[發明專利]一種分段式燃氣火炬燃燒系統

在審

• 申請號: 202210505828.7
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114738786A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 尤志堅;吳莉麗
• 申請（專利權）人: 南京遠大環境工程有限公司
• 主分類號: F23K5/00
• 分類號: F23K5/00;F23N1/00;F23N5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種分段式燃氣火炬燃燒系統，包括將進氣總管接入燃氣分配管，各級分支燃氣管的口徑根據設計分配的各級燃燒氣量確定，各配置對應口徑的手動閥、氣動或電動閥、阻火器組成的分級燃燒器閥組，控制火炬內相互獨立均布的各對應分級燃燒器噴嘴管的燃燒頭燃燒氣供應，各分級燃燒器投用時，燃氣從燃燒頭噴出，被點火長明燈點燃后燃燒。根據燃燒氣量和強度自動調節進風量，一部分與均布的燃燒頭噴出的燃氣均勻混合提供所需氧氣，多余部分進一步與燃燒后的煙氣混合降低排出煙氣的溫度，減少熱輻射影響。燃燒器能夠在一個很寬的流量范圍內通過分級投放各級燃燒器分級燃燒的方式適應燃氣量的大范圍變化，均能平穩、安全、無煙燃燒，達標排放。

技術領域

本發明屬于燃燒器技術領域，具體涉及一種分段式燃氣火炬燃燒系統。

背景技術

垃圾處理滲濾液、污水處理、禽畜類養殖場糞便處理以及生物制藥等各種厭氧發酵處理過程中都會產生副產品沼氣，沼氣中的主要成分為甲烷，屬溫室氣體，根據環保要求是不可以直接排放的。在厭氧處理過程中產生的以甲烷為主要成份的沼氣必須通過燃燒利用其熱能，或通過火炬燃燒后再進行達標排放；還有其他燃氣（天然氣、煤氣、液化氣等）在儲運中轉過程也有多余燃氣需要應急燃燒排放的要求；火炬燃燒器是沼氣、天然氣等火炬燃燒排放的核心設備，同時根據GB/T41191-2021《沼氣工程火焰燃燒器》要求，對密閉式沼氣火炬，要求在燃燒量調節比不低于5：1情況下，在最大壓力和流量時沼氣火炬不發生飄明火現象，在最低額定壓力時，沼氣火炬能夠穩定燃燒且不發生回火現象，沼氣火炬處理能力不能小于每小時峰值產氣量，火炬外表面溫度不宜高于環境溫度60℃。這就對沼氣燃燒器提出了更高的要求。

隨著節能減排，碳達峰碳中和政策的實施，污染物綜合利用的意識和要求不斷提高，對環保達標排放要求也進一步提高，近年來沼氣工程項目得到了明顯大力發展，并隨著厭氧發酵技術的提高和沼氣收集技術的優化，沼氣產量不斷提高，沼氣處理量和沼氣處理能力需求提上了一個新的臺階，從最初的50方左右小型火炬為主到現在火炬沼氣量不斷擴大，1000方以上以及更大的火炬處理要求不斷出現。對火炬燃燒器提出了新的要求，要求燃燒器能夠具有更大的燃燒量調節比，也就是要能夠在更大的沼氣量范圍內穩定、安全燃燒，達標排放。現有火炬燃燒器對燃氣量的適應范圍比較窄，對大流量燃氣火炬不能很好適用，存在許多問題。

現有火炬燃燒器都采用一段燃燒方式，即除點火長明燈外，只有一路燃燒器和閥組，一般都按設計氣量配置燃燒器和閥組，造成沼氣項目運行初期，由于厭氧發酵也是逐步投入運行以及初期需要調試調整，沼氣量遠達不到設計氣量，火炬運行存在大牛拉小車情況，經常造成點不著火或熄火，不能連續正常、安全燃燒；需要依靠人工檢查及時處理，存在安全隱患；只有到后期產氣量上來了接近設計氣量時燃燒才能逐步正常；后期沼氣量大了，又容易出現脫火，飄火、燃燒不完全等情況；還有一種情況就是實際產氣量由于多種原因與設計產氣量有較大出入，也會影響火炬的正常運行。總之，火炬不能適應燃氣量的變化，適用流量范圍小，燃燒量調節比小。

現有火炬存在兩種配風方式，一種是配置風機，通過強制通風方式給火炬提供燃燒所需空氣(氧氣)，另一種是不配風機采用自然吸風方式供氧。從用戶實際使用情況來看，配置風機的強制通風火炬對于小氣量火炬來講還能夠正常運行，隨著沼氣量加大，火炬燃燒所需空氣大大增加，而作為應急燃燒排放的火炬燃氣量的變化也是根據生產過程變化或突發情況而不斷變化的，同一臺風機的配風能力很難隨沼氣量的變化及時匹配，造成點火初期或熄火后重新點火時風量太大影響正常點火和燃燒，而沼氣量大時配風又跟不上容易造成燃燒不完全，達不到環保排放要求，還存在安全隱患。

現有火炬技術都是采用一路點火長明燈、一路火焰檢測器，對于大氣量火炬來說，由于火炬筒體直徑大，自然吸氣時環境風向風量對火炬供氣的穩定性產生一定影響，在沼氣量較小時，火焰充滿度小，一路點火長明燈和火焰檢測不能保證及時正確完成點火和火焰檢測，造成點火故障或誤報。影響火炬正常安全的燃燒運行。