[go: up one dir, main page]

RU2266469C1 - Device for flameless combustion of flush gases - Google Patents

Device for flameless combustion of flush gases Download PDF

Info

Publication number
RU2266469C1
RU2266469C1 RU2004119569/06A RU2004119569A RU2266469C1 RU 2266469 C1 RU2266469 C1 RU 2266469C1 RU 2004119569/06 A RU2004119569/06 A RU 2004119569/06A RU 2004119569 A RU2004119569 A RU 2004119569A RU 2266469 C1 RU2266469 C1 RU 2266469C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
catalytic
elements
catalytic element
catalyst element
Prior art date
Application number
RU2004119569/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
З.Р. Исмагилов (RU)
З.Р. Исмагилов
С.Р. Хайрулин (RU)
С.Р. Хайрулин
А.М. Мазгаров (RU)
А.М. Мазгаров
В.Н. Пармон (RU)
В.Н. Пармон
Original Assignee
Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
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 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук filed Critical Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority to RU2004119569/06A priority Critical patent/RU2266469C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2266469C1 publication Critical patent/RU2266469C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

FIELD: technologies for combustion of flush gases, including those under high pressure, during extraction and processing of natural gas and oil.
SUBSTANCE: body of burner, mounted on gas inlet pipe, is made conical with widened portion at upper portion, in the body additionally mounted are two catalyst elements, at lower portion on inlet section first catalyst element is positioned, and above on outlet section - second catalyst element, rotary shutters are mounted on base of conical body in additional way, so that in closed position they are in contact with first catalyst element, and open position between first catalyst element and body gap is formed, also, device is additionally provided with one or more main torches, mounted in gas inlet pipeline below rotary shutters and first catalyst element. Relation of diameters of first and second catalyst elements matches relation of debits of hydrocarbon gas, fed in normal mode and during salvo exhaust. Catalyst elements are manufactured either in form of cell-like structured blocks with direction of channels in parallel to direction of feeding of flush gases, or in form of block sections with granulated catalyst, for example, Rachig rings, or in forms of block sections with active-catalyst metallic shavings, or in form of blocks with active-catalyst metallic meshes.
EFFECT: higher ecological safety and fullness of combustion of flush gases in broad flow range, simplified construction and comfort of maintenance.
6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к газосжигающему оборудованию и может быть использовано для сжигания сбросных газов, в том числе высокого давления, в процессе добычи и переработки природного газа и нефти.The invention relates to gas-burning equipment and can be used to burn waste gases, including high pressure, in the process of extraction and processing of natural gas and oil.

Преимущественно для этого используют факельные установки, факельные горелки и другие устройства для факельного сжигания. При факельном сжигании количество вредных веществ: моноксида углерода, продуктов неполного окисления (бенз-α-пирена, альдегидов), оксидов азота, сажи составляет 25-50 кг на тонну выбросов. При залповых выбросах, осуществляемых при плановой или аварийной остановке реакторов, количество выбросов возрастает до 100 кг на тонну топлива. Для рассеивания вредных продуктов сжигания в атмосфере как в штатном режиме и особенно при залповых выбросах возникает необходимость создания высоких (до 100 метров) факельных сооружений, из-за чего обслуживание и оперативный ремонт факельных устройств затруднены.Mainly for this use flare installations, flare burners and other devices for flaring. During flaring, the amount of harmful substances: carbon monoxide, products of incomplete oxidation (benz-α-pyrene, aldehydes), nitrogen oxides, soot is 25-50 kg per ton of emissions. With volley emissions carried out during a planned or emergency shutdown of reactors, the amount of emissions increases to 100 kg per ton of fuel. In order to disperse harmful combustion products in the atmosphere both in the normal mode and especially with volley emissions, there is a need to create high (up to 100 meters) flare structures, which makes maintenance and operational repair of flare devices difficult.

