淺談化工火炬尾氣的利用

孫睿雯

（安徽節(jié)源環(huán)保科技有限公司，安徽合肥230088）

火炬系統(tǒng)是石化廠、煉油廠、化工廠等企業(yè)用于燃燒無法回收、再加工的可燃?xì)怏w的安全環(huán)保設(shè)施之一，是保證工廠安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染的一項(xiàng)重要措施。火炬一般由輸氣系統(tǒng)、塔體、燃燒器、自動(dòng)控制器等組成[1-2]。

化工企業(yè)在開停車、正常生產(chǎn)或者發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，通常通過火炬點(diǎn)燃裝置排放的可燃?xì)怏w后放空，既污染環(huán)境，又浪費(fèi)能源。在節(jié)能減排日趨嚴(yán)格以及企業(yè)追求效益最大化的趨勢下，各企業(yè)對火炬氣都采用回收利用的措施。本文以某一化工企業(yè)為例，介紹火炬氣的利用[3]。

1 火炬氣的來源和組分

該化工企業(yè)的火炬尾氣主要源于甲烷深冷分離，詳見表1。理論上，該火炬氣量可滿足10臺(tái)600 kW機(jī)組運(yùn)行。

表1 閃蒸氣（甲烷深冷分離）

2 火炬氣回收利用

目前，國內(nèi)外回收火炬氣的方法主要分為兩大類：原料型和燃料型。原料型指的是將火炬氣通過再加工，作為裝置的原材料進(jìn)行回收利用，從而提高產(chǎn)量，這種方法主要需要考慮工藝的可行性以及經(jīng)濟(jì)性，通常適用于某些特定化工設(shè)備的排放；而燃料型指的是將回收的火炬氣作為燃料使用，這種方法通常適用于較大的化工設(shè)備，或者石油化工聯(lián)合生產(chǎn)的火炬氣回收系統(tǒng)。這是因?yàn)檫@種情況下的火炬氣成分較為復(fù)雜，只回收其中一種組分作為原料，從經(jīng)濟(jì)角度考慮是不合理的[4]。

從表1可以看出，該化工企業(yè)的火炬尾氣純度、熱值很高，作為燃料回收利用可以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，該企業(yè)利用火炬放空尾氣作為燃料進(jìn)行燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電，配套燃?xì)廨斔拖到y(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、余熱回收及其他輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電能經(jīng)高壓進(jìn)線柜送至廠區(qū)變電所。

內(nèi)燃機(jī)組是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入氣缸內(nèi)部燃燒并產(chǎn)生動(dòng)力的設(shè)備，是將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的設(shè)備，具有體積小，熱效率高，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)[5]。該化工企業(yè)采用的是集裝箱式靜音型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，這種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組最突出的特點(diǎn)為靜音降噪、高度集成化、吊裝運(yùn)輸方便、可移動(dòng)、占地少、電站建設(shè)施工量少、電站建設(shè)周期短等。

表2 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組技術(shù)參數(shù)

圖1 空氣燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)流程示意圖

表3 空氣和燃?xì)庀牧?/p>

3 主要設(shè)備清單

表5 主要設(shè)備清單

表4 發(fā)電機(jī)組對尾氣品質(zhì)的要求

4 內(nèi)燃機(jī)組的余熱回收

內(nèi)燃機(jī)的余熱分為兩個(gè)部分：一部分為缸套冷卻水余熱，這部分余熱是為了保證內(nèi)燃機(jī)的正常工作溫度，由于缸套冷卻水溫度較低，主要用于供熱、制備生活熱水；另一部分是煙氣余熱，是燃料燃燒做功后的煙氣所攜帶的熱量，這部分熱量可用于生產(chǎn)蒸汽外輸[5]。

表6 機(jī)組余熱利用

表7 煙氣數(shù)據(jù)

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

該化工企業(yè)的年運(yùn)行時(shí)間為7 200 h。

表8 成本估算

表9 電站年總收入

6 結(jié)論

該化工企業(yè)通過對火炬氣的利用，在一定程度上減少了環(huán)境污染，回收了能量，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用。此工藝技術(shù)成熟、可靠，具有顯著的環(huán)境效益和社會(huì)效益。