RU2289755C1 - Method for smoke-free gas combustion in flare unit - Google Patents

Method for smoke-free gas combustion in flare unit Download PDF

Info

Publication number
RU2289755C1
RU2289755C1 RU2005110256/06A RU2005110256A RU2289755C1 RU 2289755 C1 RU2289755 C1 RU 2289755C1 RU 2005110256/06 A RU2005110256/06 A RU 2005110256/06A RU 2005110256 A RU2005110256 A RU 2005110256A RU 2289755 C1 RU2289755 C1 RU 2289755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gases
flare
gas
variable
combustion zone
Prior art date
Application number
RU2005110256/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Николаевич Парфенов (RU)
Леонид Николаевич Парфенов
Original Assignee
Леонид Николаевич Парфенов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леонид Николаевич Парфенов filed Critical Леонид Николаевич Парфенов
Priority to RU2005110256/06A priority Critical patent/RU2289755C1/en
Priority to EP06747738A priority patent/EP1870636A4/en
Priority to PCT/RU2006/000159 priority patent/WO2006107241A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2289755C1 publication Critical patent/RU2289755C1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/08—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks
    • F23G7/085—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases using flares, e.g. in stacks in stacks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves

Abstract

FIELD: smoke-free combustion of gases in flare and other units.
SUBSTANCE: proposed method includes supply of variable-composition and variable-flowrate gases to be burned from flare torch head to combustion zone at controlled rated speeds due to creating static gage pressure of this gas proportional to gas flow velocity by means of movable regulating device in the form of slotted gas seal. Static pressure of 0.00001 to 30.0 MPa is built up under regulating device to afford rated outlet speed of gases conveyed to combustion zone from 1 m/s to 8 sound velocities; low-kinetic-energy gases of other flare systems to be combusted are ejected by high-kinetic-energy gases; gas jet is shaped as limited-thickness turbulent gas flow at angle of -160 to + 160 deg. from combusted gas jet axis. In addition, provision is made for passing high-kinetic-energy gases to combustion zone bypassing movable slotted gas seal at reduced pressures of high-pressure flare systems. Proposed method provides for smoke-free combustion of variable-flow, variable-composition, and variable-pressure fuel gases of various flare systems in flare unit without forced supply of steam and/or air ,and/or water.
EFFECT: enlarged functional capabilities.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам сжигания газов на факельных и других установках и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтехимической, химической, коксохимической и других отраслях промышленности, где производится термическое обезвреживание газов при невозможности их утилизации в технологических процессах и(или) аварийном их выбросе в атмосферу.The invention relates to methods of burning gases in flare and other plants and can be used in the oil, gas, petrochemical, chemical, coke and other industries where the thermal neutralization of gases is made when it is impossible to utilize them in technological processes and (or) their emergency release in the atmosphere.

Нормативные документы по охране окружающей среды требуют, чтобы сжигание газов производилось бездымно (без образования сажи) и с минимальным содержанием окиси углерода (СО) в продуктах сгорания.Environmental protection regulations require that gases be burned smokelessly (without soot) and with a minimum carbon monoxide (CO) content in the combustion products.

Известно, что бездымное сжигание газов на традиционных факельных установках возможно только в узком расчетном диапазоне расхода газа (как правило, минимального постоянного расхода). При расширении диапазона расхода газа (до определенного предела) бездымное сжигание газов обеспечивается принудительной подачей энергоресурсов (пара или(и) воздуха, или(и) воды). Пар подается для увеличения турбулентности. Воздух обеспечивает полноту сгорания. Вода подается также для увеличения турбулентности газов, образующимся паром, который дает увеличение объема испаряющейся воды в 1700 раз и более. (Стрежевский И.И., Эльнатанов А.И. Факельные установки. Москва: Химия. - 1989 г., стр.39, 40, 59).It is known that smokeless combustion of gases in traditional flare plants is possible only in a narrow design range of gas flow (usually a minimum constant flow). When expanding the range of gas flow (up to a certain limit), smokeless combustion of gases is ensured by the forced supply of energy (steam or (and) air, or (and) water). Steam is supplied to increase turbulence. Air ensures complete combustion. Water is also supplied to increase the turbulence of gases generated by steam, which gives an increase in the volume of evaporating water in 1700 times or more. (Strezhevsky I.I., Elnatanov A.I. Torch installations. Moscow: Chemistry. - 1989, p. 39, 40, 59).

