کد خبر: ۱۱۹۲۵
تاریخ انتشار: ۳۱ شهريور ۱۳۹۸ - ۰۸:۲۴-22 September 2019
بر اساس آمار و ارقام بانك جهانی، سهم كشورهای در حال توسعه از كل گازهای فلر شده در دنيا بيش از ۸۵ درصد می‌باشد. چرا که اين كشورها عمده‌ترين توليد كنندگان نفت و گاز جهان برای صادرات می‌باشند.
عصراسلام:
گازهای حاصل از احتراق در فلر يكی از مهم‌ترين عوامل‌ آلودگی هوا محسوب شده و پيامدهای زيست‌محيطی را در پس خواهد داشت.

فلرها دودكش‌های هستند كه در تأسيسات و چاه‌هاي نفتي، پالايشگاه‌ها، پتروشيمی‌ها، تأسيسات شيميايی و لندفيل‌ها جهت سوزاندن گازها استفاده می‌شوند. از آنجایی كه اثر گلخانه‌ای گاز متان بسیار قوی‌تر از اثر دی‌اکسید کربن است، طبق عهدنامه كيوتو، بعضی از شركت‌هاي جمع‌آوری زباله در كشورهای جهان سوم در مقابل استفاده از فلر جهت سوزاندن گاز متان حاصل از تجزيه زباله‌های خود و تبديل آن به Co۲ امتياز دريافت می‌كنند. گازهای حاصل از احتراق در فلر يكی از مهم‌ترين عوامل‌ آلودگی هوا محسوب شده و پيامدهای زيست‌محيطی را در پي خواهد داشت.

علاوه بر بحث زيست‌محيطی، سوزاندن گازهای ارسالی به فلر از لحاظ اقتصادی نيز خسارات بسيار زيادی به اقتصاد جوامع جهانی وارد می‌کند.

بر اساس تخمين بانك جهاني سالانه ۱۱۰ ميليارد متر مكعب از گازهای طبيعی در فلرها سوزانده شده يا مستقيماً به محيط تخليه می‌شود. اين ميزان گاز تلف شده مي‌تواند نياز سالانه سوخت آمريكای مركزی و جنوبی يا آلمان و يا ايتاليا را مرتفع سازد. به علاوه حجم گازهای فلر در آفريقا به تنهايي ۳۷ ميليارد متر مكعب است كه می‌تواند ۲۰۰ تراوات ساعت الكتريسيته توليد کند.

فلر چيست؟

لغت فلر برای توصيف يك شعله بی‌حفاظ كه گازهای مازاد را می‌سوزاند، به كار می‌رود. اين پديده اغلب در تأسيسات نفتی نظير بالادستی نفت، پالايشگاه‌ها و صنايع پتروشيمی و همچنين در واحدهای شيميایی به منظور حفظ ايمنی كاركنان و تجهيزات موجود در محل اتفاق می‌افتد.

مهمترين مشكلات فلر چيست؟

فلرها حجم بسيار زيادی از گاز را در مدت كوتاهی به سوي اتمسفر رها مي‌سازند. اين امر زمينه را برای ايجاد اغتشاشات جوی فراهم مي‌سازد. از طرفي به دليل عدم وجود زمان كافی در فرآيند احتراق، گازهای نسوخته زيادی از فلر وارد محيط زيست می‌شود و نا‌مشخص بودن بازده فلرها از جمله مهم‌ترين مشكلات است و تحقيقات انجام شده تا به حال نشان می‌دهد حجم تركيبات بالقوه سمی آزاد شده از احتراق ناقص بسيار بيش از حد انتظار است. همچنين از مشكلات بسيار مهم و قابل توجه فلر، ايجاد مسايل زيست‌محيطي مانند اتلاف منابع، ايجاد گرمايش جهانی و باران‌های اسيدی است.

چرا كارخانه‌ها فلر دارند؟

فلرها برای حفاظت از تجهيزات و شاغلان حاضر در كارخانه و دور کردن گازهای مضر از محيط صنعتي طراحي شده‌اند. همچنين فلرها در تأسيسات نفتي و پالايشگاه‌ها همانند سوپاپ اطمينان عمل كرده و به عنوان يك وسيله كنترل فشار از فشارهای ناگهانی و ناخواسته حاصل از گازها و مايعات داغ كاسته و خطر انفجار را از بين می‌برد. در واقع فلر يك وسيله ايمنی است كه كارخانه را از عواقب گازهای مازاد نجات می‌دهد.

