KR20220044345A - 저소비 지원 플레어 장치 및 방법 - Google Patents

저소비 지원 플레어 장치 및 방법 Download PDF

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KR20220044345A
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다튼 제이 징크
렉스 케이 아이작스
존 페터슨
스콧 스미스
코디 리틀
팀 커크
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지코 인크.
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Abstract

지원 플레어 장치 및 방법은, 플레어 연소 팁 조립체의 내측 도관으로 증기 또는 각각의 팁 조립체에서 사용되는 다른 보조 매체를 주입하는 것에 의해 상기 강치에서 사용되는 플레어 연소 팁 조립체 각각으로 유입되는 공기의 양을 증가시키며, 플레어 연소 팁 조립체는 적어도 내측 도관의 하부 부분이, 직선형 벤추리 흐름 섹션에 발산형 벤추리 벨 유출 섹션이 후속하는 벤추리 흐름 구조체 형태가 되도록 구성된다.

Description

저소비 지원 플레어 장치 및 방법
관련 출원
본 출원은 2019년 8월 14일자로 출원된 미국특허출원 제16/540,355호의 이익을 향유하고, 상기 미국특허출원은 참조에 의해 여기에서 완전히 기술하는 것처럼 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 (i) 플레어 연소 구역으로 추가의 공기를 도입하고, (ii) 혼합을 향상시키고 연소 효율을 개선하는 난류를 형성하며, (iii) 연기 발생을 억제하고, (iv) 배출물을 감소시키기 위해 증기나 다른 비말 동반 매체가 주입되는 플레어 장치 및 방법에 관한 것이다.
플레어 시스템은, 연료, 폐가스 및 연소되지 않고 대기로 배출될 경우에 유해할 수 있는 기타 가스를 연소시키기 위해 많은 어플리케이션에서 사용된다. 플레어 시스템은 정유, 화학, 석유화학, 석유 생산 및 기타 산업에서 업셋(upset) 또는 스타트업 조건으로 인해 배출되거나, 단순히 프로세스 자체의 결과로서 배출되는 인화성 및/또는 독성 물질을 연소시키기 위해 널리 사용된다.
대부분의 유틸리티 유형 플레어는 그 상부에 플레어 안정화 디바이스가 있는 파이프로 구성된다. 플레어 가스는 파이프를 통해 흘러 안정화 디바이스에서 연소된다. 그러나, 플레어 가스의 흐름이 연소 구역에서 플레어 가스와 자연스럽게 혼합되는 공기의 양에 비해 너무 많아지면, 플레어 가스의 연소는 반화학양론적 조건(sub-stoichiometric condition) 하에서 일어난다. 플레어 가스가 반화학양론적 조건 하에서 연소되면, 연기가 통상적으로 생성될 것이다. 플레어 시스템에 의해 생성된 연기는 스모그에 기여한다. 추가로, 반화학양론적 조건 하에서의 플레어 가스의 연소는 산화질소(NOx); 일산화탄소(CO); 미연소 탄화수소 배출물(UHC); 및 미립자(PM 10)와 같은 대기 배출물을 생성한다.
연기 생성과 유해 배출물의 생성을 줄이기 위해, 증기가 (i) 플레어 스택을 통해 상방으로, (ii) 스택의 상단부 주위로, (iii) 및/또는 플레어 스택 내에서 하나 이상의 튜브 내로 흐르는 플레어 가스 스트림으로 주입되는 증기 지원 플레어 조립체가 사용되었다. 주입 시스템의 유형 및 위치에 따라, 주입된 증기는 연소 혼합물에 추가의 공기를 도입하고; 보다 양호한 혼합을 위한 난류를 증가시키며; Noxx 배출물을 줄이도록 연소 화염 온도를 줄이며; 연소 화염을 정형하고; 플레어팁을 냉각하며; 및/또는 소음을 줄이도록 작동할 수 있다.
