在化工廠裡，總是可以看到一種冒著火焰的“煙囪”，它日夜不停地燃燒著。實際上，這並不是什麼煙囪。因為煙囪冒出的應該是煙，而這種“煙囪”，冒出的卻是可燃氣體，剛冒出“煙囪”時即被燃燒。所以，人們稱它為“火炬”，更確切地稱為“安全火炬”。
南京市生態環境局近日出臺《南京市高架火炬環境管理辦法》，在全國率先針對化工企業高架火炬進行環境管理。兩年後，南京化工企業的高架火炬將不得作為大氣汙染日常處理設施。火炬到底有什麼作用呢？南京此舉又是為何呢？流程君帶你一探究竟。
《南京市高架火炬環境管理辦法》明確，高架火炬應當用於應急處置，不得作為日常大氣汙染處理設施。同時，給出了整改期限，要求在用火炬應當在2021年4月30日前完成整改。《辦法》將於2019年5月1日起實施。
環保上指的火炬是工業企業用於燃燒火炬氣的廢氣燃燒處理裝置，高架火炬指火炬頭底端位置高於15米的火炬。
根據《辦法》，利用高架火炬處理的廢氣，僅限於工藝裝置開停工、火災事故、公用工程事故及其他事故等緊急狀態下，無法進行有效回收的可燃性氣體。
根據《辦法》，高架火炬系統必須滿足更嚴格的要求，如火炬系統應當配套壓縮機、儲氣櫃等可燃性氣體回收裝置，減少揮發性有機物排放量；配套助燃氣系統應當確保火炬氣及時、安全、可靠燃燒，其排放能夠滿足環境管理要求；氮氣等佔比過高的不燃性廢氣不得排入火炬氣系統等。
《辦法》規定應急狀態下啟用高架火炬的應當及時向生態環境主管部門報告，違反《辦法》規定使用火炬的，將依法追究其責任。
據悉，石油化工、鋼鐵等重化產業是南京市的傳統支柱產業，全市有梅鋼、南鋼、南化、金陵、揚子、揚巴等大型、特大型鋼鐵、石化企業，尤其是江北新材料產業園內聚集了100餘家化工企業，不少企業建有用於廢氣焚燒處理、應急排空的火炬。
安全火炬有什麼用？
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，並達到很高的濃度，這會造成嚴重的環境汙染，危害人體健康，如若碰到火種，將造成火災，甚至爆炸。
為了防止這些危險發生，人們把它們集中起來燒掉，以防後患。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。
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。
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。
所以，火炬裝置可以說是化工廠的最後一道安全屏障。
為何有的火炬的形狀不同？
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。
- 地面火炬
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，也可能是帶耐火襯裡的鋼製封閉結構，含有多個燒嘴。
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。
- 高架火炬
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後將一直燃燒，廢氣到火炬頭部時，會立即被點燃。
優點
高架火炬處理廢氣的能力大，建設成本低。
缺點
由於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。
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。
自支撐火炬 拉索火炬 塔架支撐火炬
火炬用於處理哪些氣體？
不同廠對於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：
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
來自煉廠、原油生產、化學工業以及焦爐（所佔比重較小）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。
火炬也用於燃燒處理下水道、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。
典型的火炬系統包括哪些？
1、 集氣總管和從各工藝單元收集氣體的管道
2、 用於脫除和儲存可凝縮和夾帶液體的緩衝罐（脫夾帶罐）
3、 專用的密封罐、水封罐或用於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、對於無煙火炬，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
火炬的結構組成？
下面為高架不可拆卸火炬的結構組成。
1
火炬頭
火炬頭的作用是將廢氣盡可能燃燒乾淨。
常見的有直筒式，用於天然氣火炬、焦爐煤氣火炬等；也有倒錐形的，用於水煤漿為原料制甲醇、合成氨的火炬。
圖為煤制30萬噸合成氨/年裝置的火炬頭
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。
圖為帶消煙功能的火炬頭
2
點火器
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、具有自淨能力等優點。
點火器原理
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，電磁閥得電後打開，氣體到達點火嘴，點火器得電後產生電弧進行點火，點燃氣體。
點火器使用注意事項
1、點火時，應先開點火裝置，然後噴油(氣)點火;一般點火時間不能超過30秒。
2、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，其餘閥門全部關閉。禁止在點燃火炬時將不相關的燃氣閥門打開。
3
分子封
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。
分子封的結構至少有三種。最常見的是迷宮式分子封。（採用比空氣輕的氣體 如氮氣 時用）
圖為迷宮式分子封
另外一種迷宮式分子封的結構，採用比空氣重的氣體如二氧化碳時用，就是將上圖倒過來用。
圖為迷宮式分子封
迷宮式分子封的常見問題
（1）結冰堵塞
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。這個後果是非常嚴重的。
防止辦法：隨氣溫的變化分別採取保溫措施或伴熱保溫措施即可。分子封做成斜底，最低處開一個排汙口，也是一個比較好的辦法。
（2）鐘罩脫落
事故的後果很嚴重。防止辦法：按規範設計、按設計製造，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鏽鋼材料（例如：304、316L）。
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。
（3）雜物堵塞
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、火炬氣燃燒後產生的灰塵，也會堵塞分子封。
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。
4
火炬筒體
是一個鋼製的直筒子。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。
最常用的火炬筒體材料是碳鋼。也有碳鋼加厚、不鏽鋼的。對於醋酸火炬，還要使用優質不鏽鋼 316L。
5
水封罐
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，也有不鏽鋼的。
6
分液罐
應能分離出排放氣體中直徑 300μm-600μm 的液滴。以防止下火雨。
如何消煙？
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，這取決於廢氣的氣體組成、流量以及助燃空氣的分佈。
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：高於甲烷的直鏈烷烴、烴和芳烴，燃燒時會產生煙。
高架火炬通常使用外部輔助來消煙。
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。
外部輔助，如：蒸汽吹掃或鼓風，用於氣體/廢氣的更有效混合和擾動，因此，才有了燒重烴廢氣的無煙火炬。其它輔助措施也用於這個目的，包括：噴水、高速渦流或注入天然氣。地面火炬很少使用輔助措施進行消煙。
為何工廠配有兩組火炬？
許多火炬系統都配備兩組火炬，平行佈置或串聯佈置，對於平行佈置的火炬，一個火炬停工維修時，可使用另一個火炬。
對於串聯佈置的火炬，通常，一個是高度較低的地面火炬，用於處理正常情況下較少流量的氣體，另一個是高架火炬，用於處理緊急故障工況下的大流量氣體。
火炬的負面影響
火炬運行的噪音和熱量是我們最不想要的負面影響。火炬通常位於遠離居民區的地方或充分隔離，以使其負面影響降到最低。
火炬的排放物包括：含碳顆粒（菸灰）、未燃燒的烴、CO及其它部分燃燒和發生了轉化的烴，以及NO
X。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)。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於燃料/空氣的配比和混合程度，也就是取決於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。
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