一种火炬气燃烧系统的制作方法

1.本发明属于火炬气温室气体排放监测领域，涉及火炬气燃烧装置。

背景技术：

2.目前碳排放核算主流方法采用的是质量守恒原理来计算，但由于较多的采用了统计学原理的条件，受限于企业数据统计口径差异、测试条件差异、测试能力差异、燃料品种多样性差异等等，各企业核算出来碳排放量与企业真实二氧化碳排放相比存在较大的差异。采用实时的对二氧化碳等温室气体排放情况在线监测进行碳排放核算，具有十分重要的意义。
3.目前，固定污染源排放的二氧化碳等温室气体的实时在线监测方式，均只适用于二氧化碳等温室气体产生点位和排放点位存在一定距离的情况。设备安装在二氧化碳等温室气体已经形成，且在排放到大气环境的路径中。通过探头取样系统抽取一定量的样品，样品经预处理系统预处理后，进入分析系统测定二氧化碳等温室气体，在由数据处理系统计算出二氧化碳排放量。
4.在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题中的一个问题：
5.1、对于石油、化工等行业的火炬系统，由于其燃烧点位和排放点位位于同一个位置，使得现有的在线监测技术不能应用在该领域。
6.2、申请人想到将抽取部分火炬气控制燃烧以实现在线实时监测，但是火炬气含碳链较长，容易燃烧不充分。所火炬气燃烧不充分，温室气体在线检测的结果就不准确。
7.3、火炬气的排放，具有排放持续性、发生的突发性、来源的不确定性等特点，现有技术中还缺少可以实现标准化燃烧火炬气的装置。