그러나, 증기 지원 플레어 시스템에 의해 제공되는 이익이 상당하지만, 연료 비용 및 이러한 시스템이 요구하는 일정량의 고압 증기를 생성 및 이송하는 데 드는 기타 비용도 또한 상당할 수 있다. 추가로, 증기 지원 플레어 시스템에서 사용되는 증기를 생성하기 위한 가스 또는 액체 연료 연소로 인해 발생되는 오프셋팅 배출물로 인해, 플레어 연소 프로세스를 위한 이러한 시스템에 의해 제공되는 이점이 다소 상쇄된다.
그 결과, 무연기 작동을 제공하기 위해 원하는 양의 공기를 플레어 연소 혼합물로 도입하는 데 필요한 증기 또는 다른 비말 동반 매체의 양이 현저히 감소되는 개선된 플레어 지원 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명은 상기한 요구를 충족하고, 전술한 문제점을 해소한다. 본 방법의 장치 및 방법에서는, 플레어 연소 구역으로 안내되는 공기의 양을 증가시키기 위해 하나 이상의 플레어 팁 노즐에서 벤추리 구조체가 사용된다. 본 발명의 장치 및 방법은 높은 플레어에서 사용하기에 매우 적합하지만, 밀폐형 플레어 및 다른 유형의 플레어 시스템에서도 사용될 수 있다.
일양태에서는, 하나 이상의 플레어 노즐 조립체를 포함하는 플레어 가스 연소 장치가 제공된다. 각각의 플레어 노즐은 바람직하게는 (i) 종축, 후방 종방향 단부 및 전방 종방향 단부를 갖는 외측 도관, 및 (ii) 비말 동반 매체 및 공기 흐름을 위한 내측 도관을 포함한다. 내측 도관은 바람직하게는 내측 도관의 후방 종방향 단부에 있는 유입 개구; 내측 도관의 전방 종방향 단부에 있는 배출 개구; 거의 일정한 내부 단면적을 갖는 종방향 연장 직선형 벤추리 섹션; 및 종방향 연장 발산형 벤추리 섹션으로서, 직선형 벤추리 섹션의 전방 종방향 단부로부터 전방으로 연장됨에 따라 내부 단면적이 증가하는 발산형 벤추리 섹션을 포함한다. 각각의 플레어 노즐 조립체는 또한 바람직하게는 비말 동반 매체를 내측 도관의 유입 개구로 주입하기 위해 내측 도관의 유입 개구 외부에 위치 설정된 주입 구조체를 포함한다.
각각의 노즐 조립체의 내측 도관은 바람직하게는, (i) 내측 도관의 후방 종방향 단부가 외측 도관의 후방 종방향 단부 외측에 위치 설정되고, (ii) 내측 도관의 배출 개구가 실질적으로 외측 도관의 전방 종방향 단부에 위치 설정되도록 외측 도관의 후방 종방향 단부 내로 연장된다. 추가로, 플레어 가스를 위한 종방향 연장 흐름 환형부는 외측 도관의 내면과 내측 도관의 외면 사이에서 외측 도관에 형성된다. 종방향 연장 흐름 환형부는 (i) 외측 도관의 종축을 측방으로 둘러싸고, (ii) 플레어 가스를 받아들기 위해 외측 도관의 후방 종방향 단부에 유입 개구를 가지며, (iii) 외측 도관의 전방 종방향 단부에 플레어 가스를 위한 배출 개구를 갖는다.
