本發(fā)明屬于石油化工企業(yè)可燃性氣體排放及回收領(lǐng)域，具體地說，涉及一種火炬氣水洗裝置。

背景技術(shù)：

石油化工企業(yè)可燃性氣體排放及回收系統(tǒng)是保證工藝裝置安全生產(chǎn)的重要措施和環(huán)保節(jié)能措施，當(dāng)工藝裝置正常生產(chǎn)時(shí)，火炬氣盡可能進(jìn)入氣柜設(shè)施進(jìn)行回收，再經(jīng)壓縮機(jī)送至脫硫裝置脫硫后作為工廠燃料氣使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的；當(dāng)工藝裝置事故工況下，排放的火炬氣不滿足氣柜進(jìn)氣要求(溫度、壓力、流量超限)時(shí)，排至全廠火炬設(shè)施燃燒后放空。

焦化等裝置排放的火炬氣中含有粉塵、雜質(zhì)，如果直接排入氣柜設(shè)施，不僅損傷氣柜和活塞(或活動(dòng)蓋頂)之間的密封(干式或濕式)，長(zhǎng)期將造成密封破損，氣柜氣外漏，存在安全隱患，而且大大減少氣柜的使用壽命；同時(shí)將在氣柜底部沉積大量沉淀物，不利于氣柜內(nèi)的凝結(jié)液的回收(自流進(jìn)入凝結(jié)液回收罐)，需定期吹掃排凝管道防止堵塞，而且在停工檢修階段需清除氣柜底部和排凝管道內(nèi)的大量油泥。

目前在石油化工企業(yè)火炬氣除塵方法主要有兩種，一是在火炬氣進(jìn)氣柜主管道上設(shè)置兩組過濾器；二是設(shè)置一組過濾器(帶反沖洗系統(tǒng))。方法一設(shè)置兩路過濾器組，一用一備，需定期切換清洗過濾器濾芯，給操作和維護(hù)帶來諸多不便；方法二設(shè)置一組過濾器+反沖洗系統(tǒng)，由于工藝裝置放空氣體組分極其復(fù)雜，而且有時(shí)粉塵、雜質(zhì)含量較大，反沖洗系統(tǒng)很難清洗干凈過濾器濾芯；以上兩種方法在使用過程中發(fā)現(xiàn)氣柜底部還存在大量的沉淀物，使用效果不理想，不利于安全生產(chǎn)，不便于日常操作和維護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有火炬氣除塵技術(shù)存在的操作維護(hù)不便、過濾器濾芯難以清洗干凈等技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種火炬氣水洗裝置。

本發(fā)明提供的火炬氣水洗裝置主要由給水系統(tǒng)、水洗系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)組成，給水系統(tǒng)通過管線與水洗系統(tǒng)的頂部相連通，溢流系統(tǒng)通過管線與水洗系統(tǒng)的底部相連通；其中，水洗系統(tǒng)主要由噴淋分布器、火炬氣立管、立式水洗罐和密封水體組成，噴淋分布器、火炬氣立管和密封水體均設(shè)于立式水洗罐內(nèi)，噴 淋分布器設(shè)于立式水洗罐頂部，密封水體設(shè)于立式水洗罐底部，火炬氣立管設(shè)于噴淋分布器下方密封水體上方，火炬氣立管上端固定于立式水洗罐罐壁上，火炬氣立管下端插入密封水體的水封液面下。

所述的噴淋分布器主要由一根主管和3～10根水平支管組成，主管上端開口下端封閉，主管上端固定于立式水洗罐的頂部中心并與給水系統(tǒng)相連通，每根水平支管一端開口另一端封閉，每根水平支管長(zhǎng)度直徑均相同；每根水平支管開口的一端均沿主管徑向呈水平輻射狀與主管下端相連通，所有的水平支管均位于同一平面內(nèi)且以主管為中心均勻分布，主管垂直于水平支管所在平面；每根水平支管正下方占水平支管總管壁三分之一的面積上沿水平支管軸向開有3～9排均勻分布的篩孔，篩孔直徑為1～5mm。

所述的火炬氣立管主要由一段水平管段和一段豎直管段組成，豎直管段的上端連接水平管段，豎直管段的下端沿管壁圓周方向開有均勻分布的圓孔，沿豎直管段軸向在圓孔的下方管壁上開有與管端相貫通的均勻分布的齒狀條形孔；火炬氣立管水平管段的一端固定于立式水洗罐罐壁上并與立式水洗罐外壁上設(shè)置的進(jìn)氣管相連通，火炬氣立管豎直管段下端插入密封水體的水封液面下，豎直管段下端管壁上的圓孔完全沒于水封液面下。所述的圓孔和條形孔主要可以避免由于密封水體波動(dòng)造成火炬氣的脈沖式排放。

所述給水系統(tǒng)主要由進(jìn)水管、旁路限流孔板、進(jìn)水自控閥和出水管組成，旁路限流孔板與自控閥并聯(lián)，并聯(lián)后一端接進(jìn)水管，另一端接出水管，出水管與噴淋分布器主管上端相連通。

