WO2006107241A1 - Procede de brulage de gaz sans fumee dans une installation de torchage - Google Patents

Procede de brulage de gaz sans fumee dans une installation de torchage Download PDF

Info

Publication number
WO2006107241A1
WO2006107241A1 PCT/RU2006/000159 RU2006000159W WO2006107241A1 WO 2006107241 A1 WO2006107241 A1 WO 2006107241A1 RU 2006000159 W RU2006000159 W RU 2006000159W WO 2006107241 A1 WO2006107241 A1 WO 2006107241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gases
gas
flare
burning
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2006/000159
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Leonid Nikolaevich Parfenov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to EP06747738A priority Critical patent/EP1870636A4/de
Publication of WO2006107241A1 publication Critical patent/WO2006107241A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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

Definitions

  • 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.
  • 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 design range of gas pressures in the head under a gas shutter (movable control device), which creates difficulties when it is necessary to burn gases from low-pressure flare systems, not having an excess pressure sufficient to create a speed of smokeless combustion and continuous burning of small quantities of gases (purge and gate gas in, constant technological discharges) having a pressure less than the design pressure of high pressure to the flare system.
  • a gas shutter movable control device
  • the objective of the invention is the provision of smokeless combustion of combustible gases of variable: costs, compositions, pressures of various flare systems on a flare installation without forced supply of water vapor and / or air and / or water.
  • This problem is achieved by the fact that the combustible gases of variable composition and flow rate leave the head of the torch of the flare unit in the combustion zone with any necessary adjustable or constant design speeds from one m / s to hundreds and thousands of m / s due to the fact that in the head (and in a flare unit) an excess design pressure (for a given composition and gas flow rate) is created for the total (kinetic and static) pressure from 0.00001 MPa to 30.0 MPa.
  • the shape of the limited thickness of turbulent gas flows exiting the head with an apex angle from minus 160 ° to plus 160 ° from the direction of the axis of the jet of combusted gases provides an increase in the capture cross section of the ambient air - oxidizer and at the same time avoids the extinction of the flame, since with an increase the gas flow rate (and, accordingly, the speed) from the place of its outflow (from the tip) also slows down the gas stream, decreases the flow rate, and increases the volume.
  • the jet (s) of high kinetic energy gases interact with the gas flows from low pressure systems, eject them, increasing their speed to the required speed of smokeless combustion.
  • Figure l shows the operation of a flare unit on which a method of smokeless gas combustion of variables is carried out: composition, flow rate and pressure of several flare systems of various pressures without forced supply of steam and (or) air, and (or) water to the gas combustion zone.
  • the flare barrel (in this particular case, coaxial) 1 through a separate passage 2 from the flare unit receives combustible high-energy gases 5.
  • Gases from low-pressure flare systems go to combustion through separate passages 3 and / or 4, ...- Verkhnyaya part of the passage 2 of the head 1 has a nozzle (s) 6 (Fig. 1 shows one of the options when it is rectangular), 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 ) moving part - gas shutter (regul device) 8.
  • gas flow 5 With an increase in gas flow 5, the pressure under the device 8 also increases and the latter increases the gap between the nozzle 6 and the movable part — the gas shutter 8 (the lower position is shown by a dotted line).
  • An increase in gas pressure 5 leads to an increase in: the speed (up to calculated limits) of the outflow of gases 7 from the head of the burner, the geometric 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 combusted gas low speeds 9, 10, ...
  • n eject them and emit the latter with increased speed directly proportional to the amount of gases of high kinetic energy and the velocities of gases of high kinetic e energy 5 and gases of low kinetic energies (9, 10, ... n) and inversely proportional to the number of gases of low kinetic energies.
  • the regulation of the total (kinetic and static) pressures under the movable gas shutter 8, and, consequently, the size of the gap at the gas outlet is carried out by the load 11 on the link 12 (gravity method). It is possible to control a variable gap value also (or) by a spring or (and) lever device and / or pneumatic and / or electromagnetic and / or other known method (drive).
  • the proxies (e) of 13 gases pass by a 8 combustion zone.
  • the application 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 gas combustion and improves the environmental performance of regions by reducing the formation of hundreds and thousands of times toxic carbon monoxide (carbon monoxide - CO) .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

