一种蒸汽助燃型火炬燃烧器

技术领域

本发明涉及化工火炬领域，尤其是涉及到一种蒸汽助燃型火炬燃烧器。

背景技术

火炬系统是炼厂重要的安全环保设施，主要作用是在开停工、非正常工况以及事故状态下将含有烃类、硫化氢等各类的火炬气进行燃烧处理，火炬排放气体的组成具有复杂性、时变性，流动状态具有瞬时性、突然性和大排量等特点，这对火炬燃烧性能要求非常高，目前蒸汽助燃型火炬燃烧器通常是扩大放空筒体直径来降低气体流速的方法，火炬在燃烧时不能充分与空气混合，容易产生黑烟，且燃烧不充分，烃类火炬气及酸性气不能完全燃烧，会形成可燃及有毒气云，给炼厂及周边带来安全和环境风险，因此需要研制一种蒸汽助燃型火炬燃烧器，以此来解决目前蒸汽助燃型火炬燃烧器通常是扩大放空筒体直径来降低气体流速的方法，火炬在燃烧时不能充分与空气混合，容易产生黑烟，且燃烧不充分，烃类火炬气及酸性气不能完全燃烧，会形成可燃及有毒气云，给炼厂及周边带来安全和环境风险的问题。

针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种蒸汽助燃型火炬燃烧器，其结构包括助燃装置、固定环、绷绳、火炬燃管、风罩、叶轮、液箱、双轴电机、转轴，所述的火炬燃管底部设有液箱，所述的液箱安装在火炬燃管上，所述的液箱上方设有双轴电机，所述的双轴电机安装在火炬燃管前端，所述的双轴电机两侧均设有风罩，所述的风罩内部设有叶轮，所述的叶轮和风罩相配合，所述的叶轮中心位置设有转轴，所述的转轴和叶轮固定连接，所述的叶轮通过转轴与双轴电机连接，所述的双轴电机上方设有固定环，所述的固定环和火炬燃管固定连接，所述的固定环两侧均设有绷绳，所述的绷绳和固定环活动连接，所述的火炬燃管顶部设有助燃装置，所述的助燃装置安装在火炬燃管上。

作为本技术方案的进一步优化，所述的助燃装置包括有液罐、热引向机构、支杆、隔热引流罩、增氧燃焰机构、排气管、增流助燃机构，所述的隔热引流罩内部设有增氧燃焰机构，所述的增氧燃焰机构垂直安装在隔热引流罩内部，所述的增氧燃焰机构上方设有热引向机构，所述的热引向机构两侧均设有支杆，所述的热引向机构通过支杆垂直安装在热引向机构上方，所述的热引向机构顶部设有液罐，所述的液罐和热引向机构相连接，所述的隔热引流罩底部设有增流助燃机构，所述的增流助燃机构安装在火炬燃管上，所述的增流助燃机构与增氧燃焰机构和热引向机构相配合，所述的增流助燃机构两侧均设有排气管，所述的排气管和隔热引流罩连接，所述的隔热引流罩呈中空圆台形结构，并且下底镂空朝上设置在火炬燃管上。

作为本技术方案的进一步优化，所述的热引向机构包括有蒸汽集收罩、导汽管、热传导杆、支筒、排汽环座、引流罩、热传导板，所述的引流罩中心位置设有支筒，所述的支筒垂直安装在引流罩上，所述的支筒内部中心位置设有热传导杆，所述的支筒下方设有热传导板，所述的热传导板与热传导杆连接，所述的热传导板上方设有排汽环座，所述的排汽环座安装在支筒外壁上，所述的引流罩两侧均设有导汽管，所述的支筒上方设有蒸汽集收罩，所述的排汽环座通过导汽管与蒸汽集收罩连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述的排汽环座包括有环座、排汽口、汽嘴，所述的环座内圈上设有汽嘴，所述的汽嘴和环座连接，所述的汽嘴底部设有排汽口，所述的排汽口和汽嘴为一体化结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述的增氧燃焰机构包括有导焰片、燃焰环座、上气嘴、排流口，所述的燃焰环座顶部设有导焰片，所述的导焰片倾斜焊接固定在燃焰环座顶部，所述的燃焰环座内圈上设有上气嘴，所述的上气嘴固定在燃焰环座内壁上，所述的上气嘴顶部设有排流口，所述的排流口和上气嘴为一体化结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述的增流助燃机构包括有排气立管、隔热层、下气嘴、引气管、连接气座，所述的连接气座顶部中心位置设有排气立管，所述的排气立管垂直安装在连接气座顶部，所述的排气立管外壁上设有隔热层，所述的隔热层和排气立管固定连接，所述的连接气座两侧均设有引气管，所述的引气管和连接气座连接，所述的排气立管两侧均设有下气嘴，所述的下气嘴和连接气座连接。

