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標題: 廠里冒火焰的那個“煙囪”，門道竟然這么多！ [打印本頁]
作者: twq19810302    時間: 2023-3-7 15:06
標題: 廠里冒火焰的那個“煙囪”，門道竟然這么多！
本帖最后由 twq19810302 于 2023-3-7 15:09 編輯 # Z' B2 q" z% e9 Y  b7 t
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在化工廠里，總是可以看到一種冒著火焰的“煙囪”，它日夜不停地燃燒著。有人會說，這要燒掉多少燃料，多浪費啊。是啊！那么，為什么還要這么做呢？/ x8 G- o6 v# @! }

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其實，這并非是煙囪，它的名字叫做安全火炬。) u: |8 u; M& r8 f

4 C# {' B+ J- |6 f2 a" I安全火炬有什么用？8 Q6 ]& g$ `0 \

, k1 J$ q- y! ]8 Y: j化工廠在生產過程中，會產生很多易燃易爆的氣體，其中很多對人體有害。它們多數比空氣重，如果放入大氣，經蔓延，會沉積在地面上，并達到很高的濃度，這會造成嚴重的環境污染，危害人體健康，如若碰到火種，將造成火災，甚至爆炸。) z% ?+ ^7 i. {! N4 B

, q$ Z' k& P' H為了防止這些危險發生，人們把它們集中起來燒掉，以防后患。火炬將這些易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的氣體通過燃燒變成無害的二氧化碳、水或無毒、毒性較小的其它物質。
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將這些燃料直接這樣燒掉，的確有些浪費，所以工廠正在千方百計地把火炬氣體回收，作為有用的燃料。

  I; v* O! s: l# }/ }2 n$ J但是，即使回收得比較徹底，火炬還是不能廢除的，因為在發生意外事故時，仍然必須通過它，將大量的可燃氣體燒掉，以確保安全。
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: n+ W+ b8 _- ^6 N- f所以，火炬裝置可以說是化工廠的最后一道安全屏障。
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% r% I" d$ l0 Q7 ^為何有的火炬的形狀不同？- |$ Q0 A" ^- a

. ]! L* D# k0 U4 A8 Z* k兩種類型的火炬分別為高架火炬和地面火炬。兩種火炬各有千秋。% @0 E* s6 q7 R: V# Q

9 l2 d- F# |/ S6 i% k. b7 n7 v1地面火炬
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其燃燒就在地面附近發生。它的型式可能是未封閉的傳統火炬燒嘴，也可能是帶耐火襯里的鋼制封閉結構，含有多個燒嘴。/ [8 _, s; U/ }4 f

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優點：運行成本低且維修方便。缺點：地面火炬的處理能力小，且不能燃燒有毒氣體。建設成本較高。
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2高架火炬
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它的火焰遠離地面，在火炬塔頂端燃燒。火炬塔頂端設有火炬頭，火炬頭部配有長明燈，長明燈經點火器點燃后將一直燃燒，廢氣到火炬頭部時，會立即被點燃。
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優點：高架火炬處理廢氣的能力大，建設成本低。缺點：由于火炬氣體出口的速度較快，燃燒時所產生的噪音是無法避免的。同時火炬頭處所產生巨大火焰造成的熱輻射，對高架火炬附近的工作人員及設備有很大的影響。9 J5 s5 D) z8 \9 H

9 x0 d1 o' q, T( T9 T高架火炬根據其支撐方式，還可以分為塔架支撐火炬、拉索火炬、自支撐火炬。
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火炬用于處理哪些氣體？
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不同廠對于火炬要求和使用情況也不相同。比如煉油廠火炬一般在硫磺車間，處理硫化氫氣體。火炬處理的氣體有：0 d# M6 ?+ _: T

" ?- M' M1 Q& T* |1、煉廠吹掃氣和廢氣2、油井中與原油一起排出的不可回收氣體3、鼓風爐排放的氣體4、焦爐產生的不能利用的氣體5、化工過程產生的廢氣! D) O3 l, Y& P/ k( S4 d- E* I
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來自煉廠、原油生產、化學工業以及焦爐（所占比重較小）的火炬氣，主要由低分子量、高熱值的烴組成。來自鼓風爐的火炬氣，主要由低熱值的惰性組分和CO組成。$ A( S. o8 i- b% C, F
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火炬也用于燃燒處理下水道、煤氣化、火箭發動機試驗、配有鈉/水換熱器的核電廠、重水工廠以及氨肥廠所產生的廢氣。9 w% {, J. y: _" c% ?3 x- G! h

