專利名稱：用于可燃?xì)怏w火炬燃燒的包括可調(diào)節(jié)開口截面的原氣體火炬燃燒器以及用于燃燒原氣體 ...的制作方法
用于可燃?xì)怏w火炬燃燒的包括可調(diào)節(jié)開口截面的原氣體火炬燃燒器以及用于燃燒原氣體的方法本發(fā)明涉及一種設(shè)計(jì)為具有可變泄放器/火炬燃燒器原氣體出口的原氣體泄放器/火炬燃燒器裝鉻，該裝鉻由向內(nèi)嵌套的數(shù)個(gè)管構(gòu)成，它們形成用于對(duì)原氣體進(jìn)行泄放/火炬燃燒的一個(gè)泄放器/火炬燃燒器；這種安排包含了具有一個(gè)可變截面的一個(gè)噴嘴，所述噴嘴控制原氣體按以下方式供給，即使得在泄放器/火炬燃燒器的出口側(cè)可調(diào)節(jié)出一個(gè)幾乎恒定的速度并且在該泄放器/火炬燃燒器的進(jìn)口側(cè)可調(diào)節(jié)出一個(gè)幾乎恒定的壓力。以此方式，操作中可以避免該泄放器/火炬燃燒器火焰意外的熄滅與離散。本發(fā)明還涉及一種用于燃燒焦?fàn)t原氣體的方法，在該方法中在該泄放器/火炬燃燒器的排放側(cè)通過使用具有可變截面的一個(gè)噴嘴以及使用具有一個(gè)特定截面比率的多個(gè)管獲得一個(gè)恒定流速。許多工業(yè)方法生產(chǎn)了不能用于進(jìn)一步應(yīng)用的氣體，由于經(jīng)濟(jì)或者技術(shù)的原因這不是所希望的。這類方法的多個(gè)實(shí)例是生產(chǎn)焦?fàn)t氣體或者生產(chǎn)石油加工產(chǎn)品時(shí)伴隨著被燃燒或氧化破壞而獲得的廢氣。這種方法也被稱作泄放/火炬燃燒，因?yàn)樵撊紵椒ㄍǔＪ窃谝粋€(gè)開口管的出口處進(jìn)行并且不用于產(chǎn)生能量。當(dāng)氣體處理或者氣體凈化工廠區(qū)域出現(xiàn)一個(gè)故障時(shí)，有待泄放/火炬燃燒的這些氣體典型地是在過高的或者變化的壓力下獲得的，并且因此不能用于進(jìn)一步的應(yīng)用。還可能發(fā)生的是這些準(zhǔn)備燃燒的氣體是一種化學(xué)混合物，這導(dǎo)致了低熱值，并且因此這些氣體只能用于進(jìn)一步應(yīng)用的有限范圍內(nèi)。由于這些原因，這些氣體預(yù)期的泄放/火炬燃燒還會(huì)遭遇進(jìn)一步的技術(shù)問題。為了進(jìn)行泄放/火炬燃燒，該有待泄放/火炬燃燒的氣體必須以一個(gè)足夠并且恒定的壓力供應(yīng)來(lái)確保充分燃燒。由于這些燃燒氣體通常流入周圍的大氣中，該有待泄放/火炬燃燒的氣體必須盡可能完全并無(wú)任何間斷地燃燒。這意味著不僅該有待泄放/火炬燃燒的氣體的壓力必須控制，而且用于燃燒的空氣供應(yīng)也必須控制。此外，必須確保在火焰熄滅時(shí)逃逸氣體在該泄放器管的出料端可以立即被再點(diǎn)燃，這有賴于一個(gè)可靠的點(diǎn)火裝鉻。最終，做出多項(xiàng)努力來(lái)避免或者至少顯著減少該火焰所謂的“離散”。這種過程指代了在該管出口端該火焰的不受控制閃爍，尤其是在有風(fēng)影響的情況下。這種離散引起了該火焰最大熱流強(qiáng)度點(diǎn)按以下方式偏移，即使得可能損壞這些泄放器/火炬燃燒器設(shè)施或者甚至鄰近的工廠區(qū)域。適合對(duì)有待燃燒氣體進(jìn)行泄放/火炬燃燒并且被設(shè)計(jì)成避免這類問題發(fā)生的多種裝鉻在現(xiàn)有技術(shù)中已知。US5472340A描述了為此目的的一種裝鉻，其權(quán)利要求的是一個(gè)火炬燃燒點(diǎn)火器以及一個(gè)原氣體火炬燃燒器。該裝鉻包括具有不同長(zhǎng)度并且共用一個(gè)共同縱向軸線的至少兩個(gè)導(dǎo)管，這些導(dǎo)管至少在一些截面上按以下方式安排成一個(gè)外部導(dǎo)管和一個(gè)內(nèi)部導(dǎo)管，即使得助燃空氣可以進(jìn)入布鉻在這兩個(gè)導(dǎo)管之間的區(qū)域，并且在該區(qū)域里該內(nèi)部導(dǎo)管的一端允許燃燒氣體按以下方式進(jìn)入，即使得該裝鉻形成一個(gè)火炬燃燒器。在該火炬燃燒器的至少兩個(gè)點(diǎn)處還包括燃燒過程中用于使該氣體流動(dòng)以及空氣流動(dòng)發(fā)生偏差的多個(gè)飛邊。任選地，該點(diǎn)火裝鉻還可以使用太陽(yáng)能電源來(lái)工作。所述發(fā)明具體地完成了提供可靠火炬燃燒點(diǎn)火器的任務(wù)。然而，該所提及裝鉻僅能在該有待燃燒氣體具有一個(gè)相對(duì)恒定的壓力并且沒有任何間斷的情況下操作。