廠里冒火焰的那個(gè)“煙囪”,，門道竟然這么多,！

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* I. ?1 C! ~! }; \, e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(fèi)啊。是�,�,！那么，為什么還要這么做呢,？

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其實(shí),，這并非是煙囪，它的名字叫做安全火炬,。
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4 w! I6 N# m7 O6 e0 `/ q* `安全火炬有什么用,？

化工廠在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生很多易燃易爆的氣體,，其中很多對人體有害,。它們多數(shù)比空氣重，如果放入大氣,，經(jīng)蔓延,，會沉積在地面上，并達(dá)到很高的濃度,，這會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,，危害人體健康，如若碰到火種,，將造成火災(zāi),，甚至爆炸。

為了防止這些危險(xiǎn)發(fā)生,，人們把它們集中起來燒掉,，以防后患�,；鹁鎸⑦@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(zhì),。
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將這些燃料直接這樣燒掉,，的確有些浪費(fèi)，所以工廠正在千方百計(jì)地把火炬氣體回收,，作為有用的燃料,。

: _4 x* I3 o7 T" {但是，即使回收得比較徹底，火炬還是不能廢除的,，因?yàn)樵诎l(fā)生意外事故時(shí),，仍然必須通過它，將大量的可燃?xì)怏w燒掉,，以確保安全,。

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: A; B- o2 R+ Y( A, R. D7 F所以，火炬裝置可以說是化工廠的最后一道安全屏障,。

* y. E/ r# h' u' r為何有的火炬的形狀不同,？

# t! X. r7 l: c& s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,。
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: w& U0 q0 n  H9 ~* Y% ^1地面火炬
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其燃燒就在地面附近發(fā)生,。它的型式可能是未封閉的傳統(tǒng)火炬燒嘴，也可能是帶耐火襯里的鋼制封閉結(jié)構(gòu),，含有多個(gè)燒嘴,。

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: \! F" _. k0 t% K' ~優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行成本低且維修方便。缺點(diǎn)：地面火炬的處理能力小,，且不能燃燒有毒氣體,。建設(shè)成本較高。

2高架火炬
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它的火焰遠(yuǎn)離地面,，在火炬塔頂端燃燒,。火炬塔頂端設(shè)有火炬頭,，火炬頭部配有長明燈,，長明燈經(jīng)點(diǎn)火器點(diǎn)燃后將一直燃燒，廢氣到火炬頭部時(shí),，會立即被點(diǎn)燃,。

8 W  M/ ]3 H& \' z8 [2 u7 w* K優(yōu)點(diǎn)：高架火炬處理廢氣的能力大，建設(shè)成本低,。缺點(diǎn)：由于火炬氣體出口的速度較快,，燃燒時(shí)所產(chǎn)生的噪音是無法避免的。同時(shí)火炬頭處所產(chǎn)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(shè)備有很大的影響,。
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高架火炬根據(jù)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,？

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,�,；鹁嫣幚淼臍怏w有：
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2 Z, e: u; z) r; N3 U/ ?4 q4 T9 r1、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(fēng)爐排放的氣體4、焦?fàn)t產(chǎn)生的不能利用的氣體5,、化工過程產(chǎn)生的廢氣

4 I; `5 _* \9 d: G6 q- a- s來自煉廠,、原油生產(chǎn)、化學(xué)工業(yè)以及焦?fàn)t（所占比重較�,。┑幕鹁鏆�,，主要由低分子量、高熱值的烴組成,。來自鼓風(fēng)爐的火炬氣,，主要由低熱值的惰性組分和CO組成。
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火炬也用于燃燒處理下水道,、煤氣化,、火箭發(fā)動機(jī)試驗(yàn)、配有鈉/水換熱器的核電廠,、重水工廠以及氨肥廠所產(chǎn)生的廢氣,。

典型的火炬系統(tǒng)包括哪些？

5 F( ?5 ~' C9 U% E1,、 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(shè)施4,、 單個(gè)或多個(gè)燃燒器和火炬筒5、 如果需要,，還要配置氣體引燃器和點(diǎn)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(qiáng)制通風(fēng)）,，天然氣、燃料氣,、惰性氣或氮?dú)舛伎捎米龃祾邭?/font>

2 R9 A* d% l' a* Z+ W火炬的結(jié)構(gòu)組成,？


3 t4 ]# r8 G" [' N下面為高架不可拆卸火炬的結(jié)構(gòu)組成。
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6 g6 @1 a( v2 _; y8 H1火炬頭

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火炬頭的作用是將廢氣盡可能燃燒干凈,。
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常見的有直筒式,，用于天然氣火炬、焦?fàn)t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(nèi)部和外部都具有消煙蒸汽管,，在石油化工、煉油企業(yè)很常見,。
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% m  N0 c# }2 t. j5 e3 @* P2點(diǎn)火器

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火炬點(diǎn)火器是一種自動點(diǎn)火工具,，具有點(diǎn)火可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn),、發(fā)火端耐高溫,、抗結(jié)焦、具有自凈能力等優(yōu)點(diǎn),。

