火炬氣回收

火炬氣回收是一種經過驗證的技術，可回收火炬廢氣並將其壓縮到工廠燃料系統中。廢氣的能量不是在火炬中燃燒，而是釋放到熔爐和鍋爐中，從而減少了工藝所需的燃料量，從而減少了工廠的總體二氧化碳排放量。設計良好的火炬氣回收系統 （FGRS） 可以將火炬氣量減少 90% 或更多。在爐膛/鍋爐中燃燒廢氣的另一個好處是提高破壞效率和減少 NOx 排放。

甲烷快速討論

甲烷是生產、煉油和石化行業中常見的廢氣成分。美國環保署估計，甲烷的全球變暖潛能值 （GWP） 在100年內為27至30。這意味著，在100年內，大氣中 1噸甲烷將具有與27至30噸二氧化碳相似的熱捕獲效應。雖然 CO2 將在大氣中保留數千年，但甲烷平均只能在大氣中保留 10 年。這意味著甲烷在 10 年內的 GWP 在 270 到 300 的範圍內。當甲烷完全燃燒時，每品質單位的甲烷會產生大約 2.74 質量單位的 CO2。因此，當甲烷逸出到大氣中時，它捕獲的熱量大約是它在 100 年內燃燒成 CO2 的 10 倍 （29/2.74 = 10.6）。甲烷約佔美國溫室氣體排放總量的 11%。

關於NO2的快速討論

NO2 是另一種溫室氣體，據 EPA 估計，100 年的 GWP 為 273。NO2 在大氣中保留了 100 多年。火炬的 NOx 排放通常是未知且無法測量的。二氧化氮約佔美國溫室氣體排放總量的 7%。（注意：燃燒中形成的大多數 NOx 都是 NO，但一旦進入大氣中，它就會轉化為 NO2。

在美國，許多照明彈是允許的，假設銷毀效率 （DE） 為 98%。如果這個假設是正確的，那麼 2% 的廢氣被排放到大氣中。假設排放氣體成分為 100% 的甲烷，則 2% 的排放意味著火炬排放的吸熱能力從每品質甲烷 2.74 質量單位的 CO2 增加到每品質甲烷約 3.27 質量單位的 CO2 當量（2.74 x 0.98 + 29 x 0.02），增加了 19%。對爐膛或鍋爐中的燃燒進行監控，離開爐膛的未燃燒碳氫化合物的數量通常非常少。通過簡單地在更受控的環境中燃燒廢氣，根據假設的 DE 和廢氣成分，溫室氣體排放量減少了約 16% （1 -2.74/3.27）。

除了提高破壞效率外，熔爐/鍋爐還可以更好地控制 NOx 排放。這通常通過使用低 NOx 燃燒器技術來實現，但一些系統也使用下游 NOx 減排，例如選擇性催化還原 （SCR） 和選擇性非催化還原 （SNCR）。

安裝 FGRS 並不能消除對火炬的需求，原因有幾個。首先，為非常大的緊急情況設計 FGRS 是不切實際的。此類大型病例的頻率很低，並且 FGRS 處理這些流量而增加的資本成本是不合理的。其次，停電（通常是最大的救援情況之一）也會使 FGRS 癱瘓。因此，耀斑始終與 FGRS 相關聯。將火炬連接到火炬集管的常用方法是使用液體密封，但閥也可用於此目的。作為包含 FGRS 的系統一部分的耀斑稱為「備用」耀斑。備用火炬為減少溫室氣體排放提供了一些機會。

備用火炬和氮氣吹掃

備用

火炬通常不接收排氣氣體。由於火炬沒有接收排氣，因此減輕了氮氣吹掃的缺點。使用氮氣作為吹掃氣體的主要問題是可能會產生不能很好地燃燒的稀薄氣體混合物，從而排出部分或全部碳氫化合物。如果火炬沒有接收任何排氣氣體，則不存在產生稀混合物的風險，並且可以使用氮氣將氧氣排除在火炬煙囪之外。如果將小流量的廢氣排放到氮氣吹掃的火炬煙囪中，則會再次出現稀薄氣體混合物問題。如果備用火炬噴嘴是蒸汽輔助的，氮氣吹掃的另一個好處是能夠將最小蒸汽流量降低到保持管道溫暖所需的溫度（升溫速率），這低於傳統的冷卻速率。如果備用火炬噴嘴是空氣輔助的，氮氣吹掃的另一個好處是能夠關閉所有鼓風機，從而節省能源。