다른 양태에서는, 플레어 가스 연소 방법으로서, 바람직하게는 (a) 외측 도관의 내면과 내측 도관의 외면 사이의 환형부를 통해 플레어 가스를 상방으로 이송하는 단계로서, 내측 도관은 외측 도관의 하단부로 상방으로 연장되고, 환형부는 외측 도관의 상단부에 배출 개구를 가지며, 내측 도관은 실질적으로 외측 도관의 상단부에 배출 개구를 갖고, 내측 도관은, 외측 도관의 하단부 외측에 이 하단부로부터 하방으로 이격되어 위치 설정되는 내측 도관의 하단부에 유입 개구를 갖는 것인 단계; (b) 주입 구조체로부터 내측 도관의 유입 개구로 비말 동반 매체를 주입하는 단계로서, 상기 주입 구조체는, 비말 동반 매체가 주입 구조체와 내측 도관의 유입 개구 사이의 간극을 통해 이동할 때에 일정량의 공기를 내측 도관으로 안내하도록 내측 도관의 유입 개구로부터 하방으로 이격되는 것인 단계; 및 (c) 벤추리 구조체 - 이 벤추리 구조체는 적어도 내측 도관의 하부 부분을 형성함 - 를 통해 그리고 실질적으로 외측 도관의 상단부에 있는 내측 도관의 배출 개구 밖으로 비말 동반 매체를 상방으로 전달하는 것에 의해 단계 (b)의 비말 동반 매체에 의해 내측 도관으로 안내되는 공기의 양을 증가시키는 단계를 포함하는 플레어 가스 연소 방법이 제공된다. 벤추리 구조체는 (i) 거의 일정한 내부 단면적을 갖는 내측 도관의 상향 연장 직선형 벤추리 섹션과, 이에 후속하는 (ii) 내측 도관의 발산형 벤추리 섹션 - 이 발산형 벤추리 섹션은 직선형 벤추리 섹션으로부터 상방으로 연장될수록 내부 단면적이 증가함 - 을 포함한다.
본 발명의 다른 양태, 피쳐 및 장점은 첨부 도면을 검토하고 바람직한 실시예에 관한 이어지는 상세한 설명을 읽어봄으로써 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 의해 제공되는 실시예(2)를 예시하는 측부 입면도이다.
도 2는 본 발명의 플레어 장치(2)에서 사용되는 플레어 팁 노즐 조립체(8)를 예시하는, 본 발명의 플레어 장치(2)의 일부의 측부 입면도이다.
도 3은 본 발명의 플레어 장치(2)에 사용되는 내측 도관(15)의 입면도이다.
본 발명에 의해 제공되는 플레어 장치의 실시예(2)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 본 발명의 플레어 장치(2)는 플레어 스택(6)의 상단부에 플리넘(4)을 포함한다. 플레어 가스는 플레어 스택(6)을 통해 플리넘(4)으로 이송된다. 본 발명의 플레어 장치(2)는 플리넘(4)으로부터 플레어 가스를 받아들이고, 연소를 위해 플레어 가스를 노즐 조립체의 상단부(또는 전방 단부)(10)로 배출하는 하나 이상(바람직하게는 복수 개의) 플레어 팁 노즐 조립체(8)를 더 포함한다. 본 명세서 그리고 청구범위에서 사용되는 “플레어 가스”라는 용어는 플레어 시스템에서 연소하기에 적합한, 플랜트, 정유, 오일 및 가스 생산지 또는 다른 소스로부터의 단일 또는 2상 연료, 폐가스 또는 다른 스트림 중 임의의 유형을 일컬을 수 있다.
본 발명의 장치(2)의 하나 이상의 플레어 팁 노즐 조립체(8) 각각은 바람직하게는 외측 도관(14); 내측 도관(15); 외측 도관(14)의 내면(18)과 내측 도관(15)의 외면(20) 사이에 형성되는 플레어 가스를 위한 흐름 환형부(16); 증기 또는 다른 비말 동반 매체를 내측 도관(15)의 하부(또는 후방) 종방향 단부(26)로 주입하는 주입 구조체(22); 및 외측 도관(14)의 상부(또는 전방) 종방향 단부(30) 주위에 위치 설정되는 외부 클린업(clean-up) 링이나 조립체(28)를 포함한다.