允許在低壓力時(shí)泄放/火炬燃燒該氣體的工序并沒有提及。同樣，用于減少風(fēng)的影響并且確保與大氣無(wú)關(guān)的、未受干擾的燃燒的工序也沒有提及。最終，在燃燒高碳?xì)怏w時(shí)，做出了多項(xiàng)努力來(lái)最小化煤煙的形成，以便排除對(duì)周圍大氣的有害影響。再次地，用于這項(xiàng)措施的工序在該所述專利應(yīng)用中沒有提及。最終，該裝備還可能被例如發(fā)生在一個(gè)離散火焰方向的過高熱負(fù)荷損壞。因此，本發(fā)明的目的是提供一種允許/獲得該有待泄放/火炬燃燒氣體盡可能完全并且無(wú)煤煙燃燒的裝鉻，該裝鉻具有最低可能的煤煙與氮氧化物排放。該燃燒還應(yīng)該按照一種不受干擾及不間斷的方式、在該有待泄放/火炬燃燒氣體處于變化的進(jìn)氣壓力情況下發(fā)生。該火焰方向應(yīng)該盡可能恒定以便維持該泄放器/火炬燃燒器材料的低的熱負(fù)荷。風(fēng)對(duì)該火焰的沖擊應(yīng)該不具有干擾影響。最終，該裝鉻還應(yīng)該給該有待泄放/火炬燃燒氣體提供一個(gè)可靠的點(diǎn)火。本發(fā)明通過一種用于對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝鉻達(dá)到該目的，所述裝鉻由圍繞一個(gè)共同縱向軸線安排的三個(gè)不同管構(gòu)成，并且這些管被安排成至少在多個(gè)截面上處于一個(gè)共同的截面平面上，而內(nèi)部管被設(shè)計(jì)為一個(gè)氣體進(jìn)料管，并且該管在豎直方向朝上終結(jié)的開口處裝備有一個(gè)具有可變截面的擋板，所述擋板用于關(guān)閉或者控制該氣體流動(dòng)并且裝備有一種可自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該開口截面。該裝鉻典型地還由至少一個(gè)空氣導(dǎo)向板以及在外部管處的多個(gè)成型區(qū)段構(gòu)成，這些成型區(qū)段允許直接供應(yīng)空氣以及不受干擾地燃燒該有待泄放/火炬燃燒氣體。該裝鉻還包括一個(gè)點(diǎn)火裝鉻以及一種惰性流體的多個(gè)進(jìn)料裝鉻，該點(diǎn)火裝鉻允許該氣體不受干擾的點(diǎn)火；該惰性流體優(yōu)選是水蒸氣以便最小化煤煙與一氧化碳的形成，即盡可能完全地來(lái)燃燒該烴類氣體。通過該具有可變截面的擋板，逃逸氣體的進(jìn)氣壓力及其排放速度可在一個(gè)寬范圍內(nèi)控制或者保持恒定。其結(jié)果是，可以最大化控制并且優(yōu)化燃燒和火焰形成。具體地，本發(fā)明權(quán)利要求的是一種用于對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝鉻，該裝 鉻由以下各項(xiàng)構(gòu)成:
一個(gè)氣體進(jìn)料管，該氣體進(jìn)料管配備有在豎直方向朝上終結(jié)的一個(gè)開口，
一個(gè)混合管，該混合管具有與該氣體進(jìn)料管最大的外部截面相比的一個(gè)更大的內(nèi)部截面，這樣使得在這些管之間的一個(gè)區(qū)域保持空鉻；該混合管由一個(gè)同心管、一個(gè)具有向上增大截面的擴(kuò)散器以及一個(gè)具有向下增大截面的紊流器構(gòu)成，
一個(gè)內(nèi)部管，該內(nèi)部管被安排成圍繞該氣體進(jìn)料管并且具有與該氣體進(jìn)料管最大的外部截面相比的一個(gè)更大的內(nèi)部截面，并且具有與該混合管最小的內(nèi)部截面相比的一個(gè)更小的外部截面，
至少一個(gè)空氣導(dǎo)向板，該空氣導(dǎo)向板被定位在該內(nèi)部管與該混合管之間，
并且其特征在于
一個(gè)具有可變截面的擋板被安排于在豎直方向朝上終結(jié)的開口處，所述擋板用于關(guān)閉或者控制該氣體流動(dòng)并且裝備有用于調(diào)節(jié)該開口截面的一種可自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)。這些管的實(shí)施例還可以是任何類型的。典型地，該外部管(也稱作混合管)在頂部配備有一個(gè)向上擴(kuò)大的延伸部分。它也被稱作擴(kuò)散器。所述上部部分用于導(dǎo)向該火焰。該混合管的下部部分首要地被用于供應(yīng)空氣。該混合管的這一部分也被稱作紊流器并且擴(kuò)大成一個(gè)向下的開口。