Известны устройства, предназначенные для полного сжигания углеводородов в атмосфере и безотходной утилизации попутных газов на нефтепромыслах и производствах. Известна (заявка на патент РФ №98116483, F 17 D 1/08, 2000.08.27) система приема и сжигания факельных нефтяных газов, состоящая из факельной колонны, факельных сепараторов, дренажных насосов, факельной ямы, гидрозатвора, огнепреградителей, пилотной системы зажигания, факельной головки, емкости для пропана, инженерных коммуникаций, газгольдера, уравнивающего неравномерность поступающего углеводородного потока, блоков адсорбционной очистки или осушки, извлечения части тяжелых углеводородов, блока компрессора для компримирования утилизируемой части газов. Такая система повышает эффективность нефтепромыслового производства и улучшает экологическую обстановку района нефтегазодобычи.Known devices for the complete combustion of hydrocarbons in the atmosphere and non-waste utilization of associated gases in oil fields and industries. Known (patent application of the Russian Federation No. 98116483, F 17 D 1/08, 2000.08.27) a system for receiving and burning flare oil gases, consisting of a flare column, flare separators, drainage pumps, flare pit, hydraulic lock, fire arresters, pilot ignition system, flare head, propane tank, utilities, gas tank, equalizing the unevenness of the incoming hydrocarbon stream, adsorption purification or drying units, extracting part of the heavy hydrocarbons, compressor unit for compressing the utilized part scratch. Such a system increases the efficiency of oilfield production and improves the environmental situation of the oil and gas production region.

Известен оголовок факельной установки (пат. РФ 2046255, F 23 L 17/02, 1995.10.20) для сжигания аварийных выбросов газа в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической отраслях промышленности, связанных с аварийным сжиганием газа. Оголовок факельной установки содержит цилиндрическую трубу, в которой установлен затвор в виде пакета диафрагм, герметично прикрепленных к трубе. Диафрагма имеет кольцевые проходные отверстия, размеры которых уменьшаются в направлении движения потока газа. Изобретение уменьшает расход продувочного газа путем снижения его скорости.Known tip of the flare unit (US Pat. RF 2046255, F 23 L 17/02, 1995.10.20) for burning emergency gas emissions in the oil, oil refining, chemical industries related to emergency gas burning. The tip of the flare unit contains a cylindrical pipe, in which a shutter is installed in the form of a package of diaphragms hermetically attached to the pipe. The diaphragm has annular passage openings, the dimensions of which are reduced in the direction of gas flow. The invention reduces the flow of purge gas by reducing its speed.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является горелочное устройство для факельной установки (а.с. СССР №1455129, F 23 D 14/38, 30.01.89), содержащее смонтированную на газоподводящем стволе факельную горелку, корпус которой разделен обечайкой на внешний и внутренний каналы, и дополнительно снабженное поворотными заслонками, установленными во внешнем канале, которые открываются при аварийном сбросе больших объемов газа. Изобретение направлено на повышение надежности и качества сжигания сбросных газов в широком диапазоне расхода.Closest to the claimed invention is a burner device for a flare installation (AS USSR No. 1455129, F 23 D 14/38, 01/30/89), comprising a flare burner mounted on a gas supply barrel, the casing of which is divided by a shell around the external and internal channels, and additionally equipped with rotary shutters installed in the external channel, which open during emergency discharge of large volumes of gas. The invention is aimed at improving the reliability and quality of the combustion of waste gases in a wide range of flow rates.

К недостаткам известного устройства относятся:The disadvantages of the known devices include:

- низкая экологическая надежность, что связано с использованием факельного сжигания выбросов (количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, при сжигании залповых выбросов составляет до 100 кг на тонну выбросов);- low environmental reliability, which is associated with the use of flare emissions (the amount of harmful substances emitted into the atmosphere when burning volley emissions is up to 100 kg per ton of emissions);

- низкая эффективность сжигания, особенно в режиме сжигания залповых выбросов, что связано с резким повышением линейной скорости в газоподводящем стволе;- low efficiency of combustion, especially in the mode of burning volley emissions, which is associated with a sharp increase in linear velocity in the gas supply trunk;

- сложность и высокая металлоемкость конструкции.- the complexity and high metal construction.

