火炬介绍

6.1.2火炬
siv 0116.1.2.1 概述
沼气火炬的设置,早期被用于小型垃圾卫生填埋场和产气量不稳定或较小的沼气工程,此时尽管沼气量偏小,不具备利用价值,但从保护环境、杜绝安全隐患角度出发,不能采用直接放空的方式,而应设置火炬系统将其进行及时、安全的燃烧处理。
随着沼气工程技术的不断发展,对沼气火炬的功能也在不断完善,具体来讲,通过火炬燃烧达到了如下处理目的:
其一,燃烧掉绝大部分可燃组份(主要是甲烷),避免直接排放易于造成局部浓度过高进而达到爆炸极限的安全隐患。
其二,通过燃烧,对沼气中的硫化氢、氨气以及有机污染物进行了有效去除,减少了对大气环境的污染。
其三,具有较大的操作弹性,能较好地适应处理气量的波动,对于沼气利用项目,可将资源
化利用之外剩余的沼气部分进行无害化处理,发挥了平衡沼气产生与利用总量之间差额的作用。
其四,当沼气工程项目运行出现问题而导致沼气品质与设计值有较大偏移从而无法正常利用时,或者沼气利用设施发生故障等情况时,火炬作为安保措施承担着应急处理的功能。
此外,从碳减排角度看,沼气火炬更被视为一个必要且简单的甲烷燃烧摧毁设备,能以较低的投资成本和运行成本实现温室气体减排,从而获得减排碳交易量。
由于火炬具有上述诸多功能,使得火炬在各种类型沼气项目中都成为一个重要的组成部分。无论规模大小,无论是否资源化利用。
因此火炬系统是保障沼气工程项目安全生产的必要措施,兼顾了生产、安全和环保三大功能。尽管人们对火炬烧掉大量可燃气体而感到可惜,期望尽可能减少通过火炬燃烧的沼气量,但还不能在沼气工程的全生产过程以及全运行周期中将其取消掉,因此现阶段火炬系统依然为沼气工程生产工艺流程中的有机组成部分之一。
火炬尽管具有上述在沼气工程应用系统中不可替代的作用,其自身在运行过程中所产生的
潜在二次污染隐患也不应被忽视,主要体现在如下方面:
一个方面是燃烧后烟气是否超标,其主要污染物是SO2和NOx,其中SO2来源于沼气中的硫化氢,若脱硫措施可靠可以有效控制烟气中的SO2浓度,NOx则来自于高温燃烧,当燃烧充分燃烧效率高时易于造成NOx浓度增加。
另一个方面是应保证充分燃烧,避免出现局部燃烧不完全或短流排放现象。
另外,火炬运行中的噪声、热辐射、光辐射状况也应给予重视,并采取措施予以控制,确保对工作人员的安全防护。
6.1.2.2 沼气火炬的类型
    从沼气火炬的应用场合讲,可将沼气火炬分为三类:
a. 高空火炬
b. 地面封闭式火炬
c. 移动火炬
高空火炬是最早的火炬应用方式,其燃烧器通过管道高架于空中,火焰在空中呈扩散燃烧方式。图6-1为设置在某垃圾填埋场用于燃烧垃圾填埋气的高空火炬。
图6-1 高空火炬
随着火炬技术的发展以及对火炬燃烧过程的测控要求,火炬系统也发生了很大的变化,近年来地面式火炬系统得到快速发展,其中最重要的类型就是地面封闭式火炬。
所谓地面封闭式火炬是指火炬燃烧器为非高空安装的火炬装置,燃烧器上所形成火焰被火
炬筒体与外界隔离,这样燃烧火焰产生的声、光、热等辐射作用均被封闭在火炬筒体内。地面封闭式火炬的最大优势是可对燃烧过程进行有效调控,确保了燃烧效率,而且也有利于控制二次污染,下图为某大型地面封闭式火炬。
射击标靶>压力检测装置
图6-2 地面封闭式火炬
相对于高空火炬,地面封闭式火炬具有如下特点:
在投资方面:高空火炬的投资比较少,地面封闭式火炬的投资比较多。
在建设用地方面:高空火炬的支架及相关的附属设备占地面积比较小,但高空火炬的热辐射范围比较大;地面封闭式火炬的占地面积比高空火炬的大,但地面火炬的热辐射范围比较小。
在工艺流程方面:高空火炬为单路进气模式,地面封闭式火炬则往往为多路进气模式。
保健内衣在处理能力方面:高空火炬会受到火炬塔高的限制,单只火炬头的处理能有限;地面封闭式火炬在保证气流分配均匀的前提下,可以实现分级燃烧,处理能力比较大。ddtsf
在燃烧效果方面:高空火炬在排放量大的时候会出现燃烧不完全的情况,燃烧效率偏低;地面封闭式火炬采用分级燃烧的方式,在各种排放量下都能燃烧完全,燃烧效率可得到保证。
在热辐射及光污染方面:高空火炬的热辐射范围比较大,并具有光污染;地面封闭式火炬在正常运行时,热辐射小,基本没有光污染,当大量排放和燃烧不充分时,火焰会超
过火炬筒体顶部产生热辐射和光污染。
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