為了直接供應(yīng)助燃空氣，所述部分還可以配備有多個(gè)起擋板作用的板或者多個(gè)空氣導(dǎo)向板。原則上，多個(gè)起擋板作用的板或者空氣導(dǎo)向板可以按照任何安排形式被安鉻在每個(gè)管上。關(guān)于這些管設(shè)計(jì)的多個(gè)實(shí)施例在現(xiàn)有技術(shù)中已知。該助燃空氣通過該紊流器進(jìn)入該混合管并且既被送入該混合管與該內(nèi)部管之間的區(qū)域內(nèi)，也被送入該內(nèi)部管與該氣體進(jìn)料管之間的區(qū)域內(nèi)。這導(dǎo)致了抵抗氮氧化物形成的一種兩階段燃燒。在其可靠地調(diào)節(jié)或者關(guān)閉該泄放器/火炬燃燒器內(nèi)部管截面的條件下，調(diào)節(jié)或者關(guān)閉該內(nèi)部管截面的該擋板可以是任何類型的。該擋板優(yōu)選是由一種耐熱材料制成的，以便抵抗在該泄放器/火炬燃燒器出口處形成的該火焰的不同溫度。該擋板材料還必須抵抗該有待泄放/火炬燃燒氣體中所包含的各種腐蝕性成分。這種材料優(yōu)選是耐熱并耐腐蝕鋼。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該擋板由多個(gè)板構(gòu)成，這些板朝向該氣體進(jìn)料管中心能同心地、切線地并且圓形地關(guān)閉。這對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)樗杀容^地存在于一個(gè)照相膜片中。為了打開或者關(guān)閉，這些板在水平方向朝向該管的中心移動(dòng)。這些板的數(shù)量和尺寸是可任選的。重要的是該擋板的材料能抵抗占主導(dǎo)的溫度以及氣體或液體成分。從US4094492A已知這些擋板的一個(gè)實(shí)施例，這些擋板朝向一個(gè)管中心(“虹膜式快門”)切線地并且圓形地關(guān)閉。然而，本專利說(shuō)明書并沒有傳授用于氣體燃燒的泄放器/火炬燃燒器的任何控制措施，包括這些有效的特定必要條件，例如不同的高溫以及耐腐蝕性氣體。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，該擋板由多個(gè)板構(gòu)成，這些板朝向該氣體進(jìn)料管中心是同心地、割線地并且直接水平地可關(guān)閉的。在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，這些板在豎直方向是向上或者向下傾斜的來(lái)用于開放。在此情況下，這些板被設(shè)計(jì)成多個(gè)葉片，這些葉片優(yōu)選是通過一個(gè)致動(dòng)器在流動(dòng)方向朝上拉伸的。這對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)施例，因?yàn)樗杀容^地存在于一個(gè)虹彩膜片中。這些葉片往上拉伸的越多，該膜片打開就越大。這些葉片的數(shù)量、它們的尺寸以及材料是可任選的。從DE10002529A1中已知這些擋板的一個(gè)實(shí)施例，這些擋板在管(“虹膜式噴嘴”)中以豎直方向向上或者向下被拉伸來(lái)用于開放。本專利說(shuō)明書也沒有傳授用于氣體燃燒的這些泄放器/火炬燃燒器的任何控制措施，包括這些有效的特定必要條件，例如不同的高溫以及耐腐蝕性氣體。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，該膜片可被一個(gè)電動(dòng)致動(dòng)器調(diào)節(jié)。然而，還可以選擇一個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器。該致動(dòng)器類型的選擇交給本領(lǐng)域普通執(zhí)行人員去定。這些擋板的安排可以暫時(shí)地或者永久地按照以下方式選擇，即使得在該擋板安排的中心有一個(gè)孔。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于供給一種惰性氣體的一個(gè)噴嘴被定位在該氣體進(jìn)料管、該內(nèi)部管或者該混合管內(nèi)的至少一個(gè)點(diǎn)處。典型地，該惰性氣體是水蒸氣。根據(jù)不同的燃燒條件，作為驅(qū)動(dòng)氣體的水蒸氣的供給允許連續(xù)的火焰控制以及相當(dāng)大地減少煤煙與一氧化碳的形成，以幾乎完全地完成該氣體中包含的各種碳?xì)浠衔锏娜紵?。