СПОСОБ БЕЗДЫМНОГО СЖИГАНИЯ ГАЗОВ
НА ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
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.
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. Известно, что бездымное сжигание газов на традиционных факельных установках возможно только в узком расчетном диапазоне расхода газа (как правило, минимального постоянного расхода). При увеличении 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 A.И. Факельные установки — Москва: Химия.- 1989 г., cтp.39, 40, 59).
Известен способ бездымного сжигания газов с использованием газового затвора переменного сечения, создающего перепад давления в верхней части оголовка факела, обеспечивающего расчётную скорость истечения сжигаемых газов в зону сжигания (Патент JVa 2248502 RU).
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 газовым затвором (подвижным регулирующим устройством), что создаёт 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) имеющих давление меньшее, чем расчётное давление в факельной системе высокого давления.
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. Указанная задача достигается тем, что сжигаемые газы переменного состава и расхода выходят из оголовка горелки факельной установки в зону горения с любыми необходимыми регулируемыми или постоянными расчетными скоростями от одного м/сек до сотен и тысяч м/сек за счет того, что в оголовке (и в факельной установке) создается избыточное расчетное (для данного состава и расхода газов) суммарное (кинетическое и статическое) давление от 0,00001 МПа до 30,0 МПа. При скоростях выхода газов от 1 м/сек до 3 - 8 скоростей звука (необходимых для различных текущих расхода и состава газа, но не определенных заранее на данный момент времени) создаются необходимые турбулентность потока и сечение захвата окружающего воздуха, обеспечивающее необходимое стехиометрическое соотношение газ : воздух. При этом форма ограниченной толщины турбулентных потоков газов, выходящих из оголовка с углом при вершине от минус 160° до плюс 160° от направления оси струи сжигаемых газов, обеспечивает увеличение сечения захвата окружающего воздуха - окислителя и одновременно позволяет избежать погасания пламени, так как с увеличением расхода газа (а соответственно и скорости) от места его истечения (от оголовка) также происходит торможение струи газа, уменьшение скорости потока, увеличение объема. При своём истечении из нacaдкoв(a) cтpyи(я) газов высокой кинетической энергии взaимoдeйcтвyют(eт) с потоками газов из систем низкого давления, эжектируют их, увеличивая их скорость до необходимой скорости бездымного сжигания. Предусмотрены проходы из факельной системы газов высокой энергии мимо подвижного щелевого газового затвора в зону горения. На фиг.l показана работа факельной установки на которой осуществляется способ бездымного сжигания газов переменных: состава, расхода и давления нескольких факельных систем различных давлений без принудительной подачи пара и(или) воздуха, и(или) воды в зону сжигания газов.
В ствол факела (в данном частном случае коаксиальный) 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 и/или 4, ...- п. Верхняя часть прохода 2 оголовка 1 имеет нacaдoк(и) 6 (на фиг.l показан один из вариантов, когда он 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 - газовым затвором (регулирующим устройством) 8. При повышении расхода газов 5 давление под устройством 8 также повышается и последнее увеличивает зазор между насадком 6 и подвижной частью - газовым затвором 8 (нижнее положение показано пунктиром). Повышение давления газов 5 приводит к увеличению: скорости (до расчётных пределов) 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,... п, 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, ...н) и обратно пропорциональной количеству газов низких кинетических энергий. В частном данном примере регулирование суммарного (кинетического и статического) давлений под подвижным газовым затвором 8, а, следовательно, и величины зазора в месте выхода газов производится грузом 11 на тяге 12 (гравитационным способом). Возможно регулирование переменной величины зазора также и(или) пружинным или(и) рычажным устройством или(и) пневматическим или(и) электромагнитным или(и) другим известным способом (приводом).
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 пpeдycмaтpивaютcя(eтcя) пpoxoды(д) 13 газов мимо подвижного щелевого газового затвора 8 в зону горения.
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 снижением образования в сотни и тысячи раз токсичной окиси углерода (угарного газа - СО).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
5 СПОСОБ БЕЗДЫМНОГО СЖИГАНИЯ ГАЗОВ
НА ФАКЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
Способ бездымного сжигания газов на факельной установке, о т л и ч а ю щ и й с я
10 тем, что сжигаемые газы переменного состава и(или) расхода и(или) давления выходят из оголовка горелки факельной установки в зону горения с любыми необходимыми регулируемыми расчетными скоростями от 1 м/сек до 3 - 8 скоростей звука за счет создания подвижным газовым затвором (регулирующим устройством), суммарного
(кинетического и статического) давления сжигаемого газа под ним от 0,00001 МПа до
15 30,0MПa пропорционально необходимой скорости истечения газа, эжектируют сжигаемые газы низких кинетических энергий других факельных систем струями газов высоких кинетических энергий с возможностью прохода газов высоких кинетических энергий в зону горения мимо подвижного газового затвора при пониженных давлениях факельных систем высокого давления.
20
25
30
35
PCT/RU2006/000159 2005-04-08 2006-04-03 Procede de brulage de gaz sans fumee dans une installation de torchage Ceased WO2006107241A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06747738A EP1870636A4 (de) 2005-04-08 2006-04-03 Rauchfreies verfahren zum verbrennen von gasen in einer fackelanlage

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110256 2005-04-08
RU2005110256/06A RU2289755C1 (ru) 2005-04-08 2005-04-08 Способ бездымного сжигания газов на факельной установке

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006107241A1 true WO2006107241A1 (fr) 2006-10-12

Family

ID=37073725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000159 Ceased WO2006107241A1 (fr) 2005-04-08 2006-04-03 Procede de brulage de gaz sans fumee dans une installation de torchage

Country Status (3)

