁の部分は大気を入れるためにエアー通路により穿孔される。高速度のエアーの移動は、火炎領域へ上昇するスタックに流入する大気からの多くのエアーを誘導し、それにより火炎を上げて火炎領域でのエアー及びガスの乱流による混合を増強する。完全燃焼を保証する適切な化学量論的酸素量は、燃料ガス及び/又は不要な化学物質の流量変化の測定により判定され、フレアリング端に所定量の加圧されたエアー及び/又は大気を入れるために流量制御弁の調節を行う。
【選択図】図1
Description
本発明の1つの態様において、燃料とエアーとの比率を制御するための手段は、燃料および不要な化学物質を含むフィードストリームに少なくとも化学論量的に必要な量の酸素を供給することにより、フレアリングスタック先端部でこれらの成分の完全燃焼を保証するために備えられる。
1つの態様において、本方法と本装置は、火炎の直接の接触と、フレア先端の金属構造用部材へのふく射熱による負荷の低減とを広く包含する。この効果は、フィードストリームの完全燃焼を支援するだけでなく、火炎を引き上げて、かつ、先端の近辺から熱を運び去る役目をする増加したエアーを供給することにより達成される。
本発明のさらに好ましい実施形態において、フィードストリーム中の燃料および不要な化学物質およびエアーの動きのパターンをさらに修正するために、そして、完全燃焼を促進するエアーとの混合を増強するために、コアンダ効果本体部が、フレアスタック排気口の上に取り付けられる。
Claims (23)
- フレアスタックの運転中の煤煙の生成を低減するために、不要な化学物質の完全燃焼を向上するための装置であって、
前記フレアスタックは、前記不要な化学物質と燃料ガスによって形成された燃焼性の混合物を含むフレアフィードストリームの放出のための排気口と、前記フレアスタック排気口付近に位置する点火器と、前記フレアスタック排気口付近の前記フレアスタックの外面の周囲に位置するシールドと、有し、
前記装置は、
a.前記フレアスタック排気口の外縁より下のまわりの所定の位置で離れて間を置いて配置され、各々は、前記フィードストリームの移動の方向で、前記フレアスタック排気口に向けられている複数の高圧エアージェットノズルと、
b.前記複数のノズルと接続する高圧エアーの発生源と、
c.所定の時間における前記フィードストリームを構成する前記不要な化学物質及び前記燃料ガスの完全燃焼のための化学量論的な酸素必要量を決定するための分析手段と、
d.前記ノズルへの前記高圧エアーの流量を制御するための流量制御弁と、
e.前記分析手段による最小限の前記酸素必要量の決定に応じて、前記高圧エアーの流量を調節するために前記流量調節弁を操作可能に接続した流量制御手段と、を有し、
それによって、前記ノズルからのエアーの放出は、複数の高速度エアージェットを形成し、前記フレアフィードストリームの燃焼を向上するために前記フレアスタック排気口に向かって移動する前記エアーの塊に付加的な空気を引き込む移動するエアーの塊を生成するとともに、前記フレアスタック排気口でのエアーの酸素含有量は、前記フィードストリームの完全燃焼のための必要量を満たすか超過することを特徴とする装置。 - 前記流量制御手段は、前記分析手段から受信されたデータに応じて前記流量調節弁に対して信号を送信するプログラムされた汎用コンピューターを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記分析手段は、
前記フィードストリーム中の燃焼性の成分を量的かつ質的に測定するための自動分析装置と、
前記不要な化学物質の完全燃焼のための相当する酸素必要量を計算するための手段と、
前記流量制御手段に対して信号を送信するための信号生成伝送手段と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 不要な化学物質の完全燃焼を増強し、フレアスタックの運転中の煤煙の生成を低減する方法であって、
前記方法は、
a.前記不要な化学物質と燃料ガスとの燃焼性の混合物から形成されたフレアフィードストリームを供給するステップと、
b.所定の間隔における前記フレアフィードストリームの成分の完全燃焼を保証するために最小限の化学量論的な酸素必要量を決定するステップと、
c.前記酸素必要量を対応するデジタル信号に変換するステップと、
d.燃焼性の混合物を生成するために前記フレアフィードストリームと混合する加圧されたエアーの発生源を設けるステップと、
e.流量制御弁に接続した制御器に対して送信された対応する酸素必要量のデジタル信号に応じて流量制御弁により前記加圧されたエアーの体積流量を制御するステップと、を含み、
それによって、前記フレアフィードストリームと混合したエアーの全体積は、前記フィードストリーム成分の完全燃焼を保証するのに十分であることを特徴とする方法。 - 前記化学量論的な酸素必要量は、前記燃料ガスあるいは前記不要な化学物質あるいは両方の組成の既知の変化に応じて決定されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 周期的に前記フレアフィードストリームをサンプリングし、前記フィードストリームの完全燃焼のための前記化学量論的な酸素必要量を決定するためにサンプルを分析するステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- フレアスタックの運転中の煤煙の生成を低減するために、不要な化学物質の完全燃焼を向上するための装置であって、
前記フレアスタックは、前記不要な化学物質と燃料ガスによって形成された燃焼性の混合物を含むフレアフィードストリームの放出の排気口と、前記フレアスタック排気口付近に位置する点火器と、前記フレアスタック排気口付近の前記フレアスタックの外面の周りに位置するシールドと、を有し、
前記装置は、
