火炬气回收

火炬气回收是一种经过验证的技术，可回收火炬废气并将其压缩到工厂燃料系统中。废气的能量不是在火炬中燃烧，而是释放到熔炉和锅炉中，从而减少了工艺所需的燃料量，从而减少了工厂的总体二氧化碳排放量。设计良好的火炬气回收系统 （FGRS） 可以将火炬气量减少 90% 或更多。在炉膛/锅炉中燃烧废气的另一个好处是提高破坏效率和减少 NOx 排放。

甲烷快速讨论

甲烷是生产、炼油和石化行业中常见的废气成分。美国环保署估计，甲烷的全球变暖潜能值 （GWP） 在 100 年内为 27 至 30。这意味着，在 100 年内，大气中  1 吨甲烷将具有与 27 至 30 吨二氧化碳相似的热捕获效应。虽然 CO2 将在大气中保留数千年，但甲烷平均只能在大气中保留 10 年。这意味着甲烷在 10 年内的 GWP 在 270 到 300 的范围内。当甲烷完全燃烧时，每质量单位的甲烷会产生大约 2.74 质量单位的 CO2。因此，当甲烷逸出到大气中时，它捕获的热量大约是它在 100 年内燃烧成 CO2 的 10 倍 （29/2.74 = 10.6）。甲烷约占美国温室气体排放总量的 11%。

关于 NO2 的快速讨论

NO2 是另一种温室气体，据 EPA 估计，100 年的 GWP 为 273。NO2 在大气中保留了 100 多年。火炬的 NOx 排放通常是未知且无法测量的。二氧化氮约占美国温室气体排放总量的 7%。（注意：燃烧中形成的大多数 NOx 都是 NO，但一旦进入大气中，它就会转化为 NO2。

在美国，许多照明弹是允许的，假设销毁效率 （DE） 为 98%。如果这个假设是正确的，那么 2% 的废气被排放到大气中。假设排放气体成分为 100% 的甲烷，则 2% 的排放意味着火炬排放的吸热能力从每质量甲烷 2.74 质量单位的 CO2 增加到每质量甲烷约 3.27 质量单位的 CO2 当量（2.74 x 0.98 + 29 x 0.02），增加了 19%。对炉膛或锅炉中的燃烧进行监控，离开炉膛的未燃烧碳氢化合物的数量通常非常少。通过简单地在更受控的环境中燃烧废气，根据假设的 DE 和废气成分，温室气体排放量减少了约 16% （1 -2.74/3.27）。

除了提高破坏效率外，熔炉/锅炉还可以更好地控制 NOx 排放。这通常通过使用低 NOx 燃烧器技术来实现，但一些系统也使用下游 NOx 减排，例如选择性催化还原 （SCR） 和选择性非催化还原 （SNCR）。

安装 FGRS 并不能消除对火炬的需求，原因有几个。首先，为非常大的紧急情况设计 FGRS 是不切实际的。此类大型病例的频率很低，并且 FGRS 处理这些流量而增加的资本成本是不合理的。其次，停电（通常是最大的救援情况之一）也会使 FGRS 瘫痪。因此，耀斑始终与 FGRS 相关联。将火炬连接到火炬集管的常用方法是使用液体密封，但阀也可用于此目的。作为包含 FGRS 的系统一部分的耀斑称为“备用”耀斑。备用火炬为减少温室气体排放提供了一些机会。

备用火炬和氮气吹扫

备用

火炬通常不接收排气气体。由于火炬没有接收排气，因此减轻了氮气吹扫的缺点。使用氮气作为吹扫气体的主要问题是可能会产生不能很好地燃烧的稀薄气体混合物，从而排出部分或全部碳氢化合物。如果火炬没有接收任何排气气体，则不存在产生稀混合物的风险，并且可以使用氮气将氧气排除在火炬烟囱之外。如果将小流量的废气排放到氮气吹扫的火炬烟囱中，则会再次出现稀薄气体混合物问题。如果备用火炬喷嘴是蒸汽辅助的，氮气吹扫的另一个好处是能够将最小蒸汽流量降低到保持管道温暖所需的温度（升温速率），这低于传统的冷却速率。如果备用火炬喷嘴是空气辅助的，氮气吹扫的另一个好处是能够关闭所有鼓风机，从而节省能源。