所述的溢流系統(tǒng)主要由u形溢流管組成，u形溢流管的一端通過管線與立式水洗罐底部的密封水體相連通，連通位置位于火炬氣立管下端以下、立式水洗罐底部封頭切線以上的罐壁上，u形溢流管的另一端與來自立式水洗罐底部并與立式水洗罐相連通的密閉排放管道相連通。

所述的立式水洗罐內(nèi)噴淋分布器水平支管上方、立式水洗罐頂部封頭切線下方的罐壁外側(cè)連接排氣管，排氣管與立式水洗罐內(nèi)部相連通。

來自工藝裝置的火炬氣累積壓力達(dá)到水封高度設(shè)定值時(shí)，火炬氣自動(dòng)破水封后進(jìn)入立式水洗罐，與立式水洗罐頂部的噴淋水充分接觸，將火炬氣中的粉塵、雜質(zhì)溶解到新鮮水中，含有粉塵、雜質(zhì)等的污水密閉排至含油污水密閉收集系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明既可以實(shí)現(xiàn)火炬氣的自動(dòng)回收，防止回火，而且 可以比較徹底地去除火炬氣中粉塵、雜質(zhì)的目的，提高氣柜運(yùn)行的安全性和可靠性。此方法工藝流程和設(shè)備配置簡(jiǎn)潔，操作方便，適合于石油化工企業(yè)火炬氣進(jìn)氣柜前的水封和除塵。具體優(yōu)點(diǎn)如下：

1)采用水洗裝置替代以往的過濾設(shè)施，增大了火炬氣流通面積，使火炬氣和噴淋水充分接觸，能夠使火炬氣在進(jìn)氣柜前徹底去除火炬氣中所含的粉塵和雜質(zhì)；

2)水洗裝置實(shí)現(xiàn)了火炬氣回收的自動(dòng)控制、防止回火和火炬氣水洗的多種功能，節(jié)約設(shè)備投資，具有一定的經(jīng)濟(jì)性；

3)提高了火炬氣回收系統(tǒng)、氣柜設(shè)施運(yùn)行的安全性和可靠性；

4)工藝流程和設(shè)備配置簡(jiǎn)潔，自動(dòng)化程度高，操作和維護(hù)方便，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的火炬氣水洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中噴淋分布器的a向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3圖2中水平支管的b-b向(水平支管軸向)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的c向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1中火炬氣立管下端的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-進(jìn)水管，2-進(jìn)水自控閥，3-旁路限流孔板，4-出水管，5-排氣管，6-噴淋分布器，61-主管，62-水平支管，63-篩孔，7-進(jìn)氣管，8-火炬氣立管，81-圓孔，82-齒狀條形孔，9-立式水洗罐，10-密封水體，11-排污自控閥，12-密閉排放管，13-u形溢流管，14-。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的火炬氣水洗裝置主要由給水系統(tǒng)、水洗系統(tǒng)和溢流系統(tǒng)組成。

給水系統(tǒng)主要由進(jìn)水管1、旁路限流孔板3、進(jìn)水自控閥2和出水管4組成，旁路限流孔板3與進(jìn)水自控閥2并聯(lián)，并聯(lián)后一端接進(jìn)水管1，另一端接出水管4，出水管4與噴淋分布器6的主管61(見圖2)的上端相連通。

水洗系統(tǒng)主要由噴淋分布器6、火炬氣立管8、立式水洗罐9和密封水體10組成，噴淋分布器6、火炬氣立管8和密封水體10均設(shè)于立式水洗罐內(nèi)，噴淋分布器6設(shè)于立式水洗罐頂部，密封水體10設(shè)于立式水洗罐底部，火炬氣立管8設(shè)于噴淋分布器6下方密封水體9上方，火炬氣立管8上端固定于立式水洗罐 9罐壁上，火炬氣立管8下端插入密封水體10的水封液面下。

如圖2所示，噴淋分布器6主要由一根主管61和6根水平支管62組成，水平支管61的數(shù)量可以在3～10根間選取，主管61上端開口下端封閉，主管61上端固定于立式水洗罐9的頂部中心并與給水系統(tǒng)的出水管4相連通，每根水平支管62一端開口另一端封閉，每根水平支管62長(zhǎng)度直徑均相同；每根水平支管62開口的一端均沿主管徑向呈水平輻射狀與主管61下端相連通，所有的水平支管62均位于同一平面內(nèi)且以主管61為中心均勻分布，主管61垂直于水平支管62所在平面；每根水平支管62正下方三分之一(見圖3)的管壁上沿水平支管軸向開有5排均勻分布的篩孔(如圖4所示)，當(dāng)然根據(jù)需要，篩孔可在3～9排間選用，篩孔直徑為1～5mm。

如圖1所示，所述的火炬氣立管8主要由一段水平管段和一段豎直管段組成，豎直管段的上端連接水平管段，豎直管段的下端沿管壁圓周方向開有均勻分布的圓孔81(見圖5)，沿豎直管段軸向在圓孔81的下方管壁上開有與管端相貫通的均勻分布的齒狀條形孔82(見圖5)；火炬氣立管水平管段的一端固定于立式水洗罐9罐壁上并與進(jìn)氣管7相連通，火炬氣立管豎直管段下端插入密封水體10的水封液面下，豎直管段下端管壁上的圓孔81完全沒于水封液面下。所述的圓孔81和齒狀條形孔82主要可以避免由于密封水體10波動(dòng)造成火炬氣的脈沖式排放。