點(diǎn)火器原理

當(dāng)火炬壓變檢測到壓力達(dá)到一定值,，點(diǎn)火控制系統(tǒng)開始送電（220V），經(jīng)高壓發(fā)生器升至10000V,，傳送給點(diǎn)火器,，電磁閥得電后打開，氣體到達(dá)點(diǎn)火嘴,，點(diǎn)火器得電后產(chǎn)生電弧進(jìn)行點(diǎn)火,，點(diǎn)燃?xì)怏w。

0 i9 p6 R/ O/ J" Q% U7 K* L點(diǎn)火器使用注意事項(xiàng)
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. @. H5 Y9 b3 R6 h1,、點(diǎn)火時(shí),，應(yīng)先開點(diǎn)火裝置，然后噴油(氣)點(diǎn)火;一般點(diǎn)火時(shí)間不能超過30秒,。
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% P( }9 V+ L! r2,、點(diǎn)燃火炬時(shí)流程確認(rèn)一定要到位，在點(diǎn)燃開工火炬時(shí),，確認(rèn)除開工點(diǎn)火器和長明燈的燃?xì)忾y門打開外,，其余閥門全部關(guān)閉。禁止在點(diǎn)燃火炬時(shí)將不相關(guān)的燃?xì)忾y門打開,。
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  T0 l5 _7 i+ {2 L7 M3分子封


4 X( g7 {: H- T: }0 w在有火炬氣排放時(shí),，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(nèi)部,，這樣可避免爆炸事故,。

  s. ^7 \% w8 g1 _0 h9 Z/ `分子封的結(jié)構(gòu)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?dú)?時(shí)用）

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另外一種迷宮式分子封的結(jié)構(gòu),，采用比空氣重的氣體如二氧化碳時(shí)用,，就是將上圖倒過來用,。
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]圖為迷宮式分子封

4 N1 U% z: g+ p+ S: y' S- g8 D迷宮式分子封的常見問題

（1）結(jié)冰堵塞
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4 n1 A8 T, D/ E7 F, P在高寒地區(qū),，分子封如果沒有保溫、伴熱措施,，火炬氣中的水分會凝結(jié)下來,，從  而結(jié)冰堵塞分子封。這個(gè)后果是非常嚴(yán)重的,。
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% S6 a. p4 g) C* i$ o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(gè)排污口,，也是一個(gè)比較好的辦法,。

5 n0 ^$ s7 k& W# R3 r. F4 o（2）鐘罩脫落
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$ `/ @/ D( N2 k7 t事故的后果很嚴(yán)重。防止辦法：按規(guī)范設(shè)計(jì),、按設(shè)計(jì)制造,，不要偷工減料即可。當(dāng)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(yīng)的不銹鋼材料（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(gè)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(fā)生,。

（3）雜物堵塞

1 t4 R: t' G8 R- s2 ?有些火炬頭口徑很大，內(nèi)存耐火材料,。時(shí)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(chǎn)生的灰塵，也會堵塞分子封,。
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0 M; ?/ L: c: S+ V防止辦法：分子封設(shè)一到二個(gè)檢修手孔,。堵塞嚴(yán)重,，只有拆下檢修。
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; K  M8 H% Y" P* g, A) h4火炬筒體
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是一個(gè)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。

% D2 e! c8 q6 T0 E/ K' K2 z6 `9 e* s, b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(yōu)質(zhì)不銹鋼 316L,。

5水封罐
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其作用是防止火炬系統(tǒng)發(fā)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

# a! d3 |5 e- a( C0 e4 w應(yīng)能分離出排放氣體中直徑 300μm-600μm 的液滴,。以防止下火雨,。
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  p7 H2 a% N8 K; x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(dāng)比例混合的廢氣和空氣,，燃燒可能會產(chǎn)生煙，這取決于廢氣的氣體組成,、流量以及助燃空氣的分布,。

& A  p1 m2 S& z/ ~, A# ~! @0 N通常，含有甲烷,、氫氣,、CO和氨的廢氣，燃燒時(shí)不會產(chǎn)生煙,；而含有重?zé)N,，如：高于甲烷的直鏈烷烴、烴和芳烴,，燃燒時(shí)會產(chǎn)生煙,。
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$ I- G) {" a7 A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(fēng)，通過使氣體/廢氣的更有效混合和擾動達(dá)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(jìn)行消煙,。
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為何工廠配有兩組火炬,？
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) ]0 _- M& \+ \, O: O許多火炬系統(tǒng)都配備兩組火炬,，平行布置或串聯(lián)布置，對于平行布置的火炬,，一個(gè)火炬停工維修時(shí),，可使用另一個(gè)火炬。

- M3 r! `; i8 V% ]  z對于串聯(lián)布置的火炬,，通常,，一個(gè)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(gè)是高架火炬，用于處理緊急故障工況下的大流量氣體,。

! C) t* H  _$ i5 j- }5 l火炬的負(fù)面影響
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火炬運(yùn)行的噪音和熱量是我們最不想要的負(fù)面影響,。火炬通常位于遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方或充分隔離,，以使其負(fù)面影響降到最低,。

* B. c. L( ^4 v4 M6 b0 b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(fā)生了轉(zhuǎn)化的烴,，以及NOX。如果火炬氣中有含硫物質(zhì),，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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火炬排放物中烴的含量與燃燒程度有關(guān),，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(dá)到的溫度及溫度的穩(wěn)定保持情況。正確操作的火炬可實(shí)現(xiàn)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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安全無小事，