Задача, решаемая изобретением, - повышение экологической безопасности и полноты сжигания сбросных газов в широком диапазоне расхода, упрощение конструкции и удобство обслуживания.The problem solved by the invention is to increase environmental safety and completeness of combustion of exhaust gases in a wide range of flow rates, simplifying the design and ease of maintenance.

Поставленная задача решается тем, что у горелочного устройства для факельной установки, установленного на газоподводящем стволе и снабженного поворотными заслонками, корпус выполнен с коническим с расширением вверху, в корпусе дополнительно установлены два каталитических элемента, причем снизу на входном сечении расположен первый каталитический элемент, а сверху на выходном сечении - второй каталитический элемент, поворотные заслонки установлены на основании конического корпуса таким образом, что в закрытом положении примыкают к первому каталитическому элементу, а в открытом положении между первым каталитическим элементом и корпусом образуется зазор, кроме того, устройство дополнительно снабжено одним или несколькими дежурными факелами, установленными в газоподводящем стволе ниже поворотных заслонок и первого каталитического элемента.The problem is solved in that the burner device for the flare installation mounted on the gas supply barrel and equipped with rotary dampers, the casing is made conical with an expansion at the top, two catalytic elements are additionally installed in the casing, and the first catalytic element is located on the bottom inlet and on top at the exit section, there is a second catalytic element, the rotary shutters are mounted on the base of the conical body in such a way that they are adjacent to the vomu catalytic element, and in the open position between the first catalytic element and the housing gap is formed, moreover, the apparatus is further provided with one or more duty torches mounted in the gas supply trunk below the rotary valves and the first catalytic element.

Перечень фигур графических изображений. На фиг.1 изображен продольный разрез заявляемого устройства при обычном режиме подачи сбросных газов, на фиг.2 - положение в режиме залпового выброса, на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.The list of figures of graphic images. Figure 1 shows a longitudinal section of the inventive device in the normal mode of supply of waste gases, figure 2 - position in the salvo mode, figure 3 - section aa in figure 1.

Заявляемое устройство содержит конический корпус 1, установленный на газоподводящем стволе 2, дежурные факелы 3 с подачей углеводородного сырья (сбросного газа), первый каталитический элемент 4, расположенный в нижней части корпуса, второй каталитический элемент 5, расположенный вверху на выходном сечении корпуса, а также поворотные заслонки 6.The inventive device comprises a conical housing 1 mounted on a gas supply barrel 2, duty flares 3 with a feed of hydrocarbon feed (exhaust gas), a first catalytic element 4 located in the lower part of the body, a second catalytic element 5 located at the top on the outlet section of the body, and butterfly valves 6.

Заявляемое устройство работает следующим образом. При обычном режиме подачи сбросных газов (фиг.1) предварительно разогревают каталитический элемент 4 с помощью дежурных факельных устройств 3 до температуры 450-500°С, затем отключают дежурные факельные устройства, и происходит беспламенное сжигание сбросного газа, подаваемого в штатном режиме, на каталитическом элементе 4. Каталитический элемент 5 разогревается до рабочей (пусковой) температуры. Сбросные газы, проходя через каталитический элемент 5 в атмосферу, полностью окисляются и на выходе не содержат вредных веществ (продуктов неполного сгорания).The inventive device operates as follows. In the normal mode of supply of waste gases (Fig. 1), the catalytic element 4 is preheated with the help of standby flare devices 3 to a temperature of 450-500 ° C, then the standby flare devices are turned off and flameless combustion of the waste gas supplied in the normal mode occurs on the catalytic element 4. The catalytic element 5 is heated to a working (starting) temperature. The exhaust gases passing through the catalytic element 5 into the atmosphere are completely oxidized and do not contain harmful substances (products of incomplete combustion) at the outlet.