Известен способ бездымного сжигания газов с использованием подвижного устройства, создающего перепад давления в верхней части оголовка факела, обеспечивающего расчетную скорость истечения сжигаемых газов в зону сжигания (Патент РФ №2248502).A known method of smokeless combustion of gases using a mobile device that creates a pressure drop in the upper part of the head of the torch, providing the estimated speed of the outflow of combusted gases in the combustion zone (RF Patent No. 2248502).

Недостатком последнего способа является то, что бездымное сжигание газов переменных расходов и составов на факельной установке обеспечивается при повышенном давлении расчетного диапазона давлений газов в оголовке под подвижным щелевым газовым затвором (подвижным регулирующим устройством), что создает трудности при необходимости сжигания газов из факельных систем низкого давления, не имеющих избыточного давления, достаточного для создания скорости бездымного сжигания и постоянного сжигания незначительных количеств газов (продувочных и затворных газов, постоянных технологических сбросов) при давлении меньшем, чем расчетное давление в факельной системе высокого давления.The disadvantage of the latter method is that smokeless combustion of gases of variable flow rates and compositions in a flare unit is provided at elevated pressure of the calculated range of gas pressures in the head under a movable slotted gas shutter (movable control device), which creates difficulties when it is necessary to burn gases from low pressure flare systems that do not have an excess pressure sufficient to create a smokeless rate of combustion and continuous burning of small quantities of gases (purge s and gate gas constant technological discharges) at a pressure less than the design pressure of high-pressure flare system.

Задача изобретения - обеспечение бездымного сжигания горючих газов переменных расходов, составов, давлений различных факельных систем на факельной установке без принудительной подачи водяного пара или(и) воздуха, или(и) воды.The objective of the invention is the provision of smokeless combustion of combustible gases of variable flow rates, compositions, pressures of various flare systems in a flare unit without the forced supply of water vapor or air and / or water.

Указанная задача достигается тем, что сжигаемые газы переменного состава и расхода из оголовка горелки факельной установки подают в зону горения с регулируемыми расчетными скоростями за счет создания подвижным регулирующим устройством в виде щелевого затвора избыточного статического давления сжигаемого газа пропорционально скорости истечения газа, создают статическое давление под регулирующим устройством от 0,00001 до 30,0 МПа, обеспечивая расчетные скорости выхода сжигаемых газов в зону горения от 1 м/сек до 8 скоростей звука, эжектируют сжигаемые газы низких кинетических энергий других факельных систем струями газов высоких кинетических энергий, при этом струи(я) газов имеют(ет) форму ограниченной толщины турбулентного потока газов с углом от минус 160° до плюс 160° от направления оси струи сжигаемых газов, а также обеспечивают возможность прохода газов высоких кинетических энергий в зону горения мимо подвижного щелевого газового затвора при пониженных давлениях факельных систем высокого давления.This problem is achieved by the fact that the combustible gases of variable composition and flow rate from the head of the torch of the flare unit are fed into the combustion zone with adjustable design speeds due to the creation of a slider shutter in the form of a slotted shutter of excess static pressure of the combusted gas in proportion to the gas flow rate, create a static pressure under the control a device from 0.00001 to 30.0 MPa, providing the estimated output velocity of the burned gases into the combustion zone from 1 m / s to 8 speeds of sound, eject combustible gases of low kinetic energies of other flare systems with jets of gases of high kinetic energies, while the jets of gases have the shape of a limited thickness of the turbulent gas flow with an angle from minus 160 ° to plus 160 ° from the direction of the axis of the jet of combusted gases, and provide the possibility of passage of gases of high kinetic energies into the combustion zone past a movable slotted gas shutter at low pressures of high-pressure flare systems.

