什么是火炬气燃烧?

火炬气燃烧是一种用于焚烧工业生产过程中产生的伴生气的工艺。

该工艺应用场景涵盖油气开采、石化产品生产以及垃圾填埋气收集等领域。在原油开采过程中,伴生气作为副产品随之产生,此时通常就需要采用火炬气燃烧工艺。无论是上游、中游还是下游的相关设施,均可借助火炬实现对废气的安全、高效销毁。

但需要注意的是,燃烧过程仍会排放一定量的有害挥发性有机化合物(VOCs)。火炬气燃烧是造成温室气体排放的重要因素之一,因此也成为备受关注的重大环境问题。火炬气的成分会因生产工艺的不同而有所差异。

在炼油厂中,火炬气通常包含含量不定的烃类物质、二氧化碳以及其他多种烃类化合物。由于气体来源各异,且是不同生产工艺的产物,因此火炬气并无固定的成分构成。在火炬气回收系统、油气回收装置等工艺环节中,还会产生硫化氢含量较高的酸性气体。除此之外,火炬气燃烧作业往往还会产生颗粒物、粉尘或其他污染物。


为何要进行火炬气燃烧?

火炬气燃烧是油气生产厂区或炼油厂用于管控气体潜在挥发性及超高压波动的一种工艺手段。尽管该方式会产生污染,但受经济成本、技术条件、法规要求及安全保障等因素影响,至今仍被作为一种备选方案。相关运营方之所以选择这种做法,是因为回收伴生气的成本实在过于高昂。首要原因在于,收集伴生气并将其转化为有效利用的资源,在物流层面存在较高难度,且利用效率偏低。

油田通常地处交通不便的区域,产出的气体量也不稳定。

因此,将这些气体输送至可利用的场所,是一项难度极大的工作。此外,石油生产场地往往分布范围较广,这意味着收集和利用伴生气的操作会变得极为困难。基于这些因素,火炬气燃烧至今仍被视为更优选择。除经济因素外,部分国家的法规政策也提高了伴生气的销售门槛。同时,有些法律并未明确规定伴生气的处理方式,从而造成了法律层面的模糊地带。

因此,对火炬气燃烧行为处以罚款,并非总能有效减少该工艺的应用——原因在于,缴纳罚款的成本往往低于收集和销售伴生气的成本。从安全角度而言,通过火炬气燃烧处理多余气体,能够帮助运营方应对各类突发状况。

具体示例如下:

  • 排放具有反应活性的危险气体,实现泄压,防范爆炸风险
  • 对挥发性有机化合物(VOCs)进行可控焚烧
  • 在炼油或石化生产流程中,完成废弃物的处理处置

火炬气燃烧对环境有何影响?

从数据层面来看,每立方米伴生气燃烧,会产生2.5千克的二氧化碳排放。

这相当于每年排放4亿吨二氧化碳。此外,火炬气燃烧还是甲烷排放的最主要来源之一,而甲烷正是导致全球变暖的重要因素。

除二氧化碳、甲烷这类温室气体外,火炬气燃烧还会释放黑碳(煤烟)。

黑碳的产生,源于化石燃料的不完全燃烧。尽管黑碳在大气中的留存时间不长(大约只有几天到几周),但其却是对大气升温效应更为显著的物质之一。

如何对火炬气燃烧进行回收再利用?

鉴于火炬气燃烧会对环境产生负面影响,各国政府及国际组织已对此出台了严格的限制措施。依据《京都议定书》的相关规定,各国会为建设低环境影响型装置提供政策激励,这类装置可避免浪费伴生气这类宝贵资源。

火炬气的回收再利用方式多种多样,且切实可行:

1. 发电——可将火炬气输送至燃气轮机或蒸汽轮机,用于供热与发电。

2. 回注油井——可将火炬气回注至老化油井,以维持油井压力,保障原油产量。

3. 作为生产原料——火炬气回收后可作为原料重新利用,尤其适用于石化产品的生产环节。

4. 液化处理——可将火炬气冷却至沸点以下,使其变为液态,以便于储存和运输。

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什么是火炬气回收系统?

火炬气回收系统(FGRS)是实现火炬气回收的核心设备。该系统的设计用途,是收集并再利用工业生产过程中产生的各类废气,包括置换气、放空气以及阀门泄漏气等。这些收集到的气体,可在多种场景下作为燃料气使用。

火炬气回收系统安装在火炬的上游位置,能够在废气被送入火炬燃烧之前,对绝大部分气体进行收集与回收。

应用火炬气回收系统可带来诸多效益:

1. 火炬气具有较高的热值,可直接作为厂区燃料使用,从而降低燃料成本。

2. 即便安装了火炬气回收系统,出于安全考量,仍需保留少量的火炬气燃烧操作,但燃烧规模会大幅缩减。减少火炬气燃烧不仅能延长火炬头的使用寿命,还可降低与火炬燃烧相关的维护成本及公用工程成本。

3. 火炬气回收系统能够减少火炬气燃烧向大气中排放的烟尘、热辐射、噪音以及各类污染物。

 

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