Torță (industrie)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Coșul de fum al rafinăriei Shell Haven din Anglia

O torță [1] , denumită și torță , este un sistem de ardere la mare altitudine a gazelor nedorite utilizate în instalații industriale precum rafinării de petrol , instalații chimice sau petrochimice , instalații de tratare a gazelor naturale , dar și puțuri de petrol sau gaze, platforme petroliere și depozitele de deșeuri .

Arderea gazelor arse în Dakota de Nord

În instalațiile industriale, torțele sunt utilizate în principal pentru a arde gaze inflamabile degajate de supapele de siguranță în urma unei suprapresiuni nedorite în echipamentul instalației. În timpul opririi sau punerii în funcțiune parțiale sau totale a instalațiilor, rachetele sunt adesea utilizate pentru o ardere programată a gazelor pentru perioade scurte [2] [3] [4] [5] [6] . În sistemele de extracție și producție de petrol , țițeiul este extras din fântâni "onshore" sau "offshore" amestecat cu gaz natural ("gaz natural asociat cu"). În unele zone geografice fără o rețea de conducte sau altă infrastructură de transport și distribuție a gazului , cantități mari din acest gaz asociat pot fi arse într-un focar ridicat sau în puț la nivelul solului. Alternativ, gazul asociat este reinjectat în rezervor, o soluție preferabilă, deoarece are un impact mai mic asupra mediului , care păstrează gazul pentru posibile utilizări viitoare și menține rezervorul sub presiune și, prin urmare, productivitatea acestuia [7] .

Sisteme de torțe în instalații industriale

Diagrama de flux a unui sistem vertical de torțe ridicate într-o instalație industrială

Pentru a proteja echipamentul instalației în caz de suprapresiune, supapele de siguranță sunt un sistem esențial de protecție care evacuează automat gaze sau lichide în conformitate cu standardele internaționale și legile naționale. Gazele sau lichidele evacuate sunt transportate printr-o rețea extinsă de țevi (colectoarele torței, „anteturi de flacără”) către torță pentru a fi arse la mare altitudine în partea de sus a coșului de fum. Flacăra rezultată variază ca mărime și luminozitate, în funcție de debitul fluidului de ardere [5] .

Tipuri de torță

Torțele întâlnite în mod obișnuit în instalațiile industriale sunt fie de tip ridicat, fie de tip sol. Alegerea tipului depinde de considerații precum disponibilitatea spațiului, caracteristicile gazului care urmează să fie ars (compoziție, cantitate și presiune), considerații economice legate de investițiile inițiale și costurile de întreținere, considerații legate de relațiile publice cu comunitatea locală și cerințele care decurg din reglementările și legile locale sau din cele mai bune tehnologii disponibile .

Lanterne ridicate

Cele mai utilizate în industria petrochimică sunt cele cu capacități mai mari. Gazul care urmează să fie eliminat este trimis într-un coș de fum (numit și stiva ) și este ars într-un terminal din partea de sus a torței ( vârf de flacără ).
Înălțimea torțelor înalte variază în funcție de capacitatea cerută de instalația pe care o deservesc, în unele cazuri ajungând chiar la 180 de metri. Înălțimea considerabilă a acestor torțe reprezintă, de asemenea, cel mai bun sistem pentru dispersia produselor de ardere toxice și urât mirositoare. Stiva poate fi autoportantă sau, alternativ, fixată pe cablu sau susținută de ferme. Pentru a atenua formarea fumului și a luminiscenței excesive în timpul arderii, torțele ridicate pot fi asistate cu injecții de tipul aburului sau aerului, care, totuși, pot avea dezavantajul creșterii excesive a zgomotului torței atunci când intră în funcțiune. Costurile de investiții ale torțelor mari sunt relativ ridicate și, de obicei, o suprafață mare în jurul stivei ( zona sterilă ) este inutilizabilă din cauza radiațiilor de pe sol cauzate de flacără. [1] [8] .

Lanterne pe pământ

Aceste lanterne nu se dezvoltă în înălțime și există diferite variante în funcție de faptul că sunt cu sau fără pereți izolați pentru a limita radiația termică din zona înconjurătoare sau în funcție de numărul de arzătoare plasate într-o structură de oțel cu un strat refractar la nivelul 'de interior. Torțele de la sol sunt în general echipate cu sisteme de izolare fonică și de atenuare a vântului numite garduri de vânt [1][9] .