. j1 L" V0 h3 C* z( ]2 l; E" R典型的火炬系統包括哪些？
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& ~0 s- P: t. ]4 W1、 集氣總管和從各工藝單元收集氣體的管道2、 用于脫除和儲存可凝縮和夾帶液體的緩沖罐（脫夾帶罐）3、 專用的密封罐、水封罐或用于防止排放氣倒流的設施4、 單個或多個燃燒器和火炬筒5、 如果需要，還要配置氣體引燃器和點火器，以引燃廢氣和空氣的混合物6、對于無煙火炬，還要提供外部輸送力（蒸汽吹掃或強制通風），天然氣、燃料氣、惰性氣或氮氣都可用做吹掃氣
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火炬的結構組成？
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: Q5 M( n; r6 V3 r$ X+ J% o& Q下面為高架不可拆卸火炬的結構組成。( p7 ]! C8 `% f% K1 z+ `9 |; Y
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1火炬頭: ]) ^: a* S9 d. g

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火炬頭的作用是將廢氣盡可能燃燒干凈。( R' v* w+ Q+ I! \% p9 s

. g7 W$ c8 W, V常見的有直筒式，用于天然氣火炬、焦爐煤氣火炬等；也有倒錐形的，用于水煤漿為原料制甲醇、合成氨的火炬。
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還有帶消煙功能的火炬，其內部和外部都具有消煙蒸汽管，在石油化工、煉油企業很常見。( Q) H1 y" W% T5 l" F  |
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. ~3 h, L: B' `: F8 V# ~/ R2點火器
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火炬點火器是一種自動點火工具，具有點火可靠、壽命長等優點、發火端耐高溫、抗結焦、具有自凈能力等優點。
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' K' Q. ^) L/ f6 B; u2 s9 V點火器原理2 F3 z7 u* p* ?3 H& }% c  i
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當火炬壓變檢測到壓力達到一定值，點火控制系統開始送電（220V），經高壓發生器升至10000V，傳送給點火器，電磁閥得電后打開，氣體到達點火嘴，點火器得電后產生電弧進行點火，點燃氣體。
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點火器使用注意事項4 A8 h! L+ ?# n; V& M6 Q+ @+ }
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1、點火時，應先開點火裝置，然后噴油(氣)點火;一般點火時間不能超過30秒。$ M) ]6 \8 J3 P

- Y+ L3 _" c+ Y& X! g2、點燃火炬時流程確認一定要到位，在點燃開工火炬時，確認除開工點火器和長明燈的燃氣閥門打開外，其余閥門全部關閉。禁止在點燃火炬時將不相關的燃氣閥門打開。2 @& D. e, R" E% ?9 |0 Q+ V
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3分子封
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在有火炬氣排放時，可以利用另外一股氣體的力量，阻止廢氣和空氣的混合氣體返回火炬內部，這樣可避免爆炸事故。3 m% X5 R7 h; x& W! ~/ o: A+ p
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分子封的結構至少有三種。最常見的是迷宮式分子封。（采用比空氣輕的氣體 如氮氣 時用）& q2 m0 F$ e3 [) e
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另外一種迷宮式分子封的結構，采用比空氣重的氣體如二氧化碳時用，就是將上圖倒過來用。
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]圖為迷宮式分子封
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" P) R8 h6 l" e% Q( c3 Q3 y& d( h迷宮式分子封的常見問題
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/ z7 i" r* S2 X" V. E5 W（1）結冰堵塞
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在高寒地區，分子封如果沒有保溫、伴熱措施，火炬氣中的水分會凝結下來，從  而結冰堵塞分子封。這個后果是非常嚴重的。
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防止辦法：隨氣溫的變化分別采取保溫措施或伴熱保溫措施即可。 分子封做成斜底，最低處開一個排污口，也是一個比較好的辦法。  S* w& ^/ A9 b2 G3 w$ b1 g
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（2）鐘罩脫落
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事故的后果很嚴重。防止辦法：按規范設計、按設計制造，不要偷工減料即可。當然，分子封的材料也很重要。如果火炬氣是有腐蝕性的氣體，分子封就要用相應的不銹鋼材料（例如：304、316L）。
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5 w+ T+ n1 h1 }- u, n8 l. Q有些火炬廠家非常聰明，在分子封鐘罩的下面，焊了幾個支座，在分子封的上部，焊了幾塊擋板，就是分子封出了問題，讓鐘罩也掉不下來、上不去，避免更大事故的發生。
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5 i7 \; v: z9 y（3）雜物堵塞
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有些火炬頭口徑很大，內存耐火材料。時間長了，耐火材料脫落，會堵塞分子封。 火炬氣中的灰塵、火炬氣燃燒后產生的灰塵，也會堵塞分子封。
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( B3 x+ q0 N6 J& K% g  c! j5 b防止辦法：分子封設一到二個檢修手孔。堵塞嚴重，只有拆下檢修。
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) `% h+ P% T' _6 m9 T  ]8 J4火炬筒體
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是一個鋼制的直筒子。兩端是法蘭，通常下面是與立式水封罐相連，  上面是與分子封相連。其作用是將火炬頭、分子封的重量傳遞出去。2 F1 Q4 Y4 Z5 {7 |) o

