APARATO DE ANTORCHA.

El presente invento se refiere a un aparato de antorcha mejorado y más específicamente a un aparato de antorcha eficiente asistido por vapor. Los aparatos antorcha para quemar y deshacerse de los gases combustibles son bien conocidos. Los aparatos antorcha están normalmente montados en chimeneas para combustión de los gases sobrantes y están situados en plantas de producción, refinado, procesamiento y similares para deshacerse de los gases de desecho inflamables o de otras corrientes de gases inflamables que por algún motivo son desviados a, incluido pero no limitado a, ventilación, paradas, averías y/o emergencias. Los aparatos antorcha son muy importantes en el caso de emergencias en plantas tales como fuegos o caídas de tensión y un sistema de antorchas funcionando correctamente es un componente crítico para impedir la destrucción de la planta en cualquiera de las anteriormente mencionadas o en otras circunstancias. Es generalmente deseable que los gases inflamables sean quemados sin producir humo y típicamente es obligatorio un quemado sin humo o sustancialmente sin humo. Un método para realizar un quemado sin humo consiste en suministrar aire de combustión con una bomba de chorro de vapor que a veces es denominada un eductor. El aire de combustión asegura que el gas inflamable se oxide totalmente para impedir la producción de humo. De este modo, se usa el vapor normalmente como una fuerza motora para mover el aire en un aparato de antorcha. Cuando se suministra una corriente de aire suficiente, y el aire suministrado se mezcla bien con el gas combustible, la mezcla vapor/aire y gas inflamable puede quemarse sin producir humo. En un aparato de antorcha típico solamente se suministra una fracción del aire de combustión requerido mediante la fuerza motora de una máquina soplante, una bomba de chorro que usa vapor, aire comprimido u otro gas. La mayoría del aire de combustión requerido se obtiene de la atmósfera a lo largo de la longitud de la llama. Un tipo conocido de aparato de antorcha asistido por vapor comprende un tubo de gas generalmente cilíndrico al que se suministra gas inflamable. El vapor inferior es suministrado a través de una pluralidad de tubos de vapor en una entrada y es empujado para pasar por un codo en el tubo de vapor, lo que produce una caída de la presión. En el codo los tubos de vapor cambian de dirección de manera que sean paralelos al cilindro exterior. Un vapor central es inyectado en el centro del tubo de gas de forma que el gas inflamable y el vapor pasan hacia arriba a través del tubo exterior y se mezclan con el vapor que sale de los tubos de vapor inferior. En el extremo superior o salida del tubo de gas los inyectores de vapor dirigen el vapor radialmente hacia dentro para controlar la periferia de la mezcla que sale del tubo de gas, y se inflama el vapor/aire y la mezcla de gas. El vapor central es proporcionado para asegurar que el quemado no se produzca en el interior del tubo de gas. El quemado interno es visto típicamente a velocidades de flujo bajas tales como las velocidades de purga, y agravado por viento cruzado, efectos de encapsulamiento causados por el vapor superior, y por si el gas de purga tiene un peso molecular inferior al del aire. Una velocidad de purga es típicamente la velocidad del flujo de gas mínima que fluye continuamente hacia la antorcha para impedir la explosión en la chimenea para combustión de los gases sobrantes. El documento US 2005/0269135 expone una chimenea para combustión de los gases sobrantes diseñada para impedir el retorno de la llama procedente de una fuente de ignición. Otro tipo de antorcha asistida por vapor usa solamente inyectores de vapor central y superior y trabaja de una forma similar. Las antorchas asistidas por vapor aquí descritas pueden realizar fulguraciones sin humo. No obstante, tales aparatos de antorcha pueden crear una cantidad excesiva de ruido. El ruido procedente del vapor inferior puede ser amortiguado, mientras que es difícil o poco práctico amortiguar el ruido procedente del vapor superior debido a su proximidad con la llama de la antorcha. Un amortiguador para el vapor inferior no sólo aumenta los costes sino que además aumenta la carga debida al viento de la chimenea para la combustión de los gases sobrantes, lo que da lugar a unos mayores costos de dicha chimenea. Debido al alto coste del vapor, de las tuberías y de la estructura de la chimenea para combustión de los gases sobrantes asociados con la liberación del vapor es conveniente la utilización de menos vapor para conseguir al quemado sin humo. Por lo tanto existe la necesidad de un aparato de antorcha y métodos mejorados