چرا برخی از فلرها دود می‌كنند؟

علت دود كردن فلرها آن است كه فرآيند احتراق به خوبی انجام نگرفته و يا به عبارت ديگر احتراق ناقص بوده است. چنين فلرهايي مناسب نبوده و در صورت مشاهده دود يا شعله غير عادي، مراتب حتماً بايد گزارش شود. يكي از عوامل ايجاد دود در فلرها ارسال حجم زياد گاز (بيش از ظرفيت طراحي) به آن‌هاست. همچنين احتراق كامل‌تر و بهتر فلر بستگي به تركيب گاز و هوا و عدم وجود مايعات دارد.

چرا از فلرها بوی نامطبوع متصاعد می‌شود؟

گازهای متنوعی از فرآيند فلر آزاد می‌شود. اگر احتراق در فلر كامل باشد، فقط بخار آب، دی‌اكسيد كربن و د‌ی‌اكسيد گوگرد به عنوان محصولات احتراق توليد خواهد شد. اما واقعيت آن است كه كنترل احتراق گازها در نوک فلر امكان پذير نبوده، از اين‌رو غير از تركيبات مذكور، گازهای ديگری نيز توليد می‌شود. گازهای دي‌اكسيد گوگرد (SO۲) و سولفيد هيدروژن (H۲S) عامل اصلی ايجاد بوی نامطبوع در فلرها هستند.

گاز SO۲ گازي بي رنگ با بوي بد است. اين گاز سيستم تنفسي را تحريك كرده و حتي مي‌تواند منجر به برونشيت و آسم شود.

گاز H۲S ماده شيميايي بسيار خطرناك با بوی تخم مرغ فاسد است. مهم‌ترين آسيب H۲S توانایی اين گاز در ايجاد مرگ ناگهانی برا كسی است كه مدت طولانی در معرض غلظت بالایی از اين گاز، قرار گيرد. 

نكته مهم ديگر آن است كه تماس مداوم با غلظت پايين آن باعث كاهش حس بويایی در شخص خواهد شد. بديهی است در غلظت‌های بالا از اين گاز، حس بويایی به صورت كامل مختل می‌شود.

گازهای خروجی از فلر كارخانه‌ها شامل چه تركيباتی هستند؟

براساس تحقيقات صورت گرفته در جهان، در حدود ۲۵۰ ماده سمی شناخته شده مختلف طي فرآيند فلر به هوا تخليه می‌شوند كه برخی از آن‌ها عبارتند از: دوده، بنزن، جيوه، اكسيدهای نيتروژن، دی‌اكسيد‌ كربن، آرسنیک، دی‌سولفيد كربن، كروم، متان، تولوئن، گازهای اسيدی و هيدروكربن‌های آروماتيك چند حلقه‌ای

آيا فلر بر سلامتی انسان تأثير می‌گذارد؟

برخی از تركيبات آزاد شده از فرآيند فلر می‌توانند باعث تشديد بيماری‌های تنفسی از جمله آسم شوند. مطابق گزارش سال ۲۰۰۰ سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا (EPA) فلر می‌تواند غلظت بالایی از گاز سولفيد هيدروژن را كه مشابه سيانور سمی است، در محيط ايجاد کند. 

قرار گرفتن كوتاه مدت در معرض اين گاز ممكن است منجر به كاهش عملكرد شُش‌ها همراه با برخی از نشانه‌ها مانند خس‌خس كردن، تنگی نفس و فشار بر قفسه سينه شود.

آيا فلر بر كيفيت هوا تأثير می‌گذارد؟

به دليل آنكه احتراق در فلر اغلب ناقص انجام مي‌شود، از اين‌رو فلرها در كيفيت هوا تأثير قابل توجهی دارند. بررسي‌هاي به عمل آمده از ايستگاه‌های كنترل كيفيت هوا نشان‌دهنده افزايش ميزان غلظت برخی از مواد از جمله غلظت سولفيد هيدروژن در فرآيند فلر است. همچنين در اين بررسي‌ها مشخص گرديده فلرها همواره مقدار گاز دی‌اكسيد‌ كربن را در هوا افزايش می‌دهند.