На чертеже показана работа факельной установки, на которой осуществляется способ бездымного сжигания газов без принудительной подачи пара, и(или) воздуха, и(или) воды в зону сжигания газов.The drawing shows the operation of the flare unit, which implements a method of smokeless combustion of gases without forcing steam, and (or) air, and (or) water into the gas combustion zone.

В коаксиальный оголовок 1 по отдельному проходу 2 из факельной установки поступают сжигаемые газы высокой энергии 5. Газы из факельных систем низкого давления поступают на сжигание по отдельным проходам 3, 4, (...n). Верхняя часть прохода 2 оголовка 1 имеет насадок(и) 6 (на чертеже показан один из вариантов - прямоугольной формы), направляющий и формирующий струи сжигаемых газов 7. Выход газов из насадка 6 закрывается (при отсутствии протока газов 5 из факельной установки) подвижной частью - щелевым газовым затвором (регулирующим устройством) 8. При увеличении расхода газов 5 давление под устройством 8 увеличивается и последнее приподнимается с увеличением зазора между насадком 6 и подвижной частью - газовым затвором 8 (нижнее положение показано пунктиром). Повышение давления газов 5 приводит к увеличению: скорости истечения газов 7 из оголовка горелки, геометрических размеров газовой струи, поверхности соприкосновения факела пламени с окружающим воздухом и турбулентности струи газов 7. Струи газов 7 высокой кинетической энергии взаимодействуют со струями сжигаемых газов низких скоростей 9, 10, (...n), эжектируют их и выбрасывают последние с повышенной скоростью, прямо пропорциональной количеству газов высокой кинетической энергии и скоростей газов высокой кинетической энергии 5 и газов низких кинетических энергий 9, 10, (...n) и обратно пропорциональной количеству газов низких кинетических энергий. В данном примере регулирование суммарного (кинетического и статического) давлений под подвижным щелевым газовым затвором, а следовательно, и величины зазора в месте выхода газов производится грузом 11 с тягой 12 (гравитационным способом). Возможно регулирование величины щелевого зазора также и(или) пружинным, или(и) рычажным устройством, или(и) пневматическим, или(и) электромагнитным, или(и) другим известным способом (приводом).The coaxial head 1 through a separate passage 2 from the flare unit receives combustible high-energy gases 5. Gases from low-pressure flare systems enter the combustion through separate passages 3, 4, (... n). The upper part of the passage 2 of the head 1 has nozzles (s) 6 (a rectangular shape is shown in the drawing), directing and forming jets of combusted gases 7. The gas outlet from the nozzle 6 is closed (in the absence of a gas flow 5 from the flare unit) by the moving part - a slotted gas shutter (control device) 8. With an increase in gas flow 5, the pressure under the device 8 increases and the latter rises with an increase in the gap between the nozzle 6 and the movable part — the gas shutter 8 (the lower position is indicated by a dotted line). An increase in gas pressure 5 leads to an increase in: the velocity of the outflow of gases 7 from the head of the burner, the geometrical dimensions of the gas jet, the contact surface of the flame with the surrounding air and the turbulence of the gas jet 7. The jet of gas 7 with high kinetic energy interacts with the jet of low-velocity combustible gases 9, 10 , (... n), they are ejected and the latter are ejected at an increased rate directly proportional to the number of gases of high kinetic energy and the velocities of gases of high kinetic energy 5 and low gases kinetic energies 9, 10, (... n) and inversely proportional to the amount of gases of low kinetic energies. In this example, the regulation of the total (kinetic and static) pressures under the movable slotted gas shutter, and therefore the clearance at the gas outlet, is carried out by a load 11 with a draft 12 (gravity method). It is possible to regulate the gap gap also by (or) a spring, or (and) lever device, or (and) pneumatic, or (and) electromagnetic, or (and) other known method (drive).