本发明一种蒸汽助燃型火炬燃烧器，设计合理，功能性强，具有以下有益效果：

本发明助燃装置安装在火炬燃管上，并且与风罩和液箱相配合，火炬燃管在燃焰过程中叶轮在双轴电机的驱动下旋转，持续往火炬燃管内部抽入空气，且在助燃装置的结构设置下，增加火焰燃烧中的含氧量，使火炬在燃烧时充分与空气混合，同时对燃焰过程中产生的热量进行利用，使其产生蒸汽，使蒸汽和空气充分混合，在引流作用下，使燃焰过程中产生的烟气通过蒸汽和空气形成屏障后排出，能够吸附且降解烟气中的有害物质，并且能够很好对烟气和火焰进行降温，集中的有害物质和热量最终被排入液箱的水中，通过水吸收热量，利用气浮原理回收有害物质，从而在提高火炬燃烧效率的同时有效降低热辐射和火炬燃烧时对环境产生的污染；

本发明风罩通过引气管与连接气座连接，且排气立管和下气嘴均置于火炬燃管内部，并且排气立管和下气嘴的排气口均朝上垂直设置，且排气立管顶端从火炬燃管探出，且排气口垂直置于引流罩内部，叶轮运转时吸入的空气，持续被排入火炬燃管，且空气在火炬燃管内部进行定向运动，空气始终沿火炬燃管向上排放，能够对火炬燃管运作时产生的火焰进行限位，有效防止出现乱焰，同时在上气嘴和下气嘴同步排气中，增加燃烧过程中的含氧量，使火炬在燃烧时充分与空气混合，有效降低燃烧过程中产生的烃类火炬气及酸性气；

本发明热传导板置于火焰出口的下方，在气流对火焰限位时，能够集中火焰，提高热传导板的受热效率，并通过热传导杆快速将热量传递至液罐，使液罐中的液态水被加热，产生的水蒸气在蒸汽集收罩和导汽管以及排汽环座的结构设置下，环向分布进入引流罩内部，因为在排气立管的设置下另一部分空气进入引流罩内部，在热传导板和引流罩的导向作用下，气流携带水蒸气向下环向分布式排入隔热引流罩中，形成空气和水蒸气的环状屏障，在隔热引流罩的结构设置下，热量和燃烧中产生的有害物质混合在水蒸气和空气中，能够有效避免大量的有害物质和热量排入环境中，通过水蒸气和空气与吸收热量和有害物质，最终集中将有害物质和热量排入液箱的水中，通过水吸收热量，利用气浮原理回收有害物质，从而在提高火炬燃烧效率的同时有效降低热辐射和火炬燃烧时对环境产生的污染。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种蒸汽助燃型火炬燃烧器的前视结构示意图；

图2为本发明助燃装置的前视结构示意图；

图3为本发明热引向机构的前视剖面结构示意图；

图4为本发明排汽环座的仰视结构示意图；

图5为本发明增氧燃焰机构的俯视结构示意图；

图6为本发明增流助燃机构的前视剖面结构示意图。

图中：助燃装置-1、液罐-1a、热引向机构-1b、蒸汽集收罩-1b1、导汽管-1b2、热传导杆-1b3、支筒-1b4、排汽环座-1b5、环座-1b51、排汽口-1b52、汽嘴-1b53、引流罩-1b6、热传导板-1b7、支杆-1c、隔热引流罩-1d、增氧燃焰机构-1e、导焰片-1e1、燃焰环座-1e2、上气嘴-1e3、排流口-1e4、排气管-1f、增流助燃机构-1g、排气立管-1g1、隔热层-1g2、下气嘴-1g3、引气管-1g4、连接气座-1g5、固定环-2、绷绳-3、火炬燃管-4、风罩-5、叶轮-6、液箱-7、双轴电机-8、转轴-9。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。

