[发明专利]用于使火炬烟囱中的烟雾形成最少化的设备和方法

说明书

优先权声明

本申请要求2014年5月1日提交的美国申请序号14/266,997和14/266,992的优先权，这些申请要求2013年5月3日提交的美国临时申请序号61/819,189和61/819,192的权益。

技术领域

本申请涉及一种用于使在火炬烟囱(flaringstack)中的烟雾形成最少化的设备。

背景技术

在传统上已经利用火炬设备来燃烧和排出可燃气体。火炬设备通常安装在火炬烟囱上并且就位在生产、冶炼和加工工厂中，以处理易燃废气或其它易燃气流，该气流由于任何原因被释放，包括但不限于排气、停机、故障和/或紧急情况。火炬烟囱主要被用于从设施中排放不需要的废气流。

通常希望在不产生烟雾的情况下燃烧易燃气体，并且法规规定减少在燃烧期间的烟雾产生。

对于在燃烧期间减少烟雾的形成，已经采用的一种方法包括使所要燃烧的废气流与环境空气混合来使易燃废气的氧化最大化，以防止烟雾的产生。已经使用的另一方法包括例如通过喷射器向燃烧区供应蒸汽来增加氧化，以限制烟雾的形成。在一些应用中，一起使用环境空气和蒸汽引入来进一步减少烟雾的形成。

当可以使用足够的环境空气或环境空气和蒸汽与可燃废气接触时，该混合物可以无烟地燃烧。对于典型的火炬设备，具有有限量的可用于与废气混合的空气，因此具有有限的无烟能力。

已经提出了多种设备和过程来提高来自火炬的可燃气体的无烟燃烧。例如，授予Desty等人的美国专利序号3,833,337和授予Poe等人的美国专利序号8,337,197提出使用郁金香形的柯恩达(Coanda)末端。已经在具有高流率和压力的火炬中使用柯恩达末端，以导致废气粘附在表面上。由柯恩达效应引起的负压和粘性力导致以较薄的膜将流体抽靠在表面上，这允许附近的流体(例如环境空气)与该流体流有效混合。Poe描述了为了实现柯恩达效应，柯恩达表面的表面应当足够平滑。

尽管目前的设备和方法已经改善了废气流的无烟燃烧，但是基于法规和环境的考虑，希望进一步减少烟雾形成量。

发明内容

根据一方面，提供了一种在火炬烟囱的运行中使烟雾的形成最少化的设备。该设备包括大体上环形的气体偏导器，该气体偏导器具有用于使废气沿着其进行偏转的外表面。该设备还包括多个叶片，该叶片从气体偏导器径向地延伸，以在燃烧期间在废气和助燃空气之间提供改善的混合。根据一种方案，叶片包括周向间隔开的大体上竖直的肋部。气体偏导器可以包括具有柯恩达表面的郁金香形的盆体(bowl)。

根据另一方面，提供了一种用于燃烧废气以减少烟雾的形成的方法。该方法包括使废气沿着大体上环形的气体偏导器的外表面行进，该气体偏导器包括多个从其外表面径向延伸的叶片。该方法还包括将环境空气朝向外表面抽吸以与废气混合。该方法还包括点燃废气以在具有减少的烟雾形成的情况下燃烧废气。

附图说明

图1是根据各种实施例的包括多个支承臂部和多个对应的气体偏导器的设备的透视图；

图2是根据各种实施例的具有气体偏导器的设备的支承臂部的透视图；

图3是图2的支承臂部的剖视图，气体偏导器在降低的位置支承在其上；

图4是图2的支承臂部的局部剖视图，其中气体偏导器处于升高位置；

图5是图2的气体偏导器的顶视图；

图6是图5的气体偏导器沿着线A-A的侧面剖视图；

图7是图6的气体偏导器沿着线B-B的侧面剖视图；

图8是根据另一方案的具有气体偏导器的设备的支承臂部的透视图。

本领域技术人员将意识到，图中的元件是为了简化和清晰而示出的，不一定按比例绘制。例如，可以相对于其它元件夸大图中的一些元件的尺寸和/或相对位置，以有助于改善对本发明的各种实施例的理解。同样，为了有助于对本发明的这些实施例的更少地遮挡的察看，通常不示出在商业上可行的实施例中有用或必需的一般的并且容易理解的元件。还将意识到的是，可以按照特定的发生顺序描述某些行为和/或步骤，然而该领域的技术人员将理解的是，实际上不需要这种关于顺序的特定性。还将理解的是，除了在本文中已经以其它方式提出的不同的特定含义以外，在本文中使用的术语和词句具有本领域技术人员赋予这些术语和词句的普通的技术含义。

具体实施方式