چگونه توقف كارخانه (Shut down) بر فلر اثر می‌گذارد؟

توقف در دو حالت نرمال و اضطراري ممكن است رخ دهد. توقف نرمال به منظور تميز کردن تجهيزات و توقف اضطراري با هدف رفع خطراتی است كه تجهيزات موجود در فرآيند را تهديد می‌کند. به طور كلي هنگامي كه واحد فرآيندی متوقف می‌شود، ميزان گازهای ارسالی به فلر به بالاترين مقدار خود می‌رسد.
    
اثرات فلر

الف) فلرهاي فعال در ميادين نفت و گاز و يا موجود در عمليات پالايش به طور مستقيم ايجاد گازهای گلخانه‌ای كرده كه گرم شدن كره زمين نتيجة حتمی آن است.

ب) گازهای ارسالی به فلر در شرايط مختلف عملكرد آن، باعث نشر گازهای متفاوتی نظير دوده، تركيبات آلی فرار نسوخته، منوكسيد كربن، گازهای اكسيد نيتروژن، دی‌اكسيد گوگرد، مركاپتان‌ها و دی‌اكسيد گوگرد می‌شود. نشر گازهای مذكور، سلامت انسان‌هايی را كه در محيط اطراف، مشغول كار هستند، به خطر می‌اندازد.

فلر در پالايشگاه‌ها

هدف اصلی يك پالايشگاه، تبديل نفت خام به محصولات مفيد و با ارزش همانند بنزين، ديزل، نفت سفيد و غيره است. اين امر از طريق فرآيندهاي مختلف جداسازي (تقطير، جذب، تبلور و غيره) و فرآيندهاي تبديل شيميايي (كراكينگ كاتاليستي، آلكيلاسيون، ايزومريزاسيون و غيره) انجام مي‌‌شود. تمامی اين فرآيندها به گونه‌اي طراحي شده‌اند كه در شرايط مشخصي از دبی، دما، فشار و تركيب انجام پذير باشند.

انحراف از شرايط طراحي باعث ايجاد وضعيت نامناسب در فرآيند شده تا حدی كه جريانات گازی فرآيندها (به دليل عمل کردن شيرهای اطمينان) به سيستم فلر پالايشگاه تخليه مي‌شوند.

سيستم فلر از قسمت‌هاي ضروري در پالايشگاه است كه در داشتن فرآيند قابل اطمينان نقش اساسي دارد. زيرا فلرها مي‌توانند از بروز خطرات، آتش‌سوزي‌ها، انفجار و صدمه ديدن كاركنان جلوگيري کنند. فلرها به منظور كنترل ايمن و مطمئن مواد تخليه شده به محيط زيست، نظير مواد قابل احتراق مازاد حاصل از فرآيندها و همچنين گازهای به وجود آمده در شرايط اضطراری استفاده می‌شوند. 

در واقع فلر، مواد قابل اشتعال و سمی و بخارات خورنده را به تركيبات كم ضرر تبديل می‌کند. فلرها اغلب به سهولت قابل مشاهده بوده و همواره حين فعاليت گرما و صدا توليد مي‌كنند. ميزان و نوع گازهای انتشار يافته از فلر به محيط زيست تابع بازده احتراق و نوع گازهای ارسالی به فلر است.

بازده احتراق پايين در فلر به معناي وجود مقدار قابل توجهي تركيبات آلی فرار در گازهای ارسالی به فلر بوده و بازده بالا نيازمند اختلاط كامل سوخت با هوا و فقدان فاز مايع در حين احتراق است. بازده احتراق برای فلری كه به خوبی طراحي شده است معمولاً بالای ۹۰ درصد و گاهی بيش از ۹۸ درصد است.

سيستم فلر در سه حالت مختلف از شرايط عملياتي تأسیسات، گازهای دريافتی را می‌سوزاند:

الف) شرايط عادی

در اين حالت گازهای آزاد شده از برخی فرآيندها به همراه گازهای Purge شده در فلر سوزانده می‌شوند و معمولاً احتراقی بدون دود، صدا و نور به دنبال دارد. محصولات احتراق در اين شرايط اغلب بخار آب، دي‌اكسيد‌ كربن و دی‌اكسيد‌ گوگرد است. در اين شرايط امكان بازيافت برخي از گازها پس از فشرده سازی دوباره به عنوان سوخت وجود دارد.

