一种带煤炭层燃烧区的地面火炬的制作方法

1.本实用新型涉及地面火炬技术领域，具体涉及一种带煤炭层燃烧区的地面火炬。


背景技术：

2.火炬系统是用于处理化工行业及化工装置产生的无法回收和再加工利用的可燃和可燃性有毒气体及蒸汽的特殊燃烧设备，是保证化工行业安全生产、减少环境污染的一项重要措施，其安全稳定运行对于化工企业的安全生产具有重要意义。其中地面火炬因其燃烧效率高、防火间距小等优势，逐步受到企业的关注，地面火炬排放量需求也逐渐增大。
3.然而目前的地面火炬普遍存在以下问题：(1)燃烧器喷孔过大，废气与空气的混合不均匀，燃烧过程容易造成熄火，导致燃烧不充分不完全，燃烧效率较低；(2)为保证燃烧完全，防止因废气流量和压力波动而造成熄火或爆燃，往往需设置多个燃烧器和长明灯，燃烧器结构复杂，火炬造价高昂；(3)大多地面火炬没有配置过滤装置，燃烧过程中产生的小颗粒杂质无法得到有效去除，存在冒粉尘冒黑烟情况。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种带煤炭层燃烧区的地面火炬，该地面火炬能保证废气充分、高效和稳定燃烧，有效阻隔可燃废气及燃烧后烟气中的粉尘等杂质，降低爆燃的可能性。
5.本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
6.一种带煤炭层燃烧区的地面火炬，包括地面火炬本体、以及设置在地面火炬本体内部的由上而下依次相连的排放区、煤炭层燃烧区和进风区；进风区设有可燃废气进口和助燃气进口，用于将可燃废气和助燃气送入煤炭层燃烧区；煤炭层燃烧区内设有煤炭层和引燃装置，引燃装置与煤炭层连接；排放区内设有冷却装置，用于冷却经所述的煤炭层燃烧区燃尽后的高温烟气并排放。
7.具体地，可燃性废气包括合成气、焦炉煤气、沼气、热解气和vocs等。可燃性废气的低位热值范围为10～100mj/nm3。助燃气优选为空气。煤炭层燃烧区温度为850℃～1200℃，燃烧温度、助燃空气流量和煤炭层高度根据废气流量和类型调整。排烟温度为100℃～250℃。
8.进一步，所述煤炭层为泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤、煤砖、蜂窝煤、煤球、木炭、焦炭、竹炭或兰炭中的一种。
9.再进一步，所述煤炭层燃烧区的内部设有煤炭层托盘和煤炭抽取口，便于煤炭层物料的清理和更换。
10.进一步，所述煤炭层燃烧区的内部设有用于承载所述煤炭层的煤炭层托盘，所述煤炭层燃烧区的侧部开设有煤炭抽取口。
11.再进一步，所述带煤炭层燃烧区的地面火炬还包括保温层，保温层内装填有保温材料，保温层设置在所述煤炭层燃烧区的外部，保温层能对煤炭层燃烧区起到保温作用，避
免热量散失。
12.进一步，所述带煤炭层燃烧区的地面火炬还包括水封层，水封层设置在所述进风区的下部，水封层内装有水，用于密封地面火炬本体以及冷却和收集煤炭层燃烧区掉落的煤炭废渣。所述水封层的侧部设有补水口、排渣口和检修用口，补水口用于补充水封层内部的水，排渣口用于排出收集的煤炭灰浆液，检修用口可为手孔或人孔，用于日常设备的检修。
13.再进一步，所述排放区的顶部设有遮挡装置，遮挡装置优选为雨帽，保证不会有雨雪或杂物落入火炬中影响燃烧状况，即使在雨雪天气也能继续燃烧。
14.进一步，所述地面火炬本体的结构为柱状结构或筒状结构。
15.再进一步，所述进风区内设有可燃废气流量计和助燃气流量计，可燃废气流量计设置在所述可燃废气进口处，助燃气流量计设置在所述助燃气进口处。可燃废气流量计和助燃气流量计能时刻监测两种气体的流量，以方便调节两种气体的进入量。
16.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
17.(1)本实用新型的地面火炬在使用前先通过引燃装置点燃煤炭层的物料，再通过进风区将可燃废气和助燃气混合并送入煤炭层燃烧区，使可燃废气和助燃气在煤炭层燃烧区充分接触，煤炭层燃烧产生的高温对可燃废气和助燃气进行加热，保证可燃废气在煤炭层燃烧区能充分、高效和稳定地燃烧。无需设置燃烧器，避免产生因燃烧器喷孔过大而造成熄火的问题，同时避免设置多个燃烧器和长明灯，减少燃料的消耗。煤炭层还具有缓冲、稀释和过滤作用，能有效阻隔可燃废气及燃烧后烟气中的粉尘等杂质，有效降低爆燃的可能性。煤炭层的物料燃尽后产生的高温烟气进入排放区，经过冷却装置冷却后排放。