備用火炬和 Primus

備用火炬也為減少引燃員排放提供了機會。Primus 技術是由 JZ 開發的一種快速引燃點火系統，即使燃油管路中的燃料已被空氣置換，它也會快速點燃（5 秒或更短）飛行員。鑒於火炬點火的重要性，這種技術的擔憂是可靠性。減少這種擔憂的方法包括讓一個飛行員保持打開狀態，然後關閉其餘飛行員。每天，都會點燃一個引燃點火器，一旦確認，之前點燃的引燃器將被關閉。試點減排量將取決於試點人數。（由三名飛行員組成的火炬尖端將減少 66% 的飛行員排放。這使得每個配備 Primus 的飛行員每隔幾天就可以進行一次功能驗證。如果備用火炬上游的集管壓力達到某個升高的壓力，則所有引燃器都會被點燃。

暫存 Flares

即使未安裝 FGRS，暫存也有好處。分級火炬系統由一個接收正常日費率的小火炬和一個通過液體密封或閥門連接到集管的大型緊急救援備用火炬組成。較小的初級火炬具有較低的吹掃要求，並且比為全範圍作設計的單個大型火炬頭更有效地無煙燃燒廢氣。飛行員人數將隨著分期發作而增加。緊急火炬可能有 3 到 4 名飛行員，而初級火炬通常有 2 名或更多飛行員。在緊急照明彈上使用 Primus 可以將運行中的飛行員人數減少到等於或略少於單個大型照明彈。大型緊急火炬可以利用備用火炬（N2 吹掃、Primus）的所有優點。

分階段多點火炬

多點地面火炬 （MPGF） 或 John Zink 的說法（線性泄壓氣體氧化器 – LRGO）有幾個優點。MPGF 是由許多燃燒器組成的火炬，分為多個階段。這些燃燒器組的投入使用和停止使用取決於救濟率。通常，每排燃燒器將有兩個引燃器，第一級的每個燃燒器上可能有一個引燃器。MPGF 的第一階段的吹掃要求較低。通常，吹掃速率由最終使用者在集管內所需的掃描速率設置，而不是由防止氧氣進入第一級所需的速率設置。當級級停止運行時，它們會用氮氣吹掃。有許多飛行員與 MPGF 相關聯。Primus 技術可以應用於 MPGF，從而減少在役飛行員的數量。MPGF 的最大好處是與此類耀斑相關的非常高的銷毀效率。許多 MPGF 燃燒器已經過排放測試。監管機構允許此類火炬以達到99.5%的銷毀效率並不罕見。（大多數測試數據顯示銷毀效率高於99.5%。與 98% 的 DE 相比，99.5% 的 DE 減少了 75% 的未燃燒碳氫化合物排放。MPGF 的缺點是需要相對較高的排氣熱值（通常為 800 Btu/scf）。如果要燃燒的廢氣的熱值較低，則必須使用補充氣體來提高熱值。此要求通常將 MPGF 限制在具有持續高熱值排氣氣體的應用。

吹掃減少裝置

幾十年來，John Zink 一直提供吹掃減少裝置。這些設備有兩種類型：速度密封（商品名 Airrestor）和浮力密封（商品名 Molecular Seal）。這些設備減少了保持煙囪內氧氣含量可接受的吹掃量。減少吹掃意味著減少排放。

氫燃料

隨著公司努力減少二氧化碳排放，氫氣的使用變得越來越普遍。氫氣燃燒的唯一產物是水。幾十年來，John Zink 一直提供 100% 氫火炬飛行員，為太空飛行器發射設施提供此類飛行員。這是一項經過驗證的技術。

Stella Technology

John Zink 開發了一種用於火炬尖端的直接火花點火系統 （Stella）。該開發專案的目的是針對位於無法使用公用設施的偏遠地區的礦坑火炬。通過使用太陽能電池系統，對管道火炬的修改使高壓火花能夠可靠地點燃火炬尖端。測試是在一系列廢氣出口速度（從非常低到 1 馬赫）、一系列風速、風向、有雨和無雨的情況下進行的。該技術在水準方向（典型的坑火炬方向）和垂直方向上都經過了測試，所有配置的點火可靠性都很高。（注意：特定國家/地區的法規可能會阻止使用此技術。這項技術的好處是沒有引燃氣體和相關排放物。

防止火炬

減少火炬二氧化碳排放的最有益方法是防止引發火炬事件的工藝干擾。 大多數主要運營商都具有分析能力，可以使用歷史數據來預測潛在的火炬事件，從而減少或完全避免事件。 

與 John Zink

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