각각의 노즐 조립체(2)의 외측 도관(14)은 종축(32); 종축(32)을 둘러싸는 종방향 연장 외벽(34); 외측 도관(14)의 하부(또는 후방) 종방향 단부(38)에 있는 유입 개구(36); 및 외측 도관(14)의 상부(또는 전방) 종방향 단부(30)에 있는 배출 개구(40)를 포함한다. 외측 도관(14)의 내면(18)과 내측 도관(15)의 외면(20) 사이에 형성된 흐름 환형부(16)도 또한 외측 도관의 종축(32)을 둘러싸고, 외측 도관(14)의 하부 종방향 단부(38)로부터 상부 종방향 단부(30)로 연장된다. 흐름 환형부(16)는 외측 도관(14)의 하부 종방향 단부(38)에 유입 개구(42)를 그리고 외측 도관(14)의 상부 종방향 단부(30)에 배출 개구(44)를 갖는다.
외측 도관(14)은 바람직하게는 원통형이지만, 대안으로서 타원형, 계란형, 직사각형, 정사각형, 삼각형 또는 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 추가로, 외측 도관(14)의 내부는 바람직하게는 그 전체 길이를 따라 거의 일정한 내부 단면적을 갖지만, 외측 도관(14)의 내면(18)의 종방향 길이의 전체 길이 또는 임의의 부분은 대안으로서 발산 또는 수렴 형상을 가질 수 있다.
각각의 노즐 조립체(8)의 외측 도관(14)은, 노즐 흐름 환형부(16)의 유입 개구(42)를 플리넘(4) 내부(46)와 유체 연통되도록 배치하는 방식으로 플리넘(4)에 연결된다. 도 1 및 도 2에 도시한 본 발명의 플레어 장치의 실시예(2)에서, 외측 도관(14)의 하단부(38)는 흐름 환형부(16)의 유입 개구(42)가 상부벽(48)을 관통하여 형성된 흐름 개구(50) 위에 위치 설정되도록 플리넘(4)의 상부벽(48)에 연결된다. 대안으로서, 외측 도관(14)의 하부 부분은, 외측 도관(14)의 하단부(38)와 흐름 환형부(16)의 유입 개구(42)가 플리넘(4)의 내부(46) 내에 위치하도록 플리넘(4)의 상부벽(48)에 있는 개구를 통해 연장될 수 있다.
플리넘(4)의 상부벽(48)은 평평하거나, 외측으로 오목하거나, 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
각각의 노즐 조립체(8)의 내측 도관(15)은, (a) 내측 도관(14)의 상부(또는 전방) 종방향 단부(52)가 실질적으로 외측 도관(14)의 상부 종방향 단부(30)(바람직하게는, 상부 종방향 단부의 ±40 인치 내, 보다 바람직하게는 ±30 인치 내, 보다 바람직하게는 ±20 인치 내, 보다 바람직하게는 ±10 인치 내, 보다 바람직하게는 ±5 인치 내, 보다 바람직하게는 ±2.5 인치 내, 보다 바람람직하게는 ±1 인치 내, 가장 바람직하게는 상부 종방향 단부)에 위치하도록, (b) 내측 도관(15)의 하부(또는 후방) 종방향 단부(26)가 외측 도관(14)의 하부 종방향 단부(38) 외측에 위치하고 이로부터 하방(또는 후방)으로 이격되도록, 그리고 (c) 내측 도관(15)의 하단부(26)에 있는 유입 개구(56)가 플리넘(4) 외측에 위치하도록 플리넘(4)의 하부벽(51)을 관통하여 외측 도관(14)의 하단부(38) 내로 상방(또는 전방)으로 연장된다. 플리넘(4)의 하부벽(51)은 평평하거나, 외측으로 오목하거나, 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
각각의 노즐 조립체(8)의 내측 도관(15)은, 적어도 내측 도관(15)의 하부 부분이 내측 도관(15)의 하단부(26)로 주입되는 증기 또는 다른 비말 동반 매체를 위한 벤추리 흐름 구조체(58) 형태가 되도록 구성된다. 내측 도관(15)의 벤추리 흐름 구조체(58)를 통한 증기 또는 다른 비말 동반 매체의 흐름은 내측 도관(15)의 하부 유입 개구(56)에서의 압력을 더욱 줄이도록 작동하고, 이에 따라 벤추리 흐름이 없는 전체적으로 직선형인 내측 도관 디자인에 비해 훨씬 더 많은 공기가 비말 동반 매체에 의해 내측 도관(15)으로 안내된다.
