置緊急情況下產生的大流量廢氣(間歇排放)。火炬的處理能力可以從正常工況下的每小時幾立方米,高至大的裝置故障工況下的每小時幾千立方米。煉廠火炬處理量可以從
正常處理泄放閥泄漏量每小時45 到90 公斤(kg/hr) (每小時100 - 200 磅[lb/hr]),到全
廠緊急停車工況下的每小時700Mg(750 tons/hr)。正常的工藝排放量約450 到900 kg/hr
(1000 - 2000 lb/hr),局部單元維修或小的故障工況下,排放量約25到35 Mg/hr (27 - 39
tons/hr)。一個典型的分子量為40的火炬氣流速可以從每秒0.012 立方納米(nm3/s) (每分
鐘25 標準立方英尺[scfm]),高至115 nm3/s (241,000 scfm),在這種典型情況下,火炬
的高低處理量之比是15,000 :1。
火炬運行的噪音和熱量是我們最不想要的負面影響。火炬通常位于遠離居民區的地
方或充分隔離,以使其負面影響降到最低。
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生
了轉化的烴,以及NOx如果火炬氣中有含硫物質,如硫化氫或硫醇,則排放物中還會
含有二氧化硫(SO2)。火炬排放物中烴的含量與燃燒程度有關,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到的溫度及溫度的穩定保
持情況。正確操作的火炬可實現燃盡率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。
燃料轉化為煙或煙灰的傾向,受燃料特性以及燃燒區域內氧氣的量和氧氣的分布影
響。對于完全燃燒,燃燒區域內至少要提供等化學當量的氧氣,所需氧氣的理論數量隨
燃燒氣體分子量的增加而增加,氧氣的供給量按空氣計算,空氣(風)的供給范圍:一
單位甲烷配9.6單位的風,而一單位戊烷要配38.3單位的風,按體積計量,供給火焰的空
氣分為一次風和二次風。一次風在燃燒前與火炬氣混合,而二次風送進火焰內。對于無
煙燃燒,必須供給足夠的一次風,一次風的風量范圍是:對直鏈烴是等化學當量的20%,
對其它烴類是等化學當量的30%。如果一次風量不足,進入火焰根部的氣體就會被燃燒
區域預熱,從而使大的烴分子裂解,形成氫、不飽和烴和碳,碳顆粒可能飄逸而未能進
一步燃燒,冷卻后就形成煙灰或煙。烴和其它不飽和烴會部分聚合,形成可裂解的大
子,從而形成更多的碳。
燃料的特性影響煙灰的生成,包括:燃料中碳和氫的比例(C-:-H)以及被燃燒氣體
的分子結構。所有甲烷以上的烴,也就是碳氫比大于0.33的烴,都有生成煙灰的傾向。
帶支鏈的烷烴比其對應的異構體更少生成煙,烷烴支鏈化程度越高,生成煙的傾向更大。
不飽和烴比飽和烴更易生成煙。煙一般通過加入蒸汽或空氣來消除,因此,大部分工業
火炬是用蒸汽消煙或用空氣消煙的。所需蒸汽的量主要由火炬氣的組成決