ب) شرايط آشفتگی واحد  

اين شرايط در هنگام راه اندازي يا توقف كامل كارخانه به وجود آمده و حجم گازهای ارسالی به فلر بيش از شرايط عادی است.

ج) شرايط اضطراری واحد  

در مواقعي كه حوادثي نظير نقص فني دستگاه يا قطع جريان برق اتفاق مي‌افتد، مقداری از گازها به صورت نا‌خواسته به فلر ارسال مي‌شود. از آنجا كه در اين حالت تنظيم نسبت سوخت و هوا نامناسب است، لذا شعله‌ای سياه و پر دود ايجاد می‌شود.

شرايط اضطراری ممكن است به دلايل مختلفی اتفاق افتد كه برخی از آن‌ها عبارتند از:

۱.    تغيير در خوراک ورودی
۲.    نقص فنی تجهيزات
۳.    تعمير و نگهداری نامناسب
۴.    اشتباهات انسانی
۵.    انحراف از رويه بهره برداری
۶.    قطع جريان برق 
۷.    بهره برداری بيش از ظرفيت طراحی


بسياری از پالايشگاه‌ها دارای چندين سيستم فلر بوده و برخی از واحدهای فرآيندی نيز سيستم فلر اختصاصي دارند. علت اين امر جلوگيري از اختلاط جريان گازهای اسيدی از ساير جريانات گازی در مسير انتقال به فلر می‌باشد. فلر مربوط به گازهای اسيدی به مشعل‌هاي خاص مجهز شده تا بازده احتراق در آن‌ها بالاترين حد ممكن باشد.

حالت ايده‌ال آن است كه هيچ گونه فلري در پالايشگاه وجود نداشته باشد، زيرا آن‌ها باعث اتلاف هيدروكربن‌ها و گازهايي می‌شوند كه ارزش اقتصادی بالايی دارند. 

اما واقعيت آن است كه نصب تجهيزات بازيافت در شرايطي كه حجم گازهاي ارسالي به فلر مقدار قابل توجهي افزايش مي‌يابد (شرايط اضطراري) امكان‌‌پذير نیست. بازيافت گازهاي فلر در شرايط عادی عملياتی در بسياری از پالايشگاه‌های دنيا انجام پذيرفته و يا در حال بررسي است. به منظور حفاظت از محيط زيست و حفظ منابع اوليه، به حداقل رساندن گازهاي ارسالي به فلر امري ضروري و قابل ملاحظه است.

طبقه بندی فلرها بر اساس ارتفاع

به طور كلي فلرهاي مورد استفاده در پالايشگاه‌ها را مي‌توان به دو دسته مرتفع و زميني (كم ارتفاع) تقسيم کرد. فلرهاي زميني معمولاً براي سوزاندن مقادير كم گازها مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه در اين نوع فلر نيازي به آب و هوای كمك نداشته و عمل احتراق در محفظه احتراق اتفاق افتاده و شعله در داخل محفظه قرار دارد. 

اما طراحی فلرهای مرتفع بر اساس حداكثر جريان مواد قابل احتراق و حداكثر ميزان مجاز تشعشعات حاصله از احتراق است. در برخي از موارد پالايشگاه ممكن است هر دو نوع فلر را دارا باشد.


طبقه بندی فلرها بر اساس اختلاط

مبنای دوم دسته بندی فلرها، استفاده از يك عامل بيرونی برای ايجاد اختلاط در نوک فلر است كه بر اين اساس فلرها به فلر با عامل اختلاط كننده بخار، فلر با عامل اختلاط كننده هوا، فلر با عامل اختلاط كننده فشار و فلر بدون عامل اختلاط كننده طبقه بندی می‌شوند.

الف) فلر با عامل اختلاط كننده بخار

اين نوع فلر داراي آتشخان با يك نوك بوده و گازهاي قابل اشتعال در آن به صورت شعله پيش‌رو مي‌سوزد. در ميان ساير فلرها، اين نوع فلر از فراواني بیشتری برخوردار بوده و در اكثر پالايشگاه‌ها و صنايع شيميايي از اين نمونه نصب مي‌شود. در اين فلر برای اطمينان از تأمين هواي كافي و اختلاط خوب هوا با گازهاي سوختي يك جريان بخار به ناحيه احتراق تزريق مي‌شود. تزريق بخار موجب افزايش آشفتگي براي اختلاط بهتر و وارد كردن هوا به شعله مي‌شود.