내측 도관(15)의 벤추리 흐름 구조체(58)는 바람직하게는 내측 도관(15)의 하단부(또는 후방 단부)(26)에 있는 벤추리 유입 벨 구조체(60); 유입 벨 구조체(60)로부터 상방으로(또는 전방으로) 연장되는 직선형 벤추리 섹션(62); 및 직선형 섹션(62)의 상단부 또는 전방 단부로부터 상방으로(또는 전방으로) 연장되는 발산형 벤추리 벨 유출 섹션(64)을 포함한다. 직선형 벤추리 섹션(62)의 내부 단면 흐름 영역은 직선형 섹션(62)의 전체 길이를 따라 거의 일정하다. 발산형 벨 유출 섹션(64)의 내부 단면 흐름 영역은, 벨 유출 섹션(64)이 직선형 벤추리 섹션(62)으로부터 상방 또는 전방으로 연장됨에 따라 증가한다. 벨 유출 섹션(64)의 내면은 외측 도관(14) 및 내측 도관(15)의 종축(32)에 대하여 바람직하게는 약 5° 내지 약 60° 범위, 보다 바람직하게는 약 5° 내지 약 45° 범위, 더 바람직하게는 약 5° 내지 약 30° 범위의 각도(66)로 발산형한다.
벤추리 구조체(58)의 발산형 벨 유출 섹션(64)은 내측 도관(15)의 상부 종방향 단부(또는 전방 종방향 단부)(52)까지 계속 연장될 수 있다. 대안으로서, 내측 도관(15)은, 발산형 벤추리 벨 유출 섹션의 상단부 또는 전방 단부(65)로부터 내측 도관(15)의 배출 개구(68)로 연장되는 거의 일정한 내부 단면 흐름 영역의 상부 또는 전방 배출 섹션(69)을 더 포함할 수 있다. 내측 도관(15)이 전술한 바와 같은 상부 또는 전방 배출 섹션(69)을 포함하면, 벤추리 구조체(58)의 발산형 벨 유출 섹션(64)의 상단부 또는 전방 단부(65)는 외측 도관(14) 이전에 또는 외측 도관 내부에 위치할 수 있다.
벤추리 흐름 구조체(58)의 종방향 길이는 바람직하게는 내측 도관(15)의 전체 종방향 길이의 적어도 10 %, 보다 바람직하게는 적어도 20 %, 더 바람직하게는 적어도 25 %일 것이다. 벤추리 흐름 구조체(58)의 직선형 벤추리 섹션(62)의 종방향 길이는 바람직하게는 벤추리 구조체(58)의 전체 길이의 적어도 5 %, 보다 바람직하게는 적어도 10 %일 것이다. 벤추리 구조체(58)의 발산형 벨 유출 섹션(64)의 종방향 길이는 바람직하게는 벤추리 구조체(58)의 전체 길이의 적어도 10%, 보다 바람직하게는 적어도 20 %, 더 바람직하게는 적어도 30 %일 것이다.
내측 도관(15)과 내측 도관(15)에 있는 벤추리 흐름 구조체(58)의 각각의 섹션은, 적어도 그 내부에서 직선형 벤추리 섹션(62)의 내면이 원통형이고, 발산형 벤추리 벨 섹션(64)의 내면이 원추 형상을 갖도록 원형 단면 형상을 갖는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 내측 도관(15)과 벤추리 구조체(58)의 각 섹션의 단면은 대안으로서 타원형, 계란형, 직사각형, 정사각형, 삼각형 또는 기타 비원형 형상일 수 있다. 또한, 벤추리 흐름 구조체(58)의 내면(59)은 매끄러울 수도 있고 거칠 수도 있다.