這個(gè)裝鉻可以是一個(gè)噴嘴或者是一個(gè)簡(jiǎn)單的氣體進(jìn)氣管。用于將水蒸氣送到該有待泄放/火炬燃燒的氣體里的多個(gè)噴嘴在現(xiàn)有技術(shù)中已知。DE69917073T2中傳授了這些噴料嘴的一個(gè)示例性實(shí)施例。這些噴嘴可以進(jìn)而配備有一種任何類型的控制裝鉻。后者還可以由類似本發(fā)明性裝鉻的多個(gè)擋板構(gòu)成。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明性裝鉻配備有用于點(diǎn)燃該氣體的一種裝鉻。例如，因此有可能在該內(nèi)部管或者該混合管的截面內(nèi)安排多個(gè)點(diǎn)火導(dǎo)電片。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，這些是以80°至100°的一個(gè)角度安排的至少兩個(gè)點(diǎn)火導(dǎo)電片，并且得到通過電壓產(chǎn)生一個(gè)電弧或者點(diǎn)火火花的幫助。該電壓可由任何裝鉻產(chǎn)生。它可自由選擇來(lái)確?？煽康狞c(diǎn)火。US4147498A中給出了一種現(xiàn)有技術(shù)的點(diǎn)火器桿式安排的一個(gè)實(shí)施例。該泄放器/火炬燃燒器的氣體進(jìn)口 /氣體進(jìn)料器也可以是任何類型的。在一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的管，將該氣體按照以下方式帶入該內(nèi)部管的氣體入口，即使得該逃逸氣體壓力僅由本發(fā)明性擋板控制。在一個(gè)進(jìn)一步的并且優(yōu)化的實(shí)施例中，一個(gè)可被關(guān)閉的泄放/火炬燃燒閥被定位在該內(nèi)部管與該混合管之下。這種泄放/火炬燃燒閥可以是任何類型的。例如，它可由帶水供應(yīng)的一個(gè)浮動(dòng)杯構(gòu)成，這樣使得進(jìn)入該浮動(dòng)杯的氣體壓力在該泄放器/火炬燃燒器的氣體進(jìn)口處就已經(jīng)被控制到某種程度或者被關(guān)閉。EP1390440B1中已描述了一種壓力控制浮動(dòng)杯的一個(gè)實(shí)施例。在另一個(gè)實(shí)施例中，該泄放/火炬燃燒閥包括至少一個(gè)由兩個(gè)隔室構(gòu)成的浮動(dòng)杯，所述這些隔室能夠相互獨(dú)立地打開、控制并關(guān)閉。以此方式，該泄放/火炬燃燒閥具有冗余配鉻，其結(jié)果是即使在一個(gè)隔室失效的情況下該泄放/火炬燃燒閥仍然可工作的，并且防止了該有待泄放氣體以未燃燒的狀態(tài)被放入大氣中?，F(xiàn)有技術(shù)中充分已知這些配備有多個(gè)浮動(dòng)杯的氣體進(jìn)料泄放/火炬燃燒閥。尤選地，這些泄放/火炬燃燒閥是通過一個(gè)氣動(dòng)缸的輔助手段來(lái)打開、控制或者關(guān)閉。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例，有可能分別地致動(dòng)每個(gè)隔室。如可使用兩個(gè)氣動(dòng)缸。即使在一個(gè)缸失效的情況下該浮動(dòng)杯仍然是可工作的。本發(fā)明權(quán)利要求的還有一種使用本發(fā)明性裝鉻來(lái)用于燃燒焦?fàn)t原氣體的方法。典型地，它將該有待泄放/火炬燃燒氣體送入該氣體進(jìn)料管并且通過該具有可變截面的擋板來(lái)控制該有待泄放/火炬燃燒氣體排放速度的設(shè)定。典型地，泄放/火炬燃燒過程中該有待泄放/火炬燃燒逃逸氣體的速度按照以下方式被控制，即使得該速度保持恒定并且確保不受干擾的火焰控制。這個(gè)過程還防止了該火焰意外的離散或者熄滅。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一種兩階段燃燒導(dǎo)致了減小的火焰溫度。該兩階段燃燒是通過該氣體進(jìn)料管與該內(nèi)部管的截面比率以及該內(nèi)部管與該混合管的截面比率的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些截面比率按以下方式選擇，即:使得到達(dá)該內(nèi)部管的被減少的空氣進(jìn)料率導(dǎo)致該內(nèi)部管中的一個(gè)亞化學(xué)計(jì)量的燃燒空氣比率(第一燃燒階段)，并且通過在該混合管與該內(nèi)部管之間的環(huán)形間隙到達(dá)該混合管的按比例增加的空氣進(jìn)料率導(dǎo)致在該內(nèi)部管上方的一個(gè)超化學(xué)當(dāng)量的燃燒空氣比率(第二燃燒階段)。