浅谈化工火炬尾气的利用

孙睿雯

（安徽节源环保科技有限公司，安徽合肥230088）

火炬系统是石化厂、炼油厂、化工厂等企业用于燃烧无法回收、再加工的可燃气体的安全环保设施之一，是保证工厂安全生产、减少环境污染的一项重要措施。火炬一般由输气系统、塔体、燃烧器、自动控制器等组成[1-2]。

化工企业在开停车、正常生产或者发生突发情况时，通常通过火炬点燃装置排放的可燃气体后放空，既污染环境，又浪费能源。在节能减排日趋严格以及企业追求效益最大化的趋势下，各企业对火炬气都采用回收利用的措施。本文以某一化工企业为例，介绍火炬气的利用[3]。

1 火炬气的来源和组分

该化工企业的火炬尾气主要源于甲烷深冷分离，详见表1。理论上，该火炬气量可满足10台600 kW机组运行。

表1 闪蒸气（甲烷深冷分离）

2 火炬气回收利用

目前，国内外回收火炬气的方法主要分为两大类：原料型和燃料型。原料型指的是将火炬气通过再加工，作为装置的原材料进行回收利用，从而提高产量，这种方法主要需要考虑工艺的可行性以及经济性，通常适用于某些特定化工设备的排放；而燃料型指的是将回收的火炬气作为燃料使用，这种方法通常适用于较大的化工设备，或者石油化工联合生产的火炬气回收系统。这是因为这种情况下的火炬气成分较为复杂，只回收其中一种组分作为原料，从经济角度考虑是不合理的[4]。

从表1可以看出，该化工企业的火炬尾气纯度、热值很高，作为燃料回收利用可以获得较大的经济效益。因此，该企业利用火炬放空尾气作为燃料进行燃气内燃机发电，配套燃气输送系统、电气系统、冷却循环系统、余热回收及其他辅助生产系统，发电机组发出的交流电能经高压进线柜送至厂区变电所。

内燃机组是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入气缸内部燃烧并产生动力的设备，是将热能转化成机械能的设备，具有体积小，热效率高，启动性能好等优点[5]。该化工企业采用的是集装箱式静音型燃气发电机组，这种燃气发电机组最突出的特点为静音降噪、高度集成化、吊装运输方便、可移动、占地少、电站建设施工量少、电站建设周期短等。

表2 燃气发电机组技术参数

图1 空气燃气内燃机流程示意图

表3 空气和燃气消耗量

3 主要设备清单

表5 主要设备清单

表4 发电机组对尾气品质的要求

4 内燃机组的余热回收

内燃机的余热分为两个部分：一部分为缸套冷却水余热，这部分余热是为了保证内燃机的正常工作温度，由于缸套冷却水温度较低，主要用于供热、制备生活热水；另一部分是烟气余热，是燃料燃烧做功后的烟气所携带的热量，这部分热量可用于生产蒸汽外输[5]。

表6 机组余热利用

表7 烟气数据

5 经济效益分析

该化工企业的年运行时间为7 200 h。

表8 成本估算

表9 电站年总收入

6 结论

该化工企业通过对火炬气的利用，在一定程度上减少了环境污染，回收了能量，实现了资源的综合利用。此工艺技术成熟、可靠，具有显著的环境效益和社会效益。