! q2 l- Z0 z5 q+ J3 h/ p* A0 u最常用的火炬筒體材料是碳鋼。也有碳鋼加厚、不銹鋼的。對于醋酸火炬，還要使用優質不銹鋼 316L。
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5水封罐
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其作用是防止火炬系統發生回火、爆炸事故。其材料一般為碳鋼，也有不銹鋼的。
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6分液罐- F+ W+ m) v! r; j2 z

" i" B/ O0 _& o應能分離出排放氣體中直徑 300μm-600μm 的液滴。以防止下火雨。7 A+ ^9 S% c: `9 R) o
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如何消煙？. u" `( L0 R& h7 N* |8 o2 Y% u7 ~
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如要這些氣體完全燃燒，需要足夠的助燃空氣和恰當比例混合的廢氣和空氣，燃燒可能會產生煙，這取決于廢氣的氣體組成、流量以及助燃空氣的分布。
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通常，含有甲烷、氫氣、CO和氨的廢氣，燃燒時不會產生煙；而含有重烴，如：高于甲烷的直鏈烷烴、烴和芳烴，燃燒時會產生煙。/ T# R% V4 X& L

% N. `0 N% U( K2 j& I( ?% O: I高架火炬通常使用外部輔助來消煙：
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如：使用蒸汽吹掃或鼓風，通過使氣體/廢氣的更有效混合和擾動達到消煙的目的。還可以用噴水、高速渦流或注入天然氣的方法來消煙。地面火炬很少使用輔助措施進行消煙。
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- `$ p/ f$ T  Q6 H' \為何工廠配有兩組火炬？) H- N1 H0 k2 V

) c" X& ^7 A- e3 ], b( h0 a許多火炬系統都配備兩組火炬，平行布置或串聯布置，對于平行布置的火炬，一個火炬停工維修時，可使用另一個火炬。* V* {* X' r' b# \9 S1 m

9 g. E" D" i" w7 b對于串聯布置的火炬，通常，一個是高度較低的地面火炬，用于處理正常情況下較少流量的氣體，另一個是高架火炬，用于處理緊急故障工況下的大流量氣體。
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火炬的負面影響
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火炬運行的噪音和熱量是我們最不想要的負面影響。火炬通常位于遠離居民區的地方或充分隔離，以使其負面影響降到最低。
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& G- ~# M! T4 p: V' u: e火炬的排放物包括：含碳顆粒（煙灰）、未燃燒的烴、CO及其它部分燃燒和發生了轉化的烴，以及NOX。如果火炬氣中有含硫物質，如硫化氫或硫醇，則排放物中還會含有二氧化硫(SO2)。
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8 Z* y' V. Y6 E2 t7 c火炬排放物中烴的含量與燃燒程度有關，而燃燒程度很大程度上取決于燃料/空氣的配比和混合程度，也就是取決于火焰能達到的溫度及溫度的穩定保持情況。正確操作的火炬可實現燃盡率98% 以上，也就是說排放物中的烴和CO的含量是總烴氣體流量的2% 以下。+ |' D9 I7 }6 Z8 {5 z5 w

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作者: gemiusunyi    時間: 2023-3-7 15:28
安全無小事，



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