para el quemado sin humo de los gases combustibles con aire para disminuir el ruido y para aumentar la eficiencia, de modo que se pueda quemar más combustible con menos vapor añadido. El documento GB 1.393.224 expone un tubo colector de purga principal para una planta de coquificación que se divide en una pluralidad de ramales de tubos de purga en los que cada uno tiene un mezclador de aire de tipo inyector con una alimentación de aire comprimido. El invento está definido en las reivindicaciones. Un aparato de antorcha de acuerdo con el actual invento incluye una pluralidad de unidades de punta de antorcha. Cada unidad de punta de antorcha tiene un miembro exterior con unos extremos primero y segundo y un miembro interior que definen una entrada y una salida. Al menos una parte del miembro interior está preferiblemente dispuesto coaxial o concéntricamente en el miembro exterior. Un pasaje anular de gas está definido entre el 2 E07251175 29-12-2011   miembro interior y el exterior de cada unidad de punta de antorcha. Un extremo superior del miembro inferior define una abertura de salida mientras que un extremo superior del miembro interior define la salida del miembro interior. El aire pasa a través del miembro interior y sale interior por la salida del miembro interior y entra en el miembro exterior. El gas combustible pasa a través del pasaje anular de gas y saldrá del pasaje anular de gas al miembro exterior por encima de la salida del miembro interior, en donde el gas combustible se mezcla con al menos aire en el miembro exterior. El espacio entre la salida del miembro interior y la abertura de salida puede definirse como una zona de premezclado, ya que el gas y al menos aire se mezclan en él antes de salir a través de la abertura de salida para quemarse en la atmósfera. En tanto que los dispositivos mecánicos tales como ventiladores o máquinas soplantes pueden utilizarse para mover el aire a través del miembro interior, preferiblemente se utiliza vapor como fuerza motora para el aire. De igual modo, el aire comprimido, el nitrógeno, el dióxido de carbono, el gas combustible u otros gases pueden ser usados como una fuerza motora similar a la forma en la que se usa el vapor. En una realización preferida del actual invento el vapor es inyectado en una entrada del miembro interior a una velocidad suficiente para llevar aire al miembro interior, de forma que una mezcla de vapor y aire pase a través de la salida del miembro interior a la zona de premezclado. Preferiblemente, la longitud de la zona de premezclado es mayor que la anchura del pasaje anular de gas, y preferiblemente es al menos cuatro veces la anchura del pasaje anular de gas. La zona de premezclado proporciona un espacio para que el gas se mezcle con el aire y el vapor y también comprende un control perimetral. De acuerdo con el invento el aparato de antorcha del presente invento comprende una pluralidad de unidades de punta de antorcha, en las que el pasaje anular de gas en cada una de la pluralidad de unidades de punta de antorcha recibe gas de un único alimentador de gas combustible. El único suministro de gas combustible es una cámara de sobrepresión con la que está conectada cada unidad de punta de antorcha. El gas combustible es suministrado desde la cámara de sobrepresión al pasaje anular de gas de cada unidad de punta de antorcha, y una mezcla de gas combustible y de aire/vapor pasará a través de la abertura de salida de cada una de las unidades de punta de antorcha a la atmósfera. Cada unidad de punta de antorcha en la pluralidad de unidades tendrá preferiblemente un inyector de vapor asociado con ella para proporcionar la fuerza motora al aire a través del miembro interior de la unidad de punta de antorcha. El vapor es preferiblemente provisto a cada uno de los inyectores de vapor desde una única fuente. El gas combustible puede ser suministrado a la cámara de sobrepresión a través de un tubo de gas que será conectado a una chimenea para combustión de los gases sobrantes. A continuación se describirá el invento a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos anejos, en los que: La Figura 1 es una vista en perspectiva del aparato de antorcha del presente invento. La Figura 2 es... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de antorcha (10) para quemar un gas combustible, que comprende: una pluralidad de unidades de punta de antorcha (15), que comprende: un único miembro exterior (34) que tiene unos extremos primero (54) y segundo (56), y un único miembro interior (32) que tiene una entrada (44) y una salida (46); en el que al menos una parte del miembro interior (32) está dispuesta en el miembro exterior (34) para definir un pasaje anular de gas (64); y una cámara de sobrepresión (20), estando cada una de la pluralidad de unidades de punta de antorcha (15) conectada a la cámara de sobrepresión (20) que define un interior de la cámara de sobrepresión para recibir gas desde una fuente de gas combustible y para suministrar el gas combustible al pasaje anular de gas (64) de cada una de las unidades de punta de antorcha (15), en el que el gas combustible que sale del pasaje anular de gas (64) se mezcla en el miembro exterior (34) con al menos el aire que pasa a través de la salida (46) de cada miembro interior (32) y al menos el aire y la mezcla de gas combustible pasan a través de una abertura de salida definida en el segundo extremo (56) del miembro exterior (34), y en el que el primer extremo (54) de cada miembro exterior (34) está situado en el interior de la cámara de sobrepresión, y el miembro exterior (34) se extiende desde el interior de la cámara de sobrepresión a un exterior de la cámara de sobrepresión, y el miembro interior (32) pasa completamente a través de la cámara de sobrepresión (20), de forma que la entrada (44) del miembro interior y la salida (46) de cada unidad de punta de antorcha (15) están fuera de la cámara de sobrepresión (20). 2. El aparato de antorcha de la reivindicación 1, en el que el primer extremo (54) de cada miembro exterior (54) define la entrada de gas del pasaje anular de gas (64). 3. El aparato de antorcha de la reivindicación 1 ó 2, en el que la cámara de sobrepresión (96) comprende: una placa superior generalmente plana (100); una pared lateral cilíndrica (102) conectada a y que se extiende hacia abajo desde la placa superior (100); y una placa inferior plana (98) conectada a la pared lateral cilíndrica (102), teniendo la placa inferior (98) una abertura (25) para recibir el gas combustible, en el que las placas superior e inferior y la pared lateral definen el interior (104) de la cámara de sobrepresión. 4. El aparato de antorcha de la reivindicación 3, que además comprende una pluralidad de juntas estancas tubulares (106), extendiéndose cada junta estanca tubular hacia arriba desde la placa inferior (98) y limitando el extremo inferior del miembro exterior de cada unidad de punta de antorcha. 5. El aparato de antorcha de la reivindicación 1 ó 2, en el que la cámara de sobrepresión (20) comprende una placa curva superior (93) conectada a una placa curva inferior (94) para definir el interior (95) de la cámara de sobrepresión. 6. El aparato de antorcha de la reivindicación 5, en el que las placas curvas superior e inferior están conectadas por una pared lateral. 7. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que además comprende inyectores de vapor (30) para inyectar vapor en cada uno de los miembros interiores (32), en la que el vapor lleva aire a los miembros interiores (32), de forma que la mezcla aire/vapor pasa a través de la salida del miembro interior y se mezcla en el miembro exterior con el gas combustible, y en el que una mezcla de aire/vapor y gas combustible pasa a través de la abertura de salida de cada unidad de punta de antorcha. 8. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que además comprende un inyector de vapor (30) asociado con cada miembro interior (32) para inyectar vapor en los miembros interiores de cada unidad de punta de antorcha con una velocidad suficiente para llevar aire al miembro interior y mover el aire a través de él. 9. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que cada miembro exterior (34) comprende: una parte generalmente cilíndrica (78); un cono convergente (82) que se extiende hacia arriba desde la primera parte cilíndrica; y una segunda parte cilíndrica (86) que se extiende hacia arriba desde el cono convergente. 10. El aparato de antorcha de la reivindicación 9, en el que cada miembro exterior (34) comprende además: una zona divergente (90) que se extiende hacia arriba desde la segunda sección cilíndrica; y 8 E07251175 29-12-2011   un anillo (92) de retención de la llama que se extiende hacia dentro desde la zona divergente y que define la abertura de salida. 11. El aparato de antorcha de la reivindicación 8, en el que cada unidad de punta de antorcha (15) define una zona de premezclado (70) entre la salida del miembro interior y la abertura de salida en la que una mezcla de aire/vapor que sale de la salida del miembro interior se mezcla con el gas combustible que sale del pasaje anular de gas antes de que la mezcla de gas/vapor pase a través de la abertura de salida. 12. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que una parte del miembro exterior (34) que se extiende por encima del miembro interior de cada unidad de punta de antorcha comprende una parte de control perimetral. 