В режиме залпового выброса (фиг.2) поворотные заслонки 6 открывают, создавая зазор для прохождения высокоскоростного потока сбросных газов, происходит беспламенное сжигание сбросных газов на каталитических элементах 4 и 5, предварительно нагретых до рабочей температуры. После прекращения залпового выброса поворотные заслонки закрывают и переводят работу устройства в штатный режим. При понижении температуры каталитического элемента 4 до 400°С включают дежурные факельные устройства 3.In the burst mode (figure 2), the rotary shutter 6 open, creating a gap for the passage of a high-speed flow of waste gases, flameless combustion of waste gases occurs on the catalytic elements 4 and 5, preheated to operating temperature. After the cessation of volley ejection, the butterfly valves close and transfer the operation of the device to normal mode. When lowering the temperature of the catalytic element 4 to 400 ° C include on-duty flare device 3.

Преимущественно соотношение диаметров каталитических элементов 4 и 5 соответствует соотношению дебитов сбросных газов, подаваемых в штатном режиме и при залповом выбросе.Mostly the ratio of the diameters of the catalytic elements 4 and 5 corresponds to the ratio of the flow rates of waste gases supplied in the normal mode and during volley release.

Преимущественно каталитические элементы изготовлены в виде блоков сотовой структуры с направлением каналов параллельно направлению подачи сбросных газов. Могут применяться и другие каталитические элементы, пригодные для эффективного окисления углеводородного сырья в условиях переменного расхода сбросных газов, в частности кассеты с гранулированньм катализатором, например, кольцами Рашига, или кассеты с каталитически активной металлической стружкой, или кассеты с каталитически активными металлическими сетками.Mostly the catalytic elements are made in the form of blocks of a honeycomb structure with the direction of the channels parallel to the direction of supply of waste gases. Other catalytic elements suitable for the efficient oxidation of hydrocarbon feeds under conditions of variable consumption of exhaust gases can be used, in particular cassettes with granular catalyst, for example, Raschig rings, or cassettes with catalytically active metal chips, or cassettes with catalytically active metal networks.

Claims (6)

1. Устройство для беспламенного сжигания сбросных газов, включающее корпус, установленный на газоподводящем стволе и снабженный поворотными заслонками, отличающееся тем, что корпус выполнен коническим с расширением вверху, в корпусе дополнительно установлены два каталитических элемента, причем снизу на входном сечении расположен первый каталитический элемент, а сверху на выходном сечении - второй каталитический элемент, поворотные заслонки установлены на основании конического корпуса таким образом, что в закрытом положении примыкают к первому каталитическому элементу, а в открытом положении между первым каталитическим элементом и корпусом образуется зазор, кроме того, устройство дополнительно снабжено одним или несколькими дежурными факелами, установленными в газоподводящем стволе ниже поворотных заслонок и первого каталитического элемента.1. A device for flameless combustion of waste gases, comprising a housing mounted on a gas supply barrel and provided with rotary dampers, characterized in that the housing is conical with expansion at the top, two catalytic elements are additionally installed in the housing, and the first catalytic element is located at the bottom of the input section, and on top of the outlet cross section is the second catalytic element, the rotary shutters are mounted on the base of the conical body in such a way that they are adjacent to the closed position to the first catalytic element, and in the open position between the first catalytic element and the housing, a gap is formed, in addition, the device is additionally equipped with one or more duty flares installed in the gas supply shaft below the rotary valves and the first catalytic element. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соотношение диаметров первого и второго каталитических элементов соответствует соотношению дебитов углеводородного газа, подаваемого в штатном режиме и при залповом выбросе.2. The device according to claim 1, characterized in that the ratio of the diameters of the first and second catalytic elements corresponds to the ratio of the rates of hydrocarbon gas supplied in the normal mode and during volley release. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каталитические элементы изготовлены в виде блоков сотовой структуры с направлением каналов параллельно направлению подачи сбросных газов.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the catalytic elements are made in the form of blocks of a honeycomb structure with the direction of the channels parallel to the direction of supply of waste gases. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каталитические элементы изготовлены в виде кассет с гранулированным катализатором, например, кольцами Рашига.4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the catalytic elements are made in the form of cassettes with a granular catalyst, for example, Raschig rings. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каталитические элементы изготовлены в виде кассет с каталитически активной металлической стружкой.5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the catalytic elements are made in the form of cassettes with catalytically active metal chips. 6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что каталитические элементы изготовлены в виде кассет с каталитически активными металлическими сетками.6. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the catalytic elements are made in the form of cassettes with catalytically active metal grids.
RU2004119569/06A 2004-06-16 2004-06-16 Device for flameless combustion of flush gases RU2266469C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004119569/06A RU2266469C1 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Device for flameless combustion of flush gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004119569/06A RU2266469C1 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Device for flameless combustion of flush gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2266469C1 true RU2266469C1 (en) 2005-12-20