a.主要な表面は少なくとも2つの交差する曲線から成るラインの垂直軸に関する回転によって定義され、下部の表面は比較的より小さな半径を有し、前記フレアスタックの垂直軸と本体部の垂直軸とは一列に整列し、本体部の下流部のアーチ形の表面は、前記フレアスタック排気口の開いた上端部上に障害物なしで位置している三次元のコアンダ効果本体部と、
b.各々は前記フィードストリームの移動の方向で、前記フレアスタック排気口に向けられており、前記フレアスタック排気口の外縁より下の所定の位置で間を置いて配置された複数の高圧エアージェットノズルと、
c.前記複数のノズルと接続した高圧エアーの発生源と、を含み、
それによって、前記ノズルから放出されたエアーの少なくとも一部分が、前記コアンダ効果本体部の下流部の表面と接触し、そして、上部のアーチ形の表面上を流れ上がり、それによって、前記フレアスタック排気口の上の前記フィードストリームと混合するための移動するエアーの塊を生成し、それによって、前記フレアフィードストリームの燃焼を向上することを特徴とする装置。 - 前記コアンダ効果本体部の主要な表面は2本の交差するカーブによって定義され、カーブ間の交差のラインは、前記シールドの上端部より下に、あるいは、上端部に位置することを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記各高圧ノズルが取り付けられており、前記高圧エアー発生源と接続する高圧エアーマニホールドをさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記マニホールドは、前記シールドと前記フレアスタックの間の環状空間の中で前記フレアスタックを包囲することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記マニホールドは、前記シールドの最下端部より下の位置でフレアスタックの内部を包囲することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記複数ノズルの各々は、前記フレアスタック排気口より下に位置することを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記高圧エアー発生源は、1標準平方インチ当たり約30〜35ポンドであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 外部の前記シールドは、前記シールドの長さを通じて前記フレアスタックと同心であることを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記シールドの下流部は、周囲の空気を導くために複数の空気吸気通路を備えることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 前記内部のマニホールドの上の前記フレアスタックの部分は、複数の空気吸気通路を備えることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記コアンダ効果本体部を支持するために、前記シールドの周囲に間を置いて配置された放射状に伸長する複数の支持アームをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記コアンダ効果本体部の大部分は前記シールドの上の位置まで及ぶことを特徴とする請求項8に記載の装置。
- 前記複数のエアージェットの各々は、前記フレアスタックの排気口より下の位置から移動することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記排気口付近の前記フレアスタックの外縁部から離れて間を置いて配置され、まわりに伸長し、それによってエアージェットと共に空気を上方へ導く、外部の同心のシールドを設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 貫通して広がり下流付近に位置した複数の開口を備える同心のシールドを設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記同心のシールドは、前記フレアスタック排気口の上の位置まで伸長することを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 不要な化学物質の完全燃焼を向上し、フレアスタックの運転中の煤煙の生成を低減する方法であって、
前記方法は、
a.少なくとも1つは曲線から成り、水平の底部表面と交差する交差ラインの垂直軸に関する回転によって定義され、本体部の垂直軸は、前記フレアスタックの垂直軸と一列に整列し、本体部の下部のアーチ形の表面は、前記フレアスタック排気口の開いた上端部の上に障害物なしで位置している、三次元のコアンダ効果本体部を固定して位置を決めるステップと
b.前記不要な化学物質と燃料ガスとの燃焼性の混合物から形成されたフレアフィードストリームを供給するステップと、
c.前記フレアスタックの排気口から前記フレアフィードストリームを放出するステップと、
d.前記コアンダ効果本体部の上の燃焼領域に火炎を形成するためにフレアフィードストリームに点火するステップと、
e.前記フレアスタック排気口の外縁より下のまわりの所定の位置で間を置いて配置され、各々は燃焼領域の方に上方へ移動するエアージェットの形で複数の高速度エアーを提供するステップと、を含み、
それによって、前記ノズルから放出されたエアーの少なくとも一部が、前記コアンダ効果本体部の下部表面と接触し、上部のアーチ形の表面の上を流れ上り、それによって、前記フレアスタック排気口の上の前記フィードストリームと混合する移動する空気の塊を生成し、それによって、前記フレアフィードストリームの燃焼を向上させることを特徴とする方法。
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