Diagrama tipică a unei torțe ridicate

Diagrama de flux vizuală prezintă componentele tipice ale unui sistem de torțe vertical ridicat [2] [3] [4] :

  • distribuitorul torței se descarcă într-un separator lichid-vapori („Knockout Drum”, sau „KO Drum”), care servește la separarea lichidelor (uleiuri, apă, hidrocarburi lichide) care ar putea fi antrenate cu vaporii de ars;
  • gazele care ies din "tamburul KO" sunt trimise la torță printr-o etanșare hidraulică (" tambur de etanșare a apei") pentru a preveni orice incendiu din coșul fumului;
  • din "KO Drum" este posibil să se trimită gazele separate către un sistem alternativ de recuperare ("Gas Recovery System"), de exemplu către sistemul de gaz combustibil al centralei;
  • din „garda hidraulică” gazele intră în canalul de fum al torței sau stivei și, printr-o secțiune care blochează posibilele incendii înapoi, ajung la vârful canalului de fum unde are loc arderea („vârful”);
  • pe „vârful coșului” este aprinsă întotdeauna o flacără pilot („Flacără pilot”) gata să aprindă orice gaz care ajunge la vârf. Flacăra pilot are propriul său sistem de aprindere dedicat ("Sistem de aprindere") [10] ;
  • torța poate fi echipată cu un sistem de injecție a aburului ("Steam Injection System") care favorizează o bună amestecare a gazelor care trebuie arse cu aerul înconjurător, pentru a promova o flacără fără fum ("torță fără fum").

Avantajele arderii gazelor arse

Torța este partea fabricii chimice sau a rafinăriei care, în caz de urgență, face posibilă securizarea plantelor, arderea gazelor periculoase sau inutilizabile într-un mod sigur și controlat, pentru a proteja siguranța instalației și a mediului în conformitate cu legile și reglementările locale, cu randamente în general mai mari de 98% [1][9] . Prezența lanternei previne emisia în atmosferă a unei serii întregi de substanțe gazoase periculoase pentru sănătatea și siguranța oamenilor și pentru mediu, cum ar fi de exemplu:

Din punctul de vedere al încălzirii globale , în arderea torței cu gaz natural și a hidrocarburilor, în general, se reduce impactul asupra atmosferei: de fapt, potențialul de încălzire globală (GWP sau potențialul de încălzire globală) al metanului este de 34 de ori mai mare decât cel al CO 2 , principalul produs de ardere (împreună cu apa) al hidrocarburilor [11] și, în consecință, evazarea metanului înainte de a-l elibera în atmosferă reduce efectul său de încălzire globală [12] .

Impactul arderii gazelor arse

În afară de emisiile evidente de gaze arse în atmosferă, atunci când torțele sunt activate, acestea produc un impact legat de zgomotul puternic, lumina și radiația termică din zona de mai jos. Aceste impacturi sunt produse numai în cazurile de urgență în care torța intră în funcțiune, totuși pilotul este o flacără care este întotdeauna aprinsă și, prin urmare, reprezintă o sursă continuă (deși limitată) de dioxid de carbon și emisii de apă . Există, de asemenea, cazuri în care pilotul ucide păsări sau insecte atrase de lumină.
Un astfel de caz izbitor a avut loc la terminalul de gaze naturale lichefiate din Saint John , New Brunswick , Canada , la 13 septembrie 2013 , când aproximativ 7.500 de păsări cântătoare migratoare au fost atrase și ucise de căldura torței [13] . Similar, deși mai limitate, se știe că incidentele sunt cauzate de torțe de la platformele petroliere „offshore” [14] .
Alte cazuri implică uciderea mai multor insecte atrase de flacăra pilotului , ca în cazul moliilor descrise de raportorii Convenției privind biodiversitatea din Québec, Canada, ca parte a Inițiativei de taxonomie globală [15] .

Impactul evazării „gazului asociat” din puțurile de petrol

Arderea arsă dintr-o fântână de petrol din Nigeria
Arderea gazelor arse pe o platformă petrolieră din Marea Nordului

Conform datelor de la Banca Mondială , la sfârșitul anului 2011 au fost arse 150 × 10 9 metri cubi pe an de „gaz asociat”, o cantitate echivalentă cu aproximativ 25% din consumul anual de gaze naturale din Statele Unite sau aproximativ 30 % din consumul anual în Uniunea Europeană [16] . La o valoare nominală de 5,62 dolari pe picior cub [17] , această sumă ar echivala cu 29,8 miliarde de dolari. De asemenea, la sfârșitul anului 2011, 72% din totalul arsurilor provocate de flăcări erau atribuite a 10 țări și 86% a 20 de țări. Cei mai mari zece contribuitori la emisiile de flacără au fost [18] :

Emisiile de flacără reprezintă o sursă semnificativă de dioxid de carbon (CO 2 ) în atmosferă, împreună cu emisiile provenite din arderea combustibililor fosili și din fabricile de ciment [19] : aproximativ 2400 × 10 6 t de dioxid de carbon sunt emise în fiecare an în acest mod , care corespunde la aproximativ 1,2% din emisiile totale la nivel mondial. Aceasta reprezintă mai mult de jumătate din cotele de emisii de gaze cu efect de seră care au fost certificate în temeiul Protocolului de la Kyoto din iunie 2011 [20] . Studiile efectuate prin satelit din SUA arată că cantitatea de gaze arse la nivel global a scăzut cu 20% între 2005 și 2010, cu cele mai semnificative reduceri în Rusia (minus 40%) și Nigeria (minus 29%) [21] [22] .