Family

ID=35869729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004119569/06A RU2266469C1 (en) 2004-06-16 2004-06-16 Device for flameless combustion of flush gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2266469C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038032A (en) * 1975-12-15 1977-07-26 Uop Inc. Method and means for controlling the incineration of waste
US4126419A (en) * 1974-04-02 1978-11-21 Keichi Katabuchi Combustion device for burning waste gases containing combustible and noxious matters
SU1455129A1 (en) * 1987-02-10 1989-01-30 Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" Torch burner
RU2033574C1 (en) * 1993-04-15 1995-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности Device for catalytic afterburning of exhaust gas
RU2052726C1 (en) * 1994-04-25 1996-01-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Waste gas afterburning device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126419A (en) * 1974-04-02 1978-11-21 Keichi Katabuchi Combustion device for burning waste gases containing combustible and noxious matters
US4038032A (en) * 1975-12-15 1977-07-26 Uop Inc. Method and means for controlling the incineration of waste
SU1455129A1 (en) * 1987-02-10 1989-01-30 Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт "Южниигипрогаз" Torch burner
RU2033574C1 (en) * 1993-04-15 1995-04-20 Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности Device for catalytic afterburning of exhaust gas
RU2052726C1 (en) * 1994-04-25 1996-01-20 Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Waste gas afterburning device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2149312C1 (en) Modification in burning and utilization of fuel gases
US4867676A (en) Thermal decomposition furnace
CN208108077U (en) A kind of gas combustion apparatus of near zero pollutant discharge
CN107300169B (en) Catalytic flameless combustion device and combustion method with extremely low pollutant emission
CN102353041A (en) Efficient and energy saving ground flare gas system
CN202303408U (en) Environment-friendly high-efficiency torch gas combustion device
CN105180183A (en) Plasma combustion-supporting Swiss roll combustor
CN109724093B (en) Burner and combustion method for treating high-water-content low-calorific-value organic wastewater
CN103868055A (en) Regenerative combustion device applicable to stable combustion of compounded tangent-flow and direct-flow gas with low calorific value
CN202203935U (en) Adjustable ground torch gas system
RU2266469C1 (en) Device for flameless combustion of flush gases
CN203571737U (en) Flame path rotary combustion fuel gas combustor
CN210921379U (en) New forms of energy combustor
CN215892355U (en) Combustion system
CN113310058B (en) A multi-element dioxin treatment device
CN119713285B (en) Controllable micro-pulse incineration catalytic treatment waste heat recovery device for transport ship waste gas
CN107084399A (en) A kind of waste gas containing fluoride incinerator burner and waste gas containing fluoride incineration treatment method
US8468825B1 (en) Method for producing shaft horsepower using waste heat
CN109253459B (en) System and method for denitrification and dust removal of ground flare closed burner exhaust gas
US12460815B2 (en) Flame retarding flare tip
CN109059012B (en) Ground torch closed combustor exhaust gas denitration system and method
CN108707477B (en) Clean pulverized coal gasification burner for treating wastewater and process method
PL245390B1 (en) Method of burning low-calorie waste gas
CN103075726B (en) Burner capable of generating multiple combustion working condition characteristics
CN1900591A (en) Burning utilizing method for super low concentration combustible gas

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120405

PD4A Correction of name of patent owner
QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20120405

Effective date: 20180618

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190617