اختلاط خوب، موجب كاهش توليد دود مي‌شود. بخار مانند كاتاليست عمل كرده و دماي ناحيه احتراق را به واسطه رقيق كردن و ايجاد آشفتگي پايين مي‌آورد. همچنين تزريق بخار موجب مي‌شود عمل اكسيداسيون زمان بيشتري طول بكشد و تجزيه مواد هيدروكربني حداقل شود در شكل زیر نمونه‌ای از اين نوع فلر نشان داده شده است.

ب) فلر با عامل اختلاط كننده هوا

در اين نوع فلر از جريان هوا براي تأمين هواي مورد نياز و نيز عامل اختلاط استفاده مي‌شود. آتشخان اين فلر به شكل تار عنكبوت با روزنه‌های كوچك است كه در قسمت داخلی و بالای يك لوله فولادی قرار می‌گيرد. 

حداقل قطر لازم براي اين لوله فولادي دو فوت است. هوا از انتهای لوله توسط يك دمنده تأمين مي‌شود و ميزان هوا توسط سرعت دمنده تنظيم می‌شود. مهم‌ترين مزيت اين فلر، عدم نياز به بخار در مكان‌هايی است كه بخار در دسترس نيست. از عيوب اصلي اين نوع فلر اين است كه براي حجم زياد گاز، مقرون به صرفه نیست. در ادامه، شكل نمونه‌ای از اين نوع فلر نشان داده شده است.

ج) فلر با عامل اختلاط كننده فشار

در اين فلر از فشار جريان گازهای سوختنی به عنوان عامل اختلاط‌كننده در نوک آتشخان استفاده می‌شود. در صورتی كه فشار گاز سوختنی بيش از ۱۰ تا ۱۵ پوند بر اينچ مربع باشد، اين نوع فلر بر فلرهای قبلی ارجحيت دارد. معمولاً آتشخان اين نوع فلر در نزديكي سطح زمين قرار می‌گيرد و بايد در ناحيه‌اي دور از تأسيسات نصب شود. اين فلرها معمولاً در جایی كه فضای زيادی در دسترس باشد قرار داده می‌شوند. اين نوع فلرها دارای چندين سرآتشخان هستند كه بسته به مقدار گاز سوختنی استفاده می‌شوند. در ادامه، شكل نمونه‌ای از اين نوع فلر نشان داده شده است.

د) فلر بدون عامل اختلاط

همچنانكه از نام اين فلر مشخص است ، از عامل اختلاط كننده هوا و سوخت در آن استفاده نمي‌شود. استفاده از اين فلر براي گازهايي است كه آنتالپي كمي دارند و نسبت كربن به هيدروژن آن‌ها كوچك باشد. اين گازها به آساني و بدن دود مي‌سوزند و براي احتراق كامل نياز به هواي كمي دارند. همچنين دمای حاصل از احتراق آن‌ها پايين و واكنش‌های كراكينگ در آن‌ها حداقل است.

انواع فلر از نظر گازهای سوختنی

الف) فلر گازهای معمولی

در اين نوع فلرها كه برای سوزاندن گازهای معمولی استفاده قرار مي‌شوند، يك محفظه  برای گرفتن مايعات همراه گاز وجود داردكه از برگشت شعله به داخل سيستم جلوگيري مي‌كند. برگشت شعله مي‌تواند ناشی از تركيب هوا و گازهاي قابل اشتعال اتفاق بيافتد. اين ظروف داراي سيفون آب‌بندي بوده و پس از تأمين سطح مورد نياز آب در Seal Drum مازاد آن به حوضچه‌اي سر ريز شده و از آنجا برای تصفيه به واحد آب ترش ارسال مي‌شود‌.