技术实现要素：

8.鉴于此，本发明目的在于提供一种能够保证火炬气充分燃烧的系统，通过该系统处理后的火炬气燃烧产物，有利于准确检测温室气体含量。
9.发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种火炬气燃烧系统，包括：
10.至少一个混合室：用于暂存从火炬管道中抽取的火炬气和混合氧气；
11.补氧器：用于向混合室内通入氧气，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致；
12.燃烧装置：混合室中的混合气通入燃烧装置中燃烧。
13.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述混合室连接安装有阀门的进火炬气管，所述混合室与所述补氧器通过安装有阀门的管道连接；所述混合室与所述燃烧装置通过安装有阀门和阻燃器的管道连接；所述燃烧装置连接安装有阀门的出燃烧气管。
14.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述补氧器通过管道连接有第一风
机。
15.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述燃烧装置与出燃烧气管之间的管道上安装有第二风机。
16.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述混合室中的火炬气物质的量不大于所述燃烧装置的最大安全量。
17.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述混合室为两个，通过管道并联在进火炬气管与燃烧装置之间。
18.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述混合室与燃烧装置设置在通过管道构成的闭合循环管路中。
19.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述混合室包括第一混合室和第二混合室，第一混合室的进气口连接第一前支路管，第一前支路管上安装有第一阀，第二混合室的进气口连接第二前支路管，第二前支路管上安装有第八阀，第一前支路管和第二前支路管连接进火炬气管；第一混合室的出气口连接第一后支路管，第一后支路管上安装有第二阀，第二混合室的出气口连接第二后支路管，第二后支路管上安装有第九阀，第一后支路管与第二后支路管连接燃烧装置进气管；燃烧装置进气管上顺次安装有第四阀、第二风机和第一阻燃器；燃烧装置进气管的第四阀前方连接补氧管，补氧管连接补氧机，补氧管上安装有第三阀；燃烧装置进气管的第四阀与第二风机之前连接出燃烧气管，出燃烧气管上安装有第五阀；燃烧装置还连接有循环管，循环管上安装有第二阻燃器，并通过支路管道连接有第六阀，循环管连接有第一回支路和第二回支路，第一回支路连接第一混合室，第二回支路连接第二混合室，第一回支路上安装有第七阀，第二回支路上安装有第十阀。
20.根据本发明火炬气燃烧系统的一个实施方式，所述阀门为电磁阀。
21.与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：
22.a)本发明通过设置混合室，将从火炬管道中抽取的火炬气进行暂存处理，有利于将火炬气进行循环周期性燃烧处理；通过设置补氧气，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致，完全模拟火炬气在大气条件下燃烧；获得火炬气在大气条件下的燃烧结果。
23.b)本发明的一个实施方式中，混合室中的火炬气物质的量不大于所述燃烧装置的最大安全量，可以保证燃烧装置在安全条件下进行燃烧处理，避免燃烧装置爆炸。
24.c)本发明的一个实施方式中，通过设置循环管路，有利于验证火炬气是否充分燃烧，有利于获得更加准确的温室气体在线检测的结果。
25.d)本发明火炬气燃烧系统，可以保证火炬气在可控条件下实现充分燃烧，能够应对排放持续性、发生的突发性、来源的不确定性等特点，有利于获得更加准确的温室气体在线检测的结果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1是本发明火炬气燃烧系统一较佳实施例的管路结构示意框图。
28.图中标记分别为：
29.110 第一混合室，
30.111 第一阀，
31.112 第二阀，
32.113 第七阀，
33.120 第二混合室，
34.121 第八阀，
35.122 第九阀，
36.123 第十阀，
37.130 补氧器，
38.131 第三阀，
39.132 第一风机，
40.140 燃烧装置，
41.141 第一阻燃器，
42.1411 第二风机，
43.142 第二阻燃器，
44.1421 第六阀，
45.150 第四阀，
46.160 第五阀，
47.in 进火炬气管，
48.out 出燃烧气管。
具体实施方式
49.下面结合附图与一个具体实施例进行说明。
50.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
51.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
52.实施例1
53.参见图1。本实施例所描述的火炬气燃烧系统，用于对火炬气进行充分燃烧，以便于测定火炬系统co2等温室气体排放量。
54.两个混合室，第一混合室110和第二混合室120，暂存时间为一个抽气周期，也约为一轮火炬气充分燃烧周期。一轮火炬气充分燃烧周期时长不大于一个抽气周期。第一混合室110 和第二混合室120按周期交替使用。在一个抽气周期内，第一混合室110用于暂存从
火炬管道中抽取的火炬气和混合氧气；第二混合室120用于未充分燃烧的燃烧气(例如第一次燃烧后的燃烧气)以及充分燃烧的燃烧气(最后一次燃烧后的燃烧气)与氧气混合。所述混合室中的火炬气物质的量不大于所述燃烧装置140的最大安全量。第一混合室110和第二混合室 120均设置有氧气浓度检测传感器，可实时检测第一混合室110和第二混合室120内的氧气浓度，并确保混合气最终氧气浓度与大气中氧气浓度相当。
55.补氧器130：用于向混合室内通入氧气，与待燃烧的火炬气，或尚未充分燃烧的火炬气，或已经充分燃烧的火炬气混合，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致；氧气量设置为大气环境空气含氧量21％。所述补氧器130通过管道连接有第一风机132。第一风机 132可以安装在补氧器130的管路前端，也可以安装在补氧器130的管路后端。
56.燃烧装置140：混合室中的混合气通入燃烧装置140中燃烧。所述混合气包括待燃烧的火炬气与氧气的混合气、尚未充分燃烧的火炬气与氧气的混合气，已经充分燃烧的火炬气与氧气的混合气。充分燃烧的火炬气与氧气的混合气进入燃烧装置140中燃烧，燃烧前后氧气含量不便，即可表明火炬气已经被充分燃烧。本发明尽可能地模拟火炬气在大气中燃烧，发明人将混合气中氧气占比设置为21％，通常，火炬气通过一次燃烧处理后，可能还未燃烧充分，还需要再次进行燃烧处理。因此，需要将气体在燃烧装置与混合室之间进行循环。燃烧装置140具有一密闭燃烧室，可以是定容以类似装置。