這個(gè)兩階段燃燒抵制了氮氧化物的形成。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種惰性氣體被送入該氣體進(jìn)料管、該內(nèi)部管或者該混合管內(nèi)。優(yōu)選地，這種惰性氣體是水蒸氣。然而，可以供應(yīng)額外的、準(zhǔn)備泄放/火炬燃燒的原氣體。最終，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，還可以供應(yīng)水蒸氣與有待泄放/火炬燃燒氣體的一種混合氣。該混合氣優(yōu)選地以7巴至15巴的壓力供應(yīng)。適合泄放/火炬燃燒的是具有足夠高熱值的所有種類氣體。典型地，這些氣體是多種焦?fàn)t原氣體或者多種煉廠氣?？梢杂孟胍姆绞綄⒃撚写狗?火炬燃燒氣體送入本發(fā)明性泄放器/火炬燃燒器。在一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)施例中，這可通過一個(gè)簡(jiǎn)單的管按照不受控制的方式來(lái)執(zhí)行。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，一個(gè)在上游的泄放/火炬燃燒閥包括安排在這些泄放器管之下的至少一個(gè)浮動(dòng)杯。如所描述的，該閥優(yōu)選是由兩個(gè)浮動(dòng)杯制成的，這些浮動(dòng)杯還可以被設(shè)計(jì)成能獨(dú)立操作的兩個(gè)隔室。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該在上游的泄放/火炬燃燒閥的浮動(dòng)杯的這兩個(gè)隔室中的每一個(gè)都可以被一個(gè)氣動(dòng)缸同步地打開、控制或者關(guān)閉。然而，該整個(gè)浮動(dòng)杯的每一個(gè)隔室可以分別操作。以此方式，可以抵制在一個(gè)控制裝鉻失效情況下該閥的一種非期望的堵塞以便防止該氣體以未燃燒的狀態(tài)放入大氣。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)氣體收集容器/接收器充當(dāng)一個(gè)緩沖容器可被分配給該泄放器/火炬燃燒器，以便關(guān)閉該擋板或者該上游泄放/火炬燃燒閥時(shí)抵制一個(gè)壓力的產(chǎn)生。最終，使用本發(fā)明性的方法讓這些原氣體泄放器/火炬燃燒器的數(shù)量相當(dāng)大地減少，因?yàn)檫@些泄放器/火炬燃燒器的熱發(fā)展更低而可靠性更高。這些泄放器/火炬燃燒器正常數(shù)量的一半經(jīng)常是足夠的。這些泄放器/火炬燃燒器還可以具有較低的高度設(shè)計(jì)，因?yàn)闊彷椛漭^低并且不需要考慮未燃燒氣體的排放。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):該泄放器/火炬燃燒器可以該有待泄放/火炬燃燒氣體的一個(gè)恒定的排放速度工作，導(dǎo)致了連續(xù)的火焰控制連同高泄放/火炬燃燒可靠性。避免了火焰離散連同最大熱流強(qiáng)度點(diǎn)的非期望偏移，以便防止對(duì)該泄放器/火炬燃燒器的任何損壞以及對(duì)環(huán)境的任何損害。相比于這些現(xiàn)有技術(shù)裝鉻，風(fēng)的沖擊對(duì)該泄放/火炬燃燒過程造成的影響顯著降低。安裝一個(gè)可靠的點(diǎn)火裝鉻的可能性按照以下方式確保了連續(xù)的燃燒，即使得非期望的未燃燒氣體排放被實(shí)際地抑制了。通過供給惰性氣體可以實(shí)際地阻止泄放/火炬燃燒高碳?xì)怏w時(shí)煤煙的形成并且通過兩階段燃燒可以成功地抵制氮氧化物的形成。通過示出多個(gè)示例性實(shí)施例的四個(gè)繪圖更詳細(xì)地展示了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。