본 발명의 장치 및 방법에서 사용되는 비말 동반 매체는 바람직하게는 증기일 것이다. 그러나, 본 발명의 장치 및 방법에서 사용하기에 적합한 다른 유형의 비말 동반 매체의 예로는, 제한하는 것은 아니지만 이산화탄소, 공기, 질소 또는 아르곤이 있다.
비말 동반 매체를 위한 주입 구조체(22)는 플리넘(4) 외측에 위치하고, 내측 도관(15)의 하단부(26)에 있는 유입 벨 개구(56)로부터 하방 또는 후방으로 이격되며, 이에 의해 주입 구조체(22)와 내측 도관(15)의 유입 벨 개구(56) 사이에 간극(70)이 형성된다. 비말 동반 매체를 위한 주입 구조체(22)는 단일 포트 팁, 멀티 포트 스파이더(spider) 또는 초음속, 음속 또는 아음속 방출 흐름을 위한 다른 유형의 방출기일 수 있다.
본 발명의 방법에서, 플리넘(4)으로 이송된 플레어 가스는 각각의 플레어 팁 노즐 조립체(8)의 흐름 환형부(16)를 통해 상방 또는 전방으로 흐르고, 연소를 위해 외측 도관(14)의 상부 또는 전방 종방향 단부(30)에서 흐름 환형부(16)의 배출 개구(44)로부터 배출된다. 이와 동시에, 증기 또는 다른 비말 동반 매체가 주입 구조체(22)로부터 내측 도관(15)의 하단부 또는 후방 단부(26)의 유입 벨 개구(56)를 향해 방출된다. 방출된 비말 동반 매체가 주입 구조체(22)와 유입 벨 개구(56) 사이의 간극(70)을 통해 이동할 때, 대기가 매체에 비말 동반되어 내측 도관(15) 내로 견인된다.
본 발명에 따르면, 주입된 비말 동반 매체가 적어도 내측 도관(15)의 하부 또는 후방 부분을 형성하는 벤추리 흐름 구조체(58)를 통해 흐르게 함으로써, 유입 벨 개구(56)에서의 압력이 더욱 감소되고, 이에 따라 훨씬 더 많은 공기가 비말 동반 매체에 의해 내측 도관(15)으로 유도된다. 전체적으로 직선형인 내측 도관 디자인을 사용하는 노즐 팁에 비해, 본 발명의 플레어 팁 노즐 조립체(8)의 내측 도관(15)에 포함되는 벤추리 흐름 구조체(58)는 비말 동반 매체에 의해 내측 도관(15)으로 이송되는 공기의 양을 적어도 5 %(보다 바람직하게는 적어도 10 %, 적어도 15 %, 적어도 20 %, 또는 적어도 25 %)의 양만큼 증가시킨다.
내측 도관(15)으로 안내되는 공기는 비말 동반 매체와 혼합되어, 안내된 공기가 흐름 환형부(16)의 배출 개구(44)로부터 배출된 플레어 가스에 의해 연소되도록 내측 도관(15)의 배출 개구(68)로부터 배출된다. 내측 도관(15)의 배출 개구(68)가 외측 도관(14) 내부보다는 외측 도관(14)의 상부 또는 전방 종방향 단부(30)에 실질적으로 위치하기 때문에, 외측 도관(14) 내에서는 실질적으로 비말 동반 매체 및 안내된 공기와 플레어 가스의 혼합이 일어나지 않고, 이에 따라 내측 도관(15)의 유입 개구(56)에서의 압력이 더욱 감소되고, 훨씬 더 많은 공기가 내측 도관(15)으로 안내된다.