实施例1

请参阅图1-3，本发明提供一种蒸汽助燃型火炬燃烧器的具体实施方式：

请参阅图1，一种蒸汽助燃型火炬燃烧器，其结构包括助燃装置1、固定环2、绷绳3、火炬燃管4、风罩5、叶轮6、液箱7、双轴电机8、转轴9，所述的火炬燃管4底部设有液箱7，所述的液箱7呈环筒形结构并且安装在火炬燃管4上，所述的液箱7上方设有双轴电机8，所述的双轴电机8安装在火炬燃管4前端，所述的双轴电机8两侧呈轴对称结构设有两个风罩5，所述的风罩5内部设有叶轮6，所述的叶轮6和风罩5相配合，所述的叶轮6中心位置设有转轴9，所述的转轴9和叶轮6固定连接，所述的叶轮6通过转轴9与双轴电机8连接，所述的双轴电机8上方设有固定环2，所述的固定环2和火炬燃管4固定连接，所述的固定环2两侧均设有绷绳3，所述的绷绳3和固定环2活动连接，所述的火炬燃管4顶部设有助燃装置1，所述的助燃装置1安装在火炬燃管4上。

请参阅图2，所述的助燃装置1包括有液罐1a、热引向机构1b、支杆1c、隔热引流罩1d、增氧燃焰机构1e、排气管1f、增流助燃机构1g，所述的隔热引流罩1d内部设有增氧燃焰机构1e，所述的增氧燃焰机构1e垂直安装在隔热引流罩1d内部，所述的增氧燃焰机构1e上方设有热引向机构1b，所述的热引向机构1b两侧均设有支杆1c，所述的热引向机构1b通过支杆1c垂直安装在热引向机构1b上方，所述的热引向机构1b顶部设有液罐1a，所述的液罐1a和热引向机构1b相连接，所述的隔热引流罩1d底部设有增流助燃机构1g，所述的增流助燃机构1g安装在火炬燃管4上，所述的增流助燃机构1g与增氧燃焰机构1e和热引向机构1b相配合，所述的增流助燃机构1g两侧均设有排气管1f，所述的排气管1f和隔热引流罩1d连接，所述的排气管1f设有两根，且平行设置在火炬燃管4与液箱7连接，所述的隔热引流罩1d呈中空圆台形结构，并且下底镂空朝上设置在火炬燃管4上。

请参阅图3，所述的热引向机构1b包括有蒸汽集收罩1b1、导汽管1b2、热传导杆1b3、支筒1b4、排汽环座1b5、引流罩1b6、热传导板1b7，所述的引流罩1b6呈中空圆台形结构并且下底朝下镂空设置，所述的引流罩1b6中心位置设有支筒1b4，所述的支筒1b4垂直安装在引流罩1b6上，所述的支筒1b4内部中心位置设有热传导杆1b3，所述的支筒1b4下方设有热传导板1b7，所述的热传导板1b7呈圆弧形板状结构并且与热传导杆1b3连接，所述的热传导板1b7通过热传导杆1b3与液罐1a连接，所述的热传导板1b7上方设有排汽环座1b5，所述的排汽环座1b5安装在支筒1b4外壁上，所述的引流罩1b6两侧呈轴对称结构设有两根导汽管1b2，所述的支筒1b4上方设有蒸汽集收罩1b1，所述的排汽环座1b5通过导汽管1b2与蒸汽集收罩1b1连接，所述的蒸汽集收罩1b1设于液罐1a顶部并且二者相连接。