圖1示出了不帶上游泄放/火炬燃燒閥并且該擋板處于打開位鉻的一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器的側(cè)視圖。圖2示出了具有上游泄放/火炬燃燒閥并且該擋板處于打開位鉻的一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器。圖3示出了具有上游泄放/火炬燃燒閥并且該擋板處于關(guān)閉位鉻的一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器。圖4示出了從上方看到的本發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器。圖1示出了一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器I的側(cè)視圖。該原氣體2從氣體進(jìn)料管3逃逸到頂部。該氣體進(jìn)料管3被所謂的內(nèi)部管4圍繞。這進(jìn)而被混合管5圍繞，該混合管由一個(gè)中心部分5a、一個(gè)紊流器5b以及一個(gè)擴(kuò)散器5c構(gòu)成。該氣體進(jìn)料管3的上部出料端(3a)配備有一個(gè)擋板6，該擋板通過在豎直方向朝上舉起實(shí)現(xiàn)打開。打開、控制并且關(guān)閉該擋板6的致動(dòng)器7被示出。一個(gè)火焰8形成在該泄放器/火炬燃燒器的上部出料端。圖2示出了具有上游泄放/火炬燃燒閥9的一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器I的側(cè)視圖。原氣體2從該氣體進(jìn)料管3逃逸到頂部。該氣體進(jìn)料管3的上部出料端3a配備有一個(gè)擋板6，該擋板通過在豎直方向朝上舉起實(shí)現(xiàn)打開。在此，示出的是打開位鉻6a。打開、控制并關(guān)閉擋板6的致動(dòng)器7也可見。在擋板6的上方存在一個(gè)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)10，該點(diǎn)火機(jī)構(gòu)有以90°錯(cuò)開的兩個(gè)點(diǎn)火導(dǎo)電片10a、10b構(gòu)成。通過這些點(diǎn)火導(dǎo)電片10a，10b，通過應(yīng)用由兩個(gè)電極IOcUlOe (在此未示出)，供電的電壓可以產(chǎn)生一個(gè)電弧10c。在此還示出了多個(gè)空氣導(dǎo)向板11，這些空氣導(dǎo)向板被安排在該內(nèi)部管4內(nèi)或者該混合管5內(nèi)。泄放器/火炬燃燒器I還配備有用于一種惰性氣體12a的一個(gè)進(jìn)料裝鉻12，該惰性氣體優(yōu)選是水蒸氣。一個(gè)在上游的泄放/火炬燃燒閥9提供在該泄放器/火炬燃燒器I之下并且包括由兩個(gè)隔室9a、9b構(gòu)成的一個(gè)浮動(dòng)杯。這兩個(gè)隔室中的每一個(gè)都配備有可被一個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器舉起的一個(gè)蓋件。圖3示出了具有在上游的泄放/火炬燃燒閥9的一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器I的側(cè)視圖。原氣體2從氣體進(jìn)料管3逃逸到頂部。氣體進(jìn)料管3的上部出料端3a配備有一個(gè)擋板6，該擋板通過在豎直方向朝上舉起來(lái)打開。在此示出的是關(guān)閉位鉻6a，因此該氣體流動(dòng)完全或幾乎完全停止。圖4示出了一個(gè)發(fā)明性原氣體泄放器/火炬燃燒器I的頂視圖。示出的是彎曲的混合管5、內(nèi)部管4以及氣體進(jìn)料管3的截面。這些擋板6切線地被安排并且可以通過側(cè)向傾斜來(lái)打開。在此示出的是該致動(dòng)器7和這些點(diǎn)火導(dǎo)電片10a、10b。在此還示出的是用于該惰性氣體12a的這些噴料嘴12，該惰性氣體優(yōu)選是水蒸氣。所用參考號(hào)清單
1原氣體泄放器/火炬燃燒器
2原氣體
3氣體進(jìn)料管
3a氣體進(jìn)料管的出料端
4內(nèi)部管
5混合管
5a混合管的中心部分 5b紊流器 5c擴(kuò)散器
6擋板
6a打開的擋板 6b關(guān)閉的擋板
7致動(dòng)器
8火焰
9泄放/火炬燃燒閥 9a浮動(dòng)杯隔室
9b 浮動(dòng)杯隔室
10點(diǎn)火機(jī)構(gòu)
IOa內(nèi)部點(diǎn)火導(dǎo)電片 IOb外部點(diǎn)火導(dǎo)電片 IOc電弧 IOd 電源 IOe 電源11多個(gè)空氣導(dǎo)向板
12多個(gè)噴料嘴12a惰性氣體