외측 도관(14)의 상부(또는 전방) 종방향 단부(30)에 있는 외부 클린업 링 또는 장치(28)는 일련의 방출 포트, 노즐 또는 증기를 플레어 팁 노즐 조립체(8)에서 배출된 연소 혼합물로 방출하는 방출 구조체를 포함한다. 클린업 링(28)에서 방출된 증기는 추가의 공기를 연소 혼합물로 안내하도록 작동하고, 연소 화염을 정형하거나 높은 풍속 조건에서 화염의 형상을 유지하는 데 기여하도록 사용될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명은 상기 목적을 수행하고, 위에서 언급한 목적 및 이점뿐만 아니라 고유한 목적을 달성하기에 적합하다. 본 개시의 목적을 위해 현재 바람직한 실시예를 설명했지만, 수많은 변경 및 수정이 당업자에게 자명할 것이다. 상기한 변경 및 수정은 청구범위에 규정된 바와 같이 본 발명에 속한다.

Claims (14)

  1. 하나 이상의 플레어 노즐 조립체를 포함하는 플레어 가스 연소 장치로서, 각각의 플레어 노즐 조립체는
    종축, 후방 종방향 단부 및 전방 종방향 단부를 갖는 외측 도관;
    비말 동반 매체 및 공기의 흐름을 위한 내측 도관으로서,
    내측 도관의 후방 종방향 단부에 있는 유입 개구,
    내측 도관의 전방 종방향 단부에 있는 배출 개구,
    거의 일정한 내부 단면적의 종방향 연장 직선형 벤추리 섹션, 및
    종방향 연장 발산형 벤추리 섹션으로서, 직선형 벤추리 섹션의 전방 종방향 단부로부터 전방으로 연장됨에 따라 내부 단면적이 증가하는 발산형 벤추리 섹션을 포함하는 내측 도관;
    비말 동반 매체를 내측 도관의 유입 개구로 주입하기 위해 내측 도관의 유입 개구 외부에 위치 설정된 주입 구조체; 및
    외측 도관의 내면과 내측 도관의 외면 사이에서 외측 도관에 형성되는 플레어 가스를 위한 종방향 연장 흐름 환형부
    를 포함하고, 내측 도관은 (i) 내측 도관의 후방 종방향 단부가 외측 도관의 후방 종방향 단부 외측에 위치 설정되고, (ii) 내측 도관의 배출 개구가 실질적으로 외측 도관의 전방 종방향 단부에 위치 설정되도록 외측 도관의 후방 종방향 단부 내로 연장되며,
    종방향 연장 흐름 환형부는 (i) 외측 도관의 종축을 측방향으로 둘러싸고, (ii) 플레어 가스를 받아들이기 위해 외측 도관의 후방 종방향 단부에 유입 개구를 갖는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    내측 도관은 내측 도관의 후방 종방향 단부에 벤추리 유입 벨 구조체를 더 포함하고,
    내측 도관의 종방향 연장 직선형 벤추리 섹션은 벤추리 유입 벨 구조체로부터 전방으로 연장되는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  3. 제1항에 있어서, 내측 도관은 거의 일정한 내부 단면적의 종방향 배출 섹션을 더 포함하고, 종방향 배출 섹션은 내측 도관에 있는 종방향 연장 발산형 벤추리 섹션의 전방 종방향 단부에서 내측 도관의 배출 개구로 전방으로 연장되는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  4. 제3항에 있어서, 내측 도관의 종방향 연장 발산형 벤추리 섹션의 전방 종방향 단부는 외측 도관의 후방 종방향 단부 외측에 위치하는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  5. 제3항에 있어서, 내측 도관의 종방향 연장 발산형 벤추리 섹션의 전방 종방향 단부는 외측 도관의 내부에 위치하는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  6. 제1항에 있어서, 플레어 가스를 위한 플리넘을 더 포함하고, 플리넘은 내부, 상부벽 및 하부벽을 가지며, 하나 이상의 플레어 노즐 조립체 각각에 있어서,
    플레어 노즐 조립체에 있는 외측 도관의 후방 종방향 단부는 플리넘의 내부 내측에 또는 슬리넘의 상부벽에 위치하고, 이에 의해 플레어 노즐 조립체에 있는 흐름 환형부의 유입 개구가 플리넘의 내부와 유체 연통되며,
    플레어 노즐 조립체에 있는 외측 도관의 전방 종방향 단부는 플리넘의 외측부에 위치하며,
    플레어 노즐 조립체의 내측 도관은 플리넘의 하부벽을 관통하여 연장되고,
    플레어 노즐 조립체에 있는 내측 도관의 유입 개구는 플리넘의 외측부에 위치하는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  7. 제6항에 있어서, 복수 개의 플레어 노즐 조립체를 포함하는 플레어 가스 연소 장치.