18.(2)本实用新型的火炬还设有水封层，水封层设置在进风区的下部，水封层内装有水，用于密封火炬及冷却并收集煤炭层燃尽掉落的煤炭灰，避免掉落的煤炭灰污染环境。
附图说明
19.图1为本实用新型的地面火炬的结构示意图。
20.图中：1、地面火炬本体；2、排放区；3、煤炭层燃烧区；4、进风区；5、水封层；6、可燃废气进口；7、助燃气进口；8、煤炭层；9、煤炭层托盘；10、煤炭抽取口；11、遮挡装置；12、补水口；13、排渣口；14、检修用口。
具体实施方式
21.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
22.实施例1
23.如图1所示的带煤炭层燃烧区3的地面火炬，包括地面火炬本体1、以及设置在地面火炬本体1内部的由上而下依次相连的排放区2、煤炭层燃烧区3、进风区4和水封层5。地面火炬本体1的结构为方柱状。
24.合成气通过可燃废气进口6进入地面火炬本体1的进风区4，助燃空气通过强制送风方式从助燃气进口7进入地面火炬本体1的进风区4。合成气和助燃空气在进风区4内充分
混合后进入煤炭层燃烧区3。
25.混合后的合成气和助燃空气进入煤炭层燃烧区3充分燃烧。煤炭层燃烧区3内装填有煤炭层8，煤炭层8内装填的物料为蜂窝煤。在地面火炬使用前先通过引燃装置对煤炭层燃烧区3内的蜂窝煤进行引燃，产生的高温对通过的合成气和助燃空气进行加热，使合成气在煤炭层燃烧区3内充分燃烧，燃烧区温度为900℃，蜂窝煤燃尽后产生的高温烟气进入排放区2。煤炭层燃烧区3内的蜂窝煤采用推拉式的煤炭层托盘9承载，并通过设置在煤炭层燃烧区3的侧部的煤炭抽取口10进行更换和清理。
26.蜂窝煤燃尽后产生高温烟气进入排放区2，排烟温度为200℃。排放区2顶部安装有遮挡装置11，具体为雨帽，保证不会有雨雪和杂质落入火炬中影响燃烧状况，即使在雨雪天气也能进行燃烧。
27.地面火炬本体1的底部设置水封层5，装有一定高度的水，用于密封火炬及收集并冷却煤炭层燃烧区3燃尽掉落的煤炭灰。水封层5的侧部设有补水口12用于补充用水，设有排渣口13排出煤炭灰浆液、设有检修用口14(手孔)用于日常设备的检修。
28.在本实施例中，助燃空气流量和煤炭层高度根据废气流量和类型调整。
29.实施例2
30.如图1所示的带煤炭层燃烧区3的地面火炬，包括地面火炬本体1、以及设置在地面火炬本体1内部的由上而下依次相连的排放区2、煤炭层燃烧区3、进风区4和水封层5。地面火炬本体1为圆筒状结构。
31.焦炉煤气通过可燃废气进口6进入地面火炬本体1的进风区4，助燃空气通过自然吸风方式从助燃气进口7进入地面火炬本体1的进风区4。焦炉煤气和助燃气在进风区4内充分混合后进入煤炭层燃烧区3。
32.混合后的焦炉煤气和助燃的空气进入煤炭层燃烧区3充分燃烧。煤炭层燃烧区3内装填有煤炭层8，煤炭层8内装填的物料为煤球。在地面火炬使用前先通过引燃装置对煤炭层8内的煤球进行引燃，产生的高温对通过的焦炉煤气和助燃空气进行加热，使焦炉煤气在煤炭层燃烧区3内充分燃烧，煤炭层燃烧区3温度为1000℃，煤球燃尽后产生的高温烟气进入排放区2。煤炭层8内的煤球采用推拉式的煤炭层托盘9承载，并通过设置在煤炭层燃烧区3的侧部的煤炭抽取口10进行更换和清理。
33.煤球燃尽后产生高温烟气进入排放区2，排烟温度为150℃。排放区2顶部安装有遮挡装置11，具体为雨帽，保证不会有雨雪和杂质落入火炬中影响燃烧状况，即使在雨雪天气也能进行燃烧。
34.地面火炬本体1的底部设置水封层5，装有一定高度的水，用于密封火炬及收集并冷却煤炭层燃烧区3燃尽掉落的煤炭灰。水封层5的侧部设有补水口12用于补充用水，设有排渣口13排出煤炭灰浆液、设有检修用口14(人孔)用于日常设备的检修。
35.在本实施例中，助燃空气流量和煤炭层高度根据废气流量和类型调整。
36.上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。