جهت جلوگيری از سوختن تاج مشعل‌ها همواره بايستي مقداري بخار آب ثابت به هر دو مسير بخار آب تزريق شود كه اين مقدار ثابت از طريق يك مسير جانبي در كنار شيرهاي كنترل كه مقدار جريان آن‌ها به وسيله اوریفیس‌های  محدود‌كننده به طور مجزا كنترل و تزريق مي‌شود ،تأمين مي‌شود.

هر كدام از ستون‌هاي مشعل داراي يك مجموعه شمعك  براي روشن نگهداشتن مشعل است كه به موازات آن‌ها يك لوله انتقال  از دستگاه جرقه‌زن براي روشن كردن آن‌ها نصب شده است.

همچنين داخل نوك هر كدام از ستون‌هاي مشعل، حلقه‌هاي مسدود کننده مكانيكي  براي جلوگيري از نفوذ باد به داخل ستون نصب شده و علاوه بر آن نوک مشعل‌ها دارای بادگير مناسب است تا از خاموش شدن شعله توسط باد جلوگيری شود.

ب) فلر گازهای اسيدی

قسمت اعظم مايعات و گازهايي كه در واحدهاي آب ترش تصفيه آمين و بازيافت گوگرد به مشعل پالايشگاه مي‌روند، دارای گاز H2S هستند و نبايد به مشعل‌هاي عادي پالايشگاه هدايت شوند. به همين دليل براي اين گازها يك هدر  مخصوص ۱۲ اينچ طراحی شده كه گازها و مايعات حاوی هيدروژن سولفوره را از واحدهاي فوق‌الذكر جمع‌آوری كرده و به ظرف مايع‌گير Knock out drum H2S منتقل می‌كند.
گازهای اسيدی از بالاي اين ظرف به مشعل اسيدی كه برای همين منظور ساخته شده است منتقل می‌شود.

چون اين گازها معمولاً مقادير زيادي H2S دارند، احتراق آن‌ها مشكل انجام مي‌شود، بنابراين در روي لوله اين مسير يك فلو سوئيچ  نصب شده و هنگامي كه مقدار گازهاي اسيدي از حد تعيين شده بيشتر باشد براي جلوگيري از بد سوختن اين گاز در مشعل، رله شير كنترل را باز كرده، مقدار مناسب سوخت گاز كمكي از شبكه Fuel Gas پالايشگاه به آن تزريق مي‌شود. مايعات جمع شده در ظرف مايع‌گير مستقيماً به شبكه فاضلاب روغني  ارسال مي‌شود.

فلرهای متحرک

در مواقع اضطراری در پالايشگاه‌ها هنگامی كه نياز فوری به سوختن گازهای اضافی باشد، از فلرهای متحرک استفاده مي‌شود.

انواع فلرها از نظر نوع سازه

فلرها را از نظر نوع سازه می‌توان به سه نوع فلزی، كابلی و خود ايستا تقسيم کرد.

اجزای فلر

در اين قسمت، با توجه به فراوانی فلرهای مرتفع با عامل اختلاط كننده بخار در صنايع پالايشگاهی، اجزای تشكيل دهنده اين نوع فلر تشريح مي‌شوند. اين اجزا معمولاً شامل سيستم جمع‌آوری و انتقال گازها از واحدهای فرآيندی، سيستم سوخت كمكی، سيستم تزريق بخار و هوا برای ايجاد شعله مناسب و كم دود، آب‌بند مايع برای جلوگيريی از برگشت شعله، دودكش با يك يا چند مشعل (Burner)، شمعك و سيستم گازرسانی به مشعل و ايجاد جرقه و سيستم و تجهيزات كنترلی و نظارتيی برای بهينه‌سازی سيستم فلر و كنترل شعله هستند.


زیست‌آنلاین
نظر شما
نام:
ایمیل:
* نظر:
به روایت مذهبی ها
نظرسنجی
منشاء پدیده داعش را چه می دانید؟
ناشی از تفکر وهابی-تکفیری
محصول توطئه غرب و اسرائیل
آخرین اخبار
پربازدیدترین
خبری-تحلیلی
اخلاق و عرفان
سیره علی بن ابیطالب(ع)
سیره رسول الله(ص)
تاریخ صدر اسلام
تاریخ معاصر
زمین
سلامت و تغذیه
نماز و احکام
کتاب و ادبیات
نظامی
کمپر و ون لایف
شیطان و گناهان
روشنفکری دینی
مرگ
آخرالزمان