Notă

  1. ^ a b c d Torce , pe techengineering.it , TechEngineering, 19 iunie 2014. Accesat pe 27 ianuarie 2019 .
  2. ^ A b (RO) Secțiunea 3.0: Controale VOC, Secțiunea 3.2: Controale VOC de distrugere, Capitolul 1: Flare (PDF), EPA / 452 / B-02-001, Agenția SUA pentru Protecția Mediului, septembrie 2000. Accesat la 15 ianuarie 2019 .
  3. ^ a b ( EN ) A. Kayode Coker, Ludwig's Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plant , vol. 1, a 4-a ediție, Gulf Professional Publishing, 2007, pp. 732-737, ISBN 0-7506-7766-X . Adus la 15 ianuarie 2019 .
  4. ^ a b ( EN ) Frank Lees, Lees 'Loss Prevention in the Process Industries, Ediția a treia: Identificarea, evaluarea și controlul pericolelor , 3ª, Sam Mannan, Oxford UK, Butterworth-Heinemann, 2005, ISBN 0-7506-7555-1 .
  5. ^ A b (EN) Milton R. Beychok, Capitolul 11, Flare Stack Plume Rise , în Fundamentals of Stack Gas Dispersion , ediția a IV-a, 2005, ISBN 0-9644588-0-2 . Adus la 15 ianuarie 2019 .
  6. ^ (RO) David Shore, Flaregas Corporation, Un model propus pentru flăcări și panouri cuprinzătoare cu flacără ridicată (PDF), al 40-lea simpozion AIChE de prevenire a pierderilor, 2006. Accesat la 15 ianuarie 2019.
  7. ^ (EN) William Leffler, Rafinarea petrolului în limbaj non-tehnic , Tulsa, PennWell Corp., noiembrie 2008, ISBN 1593701586 . Adus la 15 ianuarie 2019 .
  8. ^ Combustion - Lanterne , pe nonsoloaria.com . Adus pe 28 ianuarie 2019 .
  9. ^ a b Impactul termic și acustic al torțelor industriale , pe enviroware.it , Enviroware. Adus pe 27 ianuarie 2019 .
  10. ^ Prezentare generală a sistemelor de aprindere , Smitsvonk, noiembrie 2001. Sursă excelentă de informații despre flăcările pilot de stivă și sistemele lor de aprindere.
  11. ^ (EN) Atul K. Jain, Bruce P. Briegleb, K. Minschwaner și Donald J. Wuebbles, Forțele radiative și potențialele de încălzire globală ale gazelor cu efect de seră 39, în Journal of Geophysical Research: Atmospheres, vol. 105, D16, august 2000, pp. 20773-20790.
  12. ^ Gaz natural - Evacuarea gazului și evacuarea gazului - Eniscuola , pe Eniscuola Energy and Environment , Eni. Adus pe 27 ianuarie 2019 .
  13. ^ (EN) 7.500 de păsări cântătoare ucise la fabrica de gaze Canaport din Saint John , pe cbc.ca, CBC Online, septembrie 2013. Accesat la 28 ianuarie 2019.
  14. ^ (EN) Francis K. Wiese și colab., Seabirds at Risk around Offshore Oil Platforms in the North-West Atlantic (PDF), în Marine Pollution Bulletin, vol. 42, n. 12, 2001, pp. 1.285-1.290. Adus pe 28 ianuarie 2019 .
  15. ^ (EN) The Global Taxonomy Initiative - The Response to a Problem (PDF) pe cbd.int, Convenția privind diversitatea biologică.
  16. ^ (EN) Global Gas Flaring Reduction Partnership (GGFR) (PDF), pe siteresources.worldbank.org, Banca Mondială, octombrie 2011. Accesat la 15 ianuarie 2019.
  17. ^ (EN) Annual Energy Review , pe eia.gov, US Energy Information Administration, septembrie 2012. Accesat la 15 ianuarie 2019.
  18. ^ (EN) Volumele evazate estimate din datele satelite, 2007-2011 (PDF) pe siteresources.worldbank.org, Banca Mondială, octombrie 2011. Accesat la 15 ianuarie 2019.
  19. ^ ( EN ) IPCC, IPCC 2014: Summary for Policy Makers. În: Climate Change 2014, Mitigation of Climate Change ( PDF ), su templatelab.com , Cambridge University Press, Cambridge, Marea Britanie și New York, NY, SUA, octombrie 2011. Adus la 17 ianuarie 2019 .
  20. ^ (EN) Global Gas Flaring Reduction , pe web.worldbank.org, Banca Mondială, martie 2014. Accesat la 26 ianuarie 2019.
  21. ^ (EN) Estimarea volumelor de gaze arse folosind produsele NASA MODIS pentru detectarea incendiilor (PDF) pe ngdc.noaa.gov, Administrația Națională Oceanică și Atmosferică.
  22. ^ Christopher Elvidge, raportul anual al Centrului Național de Date Geofizice (NGDC) al NOAA , Administrația Națională Oceanică și Atmosferică, februarie 2011.

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Torcia_(industria)&oldid=121259844 ”