  8. 제6항에 있어서, 플리넘이 위치하는 상단부를 갖는 플레어 스택을 더 포함하는 플레어 가스 연소 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    내측 도관에 있는 종방향 연장 직선형 벤추리 섹션은 원통형 내면을 갖고,
    내측 도관의 종방향 연장 발산형 벤추리 섹션은 원추 형상을 갖는 내면을 포함하는 것인 플레어 가스 연소 장치.
  10. 제1항에 있어서, 외측 도관의 전방 종방향 단부 외측부에서 그 주위에 위치 설정되는 상부 증기 주입 링 또는 조립체를 더 포함하는 플레어 가스 연소 장치.
  11. 플레어 가스 연소 방법으로서,
    a) 외측 도관의 내면과 내측 도관의 외면 사이의 환형부를 통해 플레어 가스를 상방으로 이송하는 단계로서, 내측 도관은 외측 도관의 하단부로 상방으로 연장되고, 내측 도관은 실질적으로 외측 도관의 상단부에 배출 개구를 갖고, 내측 도관은, 외측 도관의 하단부 외측에 이 하단부로부터 하방으로 이격되어 위치 설정되는 내측 도관의 하단부에 유입 개구를 갖는 것인 단계;
    b) 주입 구조체로부터 내측 도관의 유입 개구로 비말 동반 매체를 주입하는 단계로서, 상기 주입 구조체는, 비말 동반 매체가 주입 구조체와 내측 도관의 유입개구 사이의 간극을 통해 이동할 때에 일정량의 공기를 내측 도관으로 안내하도록 내측 도관의 유입 개구로부터 하방으로 이격되는 것인 단계; 및
    (c) 벤추리 구조체 - 이 벤추리 구조체는 적어도 내측 도관의 하부 부분을 형성함 - 를 통해 그리고 실질적으로 외측 도관의 상단부에 있는 내측 도관의 배출 개구 밖으로 비말 동반 매체를 상방으로 전달하는 것에 의해 단계 (b)의 비말 동반 매체에 의해 내측 도관으로 안내되는 공기의 양을 증가시키는 단계
    를 포함하고, 벤추리 구조체는 (i) 거의 일정한 내부 단면적을 갖는 내측 도관의 상향 연장 직선형 벤추리 섹션과, 이에 후속하는 (ii) 내측 도관의 발산형 벤추리 섹션 - 이 발산형 벤추리 섹션은 직선형 벤추리 섹션으로부터 상방으로 연장될수록 내부 단면적이 증가함 - 을 포함하는 것인 플레어 가스 연소 방법.
  12. 제11항에 있어서, 비말 동반 매체는 증기인 것인 플레어 가스 연소 방법.
  13. 제11항에 있어서, 내측 도관은 내측 도관의 하단부에 벤추리 유입 벨 구조체를 더 포함하는 것인 플레어 가스 연소 방법.
  14. 제11항에 있어서, 내측 도관은 거의 일정한 내부 단면적을 갖는 상부 배출 섹션을 더 포함하고, 상부 배출 섹션은 내측 도관의 발산형 벤추리 섹션에서 내측 도관의 배출 개구로 상방으로 연장되는 것인 플레어 가스 연소 장치.
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