备用火炬和 Primus

备用火炬也为减少引燃员排放提供了机会。Primus 技术是由 JZ 开发的一种快速引燃点火系统，即使燃油管路中的燃料已被空气置换，它也会快速点燃（5 秒或更短）飞行员。鉴于火炬点火的重要性，这种技术的担忧是可靠性。减少这种担忧的方法包括让一个飞行员保持打开状态，然后关闭其余飞行员。每天，都会点燃一个引燃点火器，一旦确认，之前点燃的引燃器将被关闭。试点减排量将取决于试点人数。（由三名飞行员组成的火炬尖端将减少 66% 的飞行员排放。这使得每个配备 Primus 的飞行员每隔几天就可以进行一次功能验证。如果备用火炬上游的集管压力达到某个升高的压力，则所有引燃器都会被点燃。

暂存 Flares

即使未安装 FGRS，暂存也有好处。分级火炬系统由一个接收正常日费率的小火炬和一个通过液体密封或阀门连接到集管的大型紧急救援备用火炬组成。较小的初级火炬具有较低的吹扫要求，并且比为全范围作设计的单个大型火炬头更有效地无烟燃烧废气。飞行员人数将随着分期发作而增加。紧急火炬可能有 3 到 4 名飞行员，而初级火炬通常有 2 名或更多飞行员。在紧急照明弹上使用 Primus 可以将运行中的飞行员人数减少到等于或略少于单个大型照明弹。大型紧急火炬可以利用备用火炬（N2 吹扫、Primus）的所有优点。

分阶段多点火炬

多点地面火炬 （MPGF） 或 John Zink 的说法（线性泄压气体氧化器 – LRGO）有几个优点。MPGF 是由许多燃烧器组成的火炬，分为多个阶段。这些燃烧器组的投入使用和停止使用取决于救济率。通常，每排燃烧器将有两个引燃器，第一级的每个燃烧器上可能有一个引燃器。MPGF 的第一阶段的吹扫要求较低。通常，吹扫速率由最终用户在集管内所需的扫描速率设置，而不是由防止氧气进入第一级所需的速率设置。当级级停止运行时，它们会用氮气吹扫。有许多飞行员与 MPGF 相关联。Primus 技术可以应用于 MPGF，从而减少在役飞行员的数量。MPGF 的最大好处是与此类耀斑相关的非常高的销毁效率。许多 MPGF 燃烧器已经过排放测试。监管机构允许此类火炬以达到 99.5% 的销毁效率并不罕见。（大多数测试数据显示销毁效率高于 99.5%。与 98% 的 DE 相比，99.5% 的 DE 减少了 75% 的未燃烧碳氢化合物排放。MPGF 的缺点是需要相对较高的排气热值（通常为 800 Btu/scf）。如果要燃烧的废气的热值较低，则必须使用补充气体来提高热值。此要求通常将 MPGF 限制在具有持续高热值排气气体的应用。

吹扫减少装置

几十年来，John Zink 一直提供吹扫减少装置。这些设备有两种类型：速度密封（商品名 Airrestor）和浮力密封（商品名 Molecular Seal）。这些设备减少了保持烟囱内氧气含量可接受的吹扫量。减少吹扫意味着减少排放。

氢燃料

随着公司努力减少二氧化碳排放，氢气的使用变得越来越普遍。氢气燃烧的唯一产物是水。几十年来，John Zink 一直提供 100% 氢火炬飞行员，为太空飞行器发射设施提供此类飞行员。这是一项经过验证的技术。

Stella Technology

John Zink 开发了一种用于火炬尖端的直接火花点火系统 （Stella）。该开发项目的目的是针对位于无法使用公用设施的偏远地区的矿坑火炬。通过使用太阳能电池系统，对管道火炬的修改使高压火花能够可靠地点燃火炬尖端。测试是在一系列废气出口速度（从非常低到 1 马赫）、一系列风速、风向、有雨和无雨的情况下进行的。该技术在水平方向（典型的坑火炬方向）和垂直方向上都经过了测试，所有配置的点火可靠性都很高。（注意：特定国家/地区的法规可能会阻止使用此技术。这项技术的好处是没有引燃气体和相关排放物。

防止火炬

减少火炬二氧化碳排放的最有益方法是防止引发火炬事件的工艺干扰。 大多数主要运营商都具有分析能力，可以使用历史数据来预测潜在的火炬事件，从而减少或完全避免事件。 

与 John Zink

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