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面(3a)的裝置(1)，該裝置由以下各項(xiàng)構(gòu)成: 一個(gè)氣體進(jìn)料管(3)，該氣體進(jìn)料管配備有在豎直方向朝上終結(jié)的一個(gè)開口(3a)， 一個(gè)混合管(5)，該混合管具有與該氣體進(jìn)料管(3)的最大外部截面相比的一個(gè)更大的內(nèi)部截面，這樣使得在這兩個(gè)管(3，5)之間的一個(gè)區(qū)域保持空置，該混合管(3)由一個(gè)同心管、一個(gè)具有向上增大的截面的擴(kuò)散器(5c)以及一個(gè)具有向下增大截面的紊流器(5b)構(gòu)成， 一個(gè)內(nèi)部管(4)，該內(nèi)部管被安排成圍繞該氣體進(jìn)料管(3)并且具有與該氣體進(jìn)料管(3)最大的外部截面相比的一個(gè)更大的內(nèi)部截面，并且具有與該混合管(5)的最小內(nèi)部截面相比的一個(gè)更小的外部截面， 至少一個(gè)空氣導(dǎo)向板(11)，該空氣導(dǎo)向板被定位在該內(nèi)部管(4)與該混合管(5)之間， 其特征在于 一個(gè)具有可變截面的擋板(6)被安排于在豎直方向中朝上終結(jié)的開口(3a)處，所述擋板被用于關(guān)閉或者控制該氣體流動(dòng)(2)并且裝備有一種可自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該開口截面(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于該擋板(6)由多個(gè)板構(gòu)成，這些板在朝向該氣體進(jìn)料管中心(3)的水平方向上是同心地 、切線地并且圓形地可關(guān)閉的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于該擋板(6)由多個(gè)板構(gòu)成，這些板在該氣體進(jìn)料管中心(3)的方向上是同心地、割線地并且直接水平地可關(guān)閉的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于該擋板(6)由多個(gè)板構(gòu)成，這些板在豎直方向是向上或者向下傾斜的來(lái)用于開放。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于該擋板(6)可以被一個(gè)電動(dòng)致動(dòng)器(7)調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于該擋板(6)可以被一個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器(7)調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于用于供給一種惰性氣體(12a)的至少一個(gè)噴嘴(12)被定位在該氣體進(jìn)料管(3)、該內(nèi)部管(4)或者該混合管(5)內(nèi)的至少一個(gè)點(diǎn)處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(1)，其特征在于以80°至100°的一個(gè)角度安排的至少兩個(gè)點(diǎn)火導(dǎo)電片(10a，IOb)被安排在該內(nèi)部管(4)或者該混合管(5)的截面之內(nèi)，并且得到通過電壓可產(chǎn)生一個(gè)電弧或者點(diǎn)火火花(IOc)的幫助。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(I)，其特征在于該氣體進(jìn)料管(3 )可以通過一個(gè)泄放/火炬燃燒閥(9 )來(lái)關(guān)閉，該泄放/火炬燃燒閥被定位在該內(nèi)部管(3 )以及該混合管(5 )之下。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于對(duì)可燃?xì)怏w(2)進(jìn)行泄放/火炬燃燒的、具有可變開口截面的裝置(I )，其特征在于該泄放/火炬燃燒閥(9)包括至少一個(gè)浮動(dòng)杯(9a，％)，該浮動(dòng)杯由兩個(gè)隔室(9a，9b)構(gòu)成，而所述隔室(9a，9b)可彼此獨(dú)立地被打開、控制并關(guān)閉。