Для возможности сжигания газов с незначительными расходами (например, продувочные или затворные газы или постоянные технологические сбросы) при давлении в факельной системе меньшем, чем необходимо для сжигания более значительных расходов газов, предусматриваются(ется) проходы(д) 13 газов мимо подвижного щелевого газового затвора 8 в зону горения.In order to be able to burn gases at low costs (for example, purge or gate gases or constant process discharges) at a pressure in the flare system less than that necessary for burning more significant gas costs, gas passages (e) 13 are provided past the moving slotted gas shutter 8 to the combustion zone.

Применение вышеуказанного способа сжигания газов исключает энергозатраты в виде принудительной подачи пара, и(или) воздуха, и(или) воды, улучшает качество сжигания газов и улучшает экологические показатели регионов.The use of the above method of burning gases eliminates energy costs in the form of forced supply of steam, and (or) air, and (or) water, improves the quality of burning gases and improves the environmental performance of the regions.

Claims (1)

Способ бездымного сжигания газов на факельной установке, заключающийся в подаче сжигаемых газов переменного состава и расхода из оголовка горелки факельной установки в зону горения с регулируемыми расчетными скоростями за счет создания подвижным регулирующим устройством в виде щелевого затвора избыточного статического давления сжигаемого газа пропорционально скорости истечения газа, отличающийся тем, что создают статическое давление под регулирующим устройством от 0,00001 до 30,0 МПа, обеспечивая расчетные скорости выхода сжигаемых газов в зону горения от 1 м/с до 8 скоростей звука, эжектируют сжигаемые газы низких кинетических энергий других факельных систем струями газов высоких кинетических энергий, при этом струи(я) газов имеют(ет) форму ограниченной толщины турбулентного потока газов с углом от минус 160° до плюс 160° от направления оси струи сжигаемых газов, а также обеспечивают возможность прохода газов высоких кинетических энергий в зону горения мимо подвижного щелевого газового затвора при пониженных давлениях факельных систем высокого давления.A method of smokeless burning of gases in a flare unit, which consists in supplying flammable gases of varying composition and flow rate from the tip of the torch to the combustion zone with adjustable design speeds by creating an excess static pressure of the combusted gas in the form of a slit shutter in the form of a slit shutter in proportion to the gas flow rate, different the fact that they create a static pressure under the control device from 0.00001 to 30.0 MPa, providing the estimated output rate of the burnt ha s in the combustion zone from 1 m / s to 8 speeds of sound, the combusted gases of low kinetic energies of other flare systems are ejected by jets of gases of high kinetic energies, while the jets of gases have (have) the shape of a limited thickness of the turbulent gas flow with an angle of minus 160 ° to plus 160 ° from the direction of the axis of the jet of combusted gases, and also provide the possibility of passage of gases of high kinetic energies into the combustion zone by a movable slotted gas shutter at low pressures of high-pressure flare systems.
RU2005110256/06A 2005-04-08 2005-04-08 Method for smoke-free gas combustion in flare unit RU2289755C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110256/06A RU2289755C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Method for smoke-free gas combustion in flare unit
EP06747738A EP1870636A4 (en) 2005-04-08 2006-04-03 Smoke-free method for burning gases in a flare plant
PCT/RU2006/000159 WO2006107241A1 (en) 2005-04-08 2006-04-03 Smoke-free method for burning gases in a flare plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110256/06A RU2289755C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Method for smoke-free gas combustion in flare unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2289755C1 true RU2289755C1 (en) 2006-12-20

Family

ID=37073725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005110256/06A RU2289755C1 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Method for smoke-free gas combustion in flare unit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1870636A4 (en)
RU (1) RU2289755C1 (en)
WO (1) WO2006107241A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008153444A2 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Leonid Nikolaevich Parfenov Flare device
RU2554684C1 (en) * 2013-12-30 2015-06-27 Дмитрий Витальевич Арсибеков Universal flare facility
RU2562329C2 (en) * 2012-06-01 2015-09-10 Леонид Николаевич Парфенов Parfenov's smokeless flare device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106196099B (en) * 2016-07-01 2018-09-18 山东东明石化集团有限公司 Torch heat tracing system
JP6597662B2 (en) * 2017-02-08 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 Hydrogen gas burner equipment
CN107327852A (en) * 2017-05-22 2017-11-07 南通中远船务工程有限公司 FPSO flared gases recovery system control methods