实施例2

请参阅图1-6，本发明提供一种蒸汽助燃型火炬燃烧器的具体实施方式：

请参阅图1，一种蒸汽助燃型火炬燃烧器，其结构包括助燃装置1、固定环2、绷绳3、火炬燃管4、风罩5、叶轮6、液箱7、双轴电机8、转轴9，所述的火炬燃管4底部设有液箱7，所述的液箱7呈环筒形结构并且安装在火炬燃管4上，所述的液箱7上方设有双轴电机8，所述的双轴电机8安装在火炬燃管4前端，所述的双轴电机8两侧呈轴对称结构设有两个风罩5，所述的风罩5内部设有叶轮6，所述的叶轮6和风罩5相配合，所述的叶轮6中心位置设有转轴9，所述的转轴9和叶轮6固定连接，所述的叶轮6通过转轴9与双轴电机8连接，所述的双轴电机8上方设有固定环2，所述的固定环2和火炬燃管4固定连接，所述的固定环2两侧均设有绷绳3，所述的绷绳3和固定环2活动连接，所述的火炬燃管4顶部设有助燃装置1，所述的助燃装置1安装在火炬燃管4上。

请参阅图2，所述的助燃装置1包括有液罐1a、热引向机构1b、支杆1c、隔热引流罩1d、增氧燃焰机构1e、排气管1f、增流助燃机构1g，所述的隔热引流罩1d内部设有增氧燃焰机构1e，所述的增氧燃焰机构1e垂直安装在隔热引流罩1d内部，所述的增氧燃焰机构1e上方设有热引向机构1b，所述的热引向机构1b两侧均设有支杆1c，所述的热引向机构1b通过支杆1c垂直安装在热引向机构1b上方，所述的热引向机构1b顶部设有液罐1a，所述的液罐1a和热引向机构1b相连接，所述的隔热引流罩1d底部设有增流助燃机构1g，所述的增流助燃机构1g安装在火炬燃管4上，所述的增流助燃机构1g与增氧燃焰机构1e和热引向机构1b相配合，所述的增流助燃机构1g两侧均设有排气管1f，所述的排气管1f和隔热引流罩1d连接，所述的排气管1f设有两根，且平行设置在火炬燃管4与液箱7连接，所述的隔热引流罩1d呈中空圆台形结构，并且下底镂空朝上设置在火炬燃管4上。

请参阅图3，所述的热引向机构1b包括有蒸汽集收罩1b1、导汽管1b2、热传导杆1b3、支筒1b4、排汽环座1b5、引流罩1b6、热传导板1b7，所述的引流罩1b6呈中空圆台形结构并且下底朝下镂空设置，所述的引流罩1b6中心位置设有支筒1b4，所述的支筒1b4垂直安装在引流罩1b6上，所述的支筒1b4内部中心位置设有热传导杆1b3，所述的支筒1b4下方设有热传导板1b7，所述的热传导板1b7呈圆弧形板状结构并且与热传导杆1b3连接，所述的热传导板1b7通过热传导杆1b3与液罐1a连接，所述的热传导板1b7上方设有排汽环座1b5，所述的排汽环座1b5安装在支筒1b4外壁上，所述的引流罩1b6两侧呈轴对称结构设有两根导汽管1b2，所述的支筒1b4上方设有蒸汽集收罩1b1，所述的排汽环座1b5通过导汽管1b2与蒸汽集收罩1b1连接，所述的蒸汽集收罩1b1设于液罐1a顶部并且二者相连接。

请参阅图4，所述的排汽环座1b5包括有环座1b51、排汽口1b52、汽嘴1b53，所述的环座1b51设于热传导板1b7上方并且安装在支筒1b4外壁上，所述的环座1b51内圈上均匀等距设有两个以上的汽嘴1b53，所述的汽嘴1b53和环座1b51连接，所述的汽嘴1b53底部设有排汽口1b52，所述的排汽口1b52和汽嘴1b53为一体化结构。