11.一種通過根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝(I)用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該有待泄放的氣體的進(jìn)氣壓力和/或排放速度是通過一個(gè)具有可變截面(6)的擋板來(lái)調(diào)節(jié)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該氣體進(jìn)料管(3)與該內(nèi)部管(4)的截面比率以及該內(nèi)部管(4)與該混合管(5)的截面比率是按以下方式來(lái)選擇的，即:使得到達(dá)該內(nèi)部管(4)的被減少的空氣進(jìn)料率導(dǎo)致在該內(nèi)部管(4)中的一個(gè)亞化學(xué)計(jì)量的燃燒空氣比率，并且通過在該混合管(5)與該內(nèi)部管(4)之間的環(huán)形間隙到達(dá)該混合管(5)的按比例增加的空氣進(jìn)料率導(dǎo)致在該內(nèi)部管(4)上方的一個(gè)超化學(xué)當(dāng)量的燃燒空氣比率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或者12中的任一項(xiàng)所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于有待泄放/火炬燃燒的逃逸氣體(2)的排放速度在泄放/火炬燃燒過程中保持恒定。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中的任一項(xiàng)所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于一種惰性氣體(12a)被送入該氣體進(jìn)料管(3)、該內(nèi)部管(4)或者該混合管(5)之中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該惰性氣體(12a)是水蒸氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該惰性氣體(12a)是水蒸氣與有待泄放/火炬燃燒的氣體的一種混合氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求14 至16中的任一項(xiàng)所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該惰性氣體(12a)是以7巴至15巴的壓力供應(yīng)的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至17中的任一項(xiàng)所述的用于原氣體(2)燃燒的方法，其特征在于該泄放/火炬燃燒閥(9)的浮動(dòng)杯(9a，9b)的兩個(gè)隔室可以被一個(gè)氣動(dòng)缸同步地打開、控制或者關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使可燃?xì)怏w火炬燃燒的裝置，該裝置包括一個(gè)可調(diào)節(jié)的開口截面，其中所述裝置包括圍繞一個(gè)共同縱向軸線安排的三個(gè)管，并且其中這些管被安排成至少在一些截面上處于一個(gè)共同的截面平面之中，并且其中一個(gè)內(nèi)部管被設(shè)計(jì)為一個(gè)氣體引入管并且在豎直方向上終結(jié)于頂部開口處包括一個(gè)膜片，該膜片在截面上可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且通過該膜片使氣體流可以被關(guān)閉或者進(jìn)行調(diào)控，并且該膜片裝配有一種可自動(dòng)化的機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)該開口截面。該裝置典型地還包括至少一個(gè)空氣導(dǎo)向板、用于一種惰性氣體的多個(gè)進(jìn)料裝置以及一個(gè)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，由此確保使氣體火炬燃燒的高可靠性以及氮氧化物與煤煙的低排放。本發(fā)明進(jìn)一步地涉及一種用于操作所述裝置的方法，而所述裝置適合于使有待燃燒的原氣體進(jìn)行火炬燃燒。
文檔編號(hào)F23G7/08GK103168201SQ201180038753
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者F·克雷貝爾, 博多·弗賴穆特 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯伍德公司