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3547567A (en) * 1968-07-25 1970-12-15 Smoke Ban Mfg Inc Flare stack combustion tip
US4021189A (en) * 1975-01-16 1977-05-03 Porta-Test Manufacturing Ltd. Gas burner
SU877241A1 (en) * 1979-09-06 1981-10-30 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Torch system
SU1078198A1 (en) * 1982-09-20 1984-03-07 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Device for measuring consumption of torch gases
AT391196B (en) * 1987-09-28 1990-08-27 Vaillant Gmbh METHOD FOR BURNING A PRE-MIXED GAS PRIMARY-AIR MIXTURE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
GB2216250B (en) * 1988-02-23 1992-03-04 Brian Grady Gas burner head
SU1746134A2 (en) * 1990-06-13 1992-07-07 Алма-Атинский городской центр научно-технического творчества молодежи "Контакт" Jumbo burner
RU2003925C1 (en) * 1991-03-25 1993-11-30 Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефт ного машиностроени Head of flame plant
RU2095686C1 (en) * 1995-12-04 1997-11-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании "Кедр-89" Burner device for flare unit
RU2248502C2 (en) * 2002-08-29 2005-03-20 Парфёнов Леонид Николаевич Method of smokeless combustion of gas

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008153444A2 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Leonid Nikolaevich Parfenov Flare device
WO2008153444A3 (en) * 2007-06-13 2009-04-09 Leonid Nikolaevich Parfenov Flare device
RU2562329C2 (en) * 2012-06-01 2015-09-10 Леонид Николаевич Парфенов Parfenov's smokeless flare device
RU2554684C1 (en) * 2013-12-30 2015-06-27 Дмитрий Витальевич Арсибеков Universal flare facility

Also Published As

Publication number Publication date
EP1870636A1 (en) 2007-12-26
EP1870636A4 (en) 2009-04-29
WO2006107241A1 (en) 2006-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2289755C1 (en) Method for smoke-free gas combustion in flare unit
US5863195A (en) Oxygen-fuel burner
RU2511902C2 (en) Reliable ignition of hot oxygen generator
US4245980A (en) Burner for reduced NOx emission and control of flame spread and length
WO2004029511A1 (en) Method and apparatus for heat treatment
US20140261111A1 (en) Combustion Efficiency Control System with a Stoichiometric Controller for a Laminar Burner System
KR101591634B1 (en) Spray nozzle, and burner and combustion device equipped with same
WO2009041081A1 (en) Solid-fuel burner, combustion device using solid-fuel burner, and method of operating the combustion device
HRP20170208T4 (en) Burner
RU2403498C1 (en) Burner for combustion of gas and black oil
US3383049A (en) Means of combating atmospheric pollution and a corresponding burner
CA2116172A1 (en) Process and device for combustion-enhanced atomization and vaporization of liquid fuels
US9568195B2 (en) Combustion efficiency control systems
RU2248502C2 (en) Method of smokeless combustion of gas
RU2012108126A (en) STABILIZING THE BURNER FLAME
RU2386897C2 (en) Parfyonov flame device
CN209362252U (en) A kind of diesel steam atomising device
CN109395622A (en) A kind of diesel steam atomising device and control method
CN203010619U (en) Oil-gas double-purpose burner for solid particle-containing fuel oil
CN110513705B (en) A adjustable combustor of regulation ratio for waste gas burns
JP2007232328A (en) Air port for dual-stage combustion, its operation method, and boiler
Plavnik Pulse combustion technology
JP2008292157A (en) Streamlined body and combustion apparatus having streamlined body
RU186013U1 (en) TORCH INSTALLATION
CN107076413A (en) By the method for oxygen feeding mechanism burning waste gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090409