57.图1中，in表示进火炬气管，out表示出充分燃烧后的出燃烧气管，充分燃烧后的燃烧气用于co2等温室气体的检测。所述混合室连接安装有阀门的进火炬气管in，所述混合室与所述补氧器130通过安装有阀门的管道连接；所述混合室与所述燃烧装置140通过安装有阀门和阻燃器的管道连接；所述燃烧装置140连接安装有阀门的出燃烧气管out。所述燃烧装置140与出燃烧气管out之间的管道上安装有第二风机142。
58.本实施例中，两个混合室通过管道并联在进火炬气管in与燃烧装置140之间，通过管道构成的闭合循环管路中。
59.具体来说，所述混合室包括第一混合室110和第二混合室120，第一混合室110的进气口连接第一前支路管，第一前支路管上安装有第一阀111，第二混合室120的进气口连接第二前支路管，第二前支路管上安装有第八阀121，第一前支路管和第二前支路管连接进火炬气管in；第一混合室110的出气口连接第一后支路管，第一后支路管上安装有第二阀112，第二混合室120的出气口连接第二后支路管，第二后支路管上安装有第九阀122，第一后支路管与第二后支路管连接燃烧装置140进气管；燃烧装置140进气管上顺次安装有第四阀150、第二风机142和第一阻燃器141；燃烧装置140进气管的第四阀150前方连接补氧管，补氧管连接补氧机，补氧管上安装有第三阀131；燃烧装置140进气管的第四阀150与第二风机 142之前连接出燃烧气管out，出燃烧气管out上安装有第五阀160；燃烧装置140还连接有循环管，循环管上安装有第二阻燃器142，并通过支路管道连接有第六阀1421，循环管连接有第一回支路和第二回支路，第一回支路连接第一混合室110，第二回支路连接第二混合室120，第一回支路上安装有第七阀113，第二回支路上安装有第十阀123。第六阀1421为泄压阀。
60.本实施例中，所述阀门为电磁阀，电磁阀连接控制器，灵活控制阀门的开关。所有阀门处于常闭状态。
61.第一混合室110开始储存火炬气，其余阀门全部处于关闭状态。
62.第一混合室110中的火炬气储存量达到最大值，即达到燃烧装置140最大安全量，第一阀111关闭，第八阀121开启，第二混合室120开始储存火炬气。第二阀112、第三阀131、第八阀121开启，启动补氧器130和第一风机132，开始向第一混合室110添加氧气，直至第一混合室110内的氧气含量达到21％。
63.关闭第三阀131，开启第四阀150，启动第二风机1411，待燃烧混合气进入燃烧装置140，关闭第四阀150，点火，燃烧。燃烧完成后开启第七阀113，燃烧后的气体进入第一混合室 110，开启第二阀112、第三阀131，启动补氧器130和第一风机132，开始向第一混合室110 添加氧气，直至第一混合室110内的氧气含量达到21％。循环本步骤，直至混合气燃烧前后氧气含量不变，表明火炬气实现了完全充分燃烧。充分燃烧的混合气从出燃烧气管out排出，用于测定co2等温室气体含量。管道系统内的燃烧后的气体还可以通过第六阀1421泄压处理。
64.第二混合室120中的火炬气储存量达到最大值，即达到燃烧装置140最大安全量，开始进入循环燃烧程序。第一混合室110重新进入储存火炬气程序。
65.从混合气第一次燃烧到完全充分燃烧，为一个燃烧周期。第一混合室110开始储存火炬气到达到燃烧装置140最大安全量，为一个存气周期。当设置混合室设置为两个是，存气周期不短于燃烧周期。
66.当然，混合室的数量还可以是3个、4个，甚至更多，这需要根据火炬气的成分进行具体设置。
67.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
68.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
69.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种火炬气燃烧系统，其特征在于，包括：至少一个混合室：用于暂存从火炬管道中抽取的火炬气和混合氧气；补氧器：用于向混合室内通入氧气，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致；燃烧装置：混合室中的混合气通入燃烧装置中燃烧；所述混合室连接安装有阀门的进火炬气管，所述混合室与所述补氧器通过安装有阀门的管道连接；所述混合室与所述燃烧装置通过安装有阀门和阻燃器的管道连接；所述燃烧装置连接安装有阀门的出燃烧气管。2.根据权利要求1所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述补氧器通过管道连接有第一风机。3.根据权利要求1所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述燃烧装置与出燃烧气管之间的管道上安装有第二风机。4.根据权利要求1所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述混合室中的火炬气物质的量不大于所述燃烧装置的最大安全量。5.根据权利要求1、2、3或4所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述混合室为两个，通过管道并联在进火炬气管与燃烧装置之间。6.根据权利要求5所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述混合室与燃烧装置设置在通过管道构成的闭合循环管路中。7.根据权利要求6所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述混合室包括第一混合室和第二混合室，第一混合室的进气口连接第一前支路管，第一前支路管上安装有第一阀，第二混合室的进气口连接第二前支路管，第二前支路管上安装有第八阀，第一前支路管和第二前支路管连接进火炬气管；第一混合室的出气口连接第一后支路管，第一后支路管上安装有第二阀，第二混合室的出气口连接第二后支路管，第二后支路管上安装有第九阀，第一后支路管与第二后支路管连接燃烧装置进气管；燃烧装置进气管上顺次安装有第四阀、第二风机和第一阻燃器；燃烧装置进气管的第四阀前方连接补氧管，补氧管连接补氧机，补氧管上安装有第三阀；燃烧装置进气管的第四阀与第二风机之前连接出燃烧气管，出燃烧气管上安装有第五阀；燃烧装置还连接有循环管，循环管上安装有第二阻燃器，并通过支路管道连接有第六阀，循环管连接有第一回支路和第二回支路，第一回支路连接第一混合室，第二回支路连接第二混合室，第一回支路上安装有第七阀，第二回支路上安装有第十阀。8.根据权利要求7所述的火炬气燃烧系统，其特征在于，所述阀门为电磁阀。

技术总结

本发明公开一种火炬气燃烧系统，包括：至少一个混合室：用于暂存从火炬管道中抽取的火炬气和混合氧气；补氧器：用于向混合室内通入氧气，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致；燃烧装置：混合室中的混合气通入燃烧装置中燃烧。本发明通过设置混合室，将从火炬管道中抽取的火炬气进行暂存处理，有利于将火炬气进行循环周期性燃烧处理；通过设置补氧气，使混合室内氧气占比与大气条件下氧含量比例一致，完全模拟火炬气在大气条件下燃烧；获得火炬气在大气条件下的燃烧结果。得火炬气在大气条件下的燃烧结果。得火炬气在大气条件下的燃烧结果。