如圖1所示，所述的溢流系統(tǒng)主要由u形溢流管13組成，u形溢流管13的一端通過管線與立式水洗罐底部的密封水體10相連通，連通位置位于火炬氣立管下端以下、立式水洗罐底部封頭切線以上的罐壁上，u形溢流管13的另一端與來自立式水洗罐9底部并與立式水洗罐9相連通的密閉排放管12相連通。

如圖1所示，所述的立式水洗罐內(nèi)噴淋分布器6水平支管上方、立式水洗罐9頂部封頭切線下方的罐壁外側(cè)連接排氣管5，排氣管5與立式水洗罐9內(nèi)部相連通。

在圖1所示的裝置中：

噴淋分布器6的水平支管距離進(jìn)氣管7入口處的高度宜取600～2000mm，優(yōu)選1000～1200mm；噴淋分布器6的水平支管距離排氣管接口處的高度宜取200～1000mm，優(yōu)選500～600mm；

火炬氣實(shí)際有效水封高度為400mm，其有效水封水量滿足火炬氣立管3m以上高度(h2≥3000mm)的充液量，水封液位通過u形溢流管13自動(dòng)控制；實(shí)際 有效水封高度為火炬氣立管3下端圓孔81以上沒入密封水體10內(nèi)的管段的高度，該實(shí)際有效水封高度一般為300～600mm；

火炬氣立管8下端進(jìn)入密封水體10內(nèi)的面積不小于火炬氣立管8的截面積，火炬氣立管8下端端部距離立式水洗罐9底部封頭切線的距離為500～1000mm。

立式水洗罐9內(nèi)火炬氣向上流動(dòng)的徑向截面積不應(yīng)小于火炬氣立管橫截面積的3倍；立式水洗罐9內(nèi)密封水體10上方的氣相空間的高度不應(yīng)小于立式水洗罐9的內(nèi)徑；

給水系統(tǒng)設(shè)有連續(xù)進(jìn)水的長(zhǎng)流水設(shè)施，連續(xù)進(jìn)水采用旁路限流孔板3控制；溢流系統(tǒng)設(shè)有連續(xù)排水的長(zhǎng)流水設(shè)施，采用u形溢流管13自流方式，u形溢流管13的自流能力不應(yīng)小于連續(xù)進(jìn)水量的2倍。

本發(fā)明的工作過程如下：

工藝裝置排放的火炬氣經(jīng)進(jìn)氣管7、火炬氣立管8沖破密封水體10的水封后進(jìn)入立式水洗罐9的氣相空間，火炬氣和來自噴淋分布器6的噴淋水充分接觸，去除所含粉塵和雜質(zhì)，然后經(jīng)過火炬氣排氣管5排向下游氣柜設(shè)施。密封水體10的水封液位通過u形溢流管13的溢流控制，溢流出的含油污水經(jīng)密閉排放管12排出。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明火炬氣水洗裝置的自動(dòng)控制，本發(fā)明還可以設(shè)置水封液位的高低液位報(bào)警連鎖裝置：

1)立式水洗罐9的連續(xù)進(jìn)水采用給水系統(tǒng)的旁路限流孔板3控制，正常操作時(shí)通過旁路限流孔板3補(bǔ)充新鮮水，當(dāng)立式水洗罐9內(nèi)密封水體10的液位低于設(shè)定水封液位時(shí)，低液位報(bào)警裝置自動(dòng)開啟給水系統(tǒng)中的進(jìn)水自控閥2進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)水，滿足溢流和噴淋的水量要求；當(dāng)水封液位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水自控閥2。

2)當(dāng)u形溢流管13出現(xiàn)異常工況導(dǎo)致立式水洗罐9內(nèi)水封液位上升超過設(shè)定液位值時(shí)，高液位報(bào)警裝置自動(dòng)聯(lián)鎖開啟密閉排放管12上的排污自控閥11，直至液位降至設(shè)定值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉排污自控閥11。

為了便于檢修，本發(fā)明的火炬氣水洗裝置還可以設(shè)置氮?dú)獯祾咴O(shè)施和檢修排污設(shè)施：

在檢維修期間，可通過開啟氮?dú)獯祾咴O(shè)施上的閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)立式水洗罐的氮?dú)獯祾摺Ｔ诹⑹剿垂尥瓿傻獨(dú)獯祾吖ぷ骱?，可通過檢修排污設(shè)施13排除立式水洗罐內(nèi)的銹雜和沉淀物。

為了方便日常巡檢和維護(hù)，在u形溢流管13和密閉排放管12上還可設(shè)置視鏡。

本發(fā)明的火炬氣水洗裝置既能保證噴淋水和火炬氣的充分接觸，又能實(shí)現(xiàn)立式水洗罐內(nèi)新鮮水噴淋的“無死角”覆蓋，保證火炬氣的徹底除塵，而且盡可能減少新鮮水的耗量。