13. El aparato de antorcha de la reivindicación 8 u 11, en el que los inyectores de vapor (30) reciben vapor de una única fuente de vapor. 14. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que las unidades de punta de antorcha (15) están separadas de forma que cada unidad de antorcha tenga una llama individual encima de ella separada de las llamas individuales de encima de las otras unidades de punta de antorcha. 15. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que todo el gas recibido en el interior de la cámara de sobrepresión es suministrado a los pasajes anulares de gas de las unidades de punta de antorcha. 16. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que el miembro interior (32) de cada unidad de punta de antorcha tiene un eje longitudinal recto desde la entrada del miembro interior hasta la salida del miembro interior. 17. El aparato de antorcha de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el miembro interior (32) de cada unidad de punta de antorcha comprende un cilindro recto desde la entrada del miembro interior hasta la salida del miembro interior. 18. Un método de quemado de un gas combustible, que comprende: (a) proporcionar gas combustible a una cámara de sobrepresión (20), teniendo dicha cámara de sobrepresión (20) una pluralidad de unidades de punta de antorcha (15) conectadas a ella, comprendiendo cada unidad de punta de antorcha (15) unos miembros tubulares interiores (32) y exteriores (34) que definen un pasaje anular de gas (64) entre ellos; (b) suministrar el gas combustible desde la cámara de sobrepresión (20) con los pasajes anulares de gas (64) de cada unidad de punta de antorcha (15); (c) mover al menos aire a través de una entrada del miembro interior y a través de una salida del miembro interior a una zona de premezclado (70) en el miembro exterior de cada unidad de antorcha, estando ambas salidas del miembro exterior e interior situadas exteriores a la cámara de sobrepresión (20); (d) pasar el gas combustible desde la cámara de sobrepresión (20) a través del pasaje anular de gas (64) de cada unidad de punta de antorcha (15) a la zona de premezclado (70); (e) descargar al menos el aire y gas combustible a través de una abertura de salida del miembro exterior, estando dicha abertura de salida del miembro exterior situada exterior a la cámara de sobrepresión; y (f) inflamar al menos el aire y gas combustible. 19. El método de la reivindicación 18, comprendiendo el paso de movimiento la inyección de vapor en el miembro interior (32) de cada unidad de punta de antorcha (15) con una velocidad suficiente para arrastrar y mover aire a la entrada del miembro interior y a través de la salida del miembro interior. 20. El método de la reivindicación 19, que comprende mezclar una mezcla de aire/vapor procedente del miembro interior (32) con el gas de combustión en la zona de premezclado para formar una mezcla de combustible de vapor, aire y gas, e inflamar la mezcla combustible que pasa a través de la abertura de salida. 21. El método de la reivindicación 19 ó 20, que comprende proporcionar vapor a cada unidad de punta de antorcha (15) desde una única fuente de vapor. 22. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, en el que una longitud de la zona de premezclado es al menos cuatro veces más ancha que el pasaje anular de gas. 23. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, que además comprende dirigir el gas combustible desde el pasaje anular de gas (64) de cada unidad de punta de antorcha radialmente hacia el interior hacia al menos el aire que se mueve a través de la salida del miembro interior. 9 E07251175 29-12-2011   24. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, teniendo el miembro interior (32) de cada unidad de punta de antorcha un eje longitudinal sustancialmente recto. 25. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, comprendiendo el miembro interior (32) de cada unidad de punta de antorcha un cilindro sustancialmente recto desde la entrada del miembro interior a la salida del miembro interior. 26. El método de cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, que además comprende separar las unidades de punta de antorcha de forma que la llama creada por la ignición de la mezcla de combustible por encima de la abertura de salida de cada unidad de punta de antorcha está separada de las llamas por encima de la otra de las unidades de punta de antorcha. E07251175 29-12-2011   11 E07251175 29-12-2011   12 E07251175 29-12-2011   13 E07251175 29-12-2011   14 E07251175 29-12-2011   E07251175 29-12-2011   16 E07251175 29-12-2011