请参阅图5，所述的增氧燃焰机构1e包括有导焰片1e1、燃焰环座1e2、上气嘴1e3、排流口1e4，所述的燃焰环座1e2设于火炬燃管4顶部并且二者相连接，所述的引流罩1b6通过支杆1c垂直固定在燃焰环座1e2的上方，所述的燃焰环座1e2顶部环向等距设有两个以上的导焰片1e1，所述的导焰片1e1倾斜焊接固定在燃焰环座1e2顶部，所述的燃焰环座1e2内圈上均匀等距设有四个上气嘴1e3，所述的上气嘴1e3固定在燃焰环座1e2内壁上，所述的上气嘴1e3顶部设有排流口1e4，所述的排流口1e4和上气嘴1e3为一体化结构。

请参阅图6，所述的增流助燃机构1g包括有排气立管1g1、隔热层1g2、下气嘴1g3、引气管1g4、连接气座1g5，所述的连接气座1g5顶部中心位置设有排气立管1g1，所述的排气立管1g1垂直安装在连接气座1g5顶部，所述的排气立管1g1外壁上设有隔热层1g2，所述的隔热层1g2和排气立管1g1固定连接，所述的连接气座1g5两侧呈轴对称结构设有两根引气管1g4，所述的引气管1g4和连接气座1g5连接，所述的排气立管1g1两侧平行等距设有两根下气嘴1g3，所述的下气嘴1g3和连接气座1g5连接，所述的排气立管1g1顶端从火炬燃管4探出，且排气口垂直置于引流罩1b6内部，所述的一根引气管1g4对应与一个风罩5连接，所述的排气立管1g1和环向设置的各个上气嘴1e3连接。

还包括所述的排汽口1b52倾斜设置在汽嘴1b53底部，且排汽口1b52倾斜的角度与引流罩1b6内壁平行。

还包括所述的排气立管1g1和下气嘴1g3均置于火炬燃管4内部，并且排气立管1g1和下气嘴1g3的排气口均朝上垂直设置。

其具体实现原理如下：

助燃装置1安装在火炬燃管4上，并且与风罩5和液箱7相配合，火炬燃管4在燃焰过程中叶轮6在双轴电机8的驱动下旋转，持续往火炬燃管4内部抽入空气，风罩5通过引气管1g4与连接气座1g5连接，且排气立管1g1和下气嘴1g3均置于火炬燃管4内部，并且排气立管1g1和下气嘴1g3的排气口均朝上垂直设置，且排气立管1g1顶端从火炬燃管4探出，且排气口垂直置于引流罩1b6内部，叶轮6运转时吸入的空气，持续被排入火炬燃管4，且空气在火炬燃管4内部进行定向运动，空气始终沿火炬燃管4向上排放，能够对火炬燃管4运作时产生的火焰进行限位，有效防止出现乱焰，同时在上气嘴1e3和下气嘴1g3同步排气中，增加燃烧过程中的含氧量，使火炬在燃烧时充分与空气混合，有效降低燃烧过程中产生的烃类火炬气及酸性气，因为热传导板1b7置于火焰出口的下方，在气流对火焰限位时，能够集中火焰，提高热传导板1b7的受热效率，并通过热传导杆1b3快速将热量传递至液罐1a，使液罐1a中的液态水被加热，产生的水蒸气在蒸汽集收罩1b1和导汽管1b2以及排汽环座1b5的结构设置下，环向分布进入引流罩1b6内部，因为在排气立管1g1的设置下另一部分空气进入引流罩1b6内部，在热传导板1b7和引流罩1b6的导向作用下，气流携带水蒸气向下环向分布式排入隔热引流罩1d中，形成空气和水蒸气的环状屏障，在隔热引流罩1d的结构设置下，热量和燃烧中产生的有害物质混合在水蒸气和空气中，能够有效避免大量的有害物质和热量排入环境中，通过水蒸气和空气与吸收热量和有害物质，最终集中将有害物质和热量排入液箱7的水中，通过水吸收热量，利用气浮原理回收有害物质，从而在提高火炬燃烧效率的同时有效降低热辐射和火炬燃烧时对环境产生的污染，以此来解决目前蒸汽助燃型火炬燃烧器通常是扩大放空筒体直径来降低气体流速的方法，火炬在燃烧时不能充分与空气混合，容易产生黑烟，且燃烧不充分，烃类火炬气及酸性气不能完全燃烧，会形成可燃及有毒气云，给炼厂及周边带来安全和环境风险的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。