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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106196099A (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 山东东明石化集团有限公司 一种火炬伴热系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386897C2 (ru) * 2007-06-13 2010-04-20 Леонид Николаевич Парфёнов Факельная установка парфенова
RU2562329C2 (ru) * 2012-06-01 2015-09-10 Леонид Николаевич Парфенов Факельная установка бездымная парфенова
RU2554684C1 (ru) * 2013-12-30 2015-06-27 Дмитрий Витальевич Арсибеков Универсальная факельная установка
JP6597662B2 (ja) * 2017-02-08 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 水素ガスバーナ装置
CN107327852A (zh) * 2017-05-22 2017-11-07 南通中远船务工程有限公司 Fpso火炬气体回收系统控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU877241A1 (ru) * 1979-09-06 1981-10-30 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Факельна система
SU1078198A1 (ru) * 1982-09-20 1984-03-07 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Устройство дл измерени расхода факельных газов
DE3833172A1 (de) * 1987-09-28 1989-04-06 Vaillant Joh Gmbh & Co Verfahren und vorrichtung zum verbrennen eines gas-primaerluft-gemisches
SU1746134A2 (ru) * 1990-06-13 1992-07-07 Алма-Атинский городской центр научно-технического творчества молодежи "Контакт" Факельна горелка
RU2003925C1 (ru) * 1991-03-25 1993-11-30 Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефт ного машиностроени Оголовок факельной установки
RU2095686C1 (ru) * 1995-12-04 1997-11-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании "Кедр-89" Горелочное устройство для факельной установки
RU2248502C2 (ru) * 2002-08-29 2005-03-20 Парфёнов Леонид Николаевич Способ бездымного сжигания газа на факельной установке

Family Cites Families (3)

* 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
GB2216250B (en) * 1988-02-23 1992-03-04 Brian Grady Gas burner head

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU877241A1 (ru) * 1979-09-06 1981-10-30 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Факельна система
SU1078198A1 (ru) * 1982-09-20 1984-03-07 Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности Устройство дл измерени расхода факельных газов
DE3833172A1 (de) * 1987-09-28 1989-04-06 Vaillant Joh Gmbh & Co Verfahren und vorrichtung zum verbrennen eines gas-primaerluft-gemisches
SU1746134A2 (ru) * 1990-06-13 1992-07-07 Алма-Атинский городской центр научно-технического творчества молодежи "Контакт" Факельна горелка
RU2003925C1 (ru) * 1991-03-25 1993-11-30 Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефт ного машиностроени Оголовок факельной установки
RU2095686C1 (ru) * 1995-12-04 1997-11-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственной компании "Кедр-89" Горелочное устройство для факельной установки
RU2248502C2 (ru) * 2002-08-29 2005-03-20 Парфёнов Леонид Николаевич Способ бездымного сжигания газа на факельной установке

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1870636A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106196099A (zh) * 2016-07-01 2016-12-07 山东东明石化集团有限公司 一种火炬伴热系统
CN106196099B (zh) * 2016-07-01 2018-09-18 山东东明石化集团有限公司 一种火炬伴热系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP1870636A4 (de) 2009-04-29
RU2289755C1 (ru) 2006-12-20
EP1870636A1 (de) 2007-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4245980A (en) Burner for reduced NOx emission and control of flame spread and length
JP2544662B2 (ja) バ―ナ―
US5199355A (en) Low nox short flame burner
KR101591634B1 (ko) 분무 노즐 및 그것을 구비한 버너와 연소 장치
JP2023145695A (ja) ＮＯｘ放出が低減されたバーナーアセンブリ
EP2780634B1 (en) Low nox burner apparatus and method
US4334854A (en) Method of controlling the combustion of liquid fuel
JPH08210619A (ja) 液体廃棄物質の熱酸化のための方法
GB2400651A (en) A Step-Diffuser for Overfire Air Injector Systems
WO2006107241A1 (fr) Procede de brulage de gaz sans fumee dans une installation de torchage
JPH0727305A (ja) 酸素含有液体燃料燃焼装置と室の高温加熱用低ＮＯｘ火炎発生法
JPH0478888B2 (ru)
HRP20140242T1 (hr) Mlaznica za pištolj za termiäśko raspršivanje i postupak za termiäśko raspršivanje
WO2014027914A1 (en) Regulation of a gas burner
US20140329187A1 (en) Device and method for spraying a combustible liquid
RU2248502C2 (ru) Способ бездымного сжигания газа на факельной установке
RU2386897C2 (ru) Факельная установка парфенова
US20220364725A1 (en) Nozzle Configured To Deliver Gas Into Incinerator
EA030991B1 (ru) Блок горелки и способ сжигания газового или жидкого топлива
CN103857961B (zh) 管状火焰燃烧器
EP3438532A1 (en) Coal nozzle assembly for a steam generation apparatus
RU2244875C1 (ru) Оголовок факельной установки
KR101587744B1 (ko) 분무 노즐, 분무 노즐을 구비한 버너 및 버너를 구비한 연소 장치
RU208401U1 (ru) Газомазутная горелка с изменяемой формой амбразуры
RU186013U1 (ru) Факельная установка

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006747738

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006747738

Country of ref document: EP