[发明专利]一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工和精细化工的废气处理技术领域，具体涉及一种适用于大流量烯烃排放气二级蒸汽引射消烟火炬燃烧器。

背景技术

在大型石油化工和煤制烯烃项目中的火炬排放气主要为烯烃排放气，包括乙炔、乙烯、丙烯甚至环己烯等极易发烟的不饱和烃类介质，采用普通扩散式燃烧火炬燃烧器无法满足无烟燃烧的要求，会产生大量黑烟，造成环保不达标。

由于火炬气排放量通常比较大，每小时的排放量小则几十吨，大则上千吨，相应无烟燃烧所需要的空气量也很庞大。目前用来处理大流量烯烃类火炬气的火炬头型式主要有空气助燃型和蒸汽-空气喷管型。

空气助燃型火炬头通过在火炬底部设置鼓风机，采用空气夹套的型式将低压空气送到火炬头出口与火炬气混合，来达到完全燃烧的目的。由于鼓风机风量的限制，无法提供足够多的空气来处理大排放量。同时，由于设置鼓风机和套管式配风措施，使得火炬系统结构复杂，不方便维修。

目前广泛采用的蒸汽消烟火炬头是在火炬头顶部通过蒸汽喷嘴向火炬气的高温区域喷入蒸汽，使蒸汽与碳黑发生水煤气反应(C+H₂O＝CO+H₂)，从而达到无烟燃烧的目的。火炬气在大量排放的时候水煤气反应只能够在火炬外焰处发生，火焰内部依然含氧量不足而存在黑烟现象，此种结构的火炬头依然无法满足大排放量负荷的工况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其能够解决火炬在大量排放烯烃类气体时由于氧气量不足而产生黑烟的问题，同时其低成本、消烟效果好、结构简单便于维修。

实现本发明目的的技术方案：一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，它包括下部直段筒体、中部锥段筒体、上部直段筒体，这三段筒体焊接成一体；一级中心蒸汽管从下部直段筒体进入位于筒体中心，其顶端焊接蒸汽喷嘴，蒸汽喷嘴位于中部锥段筒体中心，用来托高火焰；所述的引射蒸汽总管分支成两个蒸汽环管，两个蒸汽环管分上下两层布置，分别位于在中部锥段筒体、上部直段筒体外围；从每个蒸汽环管上均匀引出若干个蒸汽过渡段；每个蒸汽过渡段顶端焊接引射蒸汽喷嘴；每个引射蒸汽喷嘴布置在蒸汽喇叭口底部，并且引射蒸汽喷嘴与蒸汽喇叭口采用同心布置，间距为5～15mm；每个蒸汽喇叭口顶端焊接蒸汽和空气的混合管；蒸汽和空气的混合管均匀布置在中部锥段筒体、上部直段筒体内；在上部直段筒体顶端设置长明灯，长明灯通过高空点火器点燃，稳火块焊接在上部直段筒体出口处，用以稳定火焰；在引射蒸汽喷嘴周围设置消音罩，消音罩内放置多层消音棉，用来阻挡蒸汽喷嘴产生的喷射噪音。

如上所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其从每个蒸汽环管上均匀引出10～20个蒸汽过渡段。

如上所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其所述的蒸汽喷嘴采用不锈钢的连接板固定在筒体内壁。

如上所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其所述的引射蒸汽喷嘴为不锈钢铸件，外形是梅花型，使每千克水蒸气带入10～15千克的空气。

如上所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其所述的消音棉为圆筒式的迷宫结构。

如上所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其所述的消音罩采用不锈钢材质，螺栓连接方便拆卸。

本发明的效果在于：本发明所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器，其采用一级中心蒸汽消烟，蒸汽喷嘴中喷出的蒸汽直接与烯烃类排放气混合，能够改善火焰燃烧区的水碳比，使燃烧过程中产生的游离碳起水煤气反应，减少黑烟。该燃烧器采用二级引射蒸汽消烟，由于排放气的量很大，相应需要的消烟蒸汽量比较大，因此采用了双层蒸汽环管的结构，能大大增加混合管的数量，提高总的引射蒸汽量，设计合理的梅花蒸汽喷嘴结构和优化的当量面积，使每千克水蒸气可带入10～15千克的空气，保证在最大事故排放时实现无烟燃烧。采用双层的消音罩。内衬消音棉，消音棉采用圆筒式的迷宫结构，蒸汽从梅花型蒸汽喷嘴高速喷出，形成的喷射噪音经过消音屏的吸收和反射，然后才传播到消音罩外，能有效将噪音控制在115dB以内。火炬头出口设置的稳火块，当大排放流量排放时，对排放气形成一定阻挡，从而使部分已燃高温燃烧产物产生回流运动作为具有自动补偿能力的持续点火源，以不断点燃新鲜未然的排放气，从而达到稳定燃烧，在处理大排放量时也不至于由于流速过高而脱火。

附图说明

图1为本发明所述的一种蒸汽消烟处理大排